Сахарная змея. Химические опыты в домашних условиях Как сделать огненную змею

⁰

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Мы каждый день заботимся о наших детях - варим им кашу по утрам и гладим одежду. Но через 20 лет им вспомнятся не наши домашние хлопоты, а моменты, проведенные вместе.

сайт собрал 16 опытов, которые оторвут от дел взрослых и увлекут детей. Для них не нужно много времени и какая-то особая подготовка, а удовольствия будет море. А потом можно и кашу сварить. Вместе.

Твердая жидкость

Вам понадобятся:

крахмал
пластиковый контейнер
пищевой краситель, доска, молоток и гвозди для дополнительных экспериментов

Перемешайте в контейнере воду и крахмал до сметанообразной консистенции. Получится «неньютоновская» жидкость. Вы можете легко погрузить в нее пальцы, но если вы ударите по поверхности кулаком, то почувствуете, что она твердая. Положите на поверхность жидкости доску, и вы легко вобьете гвоздь, но стоит утопить один ее уголок в жидкости, как доска легко погрузится на дно. При желании «твердую жидкость» можно окрасить пищевыми красителями.

Кинетический песок своими руками

Вам понадобятся:

4 ч. л. борного спирта
2 ч. л. канцелярского клея
1 ч. л. красителя
100 г песка для шиншилл
стеклянная миска

Влейте все жидкие компоненты в миску, добавьте песок и тщательно перемешайте. Готово, можно творить!

Фараонова змея

Вам понадобятся:

песок
спирт
сахар
спички
тарелка для «змеи»

Насыпьте в тарелку песок горкой, пропитайте его спиртом, а на вершину положите смесь сахара и соды. Подожгите. «Змея» вырастает мгновенно!

Электропоезд из проволоки и батарейки

Вам понадобятся:

моток толстой медной проволоки (чем больше проволоки, тем длиннее «тоннель»)
1 батарейка АА
2 круглых неодимовых магнита, подходящих батарейке по диаметру
обыкновенная ручка

Намотайте на ручку проволоку, чтобы получилась длинная пружина. Закрепите магниты с обеих концов батарейки. Запустите «поезд». Он будет ездить сам!

Качели из горящей свечи

Вам понадобятся:

свеча
толстая игла
зажигалка
два бокала
плоскогубцы

Срежьте нижний конец свечи на сантиметр-полтора, чтобы освободить фитиль. Зажмите в плоскогубцах иглу и нагрейте ее с помощью зажигалки, а потом проткните свечу посередине. Положите ее на края двух стаканчиков и подожгите с обеих сторон. Слегка качните, а дальше свеча начнет вращаться сама.

Радуга из бумажных полотенец

Вам понадобятся:

пищевые красители
бумажные полотенца
5 стаканов

Поставьте стаканчики в ряд и налейте воду в 1-й, 3-й и 5-й. В 1-й и 5-й капните красный пищевой краситель, в 3-й - желтый, в 5-й - синий. Сложите 4 бумажных полотенца в 4 раза, чтобы получились полоски, а затем согните их пополам. Вставьте концами в разные стаканчики - одно между 1-м и 2-м стаканом, второе между 2-м и 3-м и т. д. Через пару часов можете любоваться радугой!

Зубная паста для слона

Вам понадобятся :

3/4 стакана воды
1 ч. л. марганцовки
1 ст. л. жидкого мыла
перекись водорода
стеклянная колба
одноразовые перчатки

Растворите в воде марганцовку, добавьте жидкого мыла и перелейте смесь в стеклянную колбу. Осторожно, но быстро влейте перекись. Бурная пена выплеснется из колбы вверх - настоящая зубная паста для слона!

Очень медленный шарик

Вам понадобятся:

стальной шарик
прозрачный пластиковый шарик-контейнер из двух половинок
жидкий мед

Положите стальной шарик в контейнер, налейте меда и запустите всю конструкцию с горки. Хм, а что, если попробовать с гелем для душа?

Колечки из дыма

Вам понадобятся:

пластиковая бутылка (0,5 л)
воздушный шарик
ароматическая палочка
зажигалка
ножницы

Отрежьте низ пластиковой бутылки и половинку воздушного шарика. Наденьте широкую часть шарика на срез бутылки. Вставьте палочку в бутылку, прикройте рукой ее отверстие и подождите, пока она наполнится дымом. Пускайте дымные колечки, резко постукивая пальцем по натянутому шарику.

Самонадувающиеся шарики

Вам понадобятся:

4 пластиковые бутылки
столовый уксус
3 ст. л. соды
3 воздушных шарика
жидкие пищевые красители

Отрежьте верх у пластиковой бутылки, натяните на отверстие все шарики по очереди и через получившуюся воронку засыпьте в каждый шарик по ложке соды. Налейте уксуса на донышки бутылок, капните туда же пищевой краситель и аккуратно, чтобы в бутылку не просыпалась сода, натяните на отверстия шарики. Осталось приподнять их - сода высыплется, среагирует с уксусом, и шарики надуются сами.

Уксусно-содовая ракета

Вам понадобятся:

пластиковая бутылка (2 л)
3 простых карандаша
2 ст. л. соды
200 мл уксуса 9 %
широкий скотч
винная пробка
бумажное полотенце

Заранее убедитесь, что пробка плотно прилегает к горлышку бутылки. Скотчем приклейте карандаши к верху бутылки так, чтобы она могла стоять. Залейте в бутылку уксус. Плотно заверните соду в бумажное полотенце и тщательно закрутите кончики. Выйдите на улицу, опустите сверток с содой в бутылку и заткните ее пробкой, прижав к горлышку один конец свертка. Переверните ракету, поставьте на землю и бегите! Взлет нужно наблюдать с 15–20 метров, не меньше.

Квадратные мыльные пузыри

Для многих уроки химии являются настоящим мучением. А ведь если хоть немного разбираться в этом предмете, то можно проводить занимательные опыты и получать от этого удовольствие. Да и учителям не помешает заинтересовать своих учеников. Для этого отлично подойдут так называемые фараоновы змеи.

Происхождение названия

Достоверно происхождение названия "фараоновы змеи" не знает никто, но приурочивают его к библейским событиям. Для того чтобы произвести впечатление на фараона, пророк Моисей по совету Господа бросил свой посох о землю, и он превратился в змею. Оказавшись в руках у избранного, пресмыкающееся стало вновь посохом. Хотя на самом деле между тем, как получаются эти опыты, и библейскими событиями нет ничего общего.

Из чего можно получить "фараоновых змей"

Наиболее распространенным веществом для получения змей является роданид ртути. Однако опыты с ним можно проводить только в хорошо оборудованной химической лаборатории. Вещество токсично и имеет неприятный стойкий запах. А "фараонова змея" в домашних условиях может быть создана из таблеток, которые продаются в любой аптеке без рецепта, или минеральных удобрений из хозяйственного магазина. Для проведения опыта используется глюконат кальция, уротропин, сода, сахарная пудра, селитра и многие вещества, которые можно приобрести в аптеке или магазине.

"Змеи" из таблеток, содержащих сульфаниламиды

Проще всего провести дома опыт "Фараоновы змеи" из лекарственных группы. Это такие средства, как "Стрептоцид", "Бисептол", "Сульфадимезин", "Сульфадиметоксин" и прочие. есть в доме практически у каждого. "Фараоновы змеи" из сульфаниламидов получаются блестящего серого цвета, по структуре они напоминают кукурузные палочки. Если аккуратно подхватить зажимом или пинцетом "голову" змейки, то можно вытянуть из одной таблетки достаточно длинную рептилию.

Для того чтобы провести "Фараонова змея", понадобится горелка или и вышеперечисленные лекарственные препараты. Несколько таблеток выкладывается на который поджигается. При протекании реакции выделяются такие вещества, как азот, сероводород и водяные пары. Формула реакции следующая:

С 11 H 12 N 4 O 2 S+7O 2 = 28C+2H 2 S+2SO 2 +8N 2 +18H 2 O

Такой опыт нужно проводить очень аккуратно, поскольку сернистый газ очень токсичен, так же, как и сероводород. Поэтому если нет возможности проветривать во время эксперимента комнату или включить вытяжку, лучше заняться этим на улице или в специально оборудованной лаборатории.

"Змеи" из глюконата кальция

Лучше всего проводить эксперименты из тех веществ, которые безопасны, даже если их использовать за пределами специально оборудованной лаборатории. "Фараонова змея" из глюконата кальция получается достаточно просто.

Для этого потребуется 2-3 таблетки лекарственного препарата и кубик сухого горючего. Под воздействием пламени начинается реакция, и из таблетки выползает серая "змея". Такие опыты с глюконатом кальция вполне безопасны, но все же стоит соблюдать осторожность при их проведении. Формула химической реакции следующая:

C 12 H 22 CaO 14 +O2 = 10C+2CO 2 +CaO+11H 2 O

Как видим, происходит реакция с выделением воды, углекислого газа, углерода и оксида кальция. Именно выделение газа и обуславливает рост. "Фараоновы змеи" получаются в длину до 15 сантиметров, но они недолговечны. При попытке взять их в руки они распадаются.

"Фараонова змея" - как сделать из удобрения?

Если у вас есть огород на приусадебном участке или дача, то обязательно имеются и различные удобрения. Наиболее распространенное, которое можно найти в кладовке любого дачника и фермера - селитра или нитрат аммония. Для опыта потребуется просеянный речной песок, половина чайной ложки селитры, половина чайной ложки сахарной пудры, ложка этилового спирта.

Необходимо в горке из песка сделать углубление. Чем больше диаметр, тем толще будет "змея". Хорошо перетертую смесь селитры и сахара засыпают в углубление и заливают этиловым спиртом. Затем спирт поджигают, постепенно образуется "змея".

Реакция при этом происходит следующая:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 = 11C + 2N 2 + CO 2 + 15H 2 O.

Выделение токсичных веществ при опыте обязывает соблюдать технику безопасности.

"Фараонова змея" из пищевых продуктов

"Фараоновы змеи" получаются не только из медицинских препаратов или удобрений. Для опыта можно воспользоваться такими продуктами, как сахар и сода. Такие компоненты найдутся на любой кухне. Из речного песка формируется горка с углублением и пропитывается спиртом. Сахарную пудру и пищевую соду смешивают в соотношении 4:1 и высыпают в углубление. Спирт поджигают.

Смесь начинает чернеть и медленно разбухать. Когда спирт практически перестает гореть, из песка выползает несколько извивающихся "рептилий". Реакция следующая:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 O - + CO 2 ,

C 2 H 5 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O

Смесь разлагается на углекислый газ и водяные пары. Именно газы заставляют раздуваться и расти кальцинированную соду, которая не сгорает в процессе реакции.

Еще одна "рептилия" из таблетки

Существует еще один простой способ получить "фараонову змею" из лекарственных препаратов. Для этого потребуется приобрести в аптеке препарат "Уротропин". Вместо таблеток также можно использовать сухое горючее, содержащее это вещество. Еще понадобится раствор аммиачной селитры. Препарат "Уротропин" необходимо пропитать им. Однако нельзя сразу наносить на исходный материал весь раствор, поэтому необходимо добавлять по несколько капель и высушивать. При этом высыхание должно происходить при комнатной температуре.

После этого таблетку поджигают. В итоге получается даже не столько "змея", сколько "дракон". Однако, если разобраться, это тот же опыт "Фараоновы змеи". Но из-за свойств компонентов происходит более бурная реакция, что приводит к образованию объемной фигуре.

"Змея" из роданида ртути

Впервые химический опыт "Фараонова змея" получился у студента-медика в 1820 году. Фридрих Велер смешивал растворы нитрата ртути и тиоцианата аммония и получил белый кристаллический осадок. Получившийся осадок роданида ртути студент высушил и поджег просто ради любопытства. Из горящего вещества начала выползать черно-желтая змеевидная масса.

"Фараоновы змеи" из роданида ртути получаются просто. Вещество нужно поджечь на термостойкой поверхности. Последует реакция:

2Hg(NCS) 2 = 2HgS + C 3 N 4 + CS 2

CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2

Под термическим воздействием происходит разложение роданида ртути на сульфид ртути (придает "рептилии" черный цвет), нитрид углерода (отвечает за желтую окраску змеи) и сероуглерод (дисульфид углерода). Последний возгорается и разлагается на газы - углекислый газ и оксид серы, которые вспучивают нитрид углерода. Он, в свою очередь, захватывает и получаются черно-желтые "фараоновы змеи".

Данный опыт ни в коем случае нельзя проводить в домашний условиях! Кроме того, что выделяются токсичные газы, происходит выделение ртутных паров. Ртуть же ядовита сама по себе и может вызвать сильнейшее химическое отравление.

Безопасность при проведении опытов

Несмотря на то что большинство веществ, из которых могут получиться "фараоновы змеи", считаются безопасными, опыты нужно проводить очень аккуратно. Как видно из вышеприведенных формул, при разложении выделяются достаточно токсичные компоненты, которые могут привести к тяжелейшим отравлениям. Все опыты можно проводить на дому только в проветриваемом помещении или при наличии вытяжки высокой мощности. Опыты с роданидом ртути можно проводить только в специально оборудованной лаборатории, соблюдая все правила техники безопасности.

В заключение можно сказать, что, проводя на занятиях химический опыт "Фараоновы змеи", преподаватель может заинтересовать учеников своим предметом. Уроком, скорее всего, заинтересуются даже те, кто не понимает и не любит химию. А те, кто предпочитает практику вместо скучных теоретических выкладок, получат дополнительный стимул к изучению науки.

Фараонова змея — это собирательное название химических реакций, результатом которых является многократное увеличение объема реактивов. Во время реакции результирующее вещество быстро увеличивается, при этом извиваясь как змея. А почему змея фараонова? Видимо тут существует отсылка на библейский сюжет, когда Моисей продемонстрировал фараону чудо, бросив свой посох на землю, превратившийся в змею. Такие химические опыты — это действительно настоящее чудо! Лучшие фараоновы змеи, к сожалению, получаются из веществ, которые нельзя использовать дома, тем более детям. Это роданид ртути, дихромат калия, нитрат аммония, различные сильные кислоты и т.д. Неужели нам так и не удастся провести вместе с детьми безопасный опыт Фараонов змей в домашних условиях? Не стоит отчаиваться, на помощь нам придут обычная сода и сахар !

Фараонова змея из соды и сахара

Для проведения опыта Фараонова змея в домашних условиях подготовьте следующие ингредиенты:

просеянный песок;
95% спирт;
сахарную пудру;
пищевую соду.

Из песка насыпаем небольшую горку, пропитанную спиртом, на вершине этой горки делаем небольшое углубление. Затем смешиваем чайную ложку сахарной пудры и четверть ложки соды. Полученную смесь засыпаем в «кратер».
Поджигаем спирт (это может занять некоторое время). Постепенно смесь начнет превращаться в черные шарики, а после того как весь спирт прогорит, смесь резко почернеет и из неё начнет выползать фараонова змея!

Что произошло?
Во время горения спирта происходит реакция разложения соды и сахара. Сода разлагается на углекислый газ и водяной пар. Газы вспучивают массу, поэтому наша «змея» ползет и извивается. Тело змеи состоит из продуктов горения сахара.

Фараонова змея из глюконата кальция

Еще проще получить Фараонову змею из таблетки глюконата кальция, он свободно продается в аптеке и вы наверняка с ним уже знакомы. Таблетку нужно просто поджечь и при её горении образуется фараонова змея. К сожалению, такой фараонов змей очень непрочный, но для первого знакомства и для получения представления вполне подойдет.

Фараонова змея из марганцовки

Представляем классический химический опыт с многократным увеличением объема. Внимание! Работайте в перчатках! В стакан воды добавьте чайную ложку марганцовки. Туда же добавьте немного жидкого мыла. Перелейте содержимое стакана в высокий и достаточно узкий стеклянный сосуд. Для этих целей прекрасно подойдет простая цилиндрическая ваза для цветов. Теперь добавляем в вазу примерно треть стакана перекиси водорода 30%. Происходит резкий выброс столба пены из сосуда! Причем это происходит практически мгновенно! Поэтому эксперимент проводить нужно в таком месте, где вы легко сможете минимизировать последствия загрязнения этой пеной, например, в раковине.

Химические реакции, во время протекания которых реактивы увеличиваются в несколько раз, называют «Фараоновой змеей». Вещества, вступающие во взаимодействие, реагируют и это напоминает перемещения змеи.

Достаточно посмотреть видео на Ютуб, которых несколько сотен, чтоб убедится в схожести протекания химической реакции с тем, как извивается это хладнокровное.

Этимология названия - из библейского сюжета. В священной книге есть глава, когда фараон приказал Моисею демонстрировать ему настоящее чудо.

Тот кинул посох на землю, он стал громадным питоном. Фараоновы по своему принципу действия схожи. Из небольших по объему, неактивных реагентов получается активное, движущееся, разрастающееся существо.

Огромные фараоновы змеи превращаются из реагентов, которые запрещается иметь в квартире (кислоты, роданид ртути, нитрат аммония, дихромат калия).

Но отсутствие необходимых ингредиентов не повод сдаваться. Провести опыт возможно самим, в квартире. Понадобится сода, сахар.

Необходимые меры предосторожности

Сода, сахар вступают в активное взаимодействие. Опыты с веществами должны проводится в строгом соответствии нормам пожарной безопасности, когда проводят, наблюдают дети.

Использовать:

стол с невоспламеняющейся, нетлеющей поверхностью (уберите с поверхности тканевые скатерти, запрещено - стол деревянный);
резиновые перчатки;
защитные очки.

Мнение эксперта

Осторожно!

Поставьте неподалеку огнетушитель. Если реакция пойдет не по плану - убережет жилище от пожара.

Необходимые ингредиенты

Подготовьте ингредиенты. Создание фараоновой змеи должно происходить быстро. Составляющие смешивать медленно - реакция не произойдет.

Как использовать соду и лимонную кислоту для рыбалки

Понадобится:

просеянный чистый песок (набрать в ближайшей детской площадке);
пищевая сода (купить в магазине продовольственных товаров);
сахарная пудра (продается супермаркетами);
95-процентный спирт (найти в аптеке).

Первого ингредиента состава потребуется 300 грамм. Последние три - меньше. Пропорции сахарной пудры - 15 грамм, соды - четверть столовой ложки. Обычно часть, все составляющие есть дома.

Как сделать фараонову змею

Собраны составляющие, включая измерительные приборы. С рабочей поверхности убраны предметы, которые воспламеняются, отодвинуты занавески.

Потрясающее зрелище - опыт проводится в темноте. В первый раз лучше наблюдать за процессом - увидите нюансы. Поставьте огнетушитель, подойдет тазик с водой.

из песка создается небольшая насыпь, внутри отверстие (высота - до 30 сантиметров);
горку сверху полить спиртом;
смешать чайную ложку сахарной пудры, четверть NaHCO3;
поместить состав в углубление;
разжечь спирт (на глаз, три столовые ложки);
смесь начинает темнеть;
появляются темные шарики;
спирт догорает;
углубление резко чернеет;
появляется фараонова змея.

Гидрокарбонат натрия вступил в реакцию с сахаром, активизированным спиртом. Песок служит охраняющей опорой.

Змея имеет серый цвет, сначала руками прикасаться нельзя - горячая. Внутри полость, разрезается наподобие монтажной пены.

Мнение эксперта

Обратите внимание - змей возникает несколько. Если одна появилась, отделилась от углубления, через время может появится вторая (реакция не закончилась). Дождитесь окончания химического взаимодействия.

Как происходит

Воспламенение спирта начинает взаимодействие сахара, питьевой соды. Натрий двууглекислый разлагается на водяной пар, углекислый гад.

Из горки сахара и соды вырастает большая чёрная змея

Сложность:

Опасность:

Сделайте этот эксперимент дома

Реагенты

Безопасность

Перед началом опыта наденьте защитные очки.

Проводите эксперимент на подносе.

При проведении опыта держите поблизости ёмкость с водой.

Поместите горелку на пробковую подставку. Не прикасайтесь к горелке сразу после завершения опыта − подождите, пока она остынет.

Общие правила безопасности

Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Сухое горючее (уротропин) не высыпается из баночки. Что делать?

Уротропин при хранении может слипаться. Чтобы всё-таки высыпать его из баночки, возьмите из набора черную палочку и тщательно разбейте комки.

Не получается сформовать уротропин. Что делать?

Если уротропин не прессуется в формочке, пересыпьте его в пластиковый стаканчик и добавьте 4 капли воды. Хорошо перемешайте смоченный порошок и переложите обратно в формочку.

Еще можно добавить 3 капли мыльного раствора из набора «Олово», который вы получили в комплекте с набором «Химия монстров».

Эту змею можно есть или трогать?

При работе с химическими веществами нужно следовать незыблемому правилу: никогда ничего не пробовать на вкус из того, что у вас получилось в результате химических реакций. Даже если в теории это безопасный продукт. Жизнь чаще более богатая и непредсказуемая, чем любая теория. Может получиться не тот продукт, который вы ожидали, химическая посуда может содержать следы предыдущих реакций, химические реагенты могут быть недостаточно чистыми. Опыты с пробованием реагентов на вкус могут закончиться печально.

Именно поэтому в профессиональных лабораториях запрещено есть что-либо. Даже принесенную с собой еду. Безопасность превыше всего!

Можно ли потрогать «змею»? Аккуратно, она может быть горячей! Уголь, из которого в основном состоит «змея», может тлеть. Убедитесь, что змея уже остыла, и можете потрогать её. Змея пачкается − не забудьте после опыта вымыть руки!

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

Возьмите из стартового набора горелку для сухого горючего и положите на неё фольгу. Внимание! Используйте пробковую подставку, чтобы не испортить рабочую поверхность.

Расположите пластиковое кольцо в центре фольги.

Высыпьте в кольцо всё сухое горючее (2,5 г).

Вдавите пресс-форму в кольцо, чтобы в горке сухого горючего получилась лунка. Аккуратно уберите пресс-форму.

Снимите пластиковое кольцо, слегка постукивая по нему.

Засыпьте две мерные ложки сахара без горки (2 г) в баночку с 0,5 г соды (NaHCO3) и закройте её крышкой.

Встряхивайте баночку в течение 10 секунд, чтобы перемешать сахар и соду.

Высыпьте смесь соды и сахара в углубление в сухом горючем.

Подожгите сухое горючее – совсем скоро из этой горки начнёт расти чёрная «змея»!

Ожидаемый результат

Сухое горючее начнёт гореть. Смесь сахара с содой в огне начнёт превращаться с большую чёрную «змею». Если вы всё сделаете правильно, то у вас вырастет змея длинной 15-35 см.

Утилизация

Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.

Что произошло

Почему образуется такая «змея»?

При нагревании часть сахара (С 12 H 22 O 11) сгорает, превращаясь в водяной пар и углекислый газ. Для горения нужен приток кислорода. Так как приток кислорода во внутренние области горки сахара затруднён, там происходит другой процесс: от большой температуры сахар разлагается на уголь и водяной пар. Так и получается наша «змея».

Зачем в сахар добавляют соду (NaHCO 3)?

При нагревании сода разлагается с выделением углекислого газа (CO 2):

Соду добавляют в тесто, чтобы при выпекании оно становилось пышным. И именно поэтому мы добавляем соду к сахару в этом эксперименте − чтобы выделяющийся углекислый газ и водяной пар делал «змею» воздушной, лёгкой. Поэтому змея может расти вверх.

Из чего состоит эта «змея»?

В основном «змея» состоит из угля, получившегося при нагревании сахара и не сгоревшего в огне. Именно уголь даёт «змее» такой чёрный цвет. Так же в её составе присутствует Na 2 CO 3 , получившийся в результате разложения соды при нагревании.

Какие химические реакции происходят в процессе образования «змеи»?

Сгорание (соединение с кислородом) сахара:

С 12 H 22 O 11 + O 2 = CO 2 + H 2 O

Термическое разложение сахара на уголь и водяной пар:

С 12 H 22 O 11 → C + H 2 O

Термическое разложение пищевой соды на водяной пар и углекислый газ:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Что такое сахар и откуда он берётся?

Молекула сахара состоит из атомов углерода (С), кислорода (О) и водорода (Н). Вот так она выглядит:

Честно говоря, тут трудно что-то рассмотреть. Скачайте приложение MEL Chemistry на свой смартфон или планшет, и вы сможете посмотреть на молекулу сахара с разных сторон и лучше понять её строение. В приложении молекула сахара называется Sucrose.

Как вы можете заметить, эта молекула состоит из двух частей, связанных между собой атомом кислорода (О). Наверняка вы слышали название этих двух частей: глюкоза и фруктоза. Их также называют простыми сахарами. Обычный сахар называют составным, чтобы подчеркнуть, что молекула сахара состоит из нескольких (двух) простых сахаров.

Вот так выглядят эти простые сахара:

фруктоза

Сахара являются важными строительными кирпичиками растений. Во время фотосинтеза растения вырабатывают из воды и углекислого газа простые сахара. Последние, в свою очередь, могут соединяться как в короткие молекулы (например, сахар), так и в длинные цепочки. Крахмал, целлюлоза − это такие длинные цепочки (полисахара), которые составлены из простых сахаров. Растения используют их в качестве строительного материала и для запаса питательных веществ.

Чем длиннее молекула сахара, тем труднее нашей пищеварительной системе её переварить. Поэтому мы так любим сладкое, содержащее простые короткие сахара. Но наш организм не был предназначен, чтобы питаться в основном простыми сахарами, в природе они встречаются редко. Поэтому будьте осторожны с потреблением сладкого!

Почему сода (NaHCO 3) разлагается при нагреве, а поваренная соль (NaCl) − нет?

Это непростой вопрос. Для начала нужно разобраться, что такое энергия связи.

Представьте себе вагон поезда с очень неровным полом. В этом вагоне есть свои горы, свои ложбины, впадины. Этакая небольшая Швейцария в вагоне. По полу катается деревянный шарик. Если его отпустить, он покатится вниз по склону, пока не докатится до дна одной из впадин. Мы говорим, что шарик «хочет» занять положение с минимальной потенциальной энергией, которое находится как раз внизу впадины. Аналогично, атомы пытаются выстроиться в такую конфигурацию, в которой энергия связей минимальна.

Тут кроется несколько тонких моментов, на которые хотелось бы обратить ваше внимание. Во-первых, запомните, что такое объяснение, что говорится «на пальцах», не очень точное, но для понимания общей картины нам подойдёт.

Итак, куда скатится шарик? В самую нижнюю точку вагона? Как бы не так! Он скатится в ближайшую впадину. И, скорее всего, там и останется лежать. Может быть, по другую сторону горы есть другая впадина, поглубже. К сожалению, наш шарик этого «не знает». Но если вагон будет сильно трясти, то с большой вероятностью шарик выскочит из своей локальной впадины и «найдёт» более глубокую лунку. Там мы трясём ведро с гравием, чтобы его утрамбовать. Выбитый из положения локального минимума гравий, скорее всего, найдёт более оптимальную конфигурацию, и наш шарик скорее доберётся до более глубокой впадины.

Как вы уже, возможно, догадались, в микромире аналогом тряски выступает температура. Когда мы нагреваем вещество, мы заставляем всю систему «трястись», как мы раскачивали вагон с шариком. Атомы отрываются и обратно присоединяются самыми разными способами, и с большой вероятностью они смогут найти более оптимальную конфигурацию, чем была вначале. Если она, конечно, существует.

Мы видим такой процесс в очень большом количестве химических реакций. Молекула устойчива, так как находится в локальной впадине. Если мы её немножко пошевелим, станет хуже, и она вернётся назад аналогично шарику, который, если немного подвинуть из локальной впадины вбок, то он скатится назад. Но стоит нагреть это вещество посильнее, чтобы наш «вагон» как следует потрясло, и молекула найдёт более удачную конфигурацию. Именно поэтому динамит не взорвётся, пока вы по нему не ударите. Именно поэтому бумага не загорится, пока вы её не нагреете. Им хорошо в своих локальных ямах и нужно заметное усилие, чтобы их заставить оттуда выйти, даже если недалеко есть яма поглубже.

Теперь мы можем вернуться к нашему изначальному вопросу: почему сода (NaHCO 3) разлагается при нагреве? Потому что она находится в состоянии локального минимума энергий связи. В этакой впадине. Рядом есть впадина поглубже. Это мы так говорим о состоянии, когда 2NaHCO 3 распались на 2Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 . Но молекула об этом не «знает» и пока мы ее не нагреем, не сможет выбраться из своей локальной ямы, чтобы оглядеться вокруг и найти яму поглубже. А вот когда мы нагреем соду градусов до 100-200, этот процесс пойдёт быстро. Сода разлагается.

Почему же поваренная соль NaCl не распадается подобным образом? Потому что она уже находится в самой глубокой яме. Если её разорвать на Na и Cl или любую другую их комбинацию, энергия связей только вырастет.

Если вы дочитали досюда, вы молодцы! Это не самый простой текст и не самые простые мысли. Надеюсь, вам удалось что-то почерпнуть. Я хочу предостеречь вас в этом месте! Как я говорил вначале, это красивое объяснение, но не совсем верное. Бывают ситуации, когда шарик в вагоне будет стремиться занять не самую глубокую яму. Так и наше вещество не всегда будет стремиться в состояние с минимальной энергией связей. Но об этом как-нибудь в другой раз.