ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
Нағыз сиқыршы болу үшін Хогвардстың түлегі болу міндетті емес, бар болғаны мектептегі химия зертханасына бас сұғудың өзі жеткілікті. Ол жерде сақталған реактивтерді дұрыс әрі қауіпсіз пайдаланған жағдайда, ең керемет деген ғажайыптың өзіне қол жеткізе аласың.
Бихроматты жанартау – химиялық тәжірибелер ішіндегі классика. Оны жасау үшін аммоний бихроматының тоқ-сары ұнтағы, шыны немесе қаңылтыр ыдыс, шырпы және сіріңке керек. Химия пәні мұғалімі сенің бұл қызығушылығыңа қолдау білдіріп, тәжірибе жасағанда қасыңнан табылады деп сенеміз. Ыдысқа аздаған тұз сал да, оған жанып тұрған шырпыны жақындат. Осы сәтте ыдыста нағыз кішігірім жанартау ұшқындары пайда болады. Осылайша, сен бұл әдіс арқылы нағыз сиқыр жасадың. Әйтсе де, шындығында төмендегі теңдеуде сипатталған реакцияны жүзеге асырдың:
Бір мезетте сәулелену, жылу (экзотермия) мен газ бөліну және түстің өзгеруі сияқты химиялық өзгерістің барлық спекторын бір «кішкентай жанартауда» жасадыңыз. Бұл тәжірибеде қалдықтың қалмайтыны да тамаша: қою-жасыл түсті хром (ІІІ) оксидін Cr2O3 жинап, келесі тәжірибелерге сақтап қоюға болады.Келесі жанармай біріншісі сияқты аса танымал емес, дегенмен әсері одан кем түспейді. Саған керегі марганец қышқылды калий (KMnO4) және қарапайым этанол (C2H5OH). Сондай-ақ отқа төзімді керамикалық тақта да қолыңда болсын, себебі жоғары температура үстел бетінде жағымсыз дақтар қалдыруы мүмкін. Тағы бір бұлжымас шарт: тәжірибе жүргізу барысында химия пәні мұғалімі қасыңда болсын. Сонымен, кішкене ғана калий перманганатын (KMnO4) (шамамен 6-7 грамм) тақта бетіне сеуіп, оған 2-3 тамшы этил спиртін тамыз және оған жанып тұрған шырпыны жақындат. Тоқта! Сен қолыңа қолғап, үстіңе халат киіп, қорғаныс көзілдірігін тақтың ба? Егер олай болмаса, тәжірибені осы жерден тоқтат! Ал, өзіңнің нағыз химик екеніңді түсініп, жоғарыдағы талаптарды толық орындаған болсаң, KMnO4 таушығын қорықпай жандыр! Ақ-күлгін түсті алау саған төмендегі әдемі реакцияның жүзеге асқанын көрсетеді:
Күлгін түс – марганцовканың құрамындағы калий ионының жану әсері. Ал фокустың өзі екі сатыдан тұрады – алдымен сен спиртті өртейсің, осыдан кейін ол өзінің жылуымен жоғарыда жазылған KMnO4 ыдырау реакциясына бастама болады.
Енді, химия терминологиясына да уақыт келді. Сонымен, «йодты сағат реакциясы» (iodine clock reaction) немесе Ландольт реакциясы. Реакцияға швед ғалымы Ганс Генрих Ландольттің есімі берілген, себебі 1882 жылы дәл осы ғалым йод (HIO4) және күкірт (H2SO3) қышқылы реакцияларының кинетикасын (динамикасын) зерттеу арқылы әлемге танылған болатын. Қысқасы, тәжірибе нәтижесінде мөлдір сұйық ғажайып түрде қою көк түсті ерітіндіге бір мезетте айналады! Бұл қолыңдағы «сиқырлы таяқшаның» ишарасының арқасында жүзеге асуы мүмкін. Фокус жасау үшін өлшегішті шыны стақанды, С дәруменін (аскорбин қышқылы), йодтың спиртті ерітіндісін (2%), 3%-ды сутек пероксидін, тазартылан су және крахмалды дайындап қой. Енді өлшегіш пипетканың көмегімен 5 мл йод тұнбасын өлшеп, 60 мл су құйылған стақан ішіне құй. Сен №1 ерітіндіні дайындадың, оны бірер минутқа қоя тұр. Бұл аралықта аскорбин қышқылын ұнтақтап, оны да 60 мл суда еріту керек (№2 ерітінді). Екі құрамдас дайын, енді №3 ерітіндіні дайындау керек. Бұл үшін бір шай қасық крахмалды 60 мл сумен араластырып, оған 15 мл сутек пероксидін (H2O2) қосамыз. Егер бәрін дұрыс орындаған болсаң, №1 стақандағы ерітіндінінің бір қасықтай мөлшерін №2 стақанға құй, бұдан кейін №2 және №3 стақандағы ерітінділерді қос. Бірер секундтан кейін мөлдір сұйықтық қою-көк түсті болып шыға келеді.
Осындай қызықты тәжірибелерден кейін химия аса қиын еместей болып көрінетініне келісесің ғой?! Мұғалімің де сенің тәжірибелік ғылымға құлшынысыңды құптап, мектептегі химия зертханасынан жиі табыларсың деген ойдамыз. Келесі тәжірибе үшін саған калий йодаты (KIO3), натрий сульфиті (Na2SO3) және бір-екі тамшы күкірт қышқылы (H2SO4) қажет болады – соңғысын пайдаланғанда сақ бол! Реакцияға қажетті су тазартылған болсын. Алдымен натрий сульфиті ерітіндісін дайындап ал, ол үшін 2,5 грамм Na2SO3-ді 200 мл суға еріт. Келесі қадам: 5 грамм калий йодатын 100 мл H2O-ға сеп. Екі ерітінді де толықтай мөлдір болғанда калий йодатына бірнеше тамшы күкірт қышқылын тамыз. Енді ең қызықты кезең – екі ерітіндіні бір-біріне қос, міне, бірнеше секундтан кейін мөлдір сұйықтық қоңыр болып шыға келеді! Бұл сиқырдың химиясы аса күрделі, дегенмен, егер шын қаласаң, оның да құпиясын аша аласың. Ол үшін саған оқулық, кітаптар, ғаламтор мүмкіндігі және химия пәні мұғалімі көмектеседі.
Тағы бір орындалуы қарапайым, алайда ғажайыпқа толы сиқыр. Ол үшін ұнтақ күйінде күкірт (S) пен мырыш (Zn) керек болады. Олардың бірдей көлемін болат қасыққа сал. Әзірге ешқандай реакция байқалмайды, себебі бізге жылу керек. Оны біз майшамның немесе спирт шамының ыстық жалынынан аламыз. Тәжірибені міндетті түрде химия мұғалімінің қадағалауымен және қорғаныс көзілдірігі мен қолғабын киіп, жүргізу қажет. Қоспадағы температура шарықтау шегіне жеткенде, қатты жарқыл және берілген реакцияның өнімі мырыш сульфидінің ақ түсті ұнтағын (ZnS) көресің:
Ал бұл ақ ұнтақтың мырыш сульфиді екенін қайдан білдік дейсің ғой? Бұл жерде саған тұз қышқылымен (HCl) жасалатын реакция көмектеседі. Нәтижесінде жағымсыз иісті күкіртті сутек (H2S) пайда болады:
Осылайша, бірер тәжірибенің арқасында сен қоспаларды жалындатуды үйрендің және сульфидтерді анықтайтын сапалы реакциялармен таныстың. Сиқырдың танымды болғаны дұрыс!
Йод кристалы (I2), алюминий пудрасы (Al), 2-3 тамшы су, қаңылтыр немесе шыны ыдыс – мұндай заттар «күлгін түсті жынды» шығару үшін қажет! Саған оттың да, жылудың да қажеті жоқ, ал әйнек құты немесе қоңыраудың болғаны абзал. Не үшін дейсің ғой? Ең әуелі, йод пен алюминийдің қоспасынан көлемі 2:1 арақатынаста төбешік жасап алайық. Айтпақшы, бұл үшін ұнтақты алюминий жарамайды, міндетті түрде пудра қажет! Шыны таяқшаның көмегімен төбешіктің ортасына ойық жасаймыз да, оған суды тамызып, бірнеше қадам артқа шегінеміз. Себебі, тәжірибені дәл осы қашықтықтан бақылаған ыңғайлы: шашамен 10-15 секундтан кейін йод пен алюминийдің қоспасы күлгін түсті түтін шығарып, атыла бастайды! Тағы бірер секундтан кейін жарылыс болады да, «күлгін түсті жынның» өзі шығады. Егер сен қоспадан құралған төмпешікті уақытылы шыны ыдыспен жауып үлгермесең, тәжірибеден кейін айналаның бәрін йодтың ұсақ кристалдарынан тазалау керек болады. Оны өсімдік майы немесе этил спиртінің көмегімен жылдам әрі сапалы жүзеге асыруға болады. Әрине, сен бұл ғажайып түтіннің астарында кристаллды йодтың йод буына айналуы жатқанын түсінген боларсың. Ал жарылыстың өзі – су катализаторды қосқанда орын алатын тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш реакция екені белгілі:
Есіңде болсын, қандай жағдайда болмасын йод буын жұтуға болмайды! Тәжірибені күшті ауа тартқыштың астында немесе шыны қоңырау ішінде жүргізу қажет!
Алхимиктердің Орта ғасырларда немен шұғылданғандары есіңде ме? Дұрыс, олар жатпай-тұрмай алтын жасаудың тәсілін іздеген болатын. Ал сен бір ерітіндінің көмегімен «алтынның» кристалдарын шығару арқылы баршаны таңқалдырып көр. Ол үшін қорғасынның кез келген ерігіш тұзы қажет болады, мысалы ацетат Pb(CH3COO)2, және калий йодиді (KI). Қорғасын тұзының ерітіндісін қышқылдандыру үшін сәл-пәл сірке қышқылы керек. Ерітіндіні келесі рецепт бойынша дайындаймыз: колбаға шамамен 1 литр қайнаған және тазартылған суды құямыз және 7-10 грамм Pb(CH3COO)2 ерітеміз. Бұдан соң стақанға 5-6 грамм KI сеуіп, 100 мл су құямыз – нәтижесінде калий йодидінің байытылған ерітіндісі алынды. Алдын ала қорғасын ацетаты ерітіндісін қышқылдандырып алғаннан соң, оған КI-ді құямыз. Міне ғажап! Сұйық сарғая бастады, ал 10-15 минуттан кейін ыдыс мыңдаған «алтын» ұшқындарына толады. Бұл ғажайып құбылыс төмендегі химиялық теңдеу арқылы түсіндіріледі:
Қорғасын йодидінің ерімейтін сары кристалдары PbI2 ыдыс ішінде «алтын жауын» әсерін береді, оны бірнеше күн бойы тамашалауға болады.
Бастысы, төмендегі ережелерді жадыңда ұста:
1. Қорғасын тұзы өте улы, сондықтан жұмысыңды сақтық шараларын қолдана отырып жүзеге асыр.
2. Егер тәжірибе үшін суық суды пайдалансаң, ешқандай нәтиже бермейді, сол себепті қорғасын ацетатын тек қайнаған суда еріт.
3. «Алтын жауын» тікелей күн сәулесі кезінде айқын байқалады.
ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
ПОДПИСКА НА ПЕЧАТНОЕ ИЗДАНИЕ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Самое интересное в научных дисциплинах и технологиях простым языком
Высокое качество печати
Выходит 12 раз в год
Бесплатная доставка до двери по всему Казахстану
Доступ к архиву и новым номерам