Автор: Астахов О.І.
Теги: хімія органічна хімія підручник для школи досліди з хімії серія коли зроблені уроки
Год: 1980
Текст
О.І.Астахов
Цікаві роботи
з хімії
ББК 24
54
А91
А стахо в А. И. Занимательньїе работьі по химии. —
К-: Радянська школа, 1980 (І кв.). — 5 л. с ил. — (Серия
«Когда сделанм уроки»). 15 к. 66 000 зкз. 70803.
В книге даньї занимательньїе практические работм и
опьітьі, а также вопросьі и задания из истории и теории хи-
мии, химии злементов, советьі по технике безопасности.
Предназначена для учащихся средней школи.
Рукопис рецензували: кандидат хімічних наук С. А. Не-
ділько (Київський державний університет) і вчителька СІП
№ 96 м. Києва Н. В. Лисенко.
70803—164
А __________—— 340—80 4802000000
М210(04)—80
@ Видавництво «Радянська шквла>, 1980,
ДО ЮНИХ ХІМІКІВ
Радянський Союз — країна великої
хімії. За роки Радянської влади обсяг хі-
мічної продукції зріс більше ніж у 1000
раз. За темпами розвитку вітчизняна хі-
мічна промисловість займає нині перше
місце в світі.
У наш час хімія стала однією з най-
важливіших рушійних сил науково-тех-
нічного прогресу. Хімічна наука і хімічна
промисловість завжди під неослабною
увагою Комуністичної партії і Радянсько-
го уряду.
Для тих, хто цікавиться хімією, від-
кривається неосяжне поле діяльності.
Але щоб стати хіміком, треба наполегли-
во і систематично працювати.
Різноманітні досліди з хімічними ре-
човинами, синтезування речовин, дослі-
дження природної сировини, розв’язуван-
ня логічних і розрахункових задач, опра-
цювання літератури — усе це допоможе
вам осягнути ази хімії, краще засвоїти
шкільний курс, розвинути самостійне ми-
слення.
Досліди слід проводити в шкільній ла-
бораторії, на заняттях хімічного гуртка.
Не обов’язково намагатися обладнати
власну лабораторію вдома. Для цього
часто немає тих умов, які є в школі, у бу-
динку піонерів. До того ж самостійне
проведення хімічних дослідів вдома не
завжди безпечне. Саме під керівництвом
викладачів ви здобудете і знання, і вмін-
ня експериментувати, і навички дослід-
ника.
Автор
ПОРАДИ З ТЕХНІКИ
ХІМІЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ
І ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ
В ХІМІЧНІЙ ЛАБОРАТОРІЇ
Щоб підготувати та виконати хіміч-
ний дослід (навіть найпростіший), треба
знати його зміст, основні особливості пе-
ребігу реакції, а також володіти необхід-
ними вміннями і навичками з техніки
хімічного експерименту.
Описані в книжці досліди цілком без-
печні, якщо експериментатор має достат-
ні хімічні знання та навички. Отже, перед
роботою треба обов’язково проаналізува-
ти опис досліду, розглянути зауваження
до методики і техніки його виконання, в
разі потреби звернутися за консультаці-
єю до вчителя або прочитати літературу
з цього питання.
У книжці не розглядається детально
технічний бік підготовки та виконання
дослідів (наприклад, оброблення пробок,
нагрівання, фільтрування рідин, збиран-
ня приладів). У разі потреби користуй-
тесь допоміжною літературою.
Цікаві досліди з хімії при демонстру-
ванні їх перед глядачами вимагають на-
очності та бездоганної техніки виконан-
ня. Для дослідів з рідинами використову-
ються хімічні стакани місткістю 500 мл
(мал. 1) і зрідка пробірки місткістю
40 мл.
Спочатку стакан заповнюють дисти-
льованою водою приблизно на 2/з його
місткості. Потім добавляють невеликі
кількості (2—3 мл) концентрованих роз-
чинів реагентів. Такий спосіб демонстру-
вання дає можливість зробити дослід
наочним без зайвої витрати реактивів.
У пробірках загальний об’єм рідини не
повинен перевищувати третини їх міст-
кості.
6
Мал. 1. Хімічний посуд для демонстрування дослідів.
Перед проведенням дослідів, що супроводжуються зміною
кольору рідини, утворенням осадів або газів, стакан розміщують
на аркуші білого паперу або перед екраном (мал. 2). Коли в ре-
зультаті реакцій утворюються забарвлені речовини, то викори-
стовують білий екран, а коли безбарвні — то чорний. Особливо
допомагає екран ввечері. При електричному освітленні утворен-
ня осадів і виділення газів буде більш помітним, якщо посудину,
де відбувається реакція, підсвітити за допомогою софіта — елек-
тричної лампочки з рефлектором (мал. 3). Софіт можна вигото-
вити в шкільній майстерні. Посудину, в якій відбувається про-
цес, розміщують на підйомному демонстраційному столику
(мал. 4). Пробірки, колби, циліндри та інший посуд у разі по-
треби закріплюють у штативах. Тверді реактиви обережно наси-
пають у посудину за допомогою шпателя або фарфорової ложеч-
ки в невеликій кількості.
На демонстраційному столі повинні бути: штатив (бажано
білого або світло-голубого кольору), пробірки, промивалка
Мал. 2. Переносний екран.
Мал. 3. Прилад для підсвічування дослі-
дів.
7
Мал. 4. Підйомний
столик.
з водою, газовий пальник (або спиртівка), сір-
ники, фільтрувальний папір, рушник; в шух-
лядках — ніж, ножиці, напилок, свердла,
пробки, скляні трубки тощо.
Перед тим як показувати дослід, експери-
ментатор проробляє його кілька разів, визна-
чає найраціональніше розміщення посуду на
столі, послідовність збирання приладів тощо.
При цьому слід дбати про естетичний вигляд
приладів.
Якщо дослід не вдався, його треба, звичай-
но, повторити. Це можна зробити відразу,
якщо добре зрозумілі причини невдачі та є
всі необхідні матеріали. Коли ж ці причини
невідомі або недостатньо зрозумілі, дослід
повторюють згодом, після попередньої пере-
вірки.
Виконуючи досліди, необхідно дбати про власну безпеку та
безпеку присутніх.
Які найбільш типові нещасні випадки бувають під час прове-
дення хімічних дослідів? Як їм запобігти? Як швидко усунути
наслідки «аварії», якщо вона вже трапилась?
Поранення та порізи. Причиною поранень і порізів
у хімічній практиці є невміле або неакуратне поводження із
скляним хімічним посудом та скляними трубками. Хімічне скло
тонке і при сильному натисканні посуд ламається. Отже, при
складанні приладів не слід міцно затискувати в лапках штативу
скляні трубки, колби, пробірки. Скляний посуд завжди трима-
ють якнайближче до місця прикладення зусиль (мал. 5).
При невеликих порізах краї рани змажте розчином йоду або
промийте рану слабким розчином пероксиду водню і перев’я-
жіть. У складніших випадках звертаються до лікаря. Попередньо
слід затиснути поранене місце або накласти вище нього джгут,
щоб спинити кровотечу.
Опіки. Опіки бувають теплові й «хімічні» (їдкими речови-
нами). Якщо теплові опіки невеликі, ушкоджене місце посипа-
ють гідрокарбонатом натрію ЦаНСОз. При сильніших опіках ко-
ристуються концентрованим розчином перманганату калію, спе-
ціальними мазями та ін.
Кислоту або луг ретельно змивають з тіла (одягу або взуття)
великою кількістю води й нейтралізують відповідно 2%-ним роз-
чином соди або 5%-ним розчином оцтової кислоти. Якщо кисло-
та, луг або інший хімічний реактив потрапив в очі, треба негай-
но промити їх великою кількістю проточної води і розведеним
розчином борної кислоти, а потім звернутися до лікаря. Міцну
кислоту, розлиту на столі (підлозі), засипають піском. Потім,
видаливши пісок, це місце промивають розчином соди.
Отруєння. Хімічні речовини у твердому, рідкому та га-
зоподібному станах, потрапивши до організму, можуть спричи-
нити його отруєння. Тому не можна пробувати на смак і нюхати
невідомі речовини. В деяких випадках це роблять за інструкці-
єю. При отруєнні газами треба насамперед вивести чи винести
потерпілого на свіже повітря. При сильному отруєнні газами та
іншими речовинами слід негайно викликати лікаря.
Пожежа. Під час проведення експериментів при неправи-
льному поводженні з хімічними реактивами може виникнути по-
жежа. Якщо вогонь невеликий, слід негайно його погасити, на-
кривши ковдрою чи засипавши піском. Коли це не допомагає, ви-
користовують вогнегасник. В особливо небезпечних випадках
викликають пожежну команду. Пам’ятайте, іцо гасити водою ор-
ганічні речовини не можна, оскільки це сприяє поширенню вог-
ню. Якщо зайнявся одяг, то потерпілого відразу загортають у
ковдру або знімають з нього цей одяг. Ні в якому разі не можна
дозволяти потерпілому бігати.
Вибух. Вибухи трапляються при необережному поводженні
з воднем та в деяких інших випадках. Якщо речовини або про-
дукти їх взаємодії вибухонебезпечні, треба відгородити посуд
захисним екраном з плексигласу.
Виконуючи досліди, які можуть призвести до нещасних ви-
падків, експериментатор повинен бути особливо обережним та
уважним, одягати захисні окуляри та рукавички, ставити захис-
ний екран тощо. Якщо порушився хід досліду, слід рішуче вжити
заходів, щоб не допустити небезпечних наслідків.
Необхідно, щоб у кожній хімічній лабораторії завжди були
невелика аптечка та протипожежні засоби.
ДОСЛІДИ І СПРОБИ
З підручників вам відомо, які явища
належать до фізичних, а які — до хіміч-
них. А що таке фізико-хімічні перетво-
рення? У чому основне завдання фізичної
хімії — важливої галузі сучасної хімічної
науки? До фізико-хімічних належать яви-
ща, які можна віднести як до фізичних,
так і до хімічних, наприклад, розчинення,
адсорбція, перехід речовини з однієї кри-
сталічної форми в іншу без зміни складу
та будови її молекул тощо. Фізична хімія
вивчає будову речовини, закономірності
перебігу хімічних процесів, розчинення,
каталіз, перетворення різних видів енер-
гії в хімічну й навпаки та ін. .
Хімічні процеси відбуваються з пере-
творенням одних речовин в інші. Вам та-
кож відомо, що реакції бувають різних
типів. Та чи не найцікавішими з них є ре-
акції окислення — відновлення, які завж-
ди супроводжуються зміною ступеня
окислення елементів (елемента). У роз-
чинах вони досить часто відбуваються із
змінами кольору. Особливо це стосується
перетворень з участю солей хрому (III)
і хрому (VI), марганцю (VI) і марганцю
(VII), солей ванадію з різним ступенем
окислення та деяких інших елементів.
Цікаво також спостерігати за перебі-
гом реакцій з участю азотної і сірчаної
кислот як окисників.
Інтенсивно реакції окислення відбува-
ються як спалах, горіння, вибух. Особли-
во поширені реакції горіння, де окислю-
вачами є кисень або кисневі сполуки.
Проте відомо багато випадків безкисне-
вого горіння.
Спершу ознайомимося з дослідами, які показують зв’язок між
фізичними і хімічними перетвореннями. Для їх проведення не
потрібні складна апаратура та важкодоступні реактиви. Техніч-
на складність від досліду до досліду зростає. Відповідно зростає
і необхідність уважнішого ставлення до техніки безпеки. Потім
у дослідах, спробах і спостереженнях розглянемо процеси, під
час яких відбуваються хімічні реакції різних типів.
ТАНОК МИЛЬНИХ БУЛЬБАШОК
Скляну посудину (найкраще банку з широкою шийкою) міст-
кістю близько 10 л заповніть на 2/з оксидом вуглецю (IV). Вугле-
кислий газ підведіть з 2—3 працюючих апаратів Кіппа або ®
балона.
Перевірте запаленою свічкою, чи заповнена посудина газом.
Для бульбашок виготовте розчин з рідкого (зеленого) або
туалетного мила, добавивши для міцності плівки невелику кіль-
кість гліцерину. Опустіть у банку з вуглекислим газом кілька
мильних бульбашок. їх рух нагадуватиме повільний танок. Щоб
бульбашки, відриваючись від трубки, не лопалися, скляну труб-
ку, трохи розширену на кінці, слід обплавити та змастити
милом.
Мильна бульбашка, опущена в посудину з вуглекислим га-
зом, спочатку падає вниз, потім підіймається, знову надає і знову
підіймається. Деякий час вона не рухається, потім опускається
на дно й лопається.
Як пояснити цей «танок»? Це фізичне явище. Бульбашки пла-
вають у вуглекислому газі, оскільки повітря, яким вони заповне-
ні, легше, ніж вуглекислий газ. Завдяки дифузії бульбашки по-
ступово заповнюються вуглекислим газом, стають важчими і опу-
скаються вниз. Від розтягування плівки бульбашки лопаються.
СУХИЙ ЛІД
Твердий оксид вуглецю (IV), спресований у кубик, нагадує
лід. Він випаровується, не залишаючи рідини. Звідси і його на-
зва «сухий лід». Перехід твердої речовини в газоподібну, мина-
ючи рідку фазу, називається сублімацією. Крім оксиду вуглецю
(IV) сублімується чимало й інших речовин: йод, нафталін, суле-
ма, бензойна кислота та ін. Температура сублімації сухого льоду
досить низька, близько — 76°С. Оскільки сублімація відбуваєть-
ся без плавлення, сухий лід зручно використовувати для охоло-
дження харчових продуктів. Кусочки сухого льоду, розміщені
серед продуктів, підтримують низьку температуру і водночас
створюють атмосферу вуглекислого газу, що гальмує розвиток
гнильних бактерій.
Сухий лід не важко дістати, проте його можна добути і в
шкільній хімічній лабораторії.
Покладіть балон з рідким оксидом ву-
глецю (IV) так, щоб дно його знаходило-
ся вище, ніж випускний отвір (мал, 6).
До патрубка балона прив’яжіть мішечок
з грубого сукна. Відкрийте вентиль бало-
на. Рідкий оксид вуглецю (IV) виливати-
меться в мішечок. Випаровуючись і вби-
раючи при цьому багато теплоти, він пе-
ретворюється на снігоподібну масу. Ви-
сипте добутий «сніг» у скляну ванну. Йо-
го залишки перенесіть у ванну дерев’яною ложкою. (Будьте
обережними — не приморозьте руки). Із снігу й формують сухий
лід.
Використовуючи сухий лід, можна показати цікаві зміни фі-
зичних властивостей деяких речовин.
Обкладіть у скляній ванні кілька кусочків гумової трубки,
гумовий м’ячик та паличку із свинцю кусочками твердого оксиду
вуглецю (IV) й облийте все це невеликою кількістю діетилового
ефіру. Ефір допомагає знизити температуру. Ще краще викорис-
тати суміш твердого оксиду вуглецю (IV) з ацетоном, яка дає
змогу дістати температуру близько — 82°С.
Через 15—20 хв кусочки гумової трубки стануть твердими і
дуже крихкими. їх можна розтерти в фарфоровій ступці. М’ячик
теж буде твердим і не відскакуватиме від поверхні стола. Свин-
цева паличка при постукуванні мелодійно дзвенітиме. Вигото-
вивши із свинцю дзвіночок, можна особливо яскраво продемон-
струвати зміни властивостей цієї речовини при охолодженні до
низької температури.
ЧИ МОЖНА РОЗПЛАВИТИ МЕТАЛЕВИЙ СПЛАВ
У ГАРЯЧІЙ ВОДІ?
До легкоплавких належать сплави з температурою плавлен-
ня не вищою від 327°С. Основними компонентами таких сплавів
є легкоплавкі метали (їх приблизно 20—25).
Багато легкоплавких металевих сплавів мають температуру
плавлення нижчу від 100°С, а чимало з них (наприклад, амаль-
гами) є рідинами за нормальних умов. Найнижча температура
плавлення ( —63,3°С) у амальгами галію. Сплав має такий
склад: 8,35 % галію Оа, 91,65% ртуті і невеликі домішки ін-
дію Іп.
Легкоплавкі сплави широко використовуються в різних галу-
зях техніки та науки. З них виготовляють, наприклад, припої для
паяння металів, сплавів, напівпровідникових матеріалів, легко-
плавкі пробки для протипожежних засобів, терморегулятори,
прилади для атомної енергетики тощо.
Свинцево-олов’яні сплави відомі із стародавніх часів. Най-
більш доступними для дослідів є сплави Вуда (вісмут — сви-
нець — олово — кадмій). Температура плавлення їх коливаєть-
ся в межах 69—75°С.
Покладіть у фарфоровий тигель приблизно 5 г металічного
вісмуту і трохи парафіну, щоб запобігти окисленню металів при
нагріванні. Тигель нагрійте до розплавленая вісмуту і добавте
до розплаву при перемішуванні невеликими порціями 2,5 г свин-
цю, 1, 25 г олова і 1,25 г кадмію. Коли суміш стане однорідною,
сплав готовий. Відлийте з добутого розплаву паличку або ло-
жечку. Відливку можна робити навіть у паперовій формі.
Якщо занурити предмет із сплаву Вуда в киплячу воду, то він
досить швидко почне плавитись.
Температура плавлення компонентів сплаву Вуда: вісмут —
27ГС, свинець — 327,4°С, олово —232°С, кадмій — 320,9°С.
ЯК ЗАБАРВИТИ ПОЛУМ’Я?
Полум’я спиртівки можна забарвити в різні кольори, вико-
риставши хлориди різних металів. Наприклад, ЦаСі дає жов-
те забарвлення, КС1 — фіолетове, 8гСІ2 — карміново-червоне,
ВаС12 — жовто-зелене, СиС12 — синє, СиСІ — зелене.
Приготуйте розчини названих солей. З алюмінієвого дроту
виготовте 6 невеликих петель. Вмочивши петлі по черзі в розчи-
ни солей, вводьте їх у полум’я спиртівки. Перед кожною новою
спробою старанно обрізуйте гнотик спиртівки.
ХТО СПРИТНІШИЙ: ВОДЕНЬ, КИСЕНЬ ЧИ АЗОТ?
З курсу фізики ви знаєте, що молекули різних речовин руха-
ються досить швидко. Особливо молекули газів. Щоб довести це,
Мал. 7. Водневий «фонтан»
проведіть цікаву спробу, яку назива-
ють в хімії «водневий фонтан». Зберіть
прилад, як показано на мал. 7. Налий-
те в банку А підфарбованої води. За-
крийте її щільно пробкою з двома тру-
бками. Для герметичності пробку за-
лийте парафіном (можна використати
менделєєвську замазку).
Циліндр Б (з невипаленої глини)
накрийте хімічним стаканом В і про-
пускайте в нього водень з апарата Кіп-
па. (Для добування водню викорис-
тайте сірчану кислоту (с/= 1,4) і цинк).
Водень, утворений в апараті Діппа,
слід висушити, пропустивши його че-
рез промивну склянку з концентрова-
ною сірчаною кислотою.
При пропусканні досить швидкого
струменя водню через 2—3 хв з банки
14
А починає «бити фонтан». Швидкість руху молекул водню при-
близно в 4 рази більша, ніж швидкість молекул азоту й кисню,
з яких переважно й складається повітря. Тому молекул водню
потрапляє в банку А більше, ніж з неї виходить молекул азоту
й кисню. Отже, в банці тиск більший від атмосферного. Сила
фонтану поступово зменшується. Коли тиск водню під стака-
ном. В і в банці А стає однаковим, фонтан перестає працювати.
Коли припинити пропускання водню та зняти стакан В, во-
день з банки А виходитиме швидше, ніж у нього надходитимуть
молекули газів повітря. У банці А тиск стає меншим від атмо-
сферного. Внаслідок цього в банку А заходить повітря, про що
свідчать бульбашки газу.
Цей дослід добре унаочнює положення молекулярно-кінетич-
ної теорії газів. Пригадайте ці положення і поясніть явище, яке
спостерігатиметься при пропусканні в стакан В швидкого стру-
меня природного газу.
КРИСТАЛ-ВЕЛЕТЕПЬ
Вам, звичайно, відомо, що в природі виростають дуже великі
кристали, деякі з них належать до дорогоцінного каміння.
Спробуємо добути кристали деяких галунів і мідного купо-
росу.
Для вирощування кристалів мідного купоросу Си8О4-5Н2О
приготуйте розчин з 50 г солі в 100 г води; для калієво-алюміні-
євого галуну КАЦЗОДг- 12Н2О і калієво-хромового галуну
КСг(8О4)2• 12Н2О — насичені розчини при 50—60°С. Залиште
розчини в стаканах, накривши їх аркушем паперу.
Через 1—2 доби відберіть пінцетом 2—3 кращих кристалики
з кожного розчину та, закріпивши їх на ниточці, опустіть у роз-
чин для дальшого росту. Через 8—9 год утворяться вже значно
більші кристали. Приготуйте за поданим рецептом нові розчини
й знову опустіть у них кристалики. Повторивши таку операцію
кілька разів, ви одержите кристали значної величини.
Щоб запобігти звітрювання добутих кристалів з часом, вкри-
йте їх безбарвним лаком (нітролаком).
ЧИ МОЖНА ПИСАТИ СКЛЯНОЮ ПАЛИЧКОЮ?
На аркуші фільтрувального паперу розітріть великим ватним
тампоном трохи червоного кристалічного порошку йодиду ртуті
(II) Н§;12 так, щоб поверхня паперу вкрилася тонким шаром со-
лі. Обережно нагрійте папір над полум’ям газового пальника
або спиртівки. Нагрівати треба сильно, але так, щоб папір не
загорівся. У результаті нагрівання червона сіль перетвориться
в жовту. На жовтому фоні можна писати скляною паличкою.
Червоні літери, які з’являються, згодом стають жовтими. Як пб-
’яснити це явище? При температурі 127°С кристалічна червона
модифікація йодиду ртуті (II) перетворюється в жовту її моди-
фікацію з таким самим складом. З часом жовта модифікація по-
ступово переходить у червону, при механічному впливі цей про-
цес відбувається швидко. Перехід менш стійкої жовтої модифі-
кації йодиду ртуті (II) в більш стійку червону можна спостері-
гати також при осадженні солі з розчину.
Налийте в хімічний стакан приблизно 5 мл нітрату ртуті (II)
Нд(МОз)г, розведіть розчин до 200 мл і добавляйте невелики-
ми порціями (по 1—2 мл) розчин йодиду калію. Уважно спосте-
рігайте перебіг реакції подвійного обміну, яка описується рів-
нянням:
НЄ(МО3)2 + 2КІ = нд2 + 2КЬЮ3.
Спочатку осад йодиду ртуті (II) має жовто-оранжевий колір.
Це нестійка модифікація, яку ми добували в попередньому дослі-
ді при нагріванні. Згодом осад стає червоним (стійка модифіка-
цій). Якщо взяти надлишок йодиду калію, то відбудеться його
взаємодія з йодидом ртуті за рівнянням:
НЄІ2 + 2КІ = К2[НЄГ4].
Комплексна сіль КгЕН^К] добре розчиняється у воді.
РЕ ЧОВИНИ-СИГН А ЛИ
Перехід речовини з однієї кристалічної модифікації в іншу
(з помітною зміною кольору) використовується в техніці. Термо-
чутливими фарбами вкривають ті частини апаратів, які не повин-
ні нагріватися вище певної температури. Таку фарбу можна до-
бути на основі яскраво-жовтої комплексної солі срібла
Ад2[Н^І4].
У хімічному стакані приготуйте розчин 3,35 г йодиду калію в
25 мл води. Добавте до нього 4,59 г йодиду ртуті (II).
У результаті відбудеться реакція утворення комплексної
сполуки за рівнянням:
2КІ + НЄІ2 = К2[Н§І4].
У добутий безбарвний розчин влийте розчин 3,35 г нітрату
срібла в 25 мл води. Утвориться жовтий осад комплексної спо-
луки срібла:
К2[Н§і4| + 2А§МО3 = + 2КПО3.
Промийте осад кілька разів дистильованою водою, відфіль-
труйте його, на фільтрі промийте ще раз водою і висушіть. Змі-
шайте осад з безбарвним лаком (нітролаком). Вкрийте добутою
фарбою зовнішню частину стакана, місткість якого приблизно
200 мл. Якщо в цей стакан налити гарячої води, фарба перетво-
риться на червону, тобто відбудеться перехід однієї кристалічної
модифікації в другу. Замініть гарячу воду на холодну. Стакан
знову стане жовтим.
Колір солі змінюється з жовтого на червоний при 50°С. При
температурі 40°С жовтий колір речовини змінюється на орднже-
во-червоний.
Щоб добути ще одну термочутливу фарбу, приготуйте спо-
чатку, як зазначено вище, розчин комплексної сполуки ртуті
К2[Н£І4]. Окремо розчиніть 5 г мідного купоросу Сп8О4-5Н2О
в 51 г води. Змішайте обидва розчини. Відбудеться реакція:
К2[Н?І4] + Си8О4 = Си[Н§І4] + К28О4.
Комплексна сіль міді добре розчиняється у воді, тому ніякого
осаду при цьому не утворюється. Пропускайте в розчин солі ок-
сид сірки (IV) 8О2, поки не припиниться виділення червоного
осаду. При цьому сіль міді (II) відновлюється до комплексної
солі міді (І) Си2[Н§І4].
Сіль міді (осад) промийте на фільтрі кілька разів дистильо-
ваною водою і висушіть. Приготуйте із солі фарбу й пофарбуйте
нею стакан. Термочутлива сіль міді Си2[НдІ4] при нагріванні до
70°С змінює червоний колір па синьо-червоний.
Оксид сірки (IV) радимо добувати дією концентрованої сір-
чаної кислоти на зволожений сульфіт натрію при слабкому на-
гріванні:
Ка28О3 + Н28О4 = К’а28О4 + 8О2 + Н2О.
КРИСТАЛИ ПІД МІКРОСКОПОМ
Дуже цікаво розглядати кристали за допомогою мікроскопа..
Спроби проводять на предметних стеклах. Заздалегідь їх про-
мивають теплим мильним розчином, дистильованою водою і ви-
сушують. Нанесіть скляним капіляром на предметне скло»
краплину насиченого розчину алюмо-калієвого галуну. Спостері-
гайте ріст кристалів октаедричної форми. Повторіть дослід з на-
сиченим розчином хромо-калієвого галуну. Порівняйте форму
кристалів.
Змішайте на предметному склі розведені (0,1 н) розчини
хлориду кальцію і сірчаної кислоти. Утвориться важкорозчинна
сіль Са8О4-2Н2О, кристали якої мають форму голок.
Змішайте на предметному склі розведені розчини нітрату
свинцю й сірчаної кислоти. Утвориться нерозчинний осад суль-
фату свинцю. Кристали речовини мають форму шестикутничків
і голок.
Спробуйте дослідити форму кристалів деяких інших солей
самостійно.
ХІМІЧНІ «холодильники»
Як відомо, процес розчинення деяких речовин у воді супро-
воджується помітним зниженням температури рідини. Приго-
туйте кілька таких розчинів-«холодильників».
1. Розчиніть 120 г нітрату амонію в 200 мл води. Температу-
ра розчину знизиться приблизно до — 13°С. Це спостерігається й
під час розчинення 60 г хлориду амонію в 200 г води.
2. Приготуйте розчин з однакових кількостей води, нітрату
амонію і кальцинованої соди Да2СОз. Добутий розчин матиме
температуру близько —25°С.
3. Приготуйте суміш з трьох вагових частин кристалічного
хлориду кальцію (СаС12-6Н2О) і двох частин снігу. Температу-
ра суміші досягає — 40°С.
ЯК НАГРІТИ ВОДУ БЕЗ ВОГНЮ?
При розчиненні у воді молекули багатьох речовин сполуча-
ються з молекулами води, утворюючи особливі сполуки — гідра-
ти. У процесі утворення гідратів виділяється теплота.
За допомогою шпателя обережно насипте в хімічний стакан
подрібненого їдкого натру або їдкого калі (обережно, луг!).
Вливаючи в стакан воду і перемішуючи розчин, ви помітите, що
він дуже нагрівається. Температура розчину може підвищитись
до ПО—115°С (зміряйте термометром).
Коли розчиняти у воді сірчану кислоту, то температура роз-
чину може піднятися вище 100°С. Проте розчин не закипає, бо
температура кипіння розчину вища, ніж температура кипіння
чистого розчинника.
ЦІКАВА КРИСТАЛІЗАЦІЯ
При охолоджуванні концентрованого розчину солі, при випа-
ровуванні води з нього сіль може виділятися з розчину, криста-
лізуватись. Особливо цікаво відбувається кристалізація з пере-
сичених розчинів деяких солей.
Приготуйте пересичений розчин тіосульфату натрію Па282О3-
•5Н2О. Для цього колбу з 250 г тіосульфату натрію нагрівайте
на киплячій водяній бані. Через деякий час усі кристали зник-
нуть. Це означає, що сіль розчиняється в кристалізаційній воді.
Якщо невелика кількість кристалів не зникає, добавте в колбу
Кілька мілілітрів води.
Закрийте колбу ватним тампоном і поставте, не струшуючи,
охолоджуватись. В охолоджену рідину вставте скляну трубку,
звужену в нижній частині, і опустіть кристалик тіосульфату на-
трію. Відбувається досить ефектне явище. Уся маса пересичено-
го розчину перетворюється в суцільну кристалічну масу. У про-
цесі кристалізації виділяється теплота (теплота кристалізації).
18
ЗНЕБАРВЛЕННЯ РОЗЧИНІВ
При фільтруванні крізь фільтрувальний папір забарвлених
розчинів їхній колір зберігається. Профільтруйте водні розчини
метиленової сині та алізарину й поясніть, чому вони не зміню-
ють забарвлення.
Насипте в окремі циліндри (з пробками) такі тверді речови-
ни-. крейду, грубозернистий каолін, активоване вугілля (або
шматочки карболену), оксид алюмінію, силікагель. Налийте в
циліндри по 10—15 мл 0,01%-ного розчину метиленової сині, за-
крийте їх пробками й добре збовтайте вміст. Дайте суміші від-
стоятися. Тверді речовини набирають кольору метиленової сині,
а рідина над ними знебарвлюється. Таке явище відбувається і
при фільтруванні розчинів метиленової сині крізь фільтри (або
колонки) із зазначеними речовинами. Це ж саме спостерігається,
якщо взяти розчин алізарину. Як пояснити це явище? В даному
випадку відбувається фізико-хімічний процес — адсорбція. Ад-
сорбція — це вбирання газоподібних або розчинених речовин по-
верхнею твердих речовин або рідинами.
Явище адсорбції відкрив наприкінці XVIII століття російсь-
кий академік Т. Є. Ловіц.
Метиленова синь не вимивається з поверхні адсорбентів во-
дою, але це можна зробити, використавши інші розчинники.
Проробіть такий дослід. Відфільтруйте рідину від вугілля
(або карболену) й промивайте його на фільтрі водою, поки про-
мивна вода не стане безбарвною. Після цього промийте осад ву-
гілля етиловим спиртом. Спирт забарвиться в голубий колір.
ЗАБАРВЛЕННЯ ВІД «ЧИСТОЇ» КОЛБИ
Налийте в колбу 5%-ний розчин метиленової сині й добре
збовтайте. Вилийте розчин з колби й промивайте колбу невели-
кими порціями води, поки вода не стане безбарвною. Тепер кол-
бу можна використати для цікавого досліду. Заповніть її спочат-
ку водою. Вода залишиться безбарвною. Вилийте воду й налийте
в колбу 20 мл етанолу або оцтової кислоти. Рідина набуде фіал-
кового або синього кольору.
Пояснюється це тим, що скло адсорбує метиленову синь, яка
потім вимивається хімічними реагентами. Отже, скло не байду-
же до хімічних речовин.
ЧИ РОЗЧИНЯЄТЬСЯ СКЛО У ВОДІ?
Розітріть у фарфоровій ступці приблизно 1 г скляної трубки.
Висипте розтерте скло в колбу, налийте води і прокип’ятіть про-
тягом 20—25 хв. Після охолодження розчину добавте до нього
2—3 краплини фенолфталеїну. Розчин забарвиться в червоний
колір, що свідчить про розчинення скла в воді. Титруючи розчин
розведеною соляною кислотою, можна визначити процентний
вміст скла, що розчинилося.
ТРУБА-СПІВАК
У скляну трубку діаметром 4—5 см і завдовжки 50—60 см
вставте густу мідну сітку, зігнуту у вигляді ситечка. Тримайте
трубку над полум’ям газового пальника, поки ситечко не почер-
воніє. Вийміть її з полум’я. Трубка гудітиме — «співатиме». Яке
це явище: хімічне чи фізичне? Фізичне, воно зумовлюється коли-
ванням мідних дротинок під час проходження в трубі повітря.
ДИМ БЕЗ ВОГНЮ
Кажуть: «Немає диму без вогню». Але під час хімічних реак-
цій іноді утворюється дим, що є скупченням у повітрі дрібних
частинок твердої речовини. Зокрема, в результаті взаємодії га-
зів аміаку і хлороводню утворюється дрібнорозпорошеиа тверда
речовина — хлорид амонію («дим»):
ЦН3 + НС1 = ЦН4СІ.
Наповніть один Із сухих циліндрів місткістю 200—250 мл
аміаком, а другий — хлороводнем і накрийте їх скельцями так,
!МН3
Мал. 8. Дим
без вогню.
щоб гази не виходили. Поставте циліндр з хлоро-
воднем отвором донизу на циліндр з аміаком і забе-
ріть скельця (мал. 8). Циліндри одразу ж заповня-
ться густим білим димом — продуктом взаємодії
між газами.
Спробуйте підняти циліндри, узявшись за верх-
ній.
Під час реакції з газів утворилася тверда речо-
вина, отже, в циліндрах буде розріджене повітря,
що дає змогу їх підняти. Це можливо тільки тоді,
коли скельця добре припасовані до циліндрів і ко-
ли їх вийняти так, щоб якнайменше газів потрапи-
ло назовні.
ПЕРЕЛИВАННЯ ГАЗІВ
Важчі від повітря гази (наприклад, оксид вугле-
цю (IV) СО2, бромоводень НВг) можна перелива-
ти так само, як і рідини.
Наповніть вуглекислим газом з апарата Кіппа
стакан місткістю приблизно 750 мл, накрийте його
аркушем картону. Візьміть два стакани місткістю
500 мл і внесіть в них запалені свічки. Вони горіти-
муть. Обережно перелийте по картонному жолобку
вуглекислий газ в один із стаканів. Свічка в ньому
со2
Мал. 9. Вуглекислий газ «крокує»
сходинками.
погасне. Отже, вуглекислий газ
перелився. Тепер перелийте вуг-
лекислий газ з цього стакана в
той, де горить свічка. Вона теж
погасне. Ми змогли перелити вуг-
лекислий газ з однієї посудини в
іншу, бо він важчий від повітря.
У скільки разів важчий, обчис-
літь самостійно, використавши
закон Авогадро та висновки з
нього.
ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ «КРОКУЄ»
СХОДИНКАМИ
Мабуть вам доводилося чита-
ти про так звану італійську «со-
бачу печеру». Люди заходять до
неї без будь-якого риску для здо-
ров’я чи життя. А тварини, зокрема собаки і коти, в печері ги-
нуть. Учені встановили, що тут весь час виділяється оксид вуг-
лецю (IV). Газ збирається внизу печери, утворюючи шар зав-
товшки 80—100 см..
Іноді вуглекислий газ збирається в колодязях, льохах, ямах
тощо. Наявність газу перевіряють свічкою або каганцем.
Скупчення вуглекислого газу на дні посудини можна показа-
ти в такий спосіб.
Помістіть у циліндр (або стакан) маленьку драбинку, зроб-
лену з жерсті або іншого матеріалу. На кожній сходинці драбин-
ки закріпіть свічку. Запаліть свічки і заповнюйте посудину вуг-
лекислим газом з апарата Кіппа. Свічки гаснутимуть одна за од-
ною, починаючи з нижньої (мал. 9).
ХІМІЧНІ «ФОНТАНИ»
Заповніть сухий циліндр місткістю близько 1 л аміаком. Для
цього нагрійте в колбі Вюрца суміш твердого хлориду амонію з
концентрованим розчином їдкого натру. Відбувається реакція:
ИН4С1 + ИаОН = МН, + Н2О + МаСі.
Заповнивши циліндр аміаком, закрийте його пробкою з вста-
вленими в неї двома трубками. Трубка, що в центрі пробки, має
капіляр і вставлена ним всередину циліндра. Через іншу трубку
за допомогою гумової груші в циліндр подається вода.
Опустіть циліндр з аміаком (догори дном) у посудину з во-
дою. У воду добавте по 2—3 краплини соляної кислоти і розчину
лакмусу. Введіть за допомогою груші в циліндр кілька краплин
води. Аміак відразу розчиниться у воді (його розчинність дуже
21
Мал. 10. Хімічний «фонтан».
велика). У циліндрі утвориться розрідження. Вода під атмо-
сферним тиском фонтаном заповнить циліндр (мал. 10).
Розчиняючись у воді, аміак утворює слабкий луг:
Г^Н3 + Н2О = КН4ОН. '
Отже, індикатор змінює колір на синій.
Замість аміаку для досліду можна використати хлороводень,,
проте його розчинність у воді дещо менша. Сполучивши послі-
довно кілька склянок, заповнених аміаком або хлороводнем, ви
утворите каскад з «фонтанів». Такий дослід більш ефектний, але
він потребує ретельнішої підготовки.
ХІМІЧНА «ГАРМОНІКА»
Перевірте на чистоту водень, який утворюється в апараті Кіп-
па, як це зазначено в підручнику з хімії. Запаліть чистий водень,
що виходить з трубки, витягнутої в капіляр. «Одягайте» на неї
по черзі скляні трубки різної довжини й діаметра. Змінюючи
трубки та висоту полум’я водню, можна дістати звуки різного
тону.
Ці звуки — слабкі вибухи гримучого газу, які відбуваються
один за одним і сприймаються як суцільні.
ВОДНЕВА КУЛЬКА
Водень — найлегший з газів. Щоб переконатись у цьому, про-
робіть такий дослід. Заповніть повітряну кульку воднем з апа-
рата Кіппа і, заповнивши, не зав’язуючи, відпустіть її. Кулька
підніметься вгору. Коли водень вийде з кульки, вона почне опус-
22
катися. Добре зав’язана кулька підійма-
ється вгору і тримається біля стелі.
Кульку для досліду можна виготови-
ти і самому. У круглодонну колбу міст-
кістю 1—3 л налийте стільки 6%-ного
розчину колодію в етиловому ефірі (обе-
режно, вогненебезпечно!), щоб вистачило
повністю змочити внутрішню поверхню
колби. Не збовтуйте, бо можуть утвори-
тися пухирці і плівка не буде суцільною.
Закріпіть колбу в штативі отвором до-
низу і підставте під неї фарфорову чаш-
ку. Коли плівка, що утворилася, підсох-
не, її відокремлюють від стінок колби
біля шийки. Потім, користуючись проми-
валкою з водою, направляють струмінь
води між плівкою і стінками колби. Коли
Мал. 11. «Сатурнове де-
рево».
колба заповнюється водою, колодієва
плівка у вигляді жмутика виймається з колби. (Цей процес —
найскладніший, він потребує старанності й терпіння).
Кульку підсушують фільтрувальним папером, надувають по-
вітрям і зав’язують ниточкою. Через деякий час можна проводи-
ти дослід.
Перед дослідом з кульки слід витиснути повітря.
«САТУРНОВЕ ДЕРЕВО»
«Сатурнове (свинцеве) дерево» можна одержати так.
Приготуйте в стакані 40%-ний розчин ацетату свинцю
РЬ(СН3СОО)2. Опустіть в розчин зроблену з цинкової пластин-
ки ялинку. Зверніть увагу, як цинк витискує з розчину свинець.
Свинець виділяється у вигляді дрібного чорного порошку (дріб-
несеньких кристаликів), які згодом виростають у значно більші
блискучі кристали (вони дуже гарні при електричному освітлен-
ні) (мал.11).
МЕТАЛЕВИЙ «ЇЖАК»
Змочіть у стакані (500 мл) кілька кристаликів хлориду олова
(II) 8пС12-2Н2О (7—8 г) концентрованою соляною кислотою
(10 мл) і, добавивши 200 мл води, добре перемішайте розчин до
повного розчинення солі. Кислота добавляється для запобігання
гідролізу хлориду олова, який відбувається дуже легко.
Занурте в цей розчин зроблений з очищеної цинкової плас-
тинки невеликий кружечок. Досить швидко відбувається реакція
витіснення з розчину олова цинком:
8пС12 + Хп = ХпС12 + 8п.
При цьому кристали металічного олова ростуть в усі боки, утво-
рюючи кулясте тіло, що нагадує їжака. їжак утворюється пух-
настий від виділення водню при реакції металів з кислотою.
«ЗОЛОТО» З РОЗЧИНУ
Налийте в хімічний стакан близько 200 мл розчину солі свин-
цю, найкраще ацетату свинцю. Добавте до нього розчину йодиду
калію. У результаті реакції:
РЬ(СН3СОО)2 4- 2КІ = РЬІ2 + 2КСН;іСОО
утвориться жовтий осад йодиду свинцю, який нагадує золотий
пісок. Щоб «золото» мало кращий вигляд, нагрійте розчин разом
з осадом до кипіння. Йодид свинцю частково розчиняється в ки-
плячій воді, а при охолодженні виділяється у вигляді золотисто-
жовтих кристаликів.
Розчинність йодиду свинцю у воді невелика (1 г солі розчи-
няється приблизно у 200 мл гарячої води). Отже, щоб спроба
виглядала більш ефектно, перед її демонструванням слід піді-
брати потрібні співвідношення йодиду свинцю і води. Обчисліть
ці співвідношення самостійно.
«МОЛОКО» Й «вино» ... З ОДНІЄЇ ПЛЯШКИ
Служителі релігійних культів за старих часів нерідко вико-
ристовували хімію для показу віруючим різних «чудес». Проте
такі «чудеса» неважко зробити власними руками. Ось одне з них:
перетворення «води» у «вино» й «молоко».
Налийте в пляшку з безбарвного скла близько 0,5 л дисти-
льованої води і добавте приблизно 10 мл хлориду заліза (III)
РеСІз та 3—5 г кухонної солі. Розчин майже безбарвний і тому
сприймається як чиста вода.
Підготуйте для досліду два чистих стакани місткістю 200 мл.
Наливши в перший стакан 3—5 мл 20%-ного розчину нітрату
срібла, добре змочіть його стінки. Залишки розчину злийте в
спеціальну посудину. Повторіть змочування ще раз. РІа стінках
стакана утвориться непомітна плівка рідини. Слід простежити,
щоб рідини не було на дні. Другий стакан обробіть розчином
роданіду калію.
До виконання спроби обидва стакани закрийте скельцями.
Під час демонстрації налийте в кожний стакан по 50 мл води,
трохи збовтайте її і добавте «води» з пляшки.
У першому стакані вода перетвориться на «молоко» — кала-
мутний розчин із завислим хлоридом срібла:
КаСІ + АеМО3 = А§С1 + КаКО3,
РеС13 + ЗАЄИО3 = ЗА§С1 + Ре(МО3)3.
Хлорид срібла — нерозчинна у воді сполука — утворює (коли
його небагато) з водою каламутну рідину, що нагадує молоко.
У другому стакані утвориться роданід заліза (III) Ре(8СМ)3,
який забарвлює рідину в червоний колір:
РеС13 + ЗК8СИ = Ре(8СМ)3 + ЗКС1.
Можна провести і ряд інших цікавих спроб подібного типу.
Так, щоб перетворити «молоко» у «воду», слід розчинити хлорид
срібла за допомогою концентрованого розчину аміаку або тіо-
сульфату натрію. Хлорид срібла розчиняється в них, утворюючи
комплексні солі:
А8С1 + 2МН3 = [Ад(НН3)2]С1,
Розчинна сіль
А§С1 + Иа2820з = ША£(82О3)] + ИаСі.
Розчинна сіль
ШВИДКЕ «ПРОЯВЛЕННЯ» КОЛЬОРОВОГО НЕГАТИВУ
На фільтрувальному папері за допомогою безбарвних розчи-
нів солей важких металів зробіть малюнок або напишіть речен-
ня. Для цього можна взяти солі такого складу: 2п8О4, РеС13,
Си8О4, РЬ(СН3СОО)2> СсіСІг, 8ЬС13.
Коли малюнок висохне, його не буде видно. Щоб проявити
малюнок, внесіть папір у банку, заповнену сірководнем. Сірко-
водень має неприємний запах, тому його треба зберігати в банці
з пришліфованою пробкою. Солі, якими зроблено напис, реагу-
ють із сірководнем, утворюючи забарвлені нерозчинні сульфіди:
Хп8О4 + Н28 = 7п8 4-. Н28О4,
Білий осад
2РеС13 + ЗН28 = 2Ре8 + 8 + 6НС1,
Чорний осад
Си8О4 -р Н28 в= Си8 Н28О4,
Чорний осад
РЬ(СН3СОО)2 + Н28 = РЬ8 + 2СН3СООН,
Чорний осад
СбС12 + Н28 = С68 + 2НС1,
Оранжевий осад
28ЬС13 + ЗН28 г= 8Ь283 + 6НС1.
Червоний осад
Написи, зроблені солями цинку, заліза й міді можна також
«проявити» розчином жовтої кров’яної солі К4[Ре(СМ)б], вико-
риставши пульверизатор з грушею. У результаті взаємодії роз-
чинів цих солей з.розчином жовтої кров’яної солі утворюються
забарвлені комплексні солі:
22п8О4 + К4[Ее(СИ)6] = 2п2[Ре(СП)6]
Білий осад
4РеС13 + ЗК4[Ре(С1Ч)6] = Ре4[Ре(СМ)6]
Синій осад
2Сп8О4 + К4[Ре(СМ)6]= СиДРе(СИ)6]
Бурий осад
-Р 2К28О4>
4- 12КС1,
+ 2К28О4.
Малюнок, зроблений розчинами солей міді і кобальту, можна
також «проявити», зануривши папір у банку з аміаком. У ре-
зультаті реакцій утворюються розчинні у воді забарвлені ком-
плексні сполуки:
Си8О4 + 4ИН3 = [Си(ИН3)4]8О4,
Речовина синього кольору
СоС12 + 6Ш3 = [Со(ЬІН3ЦС12.
Речовина брудно-
жовтого кольору
Забарвлення розчинів зумовлюються комплексними іонами,
зазначеними у квадратних дужках.
ВИГОТОВЛЕННЯ ЯЛИНКОВИХ ПРИКРАС
Хімія допомож.е вам краще підготуватися до новорічного свя-
та. Спробуйте самостійно виготовити ялинкові іграшки.
Обмотайте шерстяними нитками виготовлені з дроту зірочки,
корзинки тощо й занурте їх на кілька діб на ниточці у насичений
розчин солі (алюмо-калієвого галуну або мідного купоросу).
Кристалики, що осідають на нитках, розростаються, вкриваючи
іграшки.
У хімічній лабораторії можна самому посріблити іграшки
для ялинки. Для цього прозорі скляні іграшки промийте зсере-
дини хромовою сумішшю, що містить однакові об’єми насичено-
го розчину дихромату калію і міцної сірчаної кислоти. Потім
багато разів промийте їх водою. Налийте в іграшку однакові
об’єми (по 5 мл) насиченого аміачного розчину азотнокислого
срібла і насиченого розчину глюкози, сполосніть цією сумішшю
стінки іграшки і, обертаючи іграшку в руці, щоб розчин рівно-
мірно розподілявся по стінках, занурте іграшку на кілька хви-
лин у гарячу воду. При цьому на стінках іграшки відновлюється
металічне срібло у вигляді міцної плівки. Промийте іграшку зсе-
редини кілька разів водою, потім спиртом і висушіть.
Для сріблення великої кількості іграшок можна приготувати
й слабкіші розчини.
26
Приготування розчину азотнокислого сріб-
л а. До розчину 6 г А§НО3 в 100 г дистильованої води добавте
аміаку ИН4ОН до розчинення утвореного осаду за реакціями:
2А§ХО3 + 2МН4ОН = А£2О + Н2О + 2МН4МО3;
А§20 + 4МН3 +Н2О = 2А£(МН3)2ОН.
, Залишати про запас такий розчин не можна.
До розчину добавте 70 мл 3 %-ного розчину ХтаОН і знову
\ТН4ОН до розчинення осаду. Реакція розчину повинна бути ней-
тральною, без надміру лугу. Розчин розведіть водою до 500 мл.
Приготування розчину глюкози. 1,3 г глюкози в
25 мл води кип’ятіть протягом 2 хв з однією краплиною азотної
кислоти, охолодіть і розведіть 25 мл спирту.
Перед самим використанням розчини азотнокислого срібла
і глюкози змішайте у пропорції 10:1.
ХІМІЧНИЙ ГІГРОМЕТР
Щоб виготовити хімічний гігрометр, треба мати два розчини.
У 200 мл води розчиніть по 1 г хлориду кобальту (II)
СоС12-6Н2О, хлориду нікелю МС12-6Н2О і хлориду натрію (І роз-
чин), а в 20 мл води — 15 г желатини, нагріваючи на водяній
бані (II розчин). Змішайте обидва розчини. Коли суміш охоло-
не, змочіть нею стрічку білої тканини. Стрічку, яка висохла, за-
кріпіть на картоні або папері, надавши їй форму хвилі. На «хви-
лях» закріпіть паперовий кораблик. Гігрометр готовий.
За зміною кольору «морських хвиль» передбачають погоду:
брудно-сірі хвилі вказують на невелику вологість повітря, що ві-
щує суху погоду. Якщо хвилі зелені або синьо-зелені — буде во-
логе повітря.
Такий самий прилад можна виготовити і у вигляді букета
квітів.
Як пояснити зміну кольору хвиль або квітів? Залежно від во-
логості повітря солі кобальту (і нікелю) містять різну кількість
кристалізаційної (зв’язаної) води. Коли вологість повітря вели-
ка, кристалізаційна вода не виділяється, коли мала — виділя-
ється.
Залежно від кількості кристалізаційної води хлорид кобаль-
ту має різний колір: СоС12 — яскраво-синій, СоС12-Н2О — яскра-
во-синьо-фіолетовий, СОС12 • 2Н2О — темно-синьо-фіолетовий,
СоС12-4Н2О — червоний, СоС12-6Н2О — рожевий. Хлорид нікелю
залежно від кількості кристалізаційної води має такі кольори:
З* 27
N1012 — золотисто-жовтий, №СІ2-2НгО — жовтий, МіСЬ-^НгО та
МІСІ2 • 6Н2О — зелений.
ЗНЕВОДНЕННЯ МІДНОГО КУПОРОСУ
Формулу мідного купоросу ви добре знаєте у такому вигляді
Си8О4-5НгО. Проте його координаційна формула записується
так: [Си(Н2О)4]8О4-Н2О. Синій колір мідного купоросу або вод-
них розчинів солей МІДІ зумовлюється ІОНОМ [Си(Н2О)4]2+- ІОН
міді Си2+ — безбарвний. При нагріванні мідного купоросу утво-
рюється безводний сульфат міді білого або сірувато-білого ко-
льору, від домішок оксиду міді (II). Коли на такий порошок по-
діяти водою, він знову набуває синьо-голубого кольору.
Відщепити воду від мідного купоросу можна також за допо-
могою концентрованої сірчаної кислоти.
Вкиньте кристалик мідного купоросу в циліндр невеликого
діаметра з концентрованою сірчаною кислотою. Він повільно
опуститься на дно. Поки кристалик опуститься, колір його
зникне.
ЧУТЛИВА РЕАКЦІЯ НА ІОН МІДІ Си=+
Одна з найбільш чутливих реакцій на іон міді Си2+ — реак-
ція утворення комплексного іону [Си(МНз)4]2+, який надає вод-
ному розчину характерного блакитно-синього кольору. Особливо
інтенсивний колір утворюється при використанні для реакції ні-
трату міді (II). Дещо блідіше забарвлення утворюється з розчи-
ном сульфату міді.
До дистильованої води в стакані (250 мл) добавте піпеткою
1 мл 10%-ного розчину нітрату міді (II). Утвориться практично
безбарвний розчин. Потім влийте розчину аміаку (порціями по
1 мл). Утвориться забарвлений розчин аміакату міді. Спочатку
з’являється каламуть (основна сіль міді). Згодом вона розчиня-
ється з утворенням комплексу:
Си8О4 + 6І4Н4ОН = [Си(МН3)4](ОН)2 + (МН^ЗО, + 4Н2О
або в іонному вигляді:
Си2+ + 4МН3 = [Си(І4Н3)4]2+.
Механізм цієї реакції можна спрощено тлумачити як витіс-
нення з комплексної солі молекул води молекулами аміаку,
тобто:
[Си(Н2О)4]2+ + 4І4Н3 = [Си(І4Н3)4]2+ + 4Н2О.
Такий підхід дає змогу проводити аналогії між аквокомплек-
сами, тобто сполуками, в яких у комплексному іоні зв’язана во-
да, і аміакатами (зв’язаний аміак).
28
ГІПСОВА ПРИКРАСА
Алебастр (випалений гіпс) 2Са8О4-НгО досить легко приєд-
нує воду, перетворюючись у гіпс складу Са8О4-2Н2О. У процесі
тужавіння об’єм алебастру трохи збільшується. Тому з нього
можна робити гарні виливки.
Змастіть олією блюдечко і заповніть його сумішшю алеба-
стру з водою. Маса повинна мати вигляд густої сметани.
Через 10—15 хв алебастр стане твердим. Виливка готова!
Звичайно, її можна зробити будь-якої форми.
«ХОЛОДЕЦЬ»
Кремнієва кислота існує у вигляді колоїдного розчину —
драглів та твердої речовини. Це дає змогу проробити цікавий
дослід. До розчинного скла добавте такий самий об’єм дистильо-
ваної води. При цьому утворюється 10%-ний розчин солі. Потім
добавте (половину об’єму) розведеної (1:1) соляної кислоти.
Доливши кислоту, швидко перемішайте рідину. Прозорий розчин
майже відразу стає каламутним і перетворюється на драглі, схо-
жі на холодець.
«МОРСЬКЕ ДНО»
«Морське дно» легко створити в банці, використавши для
цього кристалічні солі й розчин метасилікату натрію Ма28іО3.
Налийте в скляну банку з плоскими стінками розведене прибли-
зно в два рази розчинне скло. Внесіть у розчин кристалики різ-
них розчинних у воді солей, наприклад: СоС12-6Н20, МіС12-6Н2О
або Мі8О4-7Н2О, РеС12-6Н2О або ре8О4 • 7Н2О, РеС13-6Н2О,
А12(8О4)3- 18Н2О, МпС12-4Н2О.
Через кілька хвилин з кристаликів починають виростати ду-
же красиві різнокольорові «водорості». Солі кобальту, нікелю,
заліза (II), заліза (III), марганцю утворюють «рослини» відпо-
відно рожевого, ізумрудно-зеленого, темно-зеленого, бурого, ті-
лесного кольорів, а алюмінію — безбарвні «водорості».
Як пояснити утворення химерних «водоростей»?
Розчинення кристалика солі супроводжується реакцією по-
двійного обміну солі із силікатом натрію з утворенням на крис-
талику осаду силікату у вигляді плівки. Формула осадів відпо-
відно Со8іО3, МїЗіОз, Ре8іОз і т. д.
Напишіть самостійно відповідні рівняння реакцій подвійного
обміну.
Осад має властивість напівпроникної плівки: вона пропускає
воду тільки в напрямі до кристалика. Далі розчинення криста-
лика продовжується в своєрідному мішечку з напівпроникними
стінками. Стінки цього мішечка під тиском рідини розриваються
(в різних місцях) і утворюється нова плівка-осад. Кристалик со-
лі ніби перетворюється в «кущик».
29
Спробуйте виростити «водорості» за допомогою інших солей,
наприклад, міді (II), хрому (III), магнію.
ЧАЙ, ЯКИЙ НЕ МОЖНА ВЖИВАТИ
За допомогою колоїдного розчину гідроксиду заліза (III)
легко добути рідину, яка матиме колір міцного чаю.
Нагрійте в стакані (або колбі) дистильовану воду до кипін-
ня, добавте до неї кілька крапель розчину хлориду заліза (III).
Рідина забарвиться в коричнево-червоний колір, який зумовлю-
ється утворенням колоїдного розчину гідроксиду заліза (III).
Гідроліз солі відбувається за рівнянням:
РеС13 + ЗН2О = Ре(ОН)3 + ЗНС1.
ШТУЧНІ САМОЦВІТИ
Дуже гарні самоцвіти, наприклад, червоні й рожеві рубіни,
зелені ізумруди, блакитно-зелені аквамарини. Дорогоцінне й ко-
льорове каміння — це не тільки прикраси, а й технічний матері-
ал, який використовується для буріння свердловин, для виготов-
лення різноманітних приладів тощо.
Виготовлення дорогоцінного каміння, особливо вирощування
великих кристалів, — складна справа. А ось забарвлене камін-
ня — забарвлене скло — виготовити легко.
Натрій тетраборат (буру) Ма2В4О7- ЮН2О або натрій амоній
гідрофосфат КаМН4НРО4-4Н2О розплавте у вушці платинової
або ніхромової дротинки. При цьому утвориться відповідно ме-
таборат натрію або метафосфат натрію у вигляді склоподібних
кульок:
Ка2В4О7- 10Н2О = 2№ВО2 + В2О3 + 10Н2О,
ИаМН4НРО4-4Н2О = МаРО3 + МН3 5Н2О.
Коли нагрітою дротинкою з такою кулькою доторкнутися до
твердої солі, то відбудеться утворення перлу, який є сіллю (ме-
таборатом або метафосфатом) відповідного металу.
Яскравозабарвлені перли різних металів нагадують самоцві-
ти. Звичайно продукти реакції записують у вигляді метаборатів
або фосфатів: 2КаВО2-Со(ВО2)2 (синього кольору), КаРеРО4
(буро-зеленого кольору).
Забарвлення перлів значною мірою залежить від температу-
ри їх утворення та від того, яке полум’я: окислювальне чи від-
новне.
Типовий колір перлів бури такий: нікелю — червоно-бурий,
кобальту і міді — синій, заліза — буро-зелений, марганцю — фі-
алковий, хрому — ізумрудно-зелений.
З двох солей можна добути скло проміжного кольору.
зо
Солі лужних, лужноземельних металів і алюмінію утворюють
безбарвні перли.
ЧУДОВА ГАМА КОЛЬОРІВ
Найбільшу і найкрасивішу гаму кольорів серед хімічних еле-
ментів мають сполуки ванадію. Тому елемент і названо на честь
міфологічної скандінавської богині краси Ванадіс. У сполуках
ванадій проявляє ступінь окислення 4-2, 4-3, 4-4 і 4-5- Внаслі-
док зміни ступеня окислення ванадію змінюється і колір.
Проробіть одну з реакцій відновлення ванадію у найвищому
ступені окислення 4-5 до ступеня окислення 4-2. На 1—2 г мета-
ванадату амонію МЩУОз подійте 5—6 мл концентрованої соля-
ної кислоти, в яку вкинуто 10—15 гранул цинку. За цих умов
відбуватиметься відновлення ванадію (V) воднем у момент його
виділення. Водень у такому стані — один з найсильніших від-
новників. Реакція відновлення ванадію (V) проходить різні ста-
дії, про що свідчить зміна кольору розчину. Розчин спочатку
має жовтий колір (від наявності іона УО+, потім — синій, ха-
рактерний для сполук ванадію (IV), далі зелений, характерний
для сполук ванадію (III) і нарешті — фіолетовий, характерний
для сполук ванадію (II). Іноді під час реакції при сильному під-
кисленні випадає червоний оксид ванадію У20з.
Схематично відновлення відбувається за стадіями:
-•-5 +4 +3 +2
V -> V -> V -> V.
ДОБУВАННЯ ХРОМО КАЛІЄВОГО ГАЛУНУ
Розчиніть 10 г дихромату калію в 100 мл води і добавте 15 мл
сірчаної кислоти. У розчин, охолоджений до кімнатної темпера-
тури, добавляйте порціями етанол. Стежте, щоб температура не
була вище від 40°С. Спирту візьміть на ЗО—50% більше, порів-
няно з обчисленою за наведеним рівнянням кількістю:
К2Сг2О7 4- ЗС,Н5ОН 4- 4Н28О4 = ЗСН3СНО 4- Сг2(8О4)3 +
К28О4 4- 7Н2О.
Під час реакції відновлення хрому (VI) до хрому (III) та окис-
лення спирту до альдегіду колір розчину змінюється від оранже-
вого (колір іонів Сг2О72~) до синьо-зеленого (колір іонів
[Сг(Н2О)6]з+).
Розчин помістіть у фарфорову чашку і трохи упарте. Потім
залиште його для кристалізації хромо-калієвого галуну
КСг(8О4)2- 12Н2О. Галун виділятиметься з розчину у вигляді
кристалів октаедричної форми. Висушіть ці кристали на філь-
трувальному папері.
41
СИНІЙ ПЕРОКСИД ХРОМУ
Налийте у велику пробірку 5—6 мл води, добавте кілька кра-
пель розчину дихромату калію К2СГ2О7, 3 мл розведеної сірчаної
кислоти, 3%-ного розчину пероксиду водню Н2О2 і 2—3 мл діе-
тилового ефіру. Добре збовтайте рідину. При взаємодії солі хро-
му з пероксидом водню в кислому середовищі утворюється перо-
ксид хрому СгОб синього кольору:
К2Сг2О7 + 4НА 4- Н28О4 = 2СгО5 4- К28О4 + 5Н2О.
У перокснді хром має ступінь окислення 4-6. Ця сполука стійкі-
ша у розчині ефіру, ніж у воді, проте поступово розкладається
і в ньому.
ОКИСЛЕННЯ ХРОМУ (ПІ)
Налийте в пробірку розчину солі хрому (III), наприклад,
сульфату хрому (ПІ), надлишок їдкого калі та пропустіть стру-
мінь хлору. Відбудеться реакція окислення-відновлення за рів-
нянням:
Сг2(8О4)3 4- 16КОН 4- ЗС12 = 2К2СгО4 4- 6КС1 4-
4- ЗК25О4 4- 8Н2О.
Ізумрудно-зелений колір розчину хроміту (точніше гідроксо-
солі хрому), КСгО2 або Кз[Сг(ОН)6] зміниться на жовтий колір
розчину хромату К2СЮ4.
Замість хлору можна використати бром.
МОЛІБДЕНОВА СИНЬ
Налийте в невеликий стакан 15—20 мл розчину молібдату
амонію (ЦН4)2МоО4. Підкисліть розчин соляною кислотою і вки-
ньте у нього кілька гранул цинку. (Водень у момент виділення —
сильний відновник). Молібдат амонію відновлюється до сполуки,
відомої під назвою «молібденова синь». Ця речовина утворює
колоїдний розчин синього кольору, який набуває згодом зелено-
го і, нарешті, бурого кольору. Це явище пояснюється різним ста-
ном колоїдного розчину.
Так само діють на підкислений розчин молібдату (та вольф-
рамату) інші відновники: хлорид олова (II), сірководень тощо.
МІНЕРАЛЬНІ «ХАМЕЛЕОНИ»
Відомий російський хімік В. М. Севергін вжив термін «міне-
ральний хамелеон» до манганату калію К2МПО4, який може змі-
нювати своє забарвлення.
Щоб добути манганат калію, перманганат калію нагрівають
до його розкладу:
2КМпО4 = К2МпО4 4- МпО2 + О2.
.49
Якщо манганат калію розчинити у воді, утвориться розчин
зеленого кольору. Проте цей колір швидко переходить у синьо-
фіалковий, фіалковий і, нарешті, в малиновий. Одночасно виді-
ляється бурий осад оксиду марганцю (IV), змулений у воді. Від-
бувається реакція окислення-відновлення марганцю:
ЗК2МпО4 + 2Н2О = 2КМпО4 4- МпО2 + 4КОН.
Розчиніть манганат калію в лужному середовищі. Утвориться
стійкий розчин зеленого кольору. Долийте до нього (по стінках
стакана) концентрованої сірчаної кислоти. Зелений розчин на
дні поступово стане рожевим (КМпО^).
Мінеральним «хамелеоном» можна назвати також і перман-
ганат калію.
Налийте в три стакани, місткістю 250 мл кожний, по 100 мл
дистильованої води і добавте по 2—3 мл розчину перманганату
калію. До першого розчину добавте 3—5 мл концентрованої сір-
чаної кислоти, до другого — стільки ж їдкого натру. Колір роз-
чину в усіх трьох стаканах однаковий — рожево-фіолетовий.
До кожного розчину доливайте частинами по 1 мл розчину
сульфіту натрію. У першому стакані розчин стане безбарвним,
оскільки перманганат у кислому середовищі відновлюється до
сполуки марганцю (II). Іони Мп2+ — безбарвні. У другому ста-
кані розчин стане зеленим. Цього кольору надають розчину ман-
ганат-іони М11О42-. Речовина в третьому стакані матиме буре за-
барвлення. Його надає змулений у воді тонкий осад оксиду мар-
ганцю (IV) МпО2.
Як бачимо, мінеральний «хамелеон» змінює свій колір за-
лежно від умов реакції. Рівняння реакцій відповідно мають ви-
гляд:
2КМпО4 + 5№28О3 + ЗН28О4 = 2Мп8О4 + 5№28О4 +
4* К28О4 + ЗН2О.
2КМпО4 + N33803 + 2ЦаОН = К2МпО4 4- На2МпО4 4-
4- Ца28О4 4- Н2О,
2К МпО4 4- ЗМа28О3 + Н2О « 2МпО2 4- ЗЦа28О4 4- 2КОН
ЗМАГАННЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО И АТОМАРНОГО ВОДНЮ
Усім добре відомо, що водень — відновник. А чи відновлюва-
тиме водень такі сильні окислювачі, як перманганат калію або
дихромат калію? Про відновлення цих речовин свідчить зміна
кольору розчинів.
Підготуйте апарат Кіппа для добування водню. У три стака-
ни налийте відповідно розчини перманганату калію (0,01 н), ди-
хромату калію (0,01 н) та розведений розчин хлориду заліза
33
(III). Підкисліть розчини сірчаною кислотою (1:5) і пропускай-
те в них струмінь водню протягом 2—3 хв. Колір розчинів не
зміниться. Вкиньте в ці ж розчини кілька гранул цинку. Через
деякий час перший розчин знебарвиться, другий — з оранжевого
стане зеленим, третій — з жовтого перетвориться на зеленуватий.
У чому ж річ? Водень з апарата Кіппа — молекулярний (Н2),
а в результаті взаємодії цинку з кислотою утворювався атомар-
ний (Н) водень, який і вступав у реакцію з окислювачем. Висно-
вок зробити неважко: водень в атомарному стані (в момент утво-
рення) — енергійніший відновник, ніж у молекулярному.
КИСЕНЬ З ПЕРМАНГАНАТУ КАЛІЮ ТА ПЕРОКСИДУ ВОДНЮ
Під час нагрівання сухого перманганату калію утворюється
кисень. Цю реакцію використовують для його добування. Про-
те реакція має певні недоліки, оскільки разом з киснем утворю-
ється діоксид марганцю МпО2 у вигляді пилу. Крім того, важко
регулювати струмінь газу. Краще регулюється струмінь кисню
під час окислення на холоді пероксиду водню перманганатом ка-
лію в кислому середовищі.
Налийте в колбу Вюрца 3—5%-ного розчину пероксиду вод-
ню і 15%-ного розчину сірчаної кислоти.
Через закріплену в шийці колби крапельну лійку добавляйте
до пероксиду водню 10%-ного розчину перманганату калію.
Реакція відбувається за рівнянням:
2КМпО4 + 5Н,О, + ЗН28О4 = 2Мп8О4 -Н К28О4 4- 50, +
+ 8Н2О.
ЗМІНА ШВИДКОСТІ РЕАКЦІЇ ЗАЛЕЖНО ВІД УМОВ
II ПРОВЕДЕННЯ
Вплив температури, концентрації і каталізатора на швидкість
хімічної реакції можна простежити на прикладі такої реакції
окислення-відновлення:
2КІ + Н,0, + Н28О4 = І2 + К28О4 + 2Н,0.
Йод забарвлює воду в жовтий колір. Отже, добре видно, як він
виділяється. Крім того, йод дає інтенсивне синє забарвлення з
крохмальним клейстером.
Приготуйте 2 л розчину такого складу: рівні об’єми 0,2 н роз-
чину йодиду калію і розведеної сірчаної кислоти (1 : 100). Окре-
мо приготуйте 50 мл 0,03%-ного розчину пероксиду водню і 25 мл
крохмального клейстеру.
В один стакан налийте 500 мл розчину йодиду калію із сірча-
ною кислотою, в другий — 250 мл цього самого розчину та 250 мл
дистильованої води. У другому стакані концентрація реагуючих
34
речовин буде вдвічі меншою. Добавте в обидва стакани по 5 мл
крохмального клейстеру і одночасно по 10 мл розведеного роз-
чину пероксиду водню. Синє забарвлення в першому стакані
з’являється значно швидше, бо концентрація реагуючих речовин
в ньому більша.
Налийте в перший і другий стакани однакову кількість роз-
чину йодиду калію із сірчаною кислотою та по 250 мл дистильо-
ваної води. У перший стакан добавте холодної води, в другий —
нагрітої до кипіння. Отже, розчини в стаканах мають однакову
концентрацію, але різну температуру. Добавте до розчинів од-
ночасно по 10 мл пероксиду водню. Жовтий колір (йод) у друго-
му стакані з’являється одразу, у першому — тільки через деякий
час.
В обидва стакани налийте по 500 мл розчину йодиду калію із
сірчаною кислотою та по 5 мл крохмального клейстеру. Добавте
в перший з них на кінчику шпателя каталізатора (мідний, купо-
рос). Одночасно долийте в обидва стакани по 10 мл розчину пе-
роксиду водню. У першому розчині синє забарвлення з’являєть-
ся одразу, у другому — тільки через деякий час.
РОЗКЛАД ХЛОРИДУ СРІБЛА НА СВІТЛІ
Солі срібла легко розкладаються під впливом світла. Це яви-
ще широко використовується в фотографії.
Добудьте осадженням з нітрату срібла соляною кислотою
хлорид срібла, відфільтруйте його, промийте на фільтрі водою й
розгорніть рівним шаром на кольоровому папері. Накрийте осад
білим папером з вирізаною в ньому зіркою.
Освітіть осад електричною лампою протягом кількох хвилин.
Знявши папір, ви побачите на осаді хлориду срібла зірку фіал-
кового кольору. Під впливом світла відбулася реакція розкладу:
2А&С1 = 2А§ + С12.
ГАСІННЯ ВОГНЮ
1. У жерстяну банку місткістю 250 мл налийте 15—20 мл бен-
зину й запаліть його. Спробуйте загасити бензин водою з проми-
валки. Вогонь все одно горітиме. Тоді вилийте на палаючий бен-
зин заздалегідь підготовлений вуглекислий газ. Бензин гасне.
Полум’я можна загасити і твердим оксидом вуглецю (IV). Вуг-
лекислий газ припиняє доступ кисню повітря до бензину.
2. Налийте в залізний тигель гасу. Спробуйте його запалити
за допомогою свічки. Це вам не вдасться. Щоб запалити гас, йо-
го необхідно спочатку нагріти (до температури займання). Коли
такий тигель з палаючим гасом занурити приблизно на 2/з його
висоти у ванну з холодною водою, горіння припиниться, бо тем-
пература гасу буде нижчою від температури його займання.
ГОРІННЯ У ВУГЛЕКИСЛОМУ ГАЗІ
Для припинення горіння необхідно, щоб до речовини, що го-
рить, не надходив кисень повітря. Для цього використовується
негорючий вуглекислий газ. Але вуглекислий газ може і підтри-
мувати горіння.
Заповніть вуглекислим газом стакан або циліндр. Тримаючи
в тигельних щипцях магнієву стрічку, запаліть її на повітрі і вне-
сіть у посудину з вуглекислим газом. Магній продовжуватиме
горіти. Відбувається реакція:
2М£ + СО2 = 2М£О + С.
Магній віднімає кисень від вуглекислого газу і продовжує горі-
ти з утворенням білого диму — оксиду магнію. КІПОТЬ — вуглець.
Якщо доторкнутися запаленою магнієвою стрічкою до стінки по-
судини, на ній з’явиться чорна пляма вільного вуглецю.
Отже, вуглекислий газ може не тільки припиняти горіння, а й
підтримувати його. Проте це можливо лише в реакціях з дуже
активними відновниками.
ЗАПАЛЮВАННЯ ВОДНЮ БЕЗ ВОГНЮ
Чи можна запалити водень без вогню? Можна. Для цього не-
обхідно значно прискорити реакцію окислення водню киснем,
зробивши її інтенсивною навіть при невисокій температурі.
Внесіть у струмінь водню з апарата Кіппа тигельними щип-
цями трохи нагрітий платинований азбест. Водень займається.
Ця спроба грунтується на використанні так званого кресала Де-
берейнера, для якого, щоб підпалити водень, вживався каталі-
затор — азбест, вкритий дрібнорозпорошеною платиною (плати-
нований азбест).
ГРИМУЧА СУМІШ
На повітрі водень горить спокійно. Проте, коли підпалити су-
міш з одного об’єму кисню та двох об’ємів водню, то відбува-
ється гучний вибух. Суміш такого складу і називають гримучою
сумішшю.
У колбі на 250 мл зберіть над водою водень з апарата Кіппа
приблизно на % її місткості. Третину місткості колби (також
над водою) заповніть киснем з газометра. Заповнивши колбу,
закрийте її добре (під водою) пробкою, переверніть кілька разів
і, тримаючи пробкою донизу, старанно обгорніть рушником.
Тримаючи колбу шийкою від присутніх (і від себе) вийміть проб-
ку, поверніть шийку догори і підпаліть суміш свічкою, закріп-
леною на дроті.
Відбудеться вибух, колба розірветься на дрібнесенькі ку-
сочки.
36
Перед підпаленням суміші не забудьте попередити присутніх,
що вибух буде гучним, але цілком безпечним.
ПЕКЕЛЬНА МАШИНА
Підготуйте чисту жерстяну банку місткістю 0,5 л (краще
вузьку). Зробіть в її дні шилом отвір. Банку поставте на стіл
догори дном, закрийте отвір кусочком сірника, заповніть посуди-
ну воднем з апарата Кіппа. Водень слід пропускати 5—7 хв, щоб
у банці не залишилося повітря.
Заповнивши банку, вийміть кусочок сірника з отвору в дні
банки і підпаліть водень, що виходить з отвору, за допомогою
свічки, закріпленої на дроті. Не слід робити це сірником, бо іно-
ді при недостатньому пропусканні водню може зразу статися
вибух.
Перед підпаленням водню відставте апарат Кіппа!
Спочатку водень горить спокійно, але через кілька хвилин по-
лум’я його зменшується і відбувається вибух, банка злітає до-
гори.
Водень, що згоряє, витискується повітрям. Коли між воднем
та киснем повітря у банці встановлюється певне співвідношення
(2 : 1), суміш вибухає.
ВИБУХОВА МИЛЬНА ПІНА
У розчин мила пропускайте гримучу суміш з газометра. Одер-
жавши піну, підпаліть її за допомогою свічки. Станеться вибух
(він безпечний).
За допомогою гримучої суміші можна видувати окремі миль-
ні бульбашки і підпалювати їх. Вони ефектно вибухають.
Не залишайте гримучу суміш в газометрі.
ВОДА З ВОГНЮ
Вода утворюється при горінні всіх речовин, до складу яких
входить водень. Це легко виявити, конденсуючи водяну пару.
Водень з апарата Кіппа, перевіривши його на чистоту, про-
пустіть через промивну склянку з концентрованою сірчаною кис-
лотою. При цьому зв’язується невелика кількість води, захопле-
на струменем водню.
Запаліть водень і над його полум’ям закріпіть масивну скля-
ну посудину. Стінки її «запотіють», а через кілька хвилин вода
почне капати з посудини.
Скраплення пари відбувається самовільно і з ним не можна
не рахуватися. Наприклад, при роботі газової плити протягом
місяця утворюється близько 75 л, тобто велика бочка, води. Ду-
же багато утворюється під час горіння також вуглекислого га-
зу. Тому приміщення, де є газова плита або газові пальники, не-
обхідно ретельно провітрювати.
37
Мал. 12. Горіння заліза
в кисні.
ГОРІННЯ ЗАЛІЗА
У чисту скляну банку (колбу) місткі-
стю не менше 3 л насипте піску й запов-
ніть її з газометра киснем.
На кінці стальної дротини (діаметром
0,25 мм), скрученої у спіраль, закріпіть
«запал» — половину сірника. Нагрійте
дротину у верхній частині полум’я паль-
ника і підпаліть «запал». Введіть дроти-
ну в посудину з киснем. Кусочок сірника
розгоряється дуже яскраво, потім займа-
ється і спіраль. Горіння заліза нагадує
бенгальський вогонь: в усі боки розліта-
ються частинки залізної окалини РезО4
(мал. 12). Одні з них падають на дно посудини, інші — осідають
на її стінках у вигляді бурого нальоту.
Рівняння реакції:
ЗРе + 2О2 = Ре3О4.
Звичайно дослід добре вдається. Але можуть бути і невдачі,
їх причини: 1) у посудині був не чистий кисень; 2) «запал» був
занадто малий і дротинка не встигла прогрітися; 3) багато кис-
ню вийшло з посудини під час швидкого внесення в неї запалу.
ГОРІННЯ В БРОМІ
Цікаво відбувається горіння в бромі, який є досить енергій-
ним окислювачем.
Поставте на азбестовий лист невеликий стаканчик (50 мл),
налийте в нього 2—3 мл рідкого брому (обережно!) та покладіть
на дно стаканчика тампон з алюмінієвої фольги. Добре притис-
ніть алюмінієву фольгу скляною паличкою до дна стаканчика і
швидко закрийте його склом. (Стакан накрийте скляним дзво-
ном). Через 2—3 хв почнеться енергійна реакція горіння алюмі-
нію в бромі: з’являться іскорки, стаканчик заповниться парою
брому, димом (бромід алюмінію та продукт його гідролізу).
Рівняння основної реакції:
2А1 + ЗВг2 = 2А1Вг3.
Рівняння побічної реакції (гідролізу):
А1Вг3 + ЗН,0 = А1(ОН)3 + ЗНВг.
ГОРІННЯ СУМІШІ АЛЮМІНІЮ З ЙОДОМ
Йод — енергійний окислювач. Окислення металів йодом на-
гадує горіння.
38
<у сухій фарфоровій ступці розітріть однакові кількості йоду
та алюмінієвого порошку. На азбестовану сітку насипте суміш
у вигляді невеликого конуса із заглибленням у верхній частині.
Піпеткою або скляною трубкою капніть у заглиблення 1—2 кра-
плини води (каталізатор). Через 2—3 хв почнеться енергійне
окислення алюмінію йодом:
2А1 + ЗІ2 = 2А1І3.
Це екзотермічна реакція. Відбувається сублімація йоду, і над
«кратером вулкана» з’являються спочатку фіолетовий дим і
окремі спалахи алюмінію, а потім — хмара з продуктів гідролі-
зу. Дослід слід проводити під тягою.
Подібну реакцію можна провести між йодом і цинковим пи-
лом.
КИСЛОТА ЗАМІСТЬ СІРНИКІВ
1. У високий хімічний стакан насипте трохи піску. Поставте
на нього невелику фарфорову чашечку з 4—5 мл суміші рівних
об’ємів концентрованої азотної та сірчаної кислот. За допомо-
гою піпетки по краплинах добавляйте до суміші скипидар. Кож-
на краплина спричиняє бурхливу реакцію, причому скипидар
займається і утворюється стовп кіпоті. При виконанні спроби
треба бути обережним, стояти далеко від стакана.
2. Нагрійте в невеликій колбочці концентровану азотну кис-
лоту і внесіть в її пару за допомогою тигельних щипців клаптик
шерстяної тканини. Тканина займеться і згорить.
Концентрована азотна кислота, що є в лабораторії, для цього
досліду не годиться, тому її слід приготувати (с. 56).
3. Змішайте (Обережно! Суміш не розтирати!) на папірці по
0,5 г розтертого цукру та бертолетової солі. Зсипте суміш куп-
кою на керамічну плитку (цеглину) і капніть на неї концентро-
ваною сірчаною кислотою. Суміш вмить згоряє. При цьому від-
бувається реакція взаємодії між бертолетовою сіллю та концен-
трованою сірчаною кислотою. Утворюється нестійкий оксид
хлору (IV), який одразу розкладається, виділяючи кисень. Реак-
ція екзотермічна. Велика кількість теплоти, що звільнюється,
спричинює займання цукру.
Реакції, за якими відбуваються процеси:
а) утворення оксиду хлору (IV):
[ЗКСІОз + 2Н28О4 = 2С1О2 -р 2КН8О, -р КС1О4 + Н2О;
б) розклад оксиду хлору:
2С1О2 = С12 4- 2О2;
в) горіння цукру:
С12Н22О11 -р 12О2 — 12СО2 -р 11 НгО.
39
ЧИ МОЖНА ЗАПАЛИТИ ВОГНИЩЕ БЕЗ ВОГНЮ?
1. Приготуйте у фарфоровій чашці суміш з 10 г пероксиду
натрію і 5 г тирси. Висипте її на азбестовану сітку і капніть кіль-
ка краплин води. Суміш займеться. Це пояснюється виділенням
кисню та великої кількості теплоти в результаті екзотермічної
реакції за рівнянням:
2№2О2 + 2Н2О = 4ИаОН + О2.
2. Приготуйте у фарфоровій чашці сироподібну суміш з 2—
З г перманганату калію та концентрованої сірчаної кислоти. По-
ставте чашку на азбестовий лист, покладіть на неї сухі дерев’я-
ні стружки, залишивши вільним доступ до суміші. Добавте до
суміші кілька краплин метанолу або етанолу. Спирт займеться
і запалить стружки.
Реакція між перманганатом калію і концентрованою сірча-
ною кислотою екзотермічна і відбувається з виділенням кисню:
2КМпО4 4- 2Н38О4 = 2НМпО4 + 2КН8О4,
2НМпО4 = Мп2О7 + Н2О,
2Мп2О7 = 4МпО2 -ф ЗО2.
3. Помістіть у фарфорову чашку трохи оксиду хрому (VI) і
вкиньте туди шматочок вати, змоченої метанолом або етанолом.
(Обережно!) Спирт спалахує.
При взаємодії оксиду хрому (VI) СгО3 із спиртом відбува-
ється окислення спирту до альдегіду.
Якщо оксиду хрому (VI) в хімічному кабінеті немає, то його
можна добути. До 10 мл насиченого розчину дихромату калію
добавте невеликими порціями 15 мл концентрованої сірчаної ки-
слоти. Коли суміш охолоне, з неї випддуть голчасті кристали ок-
сиду хрому (VI) темно-червоного кольору.
Відфільтруйте їх за допомогою скляного фільтра. Паперовий
фільтр використовувати не можна, бо оксид хрому (VI) —дуже
сильний окислювач і активно діє на органічні речовини. З цієї
ж причини слід запобігати попаданню хромового ангідриду на
шкіру та одяг.
Хромовий ангідрид, висушений в ексикаторі над хлоридом
кальцію, можна використовувати як «хімічний запальник».
СПАЛАХИ В ЦИЛІНДРІ
Налийте в невеликий циліндр (250 мл) 10—15 мл концентро-
ваної сірчаної кислоти, а потім стільки ж чистого етилового
спирту. Стежте, щоб рідини не змішалися. Потім поступово всип-
те дрібно розтертого перманганату калію. Через кілька хвилин
40
на межі сірчаної кислоти і спирту спо-
стерігатимуться спалахи. Це займаєть-
ся спирт в результаті утворення кисню
під час взаємодії сірчаної кислоти й
перманганату калію.
ХІМІЧНИЙ «МІНОМЕТ»
Насипте 2—3 г дрібно розтертого
перманганату калію в коротку про-
бірку діаметром 3—4 см. Закріпіть
пробірку в штативі і добавте 1—2 мл
концентрованої сірчаної кислоти. Щоб
прискорити розкладання оксиду мар-
ганцю (VII) й зробити його ефектним,
вкидайте в пробірку паперові куль-
ки — «ядра». У присутності паперу
(органічної речовини) розклад оксиду
марганцю (VII) відбуватиметься енер-
гійніше.
Мал. 13. Хімічний «міномет»<
Коли кинути кульку в пробірку,
з’являється тріск, іскорки, з пробірки вилітають клубки бурого
диму діоксиду марганцю (мал. 13). При виконанні цього досліду
необхідно бути обережним. Не беріть більше норми пермангана-
ту калію, «міномет» ставте подалі від присутніх, отвором убік.
ЯК ЗАПАЛИТИ ЦУКОР?
Внесіть грудочку рафінаду у верхню частину полум’я спир-
тівки або газового пальника. Цукор не займається.
Посипте поверхню грудочки твердою сіллю літію (ЬіСІ,
Ьі2СО3) або попелом від цигарки (у ньому є невелика кількість
сполуки літію) і повторіть дослід. Тепер цукор займається голу-
бим полум’ям.
Сполука літію є каталізатором. Випробуйте як каталізатор
цієї реакції також оксид хрому (III).
ПРИМХЛИВЕ ОБВУГЛЮВАННЯ ЦУКРУ
Насипте 40 г розтертого на дрібний порошок цукру в хіміч-
ний стакан місткістю 100 мл. Змішайте цукор з 3—4 мл води.
Добавте до утвореної маси 20—25 мл концентрованої сірчаної
кислоти (</= 1,84) і знову добре перемішайте масу скляною па-
личкою. Паличку не виймайте. Через кілька хвилин температу-
ра суміші підвищиться, суміш потемніє і утвориться пухка маса,
яка «виростає» із стаканчика (мал. 14). Це — пористе вугілля.
41
Мал. 14. Обвуглювання
цукру.
Його утворення пояснюється дегідрата-
цією цукру сірчаною кислотою:
Сі2Н22Ои = 12С + 11Н2О.
Крім того, відбувається відновлення кон-
центрованої сірчаної кислоти вугіллям:
2Н28О4 + С = СО2 + 28О2 + 2Н3О.
ЗАПАЛЮВАННЯ СІРКОВОДНЮ
Сірководень можна запалити за допо-
могою свічки або сірника. Займається він
і при зіткненні з дуже енергійним окис-
лювачем— оксидом свинцю (IV).
Пропустіть струмінь сірководню над
поверхнею оксиду свинцю (IV). Сірково-
день спалахне:
ЗРЬО2 + Н28 = ЗРЬО + 5О2 + Н2О.
Сірководень — отруйний газ, крім того, він має надзвичайно
неприємний запах, тому цей дослід треба проводити під тягою.
СПАЛАХ ВІД РОЗТИРАННЯ
Деякі речовини, наприклад сірка і червоний фосфор, займа-
ються від розтирання з оксидом свинцю (IV).
Для досліду беруть невеликі кількості цих речовин. «Припуд-
ріть» порошком сірки або червоного фосфору І ОКСИДОМ СВИНЦЮ
(IV) стінки фарфорової ступки й товкачиком розтирайте суміш.
Відбуваються спалахи. Це займається сірка (фосфор). Рівняння
відповідних реакцій:
2РЬО2 + 8 = 2РЬО + 8О2,
5РЬО2 + Р = 5РЬО + Р2О5.
ВИБУХ ВІД РОЗТИРАННЯ
При розтиранні сірки з таким окислювачем, як бертолетова
сіль, відбувається вибух.
Техніка виконання спроби така сама, як і попередньої. При
розтиранні суміші реакція відбувається за рівнянням:
2КС1О3 + 38 = 2КС1 + 38О2.
Виконуючи спробу, треба бути дуже обережним.
42
ВИБУХ ВІД УДАРУ
1. Суміш бертолетової солі з червоним фосфором від удару
вибухає. В іграшкових пістолетах пістони «стріляють» від удару
курка по такій суміші.
Змішайте на аркуші паперу 0,2—0,3 г сухого порошку черво-
ного фосфору і приблизно 0,4—0,6 г бертолетової солі.
Набирайте і перемішуйте фосфор з бертолетовою сіллю обе-
режно, без тертя, бо фосфор може спалахнути. Суміш розділіть
на чотири частини. Одну з них загорніть у папірець, покладіть на
щось тверде і вдарте по ній молотком. Відбудеться досить гучний
вибух.
2. Суміш червоного фосфору, бертолетової солі й сірки ви-
бухає.
Візьміть 0,2 г сухого порошку червоного фосфору, 2 г берто-
летової солі, 0,5 г порошку сірки і обережно перемішайте. Суміш
розділіть на 6 частин. Одну з них висипте на папірець розміром
10X10 см, покладіть туди середньої величини дробинку для
гвинтівки, загорніть і киньте на щось тверде: камінь або цемент-
ну підлогу. Відбудеться досить гучний вибух.
Взаємодія бертолетової солі з червоним фосфором відбуває-
ться за рівнянням:
5КС1О3 + 6Р = ЗР2О5 + 5КС1.
Усі компоненти повинні бути сухими, інакше дослід не
вдасться.
ГОРІННЯ В РОЗПЛАВІ
Нітрати в розплавленому стані проявляють сильні окислю-
вальні властивості.
Насипте в пробірку приблизно на ’/5 її місткості нітрату ка-
лію (калійної селітри). Закріпіть пробірку в штативі і нагрівай-
те, поки почнуть виділятися бульбашки газу (кисню), тобто до
початку розкладання солі.
Рівняння розкладу нітрату калію:
2КМО3 = 2КИО2 + О2.
Нагрійте вуглинку в полум’ї пальника до розжарення і вкиньте
в розплавлену селітру. Вуглинка займеться і швидко «бігатиме»
по поверхні солі, бо кисень, який виділяється при розкладі нітра-
ту калію, підштовхує її.
Якщо у розплавлену селітру вкинути невеликий кусочок сір-
ки, то вона теж загориться. При цьому виділяється така велика
кількість теплоти, що пробірка починає плавитись, змінюючи
форму.
Горіння сірки супроводжується сліпучим світлом, тому пиль-
но дивитися на нього не можна.
43
ВОГОНЬ МАЛЮЄ КАРТИНУ
Концентрованим розчином нітрату калію проведіть на філь-
трувальному папері за допомогою пензлика хвилясту лінію. По-
чаток лінії позначте олівцем. Коли папірець висохне, розпеченою
дротинкою доторкніться до початку лінії. Жевріючий вогник ви-
пише накреслену вами лінію.
У чому справа?
При нагріванні нітрат калію розкладається, виділяючи ки-
сень, за рівнянням:
2КИО3 = 2№О2 + О2.
У місці розкладу солі папір звуглюється. За рахунок теплоти
згоряння паперу відбувається розклад нових порцій нітрату ка-
лію, яким зроблено малюнок, і вогник поволі пересувається.
ФЕЙЄРВЕРК НА ПАПЕРІ
Цей дослід подібний до попередніх. Проведіть розчином ніт-
рату калію на фільтрувальному папері з однієї точки кілька зиг-
загоподібних ліній. Позначте цю точку олівцем. На другому бо-
ці паперу приклейте по ходу ліній пістони від іграшкових пісто-
летів, а також клаптики паперу з бенгальськими вогнями. Вису-
шивши папір, доторкніться розпеченою дротинкою до позначки.
По лініях просуватиметься вогник, один за одним вибухатимуть
пістони й займатимуться бенгальські вогні.
Склад бенгальських вогнів зеленого кольору: бертолетова
сіль — 35, нітрат барію — 53, сірка—1, каніфоль—11%; чер-
воного кольору: бертолетова сіль — 67, карбонат стронцію — 20,
каніфоль — 13%.
Усі компоненти суміші треба старанно подрібнити і змішати.
Бертолетова сіль має бути чистою, бо навіть невелика кількість
органічних домішок може спричинити при розтиранні вибух.
Для досліду використовують невелику кількість речовини.
ЯЙЦЕ - ВОДЯНА ДЗИГА
В дитинстві багатьом з вас, напевне, доводилось гратися різ-
номанітними дзигами. Дзиги приводилися в рух різними спосо-
бами: від руки, за допомогою пружинки, їх підганяли батіжком
тощо.
Користуючись хімічними реакціями, можна привести в рух
дзигу за допомогою газу... Цікавий вигляд має «хімічна дзига»,
зроблена з яйця. Звичайно, користуючись наведеним способом,
можна зробити хімічну дзигу і з інших матеріалів.
Проколіть яйце товстою голкою з гострих кінців -і видуйте
його вміст. Коли шкаралупа висохне, заповність її до половини
добре перемішаною сумішшю з перетертої на порошок виннока-
44
м’яної кислоти (СіНбОб) та питної соди (ЦаНСО3), взятих у рів-
ній по вазі кількості. Проколи і отвори, через які була внесена
суміш, обережно закрийте воском. Опустіть яйце в воду і поміть-
те з обох боків впоперек яйця, трохи нижче поверхні води, дві
симетричні точки. Витріть яйце і голкою проколіть у помічених
точках невеликі отвори. Якщо тепер яйце опустити в воду, то во-
но почне обертатися. Вода, яка проникла в суміш через отвори
шкаралупи, викликає реакцію:
Н2С4Н4О6 2МаНСО3 = Па2С4Н40б 2Н2О 2СО2.
Вуглекислий газ, що виділяється під час реакції, виходить
через отвір і викликає рух яйця.
СПАЛАХИ ВІД ГЛІЦЕРИНУ, ВОДИ
и оцтової кислоти
1. Розітріть у ступці 1—2 г перманганату калію й покладіть
його купкою на керамічну плитку або азбестовий лист. У зроб-
лену на її поверхні ямку обережно влийте кілька краплин гліце-
рину. Відбудеться спалах — реакція окислення гліцерину до вуг-
лекислого газу й відновлення перманганату.
2. Приготуйте 1—2 г суміші з рівних кількостей пероксиду
натрію і алюмінієвого порошку. Капніть на суміш води з довгої
скляної трубки. Відбудеться спалах — раптове окислення алю-
мінію.
Суміш пероксиду натрію з порошкоподібною сіркою від крап-
лини води теж займається.
3. Покладіть на керамічну плитку гіркою трохи пероксиду на-
трію. Капніть льодяної оцтової кислоти. Кожна краплина кисло-
ти спричиняє спалах з виділенням великої кількості теплоти. Це
горить оцтова кислота.
Потім налийте 15—20 мл льодяної оцтової кислоти у фарфо-
рову чашку, нагрійте на азбестованій сітці до кипіння й запаліть
свічкою. Кислота горить, адже вона — органічна речовина.
«ФАРАОНОВІ ЗМП»
Підпаліть на керамічній плитці спеціально виготовлену па-
личку. Спалахує ледве помітний вогник, з палички, здригаючись,
виповзає пухнаста маса, яка нагадує змію. Довжина її чимала.
Дослід цей відомий під назвою «фараонової змії». Основою ма-
си, з якої зроблено паличку, є роданід ртуті (II) Н^(8СП)2.
45
Виготовити палички нескладно. Приготуйте 10%-ний розчин
нітрату ртуті (II) і добавляйте до нього невеликими порціями
при постійному помішуванні 10%-ний розчин роданіду калію
(або роданіду амонію). Реакція відбувається за рівнянням:
Н8(МО3)2 + 2К8СИ = Н§(8СИ)2 + 2КИО3.
Осад роданіду ртуті (II) відфільтруйте, промийте і підсушіть.
Сформуйте з цієї маси (добавляючи до неї колодіума) палички
завдовжки 25—35 мм і завтовшки близько 6 мм. Палички обгор-
ніть алюмінієвою фольгою. З кожної такої палички може утво-
ритися чимала «змія». Процес розкладу роданіду ртуті (II) до-
сить складний. Умовно його можна записати так:
2Н&(8СМ)2 = 2НЄ8 + С82 + С3Н4.
Пухка речовина (попіл) — це нітрид вуглецю С3Н4. Він, а також
газоподібні речовини реакції отруйні. Тому цей дослід прово-
диться під тягою.
Палички речовини можна вміщувати в скляну трубку. /
Для досліду іноді використовують й таку суміш: 10 г дихро-
мату калію, 5 г нітрату калію та 10 г цукру. Суміш старанно роз-
тирають у ступці, зволожують, добавляють колодію (або орга-
нічного клею). Потім формують палички.
«ДІЮЧИЙ ВУЛКАН»
Мал. 15. Хімічний «вул-
Заповніть розтертим дихроматом амонію фарфоровий тигель
на 15—20 мл. Поставте його на азбестовий лист. Нагрійте сіль з
поверхні розпеченим у полум’ї газового пальника масивним ме-
талевим стержнем. Як тільки почнеться розклад солі, нагрівання
припиніть. Далі реакція відбувається за рахунок теплоти цього
екзотермічного процесу. Розклад дихро-
мату амонію нагадує виверження вулка-
на. Зелена маса оксиду хрому (III), що
здіймається вгору, утворилася в резуль-
таті розкладу солі:
(МН4),Сг2О = Сг2О3 + N0 + 4Н2О.
Нагріти сіль можна й іншим способом.
Зробіть у ній невеликий «кратер». Поміс-
тіть у кратер жмутик вати, змоченої
спиртом, потім підпаліть вату. Від тепло-
ти згоряння спирту починається розклад
солі (мал. 15).
кан».
46
ХУСТОЧКА, ЩО НЕ ЗГОРЯЄ
Добре змочіть хусточку водою, відіжміть воду, потім змочіть
ацетоном і знову відіжміть. Після цього «посоліть» її сполукою
літію або стронцію. Візьміть хусточку за два кінці тигельними
щипцями і внесіть у полум’я пальника. Хусточка займається •—
це горить ацетон. Але полум’я швидко гасне, хусточка залиша-
ється непошкодженою. Оскільки ацетон швидко згоряє, тканина
не встигає нагрітися до температури її займання. Якщо тканину
не змочувати водою, або взяти замість ацетону іншу горючу ре-
човину, яка горить довше, то хусточка може згоріти.
Запропонуйте глядачам самостійно пояснити це явище.
Просочивши заздалегідь тканину концентрованим розчином
метасилікату натрію (розчинне скло), ви одержите вогнетривку
хусточку. Спробуйте її підпалити.
ВАГРАНКА НА СТОЛІ
Вагранка — це плавильна механічна піч. У вагранці виплав-
ляють чавун, мідні сплави, випалюють вапняк, розплавляють
металургійні сплави тощо. У лабораторних умовах можна про-
вести виплавлення заліза із залізної окалини (магнітного заліз-
няку) Ре3О4.
Змішайте порошок залізної окалини і зернистий алюміній.
Насипте суміш у невеликий горщик для квітів. Горщик помістіть
у металеве кільце штативу і поставте під ним велику посудину
з піском. Запаліть суміш за допомогою запалу (порошок алюмі-
нію і пероксид барію), в який вміщено магнієву стрічку. Відбу-
вається надзвичайно енергійна екзотермічна реакція за рів-
нянням:
ЗРе3О4 + 8А1 = 9Ре + 4А12О3.
Під час реакції температура досягає 3000°С. Продукти реак-
ції плавляться й витікають через отвір у горщику в посудину з
піском (мал. 16). З горщика вилітають невеликі розплавлені
частинки, утворюючи сліпуче сяйво. Тому проводити цей дослід
(і дивитися на нього) слід у темних окулярах.
Дослід вимагає особливої уважності й обережності.
ОКИСЛЕННЯ АМІАКУ
Каталіз завжди викликає здивування. Цей дослід —дуже
красиве видовище. Візьміть для спроби велику посудину з прозо-
рого скла, наприклад, бутиль або колбу місткістю 10—20 л. На-
лийте в посудину концентрованого розчину аміаку стільки, щоб
після збовтування рідина вкривала тільки її дно. Внесіть у по-
судину в залізній ложечці дрібний, добре нагрітий каталіза-
тор — оксид хрому (III) (мал. 17). Через 1—2 хв починайте
47
Мал. 17. Окислення
аміаку в присутності
оксиду хрому.
розсипати каталізатор. Утворюється сніп іскор — розжарених
дрібних частинок оксиду хрому (III), які химерно рухаються
всередині посудини. (Спробу найкраще проводити в затемненому
приміщенні). Через деякий час вміст посудини забарвлюється в
бурий колір. Спочатку відбувається каталітична реакція окис-
лення аміаку за рівнянням:
4МН3 + 5О2 = 4Г4О + 6Н2О.
Потім окислюється оксид азоту за рівнянням:
2И0 + 02 = 2ИО2.
Якщо взяти надлишок аміаку, посудина заповниться білим ди-
мом. Відбуваються такі процеси:
ЗИО2 + Н20 = 2НИО3 + N0,
НИО3 + ИН3 = МН4МО3.
Для проведення досліду неабияке значення має кількість оксиду
хрому, нагрівання каталізатора, тривалість взаємодії, кількість
гідроксиду амонію тощо.
МІДЬ - КАТАЛІЗАТОР
На дно 2—3-літрової скляної банки насипте піску й налийте
ЗО—50 мл концентрованого розчину аміаку. Струсніть посудину
для насичення її аміаком.
48
Добре нагрійте скручену в спіраль тонку мідну дротину і
швидко внесіть її в посудину. Дротина розжариться ще дужче.
У даному випадку мідь — каталізатор; відбувається безполум’я-
не згоряння аміаку до вільного азоту. Інколи утворюється також
незначна кількість оксидів азоту, про що свідчить забарвлення,
а також нітрит і нітрат амонію (білий дим).
Коли дротина плавиться, в усі боки розлітаються іскри і кра-
плини рідкого металу. Горіння аміаку на повітрі відбувається з
утворенням яскравого синьо-зеленого полум’я, коли розжарену
мідну спіраль повільно піднімати до верху посудини. Якщо кон-
центрація аміаку й повітря достатні, то розжарення спіралі по-
силюється.
Виконайте й такий дослід. Закріпіть у гнотику спиртівки мід-
ну спіраль і запаліть спиртівку. Коли спіраль розжариться, по-
гасіть полум’я. Спіраль тривалий час залишиться розжареною.
Ви відчуєте запах оцтового альдегіду, який утвориться в резуль-
таті окислення спирту на поверхні мідного каталізатора.
ЯК ПІДВИЩИТИ ХІМІЧНУ АКТИВНІСТЬ АЛЮМІНІЮ?
Хімічна активність алюмінію за його місцем в електрохіміч-
ному ряді напруг металів досить значна і наближається до ак-
тивності магнію. Водночас алюміній не реагує з водою при ки-
п’ятінні, як магній, не іржавіє на повітрі, як залізо, бо він вкри-
тий надзвичайно тонкою плівкою оксиду, яка не має пор, міцно
тримається на металі і надійно захищає його від впливу кисню,
води та ін. Якщо захисну плівку зруйнувати і створити умови,
при яких вона не зможе відновитися, то алюміній реагуватиме
на холоді з киснем й холодною водою.
Зробіть з алюмінієвої фольги невелику коробочку. Налийте
в неї розчину солі хлориду ртуті (II) або розчину нітрату ртуті
(II) так, щоб він тільки вкрив дно. Зруйнуйте захисний шар ок-
сиду алюмінію, проводячи скляною паличкою по дну коробочки
в різних напрямах до тих пір, поки рідина не почне мутніти від
ртуті, що виділяється. Ртуть витискується із солі алюмінієм. Роз-
чин злийте в спеціальну посудину. Розправте пінцетом (не ро-
біть цього руками!) стінки коробочки, висушіть фольгу тампоном
з фільтрувального паперу і покладіть на скло. Ознаки окислення
алюмінію з’являються досить швидко: чути слабке потріскуван-
ня, над фольгою з’являється «дим», на пластинці виростає «сива
борода» з оксиду алюмінію.
«Дим» — це пара води, яка утворюється в результаті екзо-
термічного процесу окислення алюмінію. Утворення оксиду алю-
мінію пояснюється тим, що витіснена алюмінієм ртуть протидіє
утворенню захисної плівки на тих місцях поверхні, де вона була
зруйнована скляною паличкою.
Алюміній, у якого зруйновано захисну плівку, реагує з хо-
лодною водою.
49
Наріжте алюмінієвий дріт кусочками приблизно 0,5 см зав-
довжки, вкиньте їх у стакан з розчином хлориду або нітрату рту-
ті (II) і перемішуйте скляною паличкою до помутніння розчину.
Злийте рідину з кусочків алюмінію і кілька разів промийте
їх водою. Потім налийте в стакан близько 50 мл холодної води.
Незабаром почнуть виділятися бульбашки водню. Вода помут-
ніє, оскільки внаслідок реакції утвориться гідроксид алюмінію.
Реакція з нагрітою водою (50—60°С) відбувається значно
швидше.
ЯКА СОЛЯНА КИСЛОТА НЕ РЕАГУЄ З ЗАЛІЗОМ?
Соляна кислота досить енергійно взаємодіє із залізом. Та
можна добути таку соляну кислоту, яка практично з ним не реа-
гує. Ця кислота називається інгібіторною.
Інгібітори — це каталізатори — уповільнювачі реакцій. Одні
реакції вони значно уповільнюють, але на перебіг інших зовсім
не впливають. Це явище знаходить широке практичне застосу-
вання. Наприклад, за допомогою соляної кислоти з інгібітором
(інгібіторна соляна кислота) очищають від іржі вироби, бо з ме-
талом така речовина не реагує, а з іржею реагує. До інгібіторів
належить багато органічних сполук, зокрема формалін, анілін,
уротропін.
Налийте в три невеликі стаканчики по 50 мл соляної кислоти
(1 : 2). В перший добавте 5 мл формаліну, в другий — 3 мл анілі-
ну, третій — залиште без змін. Збовтайте суміші і вкиньте в кож-
ний стаканчик чистий залізний цвях. У стаканчиках, де знахо-
диться соляна кислота з інгібіторами, реакція практично не від-
будеться.
Перевірте, чи є інгібітором уротропін.
Дія інгібітори пояснюється адсорбуванням його на поверхні
металу, в результаті чого поверхня металу ізолюється від кис-
лоти.
МЕТАЛЕВЕ ДЗЕРКАЛО
Приготуйте два розчини.
1. Розчиніть 2,5 г нітрату срібла в 25 мл дистильованої води
й краплинами добавляйте концентрований розчин аміаку. Спо-
чатку утвориться оксид срібла (бурий осад), а потім — розчин
комплексної сполуки аміаку [А§(ЦНз)2] (ОН). Відфільтруйте,
якщо це потрібно, розчин від залишків оксиду срібла.
2. Розчиніть у 50 мл дистильованої води 5 г глюкози С6Ні2О6
і 5 г сегнетової солі (подвійна сіль винної кислоти) ЦаКН^Об-
• 4Н2О. Добре вимийте колбу чи пробірку спочатку гарячою во-
дою з їдким натром або содою, а потім сірчаною кислотою та
дистильованою водою. Влийте в посудину одну частину розчину
1 і стільки ж розчину 2 та добре їх перемішайте. Занурте посу-
50
дину з розчином у водяну баню, нагріту до температури 50°С.
Через 5—10 хв на внутрішній частині посудини утворюється тон-
кий блискучий шар срібла («металеве дзеркало»). Сполосніть
посудину кілька разів дистильованою водою і дайте висохнути.
Для закріплення дзеркального шару налийте в посудину без-
барвного лаку, змочіть ним стінки посудини і злийте.
Для сріблення застосовують і інші відновники срібла, зокре-
ма цукор, формальдегід. За допомогою відновлення мурашиним
альдегідом солей міді можна одержати також «мідне дзеркало».
Для цього слід приготувати розчин сульфату міді та 40%-ний
розчин формальдегіду.
Спробуйте виконати цей дослід.
ЯК ЗВАРИТИ КОЛЬОРОВЕ ЛЕГКОПЛАВКЕ СКЛО?
Щоб зварити звичайне віконне скло, треба довести темпера-
туру процесу приблизно до 1300°С. У лабораторних умовах це
майже неможливо. А ось легкоплавке скло зварити простіше.
Добре змішайте в наведеному співвідношенні такі компонен-
ти: 5іО2 (чистий пісок)—5%, РЬО — 84% і В2О3—11%. Щоб
надати склу кольору, добавте 0,2—0,5% оксиду хрому (III), від-
повідно зменшивши кількість оксиду свинцю. Суміш розплавте
в тиглі. Коли вона охолоне, вилийте її на залізний лист. Темпе-
ратура плавлення такого скла близько 480—500°С.
ПРИРОДНІ БАРВНИКИ
Коли люди не вміли штучно добувати барвники, використову-
вали натуральні фарби, наприклад, пурпур, кармін, червоний
сандал тощо, які діставали з рослин, комах, молюсків. Деякі ор-
ганічні барвники є чутливими індикаторами.
1. Поріжте свіжі листки червоної капусти, прокип’ятіть їх
з водою. Листки капусти стали зеленими. Злийте ліловий відвар.
Розчин добутого індикатора добавляйте у п’ять стаканів відпо-
відно з газованою водою, розчином аміаку (1 : 10), розчином
алюмо-калієвого галуну, сірчистої кислоти і з водою.
Речовина в першому стакані стає червоною, у другому — зе-
леного, у третьому — пурпуровою, у четвертому — безбарвною
(оксид сірки (IV) руйнує барвник), у п’ятому — синьою.
2. Покладіть кілька фіалок у банку із сірчистим газом. їхні
пелюстки втратять колір. Змочіть свіжі фіалки розведеним роз-
чином нашатирного спирту; їхні пелюстки стануть зеленими.
Слабкий розчин кислоти змінює колір фіалок на червоний.
Під впливом аміаку квітки барвінку, троянди (рожеві й чер-
воні), незабудок змінюють свій природній колір на зелений, а
квітки примули забарвлюються в синій колір.
51
МІНЕРАЛЬНІ ФАРБИ
Багато мінеральних фарб не розчиняється у воді й органічних
розчинниках. Це — оксиди, основні солі, сульфіди металів та їх
суміші. Свинцеве білило — це основна сіль свинцю. До нагрітого
розчину нітрату свинцю додайте розчин карбонату натрію. Утво-
риться основний карбонат свинцю:
ЗРЬ(ЙО3)2 + Зйа2СО3 + Н2О =
= РЬ3(ОН)2(СО3)2 + СО2 + 6йайО3.
Свинцеве білило — добра біла фарба. Проте під впливом на-
віть малих домішок сірководню, які можуть бути в повітрі, свин-
цеве білило темніє в результаті утворення чорного сульфіду
свинцю. Отже, картини, написані цією фарбою доводиться під-
новлювати — обробляти розчином пероксиду водню. При цьому
чорний сульфід свинцю переходить у білий сульфат свинцю.
Проведіть такі спроби. Добудьте, як зазначалося вище, свин-
цеве білило. Добавте до нього кілька краплин сірководневої во-
ди. Осад швидко потемніє:
РЬ3(ОН)2(СО8)2 4- ЗН28 = ЗРЬ8 + 2СО2 + 4Н2О.
Подійте на цей осад 3%-ним розчином пероксиду водню. Осад
стане білим:
РЬ8 + 4Н2О2 = РЬ8О4 + 4Н2О.
Жовтий крон — фарба, хімічний склад якої відповідає хро-
мату свинцю. Добудьте хромат свинцю, подіявши на розчин ні-
трату свинцю розчином хромату натрію:
РЬ(МО3)2 + йа2СгО4 = РЬСгО4 + 2\'айО3.
Гарну жовту фарбу дістають на основі сульфіду кадмію.
Сульфід кадмію легко добути із розчину солі кадмію й сірко-
водню або з розчину солі кадмію й сірководневої води:
СЙ8О4 + Н28 = С68 + Н28О4.
Зелений крон — це оксид хрому (III). Одним із способів його
добування є розклад дихромату амонію.
Мінеральні фарби, висушені й змішані з безбарвним лаком
(нітролаком), можна використовувати для фарбування.
ВИВЕДЕННЯ ПЛЯМ
1. Змочіть білу некрохмалену тканину (наприклад, хусточ-
ку) розчином йоду, його можна приготувати, розчинивши кілька
кристаликів йоду в йодиді калію. Подійте на утворені плями
52
розчином тіосульфату натрію. Плями зникнуть, бо відбудеться
реакція утворення безбарвної сполуки йоду — йодиду натрію та
тетратіонату натрію:
І2 4- 2Ма282О3 = 2йаІ 4- йа234О6.
2. Плями від органічних фарб виводяться за допомогою їх
окислення. Змочіть білу тканину розчином чорнила (на основі
органічної речовини) і фуксином. Потім обробіть тканину розчи-
ном хлорного вапна і добре промийте водою. Плями зникнуть.
СПОЛУКА-НЕДОТОРКА
Чимало нестійких хімічних речовин і сумішей від удару, тер-
тя, навіть дотику гучно вибухають. З ними треба бути дуже обе-
режним.
Йодид азоту (III) у вологому стані — досить стійка речови-
на, проте сухий вибухає від дотику, але вибух безпечний.
Розітріть у фарфоровій ступці 0,3—0,4 г йоду. Залийте його
концентрованим розчином нашатирного спирту і перемішайте
суміш скляною паличкою. Відфільтруйте чорно-буру масу крізь
паперовий фільтр, промийте на фільтрі осад водою, спиртом і
ефіром.
Розкладіть вологий осад на фільтрі тонким шаром, розріжте
фільтр на чотири частини і покладіть сохнути на повітрі при-
близно на дві доби. Сушити осад нагріванням не можна. Це
небезпечно!
Сухий осад легко вибухає від дотику. Відбувається реакція
за рівнянням:
2ЙІ3 = й2 4- ЗІ2.
Щоб перевірити це, киньте на сухий осад (четверту частину від
виготовленого) жменю піску або доторкніться до нього пір’їн-
кою, прив’язаною до кінця дерев’яної палички завдовжки 1 —
1,5 м.
СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА РУХОМ ІОНІВ
Під впливом електричного струму іони рухаються до того або
іншого електроду. Як виявилося, найшвидше рухаються іони
водню, дещо повільніше — гідроксид-іони. Досить цікаво спосте-
рігати рух кольорових іонів.
Рух іонів водню. Покладіть на скляну пластинку
фільтрувальний папір, змочений 5%-ним розчином хлориду на-
трію, до якого добавлено кілька краплин лакмусу. На фільтру-
вальний папір покладіть на відстані 6—8 см один від одного
електроди у вигляді мідних пластинок, притисніть їх до філь-
трувального паперу затискачами і приєднайте до джерела
53
електричного струму з напругою 10—12 В. Посередині фільтру-
вального паперу покладіть товсту нитку, добре змочену соляною
кислотою.
Під впливом електричного поля іони водню рухатимуться в
напрямі до катода. Про це свідчить переміщення червоної
смужки.
Рух гідрокси д-іоні в. Щоб спостерігати рух цих іонів,
нитку змочіть розчином їдкого натру або калі, а фільтрувальний
папір — розчином хлориду натрію з кількома краплинами фе-
нолфталеїну. Спробу виконайте так само, як і попередню. Під
впливом електричного струму малинова смужка переміститься
в напрямі до анода.
Рух кольорових катіонів. Як і в попередніх спро-
бах, змочіть фільтрувальний папір розчином безбарвного елек-
троліту (хлориду натрію). Серед кольорових катіонів досить
рухливими є іони заліза (III) Ее3+, тому нитку змочують розчи-
ном хлориду заліза (III).
Жовто-бура смужка рухатиметься в напрямі до катода.
Так можна спостерігати рух іонів міді, нікелю, комплексного
іона [Си(МН3)4]2+ та ін.
Рух кольорових аніонів. Щоб спостерігати рух іо-
нів, наприклад Сг2О72- і МпО4~, змочіть нитку розчином дихро-
мату калію або перманганату калію.
Одночасний рух іонів протилежних зарядів.
Змочіть фільтрувальний папір водним розчином нітрату калію
чи сульфату натрію (або подвійної солі сильного лугу і сильної
кислоти), до якого добавлено кілька краплин нейтрального роз-
чину лакмусу. Вмикнувши струм, ви побачите, як від катода в
напрямі до анода починає рухатися синя смужка (гідроксид-
іони), а назустріч їй — червона (іони водню).
«ЕЛЕКТРИЧНЕ ПЕРО»
«Електричним пером» можна писати без чорнила, та ще й
різними кольорами. Дослід грунтується на явищі електролізу.
Розчином сульфату натрію (10%-ним), до якого добавлено
кілька краплин фенолфталеїну, змочіть фільтрувальний папір.
Вологий папір покладіть на скло і притисніть до нього збоку по
всій довжині мідну пластинку, яку з’єднайте з позитивним полю-
сом джерела струму з напругою 6—12 В.
З негативним полюсом джерела струму з’єднайте мідний
штирок діаметром близько 2 мм, вставлений в дерев’яну палич-
ку, і повільно ведіть, ледь натискуючи ним, по вологому паперу.
(Можна використати і перо з учнівською ручкою). У місцях до-
тику «пера» до паперу відбувається електроліз водного розчину
сульфату натрію. Біля негативно зарядженого електрода (като-
да) утворюється їдкий натр, що й забарвлює фенолфталеїн в
малиновий колір.
54
Для проведення цього досліду як чорнило можна використа-
ти й інші рідини. Якщо, наприклад, до розчину солі додати ін-
шого індикатора, колір чорнила зміниться.
У приладі можна змінити заряд електродів: «перу» надати
позитивного заряду (анод). Тоді можна писати, наприклад си-
нім «чорнилом». Для цього папір слід змочити розчином йодиду
калію, добавивши до нього крохмального клейстеру.
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ «ДЕРЕВО»
Приготуйте 10%-ний розчин хлориду цинку. Щоб запобігти
гідролізу при розчиненні солі у воді, до неї додають кілька кра-
пель соляної кислоти. Коли рідина все-таки залишається кала-
мутною, її слід профільтрувати. Використовують лише прозорий
розчин хлориду цинку. У розчин занурюють пластинки-електро-
ди (мідна — анод, цинкова — катод) і з’єднують їх з джерелом
постійного струму напругою 10—12 В. Через 5—10 хв на поверх-
ні цинкового електрода з’являються кристали цинку у вигляді
дендритів (ниток), які ростуть і утворюють химерні гілки.
Зрозуміло, що цинкові нитки не повинні стикатися з анодом.
Електролізу можна піддавати й 10%-ний розчин ацетату
свинцю. Катодом у такому випадку буде цинкова пластинка-де-
ревце, а анодом — свинцева пластинка. Через кілька хвилин піс-
ля того як почнуть пропускати постійний електричний струм,
красиві кристали свинцю перетворюють цинкову пластинку в
гіллясте дерево.
Особливо ефектно виглядає таке дерево, коли електролізер
освітлювати.
МЕТАЛЕВА КВІТКА
Щоб покрити природні об’єкти (наприклад, квітки) метале-
вою оболонкою, треба перш за все спеціально підготувати по-
верхню — металізувати, зробити її електропровідною. Гіпсові
відливки (плоди тощо) для цього можна натерти графітовим по-
рошком. Якщо дослід проводиться з квітками, жуками, викори-
стовують мокрий спосіб металізації.
Приготуйте розчин 5 г нітрату срібла в 50 г етилового спирту.
Щоб запобігти розкладанню солі срібла на світлі, розчин збері-
гайте в закритій склянці з темного скла. Старанно змажте цим
розчином об’єкт, наприклад, квітку, або занурте її в розчин на
кілька хвилин. Вийнявши квітку з розчину, висушіть її на сонці.
Через деякий час її поверхня потемніє. Це означає, що виділя-
ється металічне срібло.
До пелюсток квітки приєднайте тоненькі мідні дротинки, КІН-
ЦІ дротинок з’єднайте.
Налийте в хімічний стакан 100 мл дистильованої води, до-
бавте 25 г мідного купоросу і 1 г концентрованої сірчаної
55
До стокц X
Мал. 18. Добування концентрованої азотної кислоти в лабараторії.
кислоти. Навколо катода (квітки) закріпіть мідний анод, зігну-
тий у вигляді циліндра, або розмістіть кілька окремих електродів.
Електроди з’єднайте з джерелом постійного струму напругою
З В. Таким джерелом може бути батерейка від кишенькового
ліхтарика. На поверхні катода осаджується мідь. Коли утворить-
ся достатня оболонка металу, вийміть квітку з електролітичної
ванни, добре промийте водою, висушіть і покрийте лаком.
ДОБУВАННЯ КОНЦЕНТРОВАНОЇ АЗОТНОЇ КИСЛОТИ
Для проведення деяких цікавих дослідів необхідна міцна
азотна кислота. Таку кислоту можна добути в лабораторії з ні-
трату натрію і концентрованої сірчаної кислоти.
Складіть прилад, як показано на мал. 18.
Замість реторти іноді беруть круглодонну колбу. її слід за-
крити пробкою, зробленою з азбестової маси (вологої). Пробку
старанно заливають менделєєвською замазкою, щоб вона не про-
пускала газів.
Нітрату натрію й концентрованої сірчаної кислоти для реак-
ції беруть стільки, щоб утворилося ЗО г азотної кислоти. Сірча-
ної кислоти треба брати на ЗО—40% більше від теоретично об-
численої кількості, вважаючи, що в умовах експерименту утво-
рюється гідросульфат натрію:
НаГЮ3 + Н28О4 = Н1\Ю3 + №Н8О4.
Нагрійте реторту (колбу) на піщаній бані або на азбестованій
сітці спочатку трохи, а потім сильніше. У приймачі збирається
майже безбарвна рідина — концентрована азотна кислота. При-
ймач весь час охолоджуйте, вмістивши його в кристалізатор з
холодною водою.
РОЗМІРИ МОЛЕКУЛ
За інтенсивністю забарвлення речовин можна дістати почат-
кове уявлення про розміри молекул.
1. Зважте 0,25 г перманганату калію. Розчиніть його у 250 мл
дистильованої води..Зверніть увагу на інтенсивне рожеве забар-
влення розчину. Концентрація солей невелика — близько
0,001 г/мл. За допомогою градуйованої піпетки (або бюретки)
наберіть 1 мл виготовленого розчину, вилийте його у мірну кол-
бу на 500 мл і додайте дистильованої води, довівши об’єм до
500 мл. Концентрація солі становитиме 0,000002 г/мл. Обчисліть,
яка кількість солі буде в 1 мм3. І в цьому об’ємі розчину колір
речовин добре помітний, отже, в ньому знаходиться велика кіль-
кість молекул перманганату калію. Маса цих молекул, як ви-
пливає з розрахунків, 0,000000002 г. Наведена спроба і дає певні
уявлення про розміри молекул перманганату калію та ще мен-
ших частинок — іонів МпОГ, які обумовлюють забарвлення роз-
чину.
За цією методикою дослідіть, яка кількість дихромату калію
К2СГ2О7, роданіду заліза (III) Ре(8СН)3, органічного барвника
метиленового блакитного дає помітне забарвлення водного роз-
чину, і зробіть висновки про розміри молекул зазначених ре-
човин.
2. Чимало катіонів різних металів (літію Ьі+, натрію Иа+, ка-
лію К+, стронцію 8г2+ та ін.) інтенсивно забарвлює полум’я па-
льника навіть при введенні дуже малих кількостей речовин.
Зважте на аналітичних терезах (з точністю до 0,0001 г) неве-
лику скляну паличку, нагрійте її в полум’ї, охолодіть і знову
зважте. Зміни в її вазі непомітно. Але полум’я пальника інтен-
сивно-забарвлювалося сполуками натрію, які є в склі. Зрозумі-
ло, що для забарвлення полум’я потрібна дуже велика кількість
іонів натрію. їх маса менша за 0,0001 г.
ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ
1. Хто з вчених-філософів і в якому
творі уперше висловив думку, що хімічні
перетворення зумовлюються особливим
типом руху матерії?
2. Ф. Енгельс писав, що нова епоха в
хімії починається з атомістики, й назвав
«батьком сучасної хімії» Д. Дальтона.
Але насправді першим сформулював ос-
новні положення атомно-молекулярного
вчення російський учений. Назвіть його.
3. Кому належить перше філософське
визначення хімії як науки?
4. Кому належать слова: «Закони зов-
нішнього світу, природи, що поділяються
па механічні і хімічні (це дуже
важливо) є основи доцільної діяльності
людини»?
5. Назвіть працю В. І. Леніна, з якої
взято ці слова: «...хімічні виробництва
мають надзвичайно важливе значення,
як такі, що виготовляють допоміжні ма-
теріали для великої машинної індустрії,
тобто предмети продуктивного (а не осо-
бистого) споживання».
6. За виробництвом яких хімічних
продуктів СРСР займає перше місце в
світі?
7. Чому можна вважати, що СРСР —
велика «хімічна держава»?
8. Кого в Росії у XVII—XVIII століт-
ті називали алхімістами?
9. Назвіть працю, яку можна вважа-
ти хімічною енциклопедією XVIII століт-
тя, та її автора.
10. Хто вперше почав проводити прак-
тичні заняття під час вивчення хімії?
58
11. Яку «хімічну» поему написав М. В. Ломоносов?
12. Що, за словами Д. І. Менделєєва, принесло йому ви-
знання?
13. Який видатний російський хімік другої половини XIX сто-
ліття після своєї подорожі за кордон зазначив, що усі погляди
з хімії, зустрінуті ним за кордоном, не були для нього незвичай-
ними?
14. Чи бував Д. І. Менделєєв на Україні?
15. Коли і де відбувся Перший міжнародний з’їзд хіміків? Хто
на ньому представляв Росію?
16. Коли виникло наукове товариство російських хіміків?
17. Як називається наукове товариство радянських хіміків?
18. Коли відбулися перший і десятий (ювілейний) Менделє-
євські з’їзди?
19. Назвіть першого російського хіміка-жінку.
20. Про кого з видатних російських хіміків А. Гофман, видат-
ний німецький хімік, сказав, що навіть за один синтез аніліну
його ім’я слід записати золотими літерамуи в історію хімії?
21. Скільки видань «Основ хімії» вийшло за життя Д. І. .Мен-
делєєва?
22. Який видатний російський хімік усунув уявні суперечності
між гідратною теорією Д. І. Менделєєва і теорією електролітич-
ної дисоціації С. Арреніуса?
23. Який відомий російський революціонер і здібний винахід-
ник був страчений царськими катами за співучасть в убивстві
Олександра II?
24. Хто і коли вперше запропонував електронну теорію окис-
лювально-відновних процесів?
25. У якій країні було вперше здійснено промисловий синтез
каучуку?
26. Який російський вчений і революціонер, перебуваючи в
ув’язненні, теоретично передбачив існування благородних газів,
складну будову атома, можливість його розкладу тощо?
27. Який видатний радянський хімік одержав Нобелівську
премію за дослідження у галузі механізму хімічних реакцій?
28. Хто з видатних радянських хіміків-органіків особливо ба-
гато зробив для розвитку «третьої хімії»?
29. Кому належить висловлення: «Електрон є так само неви-
черпний як і атом, природа безконечна...»?
ЗО. Чи відповідає первинне значення терміна «атом» сучас-
ному рівню хімічної науки?
31. Який відомий радянський хімік написав книжку «Цар-
голод» (1883 р.) про економіку в царській Росії?
32. Хто з видатних російських хіміків (згодом радянський
академік), що працював у Петербурзькому університеті, був про-
довжувачем досліджень Д. І. Менделєєва з теорії розчинів?
33. Який іноземний хімік добре відомий своїми працями в га-
59
лузі теорії хімічного зв’язку та як автор оригінального підруч-
ника з хімії?
Який американський хімік-органік уславився синтезами
складних органічних сполук?
34. У літературі часто порівнюють число Авогадро з кількіс-
тю волосинок на головах людей усієї земної кулі. Вважаючи,
що населення земної кулі становить 4 млрд. чоловік, а на голові
людини — 40 000 волосинок, підрахуйте, чи справедливе це по-
рівняння.
35. Уявімо, що моль водню виходить з якогось отвору так,
що молекули можна полічити. Скільки часу треба було б лічити
їх населенню земної кулі, якщо за секунду кожна людина лічи-
ла б одну молекулу?
36. Скільки грамів важить 1 моль електронів?
37. Коли б ми помітили всі молекули води, які є в склянці
(200 мл), і перемішали цю воду з усією водою земної кулі, а по-
тім набрали де завгодно склянку води, то в ній було б близько
1000 мічених молекул. Як перевірити це твердження?
38. Складіть загальну формулу для визначення процентного
вмісту олова в бронзі (олов’яній) за такими даними: а— на-
важка бронзи, Ко — об’єм водню, витісненого оловом (за н. у.).
39. Обчисліть, скільки приблизно споживають кисню щодоби
всі люди нашої планети, якщо доросла людина видихає 660 л
оксиду вуглецю (IV). Приймемо, що населення Землі становить
4 млрд. чоловік.
40. Поясніть наведені формули: (ХаСГ/б)3о°; ТіОо,7—і,з-
41. Скільки відомо різновидів атомів хімічних елементів?
42. Скільки передбачається хімічних елементів у 8-му періоді
періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва?
43. Від чого найчастіше утворюються назви хімічних еле-
ментів? -
44. Назви яких елементів мають російське походження?
45. Чи правильне твердження, що неорганічних сполук у ба-
гато разів менше, ніж органічних?
46. Хто автор сучасного хімічного алфавіту?
47. Як використовуватиметься в майбутньому водневий
«лід»?
48. Яких хімічних елементів в космосі найбільше?
49. Які види зв’язку можна передбачати у водневих сполуках,
виходячи з електронної будови атома водню?
50. Які сполуки водню — найенергійніші відновники?
51. Де використовується гелійове повітря?
52. Який метал є сировиною для добування термоядерного
палива?
53. Відомий хімік Джозеф Прістлі писав, що кисень не роз-
чиняється у воді. Чи так це?
54. Який елемент називали колись «вогняним повітрям»?
55. Що таке «вуглецевий годинник»?
_СА______________________________
56. Чи існують різні види атомів кисню?
57. Яка галузь промисловості використовує тепер більше по-
ловини всього добутого кисню?
58. Скільки різновидів води за складом можна передбачити?
59. Який азот називають зв’язаним?
60. Яку речовину називали колись «окисленою водою»?
61. Чи застосовується кисень як вибухова речовина?
62. Що таке біле золото?
63. Скільки відомо рідких оксидів?
64. Чи багато є неорганічних сполук вуглецю?
65. Чим пояснюється, що графіт, подібно до металів, прово-
дить електричний струм?
66. Як найпростіше відрізнити вуглецеві мінерали від крем-
нієвих?
67. Що таке Алмазний фонд СРСР?
68. Назвіть елемент, назву якому дав хлопчик.
69. Хто і який неметал назвав всюдисущим?
70. Чому є хлорна вода, бромна вода, йодна вода, а фторної
води немає?
71. Який елемент є основою неживої природи?
72. Чи правильне твердження: «Плавикова кислота — сильна
кислота, бо вона розчиняє навіть скло»?
73. Чи зустрічається сірчана кислота як природний продукт?
74. Яку сполуку можна назвати основою основ хімічної про-
мисловості?
75. Що ви знаєте про рубінові Кремлівські зірки?
76. Як застосовуються самоцвіти в техніці?
77. Чи можливий метал, який за нормальних умов буде га-
зом?
78. У перекладі з латинської мови назва одного з елементів —
темно-червоний. Який це елемент?
79. Який дуже поширений дешевий метал входить до складу
дорогоцінних каменів: рубіну, сапфіру?
80. Який метал можна назвати будівельним?
81. Які коштовні прикраси не рекомендується довго зберіга-
ти, не одягаючи їх?
82. Метал червоних вогнів, автоматики та телевізорів... Який
це метал?
83. Який метал М. Г. Чернишевський назвав «металом соціа-
лізму»?
84. Який метал скорочував життя мешканцям стародавнього
Риму?
85. Олово — причина загибелі експедиції Роберта Скотта
(1912 р.). Чому?
86. Який метал необхідний для надання листю рослин зеле-
ного кольору?
87. Яка органічна речовина оптично прозоріша, ніж віконне
скло?
88. Як провести хромування без електроліту?
89. Що таке конкреції?
90. Чи є в природі чисте залізо?
91. Яку речовину можна назвати «неорганічним сахарином»?
92. Що таке булат? Хто відкрив таємницю його виготовлення?
93. Що таке кристал Чернова?
94. Чи можливе добування заліза без домен?
95. Які метали називають побратимами заліза? Для чого їх
використовують у промисловості?
96. Який дорогоцінний метал колись зневажливо називали
«сріблечком»?
97. Чому вислів «інертні гази» тепер втратив своє початкове
значення?
98. Які з актиноїдів використовують як атомне паливо?
99. Що таке «чорне золото»?
100. Які основні природні джерела органічної сировини?
101. Яку сполуку можна назвати органічною платиною?
102. Чи може бути каучук кристалічним?
103. Що таке неорганічний каучук?
104. Чи відомі неорганічні полімери?
105. Яка вода буває «твердою» за кімнатної температури?
106. Чи багато води у водяному газі?
107. Чому персидський цар Кір, який жив більше двох тисяч
років тому, під час походів пив воду із срібної посудини?
108. В якій воді розчиняється золото?
109. За який елемент у вигляді простої речовини то платять
дорожче, ніж за золото, то навпаки, платять за те, щоб позбу-
тися його?
ПО. Що таке надважка вода?
111. Стародавня легенда розповідає, що цариця Клеопатра
виграла оригінальне парі, з’ївши «сніданок», який коштував
100 000 систерцій (дуже велика сума). Що з’їла вигадлива ца-
риця?
112. У медицині соляну кислоту часто називають Асідит ти-
гіаіісит (кислота мурія). Так пишуть і в рецептах. Що означає
слово «мурій»?
113. Чи «хворіють» метали на епідемічні хвороби?
114. Який метал «кричить»?
115. Які речовини можна вважати «паливом» для нашого ор-
ганізму?
116. Що таке кисневі танки?
117. Який дорогоцінний метал «боїться» отрути?
118. Чи багато золота в сусальному золоті?
119. Що було б, якби азот став більш активним елементом?
120. Чи може горіти вода?
121. В. Інбер писала, що подібно до того, як кисень і азот,
сполучаючись, утворюють повітря, необхідне для життя, так са-
мо думки і почуття утворюють повітря, що ним дихає поезія.
У чому помилка поетеси?
Р.9
122. Які електронейтральні «електрони» широко використо-
вуються в промисловості?
123. Який льон не горить?
124. Чому річковий пісок і дорогоцінний камінь аметист —
родичі?
125. Від чого залежить колір золотого піску?
126. Лантаноїди — близнюки чи родичі?
127. Назвіть ліки, що використовуються як вибухова речо-
вина.
128. Чи багато сірки в сірчаному ефірі?
129. Чи можна зварити мило із свічки?
130. Для чого використовують «сльози дерева»?
131. В якому одязі можна загоряти?
132. Якими солями органічних кислот можна вмиватися як
милом?
133. Яке взуття не можна виготовити без сірки?
134. Чи можна добувати тканини з води, повітря та вугілля?
135. На якій підставі можна передбачати збільшення різних
типів атомів?
136. Що таке «кисневий лід»?
137. Як довести, що до складу оксиду вуглецю (IV) входить
вуглець?
138. Яку сполуку металів людина одержала вперше, хоч і не
знала її складу?
139. Чи завжди полімери є високомолекулярними речови-
нами?
140. Чи можна провести вулканізацію каучуку за допомогою
фізичних агентів?
141. Якій знахідці в теслярській шухлядці дуже зрадів Робін-
зон Крузо, герой роману Даніеля Дефо?
142. Які є види водню?
143. Яку довжину мала б «нитка» з атомів водню, кількість
яких відповідає числу Авогадро? (Радіус атома водню за Н. Бо-
ром дорівнює 0,53 А).
144. Обчисліть, якого об’єму потрібно взяти круглодонну кол-
бу, щоб, використовуючи її як форму, дістати з колодію водневу
кульку і підняти за її допомогою предмет масою 5 г?
145. Який закон можна сформулювати ще й так: 1 м3 будь-
якого газу або суміші газів має за нормальних Умов однакове
число молекул газу?
146. Який тиск міг би виникнути, якщо піддати воду електро-
лізу в герметично закритій посудині, повністю заповненій во-
дою? Вважайте, що відхилень від закону Бойля — Маріотта при
цьому не буде.
147. Скільки повітря використав легковий автомобіль, який
подолав шлях 1200 км, витративши по 12 кг пального на кожні
100 км. Для простоти обчислення припустіть, що паливом є ізо-
октан.
«з
148. Який спирт не горить?
149. Чи є абсолютно чисті речовини?
150. Чи є солодкі солі?
151. Як невдачливий алхімік спалив чимало дрібних алмазів?
152. Що таке сапфірові вуса та для чого їх застосовують?
153. Де в природі є кришталеві льохи?
154. Які заячі вуха мають унікальну цінність?
155. Якому з хімічних елементів у середні віки було дано 60
позначень?
156. Яка назва більше відповідає властивостям елемента:
фтор чи флюор?
157. Один хімік запропонував змінити назву елемента «во-
день» на кисень, а назву «кисень» на водень. З яких міркувань
він виходив і чи мав при цьому рацію?
158. Яку помилку допустив Д. І. Менделєєв, працюючи над
варіантами періодичної системи?
159. Який закон його автор висловив у такій образній формі:
«Природа надала хімічній сполуці постійного складу і цим
поставила її в особливе становище порівняно з сумішшю. Від
одного полюса Землі до другого сполуки мають однаковий склад
і однакові властивості. Немає ніякої різниці між оксидом заліза
південної півкулі і північної. Малахіт із Сибіру має такий самий
склад, як і малахіт із Іспанії. В усьому світі тільки одна кіно-
вар»?
Щоб дати відповідь на запитання або розв’язати завдання,
слід звернутися до довідників, підручників, науково-популярної
та іншої літератури. У цій книжці дано лише короткі відповіді,
пояснення, схематичне розв’язання завдань.
Після деяких з них в квадратних дужках наведено порядко-
вий номер джерела за списком наведеної в книжці літератури,
де ці питання висвітлюються детальніше.
ВІДПОВІДІ НА ЗАПИТАННЯ
І ЗАВДАННЯ
1. Ф. Енгельс, у творі «Анти-Дюрінг».
2. М. В. Ломоносов. Твір «Елементи
математичної хімії», в якому було викла-
дено ці положення, загубився в архівах
Російської Академії наук. Ф. Енгельс не
міг про нього знати.
3. Ф. Енгельсу. В праці «Діалектика
природи» він писав: «Хімію можна на-
звати наукою про якісні зміни тіл, що від-
буваються під впливом зміни кількісного
складу». (Ф. Енгельс. Діалектика при-
роди. К-, Держполітвидав УРСР, 1953,
с. 38—39).
4. В. І. Леніну. (Повне зібр. тв., т. 29,
с. 157).
5. «Розвиток капіталізму в Росії».
6. За виробництвом вугілля, залізної
руди, цементу, сталі, нафти, мінеральних
добрив. (Матеріали XXV з’їзду КПРС.
К-, Політвидав України, 1976, с. 39).
7. СРСР за темпами розвитку хімії та
за обсягом хімічної продукції займає
перше місце в Європі. Наша країна ви-
передила США за виробництвом міне-
ральних добрив, нафти, сталі, цементу,
вугілля, залізної руди, чавуну, віконного
скла.
8. Так називали хіміків. На відміну
від закордонних алхіміків російські алхі-
місти не витрачали марних зусиль на пе-
ретворення неблагородних металів у зо-
лото. Вони виготовляли ліки, згодом ро-
били аналіз металічних руд тощо.
9. «Перші основи металургії або руд-
них справ» (1763) М. В. Ломоносова.
У праці йдеться не тільки про металур-
гію, а й про основи «пробірного мистецтва», методи виділення
металів з руд, добування сірчаної та азотної кислот тощо.
10. М. В. Ломоносов.
11. «Слово про користь скла».
12. «Періодичний закон, дослідження пружності газів, розу-
міння розчинів як асоціацій, «Основи хімії».
13. О. М. Бутлеров — видатний російський хімік-органік.
14. Д. І. Менделєєв був на Донбасі і в Києві. Повернувшись з
Донбасу, він подав нову для того часу ідею підземної газифіка-
ції вугілля, яка була втілена в життя лише за Радянської вла-
ди. У 1903 р. під головуванням Д. І. Менделєєва відбувся пер-
ший випуск інженерів Київського політехнічного інституту.
15. У 1860 р. в Карлсруе. На з’їзді були присутні Д. І. Мен-
делєєв, М. М. Зінін, О. М. Бутлеров, О. П. Бородін та ін.
16. Всесвітньо відоме наукове товариство російських хіміків
(Російське хімічне товариство) виникло в 1868 р. Зазначимо, що
Американське хімічне товариство виникло в 1876 р., Бельгійсь-
ке'— в 1878 р., Англійське — в 1841 р., Німецьке — в 1867 р.
17. Всесоюзне хімічне товариство ім. Д. І. Менделєєва.
18. Перший Менделєєвський з’їзд розпочав роботу 20 грудня
1907 року, десятий, присвячений 100-річчю з дня організації Ро-
сійського хімічного товариства і 100-річчю відкриття періодично-
го закону, — 23 листопада 1969 р.
19. Ганна Федорівна Волкова. Вона працювала в лаборато-
рії відомого хіміка О. М. Енгельгардта. її перша наукова праця
з’явилася в Російському хімічному журналі (1871).
20. Про М. М. Зініиа.
21. Вісім. Перше в 1869 р., восьме — в 1906 р. Крім того, за
життя вченого праця вийшла англійською, німецькою та фран-
цузькою мовами.
22. І. О. Каблуков (1875—1942). Ще в 1891 р. він вказав, що
іони у воді гідратуються, що дисоціація на іони і гідратація
(сольватація) іонів відбуваються одночасно [8].
23. М. І. Кібальчич (1854—1881)—революціонер-народниК.
Під його керівництвом виготовлялися метальні снаряди [11].
24. У 1914 р. Л. В. Писаржевський (1874—1938) — видатний
український радянський хімік, академік АН СРСР.
25. В СРСР у 1932 р. Автор першого промислового синтезу —
академік С. В. Лебедєв.
26. О. М. Морозов, який 25 років був ув’язнений при царсь-
кому уряді.
27. Академік М. М. Семенов. Серед його численних наукових
праць особливо відомі дослідження з механізму ланцюгових ре-
акцій. За ці дослідження він одержав Нобелівську премію у
1956 р.
28. О. М. Несмеянов (нар. 1899 р.). «Третьою хімією» назива-
ють хімію елементоорганічних (перш за все металоорганічних)
сполук, наприклад, такого складу: (СН3)22п, (СН3)3Р, СН3М§І
та ін.
29. В. І. Леніну (Повне зібр. тв., т. 18, с. 256).
ЗО. Не відповідає. Слово «атом» походить від грецького сло-
ва «атомос» — неподільний. Як відомо, атом є неподільним тіль-
ки при хімічних реакціях.
31. Засновник біохімії в Росії О. М. Бах (1857—1946) [15].
32. Д. П. Коновалов (1856—1929), учень О. М. Бутлерова.
33. Відомий американський фізик і хімік, іноземний член
АН СРСР (1958), двічі Лауреат Нобелівської премії Л. Полінг.
Р. Вудворт. Він, зокрема, синтезував хінін, холестерин, хло-
рофіл, вітамін В. Лауреат Нобелівської премії, іноземний член
АН СРСР.
34. Кількість волосинок на головах усіх людей наближено до-
рівнює 4-Ю9-4-104, тобто 1,6- 1014. Це в мільярди разів менше,
ніж число Авогадро.
35. 60 млн. років. Розрахунки слід провести так само, як і в
попередній задачі.
36. 54-10~3 г, або 0,00054 г. Маса електрона 9,1 • 10~28 г. В молі
буде 6,02-1023 електронів.
37. Вважатимемо, ш.о об’єм світового океану дорівнює
1,37-109 км3, або 1,37-1024 мл (см3). Отже, взявши до уваги зна-
чення числа Авогадро та кількість молів води в склянці (200 г),
6,02-10гз-200-200 ,
знаходимо: —ВГІ^ЇТТср----- —1000 (молекул).
38. Бронза (олов’яна) складається з олова і міді. Водень з
кислоти витискує тільки олово. Процентний вміст олова прийма-
ємо за х. Відповідно до наважки а це становить 100 ах. Склада-
ємо пропорцію 118:22,4 = 0,01 ах : Уо, де 118 — а. м. олова;
24,4 — мольний об’єм.
39. 660-4-109 л, або 2,64-1011 м3.
40. (ЦаСГ/б)3о° — кристалохімічна формула. Вона позначає,
що: 1) у твердому хлориді натрію навколо кожного іона натрію
є 6 хлорид-іонів, і навпаки; 2) така будова повторюється в трьох
вимірах безмежне число; 3) у твердому хлориді натрію немає
молекул КаСІ.
Формула ТіО0,7-і,3 вказує на те, що оксид титану (II) на
грам-атом титану може містити в молі цієї сполуки від 0,7 до
1,3 моля кисню. Отже, склад молекули змінюється залежно від
способу добування, а тому закон сталості складу для цієї спо-
луки не справджується.
41. Близько 300 ізотопів нерадіоактивних і 1500 ізотопів ра-
діоактивних. Майже для всіх хімічних елементів тепер відомі
ізотопи.
42. П’ятдесят. Як відомо тепер, два великих періоди мають
по 32 елементи (2-42). Цей період може мати 2-52.
43. Від назви країни або місцевості, де знайдено мінерал чи
хімічний елемент, від прізвища першовідкривача або іншого
67
великого вченого, від імен міфічних стародавніх богів, назви ха-
рактерної ознаки елемента [20].
44. Рутеній (НиРіепіа (лат.) —стародавня назва Росії), са-
марій, менделєєвій, курчатовій.
45. Є багато ізотопів елементів, сполуки яких інколи різко
відрізняються одна від одної. Крім того, відомо дуже багато не-
стехіометрнчних сполук змінного складу — гідриди, карбіди, бо-
риди, нітриди, силіциди, різні змішані сполуки тощо. Отже, хоч
органічних речовин звичайно більше, проте є дуже багато й не-
органічних речовин. їх значно більше від 100 000, як це традицій-
но вважають.
46. Відомий шведський хімік Ієнс Якоб Берцеліус. За його
пропозицією хімічні елементи почали з 1814 р. позначати 1—2
латинськими літерами від назви елемента [6].
47. Як паливо.
48. Водню і гелію. Вважають, що в космосі 76% за масою
водню, 23% гелію й приблизно 1% інших елементів. Маса Сонця
складається на 60% з водню [14].
49. Виходячи з електронної будови атома водню, можна пе-
редбачити утворення його сполук з ковалентним неполярним, ко-
валентним полярним та іонним хімічними видами зв’язків, на-
приклад: СН4, НС1, КаН.
50. Гідриди.
51. У медицині, ним лікують бронхіальну астму та захворю-
вання горла. Цим повітрям дихають під час роботи водолази.
52. Ізотоп літію-6. З нього добувають тритій (Т, або 8Н) за
ядерною реакцією, рівняння якої:
зГі 4- оП =— іН % зНе.
Нині тритій — сировина для термоядерного палива.
53. Ні. Кисень розчиняється у воді, хоч і не дуже добре. Роз-
чиненим у воді киснем дихають, наприклад, риби й інші меш-
канці водойм.
54. Кисень.
55. Це метод визначення віку археологічних, палеонтологіч-
них та інших найстародавніших знахідок за вмістом у них ра-
діоактивного вуглецю >*С. Період напіврозпаду радіоактивного
вуглецю постійний — 5570 років. Кількість вуглецю в живо-
му організмі незмінна. Після смерті організму вона поступово
зменшується. Час, що пройшов з моменту смерті організму, мо-
жна обчислити за вмістом у ньому ^С.
56. Є три стабільних ізотопи кисню: СІ8О, 178О, 188О.
Найпоширеніший з них перший: (99,75%).
57. Металургійна промисловість.
58. Якщо враховувати різні ізотопи водню і кисню, то можна
передбачити принаймні 12 різновидів води. Найпоширеніша во-
да з легкого водню й кисню. ,ЧТ2 *86О. Відома важка і надважка
вода П2О, Т2О.
59. Азот у сполуках.
60. Пероксид водню Н2О2. Така назва спрощено передає склад
і властивості цієї сполуки.
61. Так. Органічні речовини, просочені рідким киснем, при
підпалюванні вибухають. Такий вибуховий матеріал називають
оксиліквітом.
62. Природний сплав золота з платиною. Білим золотом його
назвали стародавні римляни.
63. Два: вода і нестійкий оксид хлору (УІЦСІгО?.
64. Багато. Це, зокрема, солі вугільної кислоти, карбіди, ок-
сикарбіди, змішані карбіди, ціаніди.
65. Графіт має змішану кристалічну решітку. Вона подібно
до алмазу атомна і, як у металів, має металічний зв’язок.
66. Подіяти на мінерал соляною кислотою. Карбонати реагу-
ють із шипінням: виділяється вуглекислий газ.
67. Алмазним фондом СРСР називається найунікальніша в
світі державна колекція алмазів та дорогоцінних каменів і ви-
робів з них [4].
68. Неон. Його відкрив Рамзай, назву газу дав син хіміка.
69. Так академік Ферсман назвав йод за поширеність у при-
роді.
70. Тому що фтор надзвичайно енергійно реагує з водою.
71. Кремній. Він входить до складу багатьох гірських порід і
силікатів. З кремнію і кисню складається один з найпоширені-
ших мінералів — діоксид кремнію.
72. Ні. Плавикова кислота — електроліт слабкий, але вона
реагує із сполуками кремнію, утворюючи фторид кремнію (IV)
8ір4- Отже, плавикова кислота реагує із склом тому, що це її
специфічна властивість, а не тому, що вона сильна.
73. Сірчана кислота у вигляді розчинів зустрічається в де-
яких водах вулканічного походження та іноді в річковій воді.
74. Сірчану кислоту; її застосовують у багатьох галузях хі-
мічної та інших видів промисловості. За роки Радянської влади
виробництво сірчаної кислоти в нашій країні збільшилося в
150 раз.
75. Рубінові Кремлівські зірки встановлено в 1937 р. до 20-ї
річниці Великого Жовтня. Каркас зірок зроблено з нержавіючої
сталі. Його засклено рубіновим склом. Деталі виготовлено з по-
золоченої листової міді. Зсередини зірки освітлюються потуж-
ними лампами. Виготовлення зірок технологічно було дуже
складною і відповідальною справою. Чудового рубінового кольо-
ру склу зірок надає колоїдний розчин селеніду кадмію. Таке ру-
бінове скло називається селеновим. Є рубінове скло мідне, золо-
те та ін. Селенове рубінове скло найкращої якості. Кожна зірка
важить близько тонни.
76. Самоцвіти (штучні) застосовуються як надтверді матері-
али. Крім того, використовують їх оптичні властивості.
77. Метали, крім ртуті, за нормальних умов — тверді речови-
ни. Теоретично доведено можливість існування газоподібного ме-
талу. Це буде важкий аналог ртуті — мешканець восьмого пері-
оду з порядковим номером 130. Цього елемента ще не добуто.
78. Рубідій. Його названо так за утворення червоних ліній у
спектрі.
79. Алюміній. Рубін і сапфір — це кристали оксиду алюмінію,
забарвлені відповідно домішкою оксиду хрому і оксиду титану.
80. Кальцій. Він входить у сполуки, мінерали, суміші (вапно,
крейда, мармур, гіпс, алебастр, цемент та ін.), які використову-
ються в будівництві.
81. Перли. При довгому зберіганні відбувається виділення
води, яка знаходиться в перлах, тому вони висихають і розсипа-
ються. Дотикання до шкіри людини та знаходження на волого-
му повітрі підтримує в них певну кількість вологи [23].
82. Цезій. Він застосовується в електроніці й автоматиці, в
атомних реакторах і космічних кораблях та ін.
83. Алюміній.
84. Свинець. З нього робили труби для подачі води. Під впли-
вом води та розчинених у ній газів свинець переходив у розчин,
потрапляв в організм людини і поступово отруював його.
85. Звичайне біле олово при низьких температурах перехо-
дить у сіре олово — дуже крихкий метал. Експедиція Роберта
Скотта до Південного полюса (1912) закінчилася трагічно, бо
паливо, яке зберігалося в залізних цистернах, запаяних оловом,
витекло.
86. Магній. Він входить до складу хлорофілу.
87. Скло-плексиглас. Воно пропускає ультрафіолетове про-
міння.
88. Напилюванням металу.
89. Поклади марганцю —• мінеральні утворення округлої фор-
ми, що зустрічаються на дні океану. Марганцю в них близько
25%. За розрахунками вчених, на дні Тихого океану поклади
конкрецій становлять 1,5 млрд. тонн.
90. Є, але дуже мало. Наприклад, залізо зустрічається в са-
мородному стані в Гренландії [14].
/С0\
91. Сахарин, органічна сполука С6Н4\ /МН, —це
\зо/
безбарвні кристали. Він солодший від цукру в 400—500 раз. Хво-
рі на діабет вживають сахарин замість цукру [12, 20].
Комплексна сіль срібла Ха3[А^(820з)2] —неорганічна речо-
вина, яка значно солодша, ніж цукор. Солодкий смак відчува-
ється у воді, навіть при концентрації 1 : 320 000. Але вживати
його не можна.
92. Високоякісна вуглецева сталь, яка відзначається високою
70
твердістю, пружністю і в’язкістю. Батьківщиною булату вважа-
ється Індія, де його виробництво було відоме в 1 ст. до н. е.
В XIV ст. секрет виготовлення булату було втрачено. У першій
половині XIX ст. таємницю виготовлення булату відкрив росій-
ський металург П. П. Аносов.
93. Монокристал заліза, названий так на честь видатного ро-
сійського металурга. Вага кристала 3450 г, довжина — 39 см.
94. Так. У майбутньому залізна руда відновлюватиметься су-
мішшю оксиду вуглецю (II) і водню в реакторі. Губчасте залізо
переплавлятиметься в електричній печі. В СРСР поблизу м. Ста-
рий Оскол будується металургійний комбінат, який працювати-
ме за цією схемою.
95. Кобальт і нікель. Це легуючі елементи. Крім того, ні-
кель — основа багатьох сплавів. Чимале значення має нікелю-
вання, яке захищає металічні поверхні від корозії. Кобальт бере
участь у синтезі в організмі вітаміну Ві2, кобальт застосовують-
для лікування злоякісних пухлин.
96. Платину. У перекладі з іспанської мови слово «платина»
означає сріблечко. Тепер платина використовується не тільки в
ювелірній справі, а й у техніці.
97. За час, що минув з 1962 р. (відкриття першої сполуки ксе-
нону), було добуто багато різних сполук інертних газів, тому
сьогодні ми з повним правом говоримо про хімію цих елементів.
Тепер вже інертними їх назвати не можна.
98. Торій, уран і плутоній.
99. «Чорним золотом» називають нафту за її велике госпо-
дарське значення.
100. Нафта, кам’яне вугілля, природний газ, деревина.
101. Високомолекулярну сполуку (пластмасу) політетрафто-
ретилен, інакше тефлон ( —СР2 —СР2 —)п. У хімічному відно-
шенні вона стійкіша, ніж платина.
102. Може. Кристалічний каучук можна добути в особливих
умовах. Зрозуміло, його не використовують як звичайний каучук.
103. Високомолекулярні полімери фосфонітрилхлоридів, які
мають високу еластичність, наприклад:
СІ СІ
І І
.. .=Ц—Р=Х—Р=Ц----------.
І І
СІ СІ
Молекулярна маса цього полімеру лежить у межах 20 000—
80 000 в. о. Застосування його обмежується значною схильністю
до гідролізу.
104. Так. Це, зокрема, різні оксиди, гідроксиди, природні мі-
нерали. Типовими тривимірними полімерами є алмаз, лінійний по-
лімер карбін (модифікація вуглецю) —С = С—С=С—С = С—...,
різні поліметафосфати та багато інших сполук.
71
105. Вода, яка містить багато розчинених солей магнію і каль-
цію (часом і заліза). За їх вмістом визначають твердість при-
родної води.
106. У водяному газі немає води. Це — переважно суміш ок-
сиду вуглецю (II) і водню.
107. Іони срібла мають бактерицидну дію. Тепер «срібну во-
ду» використовують у медицині. Учені визначили, іцо 0,5 г сріб-
ла за півгодини знищує всі шкідливі бактерії в літрі води.
108. Золото розчиняється в хлорній воді. Це знав ще М. В. Ло-
моносов.
109. Йдеться про алмаз і сажу, що накопичується у димарях.
Хімічний склад їх однаковий — вуглець.
ПО. Оксид тритію ^Н2О, або Т2О. На Землі у вільному стані
важкої води лише кілька кілограмів.
111. Клеопатра розчинила в бокалі з оцтом своє коштовне
намисто з перлів і випила розчин. Перли складаються переваж-
но з карбонату кальцію і тому легко розчиняються в кислотах.
112. Назву особливого елемента, з оксиду якого, на думку ал-
хіміків, нібито утворювався хлороводень.
113. Перетворення звичайного (білого) олова в сіре відбува-
ється з утворенням на білому олові своєрідних лишаїв, які ви-
кришуються. Явище розвивається як хвороба. Через це воно ді-
стало назву «олов’яна чума» [20].
114. При згинанні олов’яної палички в результаті тертя крис-
талів виникає своєрідний звук. Це явище дістало назву «олов’я-
ний крик».
115. Білки, вуглеводи та жири. За рахунок їх «спалювання»
людина і дістає необхідну їй енергію.
116. Ємкості для транспортування рідкого кисню. Не зважаю-
чи на те, що вони відкриті, втрата кисню невелика — 3—4%.
117. Платина. Платина, яка застосовується як каталізатор,
значно погіршує свої каталітичні властивості під впливом спо-
лук миш’яку.
118. Сусальне золото — це сульфід олова (IV) 8п82- Таку
назву сполука дістала за свій вигляд.
119. Азот вступив би в реакцію з киснем повітря, утворивши
оксиди азоту. Життя на Землі стало б неможливим.
120. Може. Нагріта вода горить у струмені фтору голубим
полум’ям, оскільки відбувається енергійне окислення кисню за
рівнянням:
2Н2О -4- 2Р, -= О, -Б 4НР.
121. Повітря не сполука кисню й азоту, а їх суміш. Дихати
сполукою азоту й кисню неможливо.
122. Електронами в промисловості називають легкі сплави на
основі магнію, наприклад М^—А1 — 2п, М£—Мп, М§; —2п —2г
[12].
123. «Гірський льон», або азбест, — мінерал, який має хіміч-
ний склад 28ІО2-2М§О-ЗН2О. Такий «льон» витримує дуже си-
льне нагрівання.
124. їх основою є оксид кремнію (IV).
125. Від вмісту в ньому срібла, міді, платини [14].
126. Родичі. Вони мають дуже подібні хімічні ознаки, але від-
різняються за електронною будовою атомів.
127. Нітрогліцерин.
128. Сірчаний ефір — так називали в свій час алхіміки діети-
ловий ефір С2Н5 —О —С2Н5. Вони вважали, що до його складу
входить сірка, оскільки для його добування застосовується сір-
чана кислота.
129. Можна, якщо свічка стеаринова, а не парафінова.
130. «Сльози дерева» — це молочний сік (латекс) каучуконос-
ного дерева гевеї. З нього добувають натуральний каучук.
131. У одязі з ацетатного шовку, бо він пропускає ультрафіо-
летове проміння.
132. Натрієвими і калієвими солями деяких органічних кис-
лот (пальмітинової, стеаринової, олеїнової тощо). Вони і є ос-
новою мила.
133. Гумове. Гуму добувають із каучуку, вулканізуючи його
сіркою. Проте, крім сірки, є й інші вулканізуючі агенти (селен,
телур, фізичні методи) [12].
134. Можна. Вони називаються синтетичними.
135. На підставі того, що постійно збільшується кількість
штучних ізотопів.
136. «Кисневий лід» —• це твердий кисень.
137. В атмосфері оксиду вуглецю (IV) спалити магній. При-
гадайте дослід на с. 36.
138. З тис. років тому виготовляли олов’янисту бронзу. Тепер
відомо, що в ній є сполуки олова з міддю: Си38п, Си68п5 та ін.
так звані інтерметалічні сполуки (нестехіометричні). Очевидно,
це перші сполуки металів [17].
139. Не завжди. Серед полімерів багато низькомолекулярних
сполук та сполук «середньомолекулярних» — олігомерів.
140. Можна, використовуючи потік елементарних частинок.
141. Залізним інструментам.
142. Ізотопи: протій [Н(Н), дейтерій [Н(П) і тритій ^Н(Т),
нестійкий ізотоп [Н, особливі форми молекул водню, чистих та
«змішаних», відомі форми орто- і «ара-воднів, лгезо-водні та ін.
[14].
143. 1,06-1028-6,02• 1023А, або 6- 1018 см, або 6-Ю15 м. Нагада-
ємо, що радіус земного екватора становить приблизно 6,4-106 м.
Отже, довжина його близько 4-Ю7 м. Водневу «нитку» можна
було б обкрутити навколо Землі більше 100 000 000 раз.
144. Маса 22,4 л повітря дорівнює приблизно 29 г; маса 22,4 л
водню — 2 г. Отже, воднева куля мольного об’єму має піднімаль-
ну силу: 29 —2=27(г). Предмет масою 5 г можна підняти за до-
помогою водневої кулі об’ємом приблизно 4,5 л.
73
145. Закон Авогадро.
146. За законом Бойля — Маріотта: У0Р0 = УіРі, де Уо—
об’єм, який зайняли водень і кисень, добуті з 1 моля води. За
н. у. ця величина дорівнює 33 600 мл. Об’єм моля води •— 18 мл.
Отже, 33 600 = 18х; х — 1867 ат.
147. Молекулярна формула ізооктану СвНів. За умовою його
необхідно 144 кг (12 кг-12). Складаємо рівняння горіння ізо-
октану:
2С8Н18 + 25О2 = 16СО, + 18Н2О.
144-25-22 4
З рівняння знаходимо об’єм кисню:---114 2 ’ - = ~ 354 м3.
Через карбюратор пройде повітря приблизно в 5 разів більше,
тобто 1790 м3.
148. Гідроксид амонію МН4ОН (нашатирний спирт). Алхіміки
називали спиртами леткої рідини.
149. Немає. Можна говорити про ступінь чистоти речовин.
150. Є солі солоні, гіркі, солодкі та ін. Солодкі, наприклад,
солі берилію, свинцю. Колись берилій за солодкий смак назива-
ли гліциній (від лат. «солодкий»). Ацетат свинцю і тепер нази-
вають солодким цукром.
151. Він вирішив «сплавити» дрібні алмази у великий, нагрі-
ваючи їх за допомогою збільшувального скла. Алмази згоріли.
152. Вусами або віскерсами називають добуті штучно нитко-
подібні кристали деяких речовин. Є вуса графітні, з карбіду
кремнію, оксиду алюмінію, заліза, кобальту, міді та ін. Особливо
міцні вуса з сапфіру — близько 2800 кг/мм2. Зазначимо, що міц-
ність сталі близько 200 кг/мм2. Це пояснюється майже повною
відсутністю дефектів у структурі оксиду алюмінію, з якого скла-
дається сапфір. Сапфірові вуса застосовують для виготовлення
підвісок для приладів та інших виробів, які застосовуються в на-
укових лабораторіях і на виробництві.
153. У мінеральних жилах часом трапляються порожнини,
стінки яких вкриті кришталем, аметистами, топазами та іншими
мінералами.
154. Унікальний самородок золота, який було знайдено в
СРСР (1935). Вага зливка 3345 г. Формою він нагадує заячі
вуха.
155. Алхіміки позначали хімічні елементи значками, що спри-
чинялося часом до плутанини. Ртуть, зокрема, мала 60 по-
значень.
156. Фтор. Назва походить від латинського «фторос» — руй-
нівний. Флюор (цю назву вживають, зокрема, у Франції) похо-
дить від слова «текти». Фториди металів часто є легкоплавкими
мінералами. Для фтору характернішою є властивість вступати
в енергійні хімічні реакції.
157. Така пропозиція має певну наукову підставу. Є безкис-
иеві кислоти, і з цієї точки зору кисень не можна назвати еле-
74
ментом, який обов’язково входить до їх складу. Безводневих кис-
лот немає. Отже, і виникла думка змінити назви цих елементів.
Проте, це було б надзвичайно незручно, оскільки згадані елемен-
ти названо дуже давно і їх назви вжито в тисячах книжок.
158. В одному з варіантів періодичної системи першим еле-
ментом Д. І. Менделєєв назвав «світовий ефір» і помістив його
в нульову групу над гелієм, надавши йому атомну масу 0,000001.
Вчений помилився: такого «елемента» не існує.
159. Закон сталості складу, його сформулював французький
хімік Ж- Пруст (1808).
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
ЗМІСТ
1. Ленін В. І. Повне зібр. тв., т. З, 29.
2. Матеріали XXV з’їзду КПРС. К., Політвидав України, 1976.
3. А с т а х о в О. І., З о т о в В. І., Р у с ь к о О. М. Практичні роботи та
вправи з загальної хімії. К., Радянська школа, 1954.
4. А с т а х о в О., З о т о в В. Цікава хімія. К., Молодь, 1954.
5. Астахов О. І., Ніколаєва Г. М. Методика і техніка хімічного
експерименту в середній школі. К-, Радянська школа, 1958.
6. А с т а х о в О. І. Хімічна стенографія. К., Радянська школа, 1966.
7. Боєчко Ф. Ф. Основи хімії полімерів. К., Радянська школа, 1970.
8. В л а с о в Л. Г., Т р и ф о н о в Д. М. Цікаво про хімію. К-, Техніка,
1968.
9. Верховський В. Н. Техніка і методика хімічного експерименту в
школі. К., Радянська школа, 1950, т. 1.
10. Довідник з хімії для вчителів. І За ред. проф. О. І. Астахова. К., Ра-
дянська школа, 1976.
11. К а д а н е р Л. І., Щ о к і н а А. О. Досліди з електрохімії в школі. К-,
Радянська школа, 1970.
12. Краткая химическая знциклопедия. М., Советская знциклопедия,
1961 — 1967, т. 1—5.
13. Не красо в Б. М. Основні общей химии. М„ Химия, 1965—1970,
т. 1—3.
14. Популярная библиотека химических злементов. М., Наука, 1977,
т. 1—2.
15. О р л о в с ь к и й С. Т. Історія хімії. К-, Радянська школа, 1959.
16. С о м и н Л. Е. Увлекательная химия. М., Просвещение, 1978.
17. Т а у б е Л. Р., Р у д а н к о Е. И. От водорода до нобелия. М., Вніс-
шая школа, 1961.
18. У г а й Л. А. Общая химия. М., Внісшая школа, 1977.
19. Фіалков Ю. Я. Оповідання з хімії. К., Радянснка школа, 1969.
20. Хімічна хрестоматія для учнів 7—8 класів середньої школи / Упор.
М. Я. Коваленко. К-, Радянська школа, 1971.
21. Хімічна хрестоматія для учнів 9 класу середньої школи / Упор.
М. Я. Коваленко. К., Радянська школа, 1972.
22. Ходаков ІО. В. Общая и неоргаиическая химия. М., Просвещение,
1965.
23. Ходос Л. Ф. Вечори цікавої хімії. К., Радянська школа, 1966.
24. Знциклопедия неорганнческих материалов. К., Главная редакция Ук-
раинской советской знциклопедии, 1977, т. 1—2.
До юних хіміків.............................. 5
Поради з техніки хімічного експерименту і
техніки безпеки в хімічній лабораторії 6
Досліди і спроби . . ,..................11
Запитання і завдання ....................... 58
Відповіді на запитання і завдання ... 65
Список використаної літератури ... 76
Когда сделаньї уроки
Александр Иванович Астахов
ЗАНИМАТЕЛЬНЬІЕ РАБОТЬІ ПО ХИМИИ
(на украинском язьіке)
Издательство «Радянська школа» Государственного ко-
митета Украинской ССР по делам издательств, полигра-
фии и книжной торговли
Зав. редакцією біології і хімії Н. І. Зайченко
Редактор О. В. Іванова
Літредактор Т. П. Неліна
Художній редактор М. Ф. Неварикаша
Обкладинка художника Л. Б. Сергія
Технічний редактор Н. М. Горбунова
Коректор Л. С. Бобир
Інформ. бланк № 2069
Здано до набору 25. 09. 79. Підписано до друку
31.01.80. БФ 07024. Формат 60X84’Де. Папір друк. № 2
Гарнітура літературна. Спосіб друку високий. Умови, арк.
4,34. Обл.-видави, арк. 5. Тираж 66 000. Видави. N2 26543.
Зам. № 935. Ціна 15 к.
Видавництво «Радянська школа» Державного комітету
Української РСР у справах видавництв, поліграфії і
книжкової торгівлі, 252053. Київ, вул. Юрія Коцюбинсь-
кого, 5. Темплан 1980 р.
Білоцерківська книжкова фабрика республіканського ви-
робничого об’єднання «Поліграфкнига» Державного ко-
мітету Української РСР у справах видавництв, полігра-
фії та книжкової торгівлі. 256400, м. Біла Церква,
вул. Карла Маркса, 4.