Երեքշաբթի , Սեպտեմբեր 19 2017
Գլխավոր / ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՓՈՐՁԵՐ / Եկեք զարմանանք

Եկեք զարմանանք

Փորձարարական քիմիայում կարևոր տեղ է հատկացվում ցուցադրական փորձերին: Քիմիական նյութերի և երևույթների դիտողական ընկալումը հնարավորություն է տալիս աշակերտներին յուրացնելու քիմիայի հիմնական տեսական հասկացությունները՝ զարգացնելով տրամաբանական մտածողությունը, բացահայտում է քիմիայի գործնական կիրառությունը, օգնում ամրապնդելու գիտելիքները:

Ստորև ներկայացված փորձերի կատարումը դպրոցի քիմիայի լաբորատորիայում մատչելի է, գեղեցիկ և անվտանգ: Նկարագրված է փորձերի ընթացքը և բացատրված են տեղի ունեցող երևույթները:

Արծաթափայլ «ալիքներ»

Ապակե հարթ անոթի մեջ (հարմար է Պետրիի թասը) լցնենք եռքլորէթիլեն կամ ֆրեոն, ավելացնենք ալյումինի նրբափոշի, խառնենք և կստանանք կախույթ: Փոշին վերցնենք այնքան, որ խառնելիս ստացվեն հեղուկի բավական խիտ ալիքներ, սակայն փոշու ավելցուկ չլինի: Մակերևույթի վրա մնացած ալյումինի փոշին պետք է զգուշորեն հեռացնել զտիչի թղթով: Անոթը ծածկենք ապակե թիթեղով (կարելի է օգտագործել նաև ժամացույցի ապակի) և, որպեսզի լուծիչը չգոլորշիանա, ծածկող ապակին անոթին ամրացնենք էպօքսիդային սոսնձով:

Անոթը մի քանի րոպե դնենք սառնարանում, այնուհետև հանել և դնենք սեղանին: Եթե մատի ծայրը հպենք թասիկի ցանկացած կողային մասին, գրեթե անմիջապես այդ մասից դեպի անոթի կենտրոն «կվազեն» արծաթափայլ ալիքներ: Այդ երևույթը կարելի է դիտել մի քանի վայրկյան, քանի դեռ չի սառել ապակու այն մասը, որին հպվել է մատը:

Ինչպե՞ս բացատրել այդ երևույթը:

Մատից ջերմության հոսքը փոքրացնում է անոթի պատին հարող լուծույթի բավական բարակ շերտի խտությունը: Տաքացած հեղուկը բարձրանում է վերև և սառչելով` մեծ արագությամբ տարածվում, իսկ ծանրության ուժի ազդեցությամբ այդ շերտին փոխարինում են շրջապատի լուծույթի ավելի խիտ շերտեր:

Անոթը տաքացնելով տարբեր եղանակներով՝ կարելի է ստեղծել հեղուկի շարժման տարբեր նկարներ: Օրինակ, եթե անոթը տեղավորենք իրարից 5 սմ հեռու դրված հաստ գրքերի վրա և մատով հպվենք նրա հատակի կենտրոնին, ապա արծաթափայլ հեղուկի շարժումը կհիշեցնի փոքր լճակից ցայտող աղբյուր:

Այս հետաքրքիր փորձը կատարելիս պետք է պահպանել անվտանգության որոշ կանոններ:
Չի կարելի անոթն ուժեղ տաքացնել, քանի որ հեղուկը կսկսի արագ գոլորշիանալ և գոլորշիների ճնշման տակ անոթի հերմետիկությունը կխախտվի: Փորձը անհրաժեշտ է կատարել կրակից հեռու և օդափոխվող սենյակում:

Եթե անոթը հերմետիկ է, ապա այն կարելի է պահել երկար ժամանակ և միշտ կարելի է ներկաներին զարմացնել հրաշալի տեսարանով` արծաթափայլ ալիքներով:

Ռեակցիաներ հավանգում: Հայտնի է, որ որոշ պինդ նյութեր խառնվելիս փոխազդում են, որի արդյունքում փոխվում է խառնուրդի գույնը, իսկ երբեմն անջատվում է ջուր կամ գազ:
Պ.Մ. Իսակովը, ուսումնասիրելով նման գործընթացները, առաջարկել է ռեակցվող նյութերը տրորել և ռեակցիաներն անվանել «տրորման ռեակցիաներ»: Հետագայում այդ ռեակցիաներն անվանվել են մեխանիկաքիմիական:

Որպես կանոն, չոր նյութերը վատ են փոխազդում, սակայն փոշիներն օդից այս կամ այն չափով խոնավություն են կլանում, որը լրիվ բավարար է ռեակցիան ընթանալու համար:
Մեխանիկաքիմիական ռեակցիաները շատ զգայուն են, ինչը հետևանք է այն բանի, որ դրանց մասնակցող նյութերը խտացված վիճակում են, այսինքն՝ լուծիչով նոսրացված չեն: Դրանց իրականացման համար անհրաժեշտ են միայն հավանգ և հավանգաթակ: Ներկայացնենք հետևյալ փորձերը, որոնցում ընթանում են մեխանիկաքիմիական ռեակցիաներ:
1. Հավանգի մեջ լցնենք 0,3 գ անջուր պղնձի սուլֆատ և 0,4 գ արյան դեղին աղ ու տրորենք: Տրորելու ընթացքում պղնձի հեքսացիանաֆերատի առաջացման պատճառով խառնուրդը ձեռք է բերում կարմրագորշ գույն.

2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4 :

2. Հավանգի մեջ տրորենք 0,1 գ AgNO3–ի (կարելի է նաև դեղատներում վաճառառվող AgNO3 պարունակող դժոխաքար (լյապիս մատիտ) և 0,1 գ KJ–ի խառնուրդ: Խառնուրդը դեղնում է, քանի որ առաջանում է դեղին արծաթի յոդիդ.

AgNO3 + KJ = AgJ + KNO3 :

3. Հավանգում տրորենք 0,3 գ բարիումի հիդրօքսիդի և 0,1 գ քրոմական անհիդրիդի խառնուրդ: Տրորելու ընթացքում, ի հաշիվ անջատվող ջրի, չոր խառնուրդը աստիճանաբար ջրիկանում է և փոխարկվում հեղուկ քսայուղի նման զանգվածի.

Ba(OH)2 + CrO3 = BaC2O4 + H2O:

4. Առանձին-առանձին 1,1գ կալիումի երկքրոմատը և 1,5գ օքսալաթթուն հավանգում տրորելով լավ մանրացնենք, այնուհետև լցնենք ապակե բաժակի մեջ (լավ տեսանելիության համար) և խառնենք ապակե ձողիկով (չտրորել), քիչ հետո կսկսվի բուռն ռեակցիա.

K2Cr2O7 + H2C2O4 = K[Cr(C2O4)2] + H2O + CO2 :

Ռեակցիոն խառնուրդը փրփրում է, տաքանում և վերջապես համահալվում՝ վերածվելով մանուշակագույն զանգվածի: Փրփուրի առաջացումը բացատրվում է անջատվող CO2 գազով:

Ինչո՞վ է պայմանավորված նյութի հոտը

Ինչքան էլ պարզ թվա հարցը, այն այնքան էլ հասարակ չէ: Ընդհանրապես, հոտը պայմանավորված է նյութի բաղադրության մեջ առկա բազմաթիվ ցնդող նյութերով, որոնցից մեկը՝ հիմնականը, ձևավորում է հոտը: Օրինակ՝ սխտորի տհաճ հոտը պայմանավորված է նրա բաղադրության մեջ առկա ալլիինով՝ C6H11NO3S (սուլֆօքսիդ). նման նյութ հայտնաբերվել է նաև «գլուխ» սոխում:

Այժմ պարզենք, թե ինչ նյութի հիման վրա է ձևավորվում աղաջրում պահվող ծովատառեխի հոտը: Դրա համար հարկավոր է հետազոտել ձկնային աղաջուրը:

Փորձանոթի մեջ լցնենք քիչ քանակությամբ ձկնային աղաջուր, ավելացնենք նույն քանակությամբ NaOH-ի կամ Na2CO3 –ի խիտ լուծույթ (միջավայրը պետք է լինի ուժեղ հիմնային):

Փորձանոթի բերանը փակենք ապակե խողովակ ունեցող խցանով և տաքացնենք սպիրտայրոցի վրա մինչև եռալը: Եթե ապակե խողովակի ծայրին մոտեցնենք կարմիր լակմուսի թուղթ, այն կկապտի: Հավանաբար կռահեցիք, թե ինչու: Այժմ եթե խողովակի ծայրին մոտեցնենք խիտ աղաթթվով թրջված ապակե ձող, կառաջանա սպիտակ ծուխ և, վերջապես եթե այրենք խողովակից դուրս եկող գոլորշին, այն կայրվի անգույն բոցով:
Եթե խցանը փոխարինենք գազատար խողովակով խցանով և, տաքացումը շարունակելով, գազատար խողովակն իջեցնենք երկաթի (III) քլորիդի լուծույթ պարունակող սրվակի մեջ, ապա կառաջանա գորշ – կարմրավուն Fe(OH)3-ի նստվածք:

Այս բոլորից հետո կարելի է պատասխանել այն հարցին, թե ի՞նչ հոտ ունի աղաջրում պահված ձուկը:

Կատարված փորձում գործ ունենք սպիտակուցների հիդրոլիզի արգասիքներ՝ ամինների հետ, ընդ որում՝ աղաջրում ամենից շատ պարունակվում են երկմեթիլ- և եռմեթիլ-ամիններ: Ճիշտ է, ամոնիակն իրեն կպահեր նույն ձևով, սակայն այն օդում չի այրվում:
Նույն փորձը կարելի է կատարել նաև ծովատառեխի հետ:

Աղաջրի փոխարեն վերցնենք ոսկորից անջատված ձկան մի փոքրիկ կտոր, հավանգում հանգած կրի հետ տրորենք մինչև խոնավ մածուկի առաջանալը, այնուհետև մածուկը տեղափոխենք փորձանոթի մեջ և կատարենք փորձը վերը նշված ձևով: Կունենանք նույն արդյունքը:

Մի քիչ ալքիմիա

Այլ մետաղներից ոսկի ստանալու ալքիմիկոսների երազանքները չիրականացան՝ չօգնեցին ո՛չ կախարդանքները և ո՛չ էլ՝ նզովքները:

Փորձենք առանց կախարդանքների «ոսկի» ստանալ սովորական պահածոյի տուփից կամ մետաղական անագից:

Անագը հին ժամանակներից հայտնի 7 մետաղներից (ոսկի, սնդիկ, երկաթ, արծաթ, կապար և պղինձ) մեկն է:

Ներկայումս անագի արտադրության 40%-ն օգտագործվում է պահածոյի տուփերի արտադրության մեջ, այդ պատճառով այն անվանվում է «պահածոյի տուփի մետաղ»:
Հավանաբար կկռահեք, որ ստացված «ոսկին» կլինի անագի սուլֆիդ՝ SnS2, այն է՝ նրբաթիթեղ «ոսկի», այն է՝ խորշաձև «ոսկի» և օգտագործվում է որպես ներկանյութ:
Փորձը կատարելու համար պահանջվում է ծծումբ, ամոնիումի քլորիդ և տաքացնող հարմարանք՝ թրծման վառարան կամ փակ էլեկտրական սալիկ:

Սկզբում հախճապակե սանդում 1 կշռամաս S–ը և 4 կշռամաս NH4Cl–ը տրորելով՝ պատրաստենք խառնուրդ ու տեղափոխենք հախճապակե նավակի մեջ: Նավակը փակենք անագե փայլաթիթեղով (երկու կշռամաս):

Նրբաթիթեղը պատրաստելու համար անագի մի քանի հատիկ հալենք և զգուշորեն լցնենք սառը խեցե սալիկի վրա:

Նավակը դնենք 200-2200C տաքացված վառարանում կամ տաք էլեկտրական սալիկի վրա:

Փորձն անհրաժեշտ է կատարել միայն քարշիչ պահարանում:

Մոտ մեկ ժամ անց դադարեցնենք տաքացումը, սառեցնենք նավակը և հանենք դարչնագույն կեղևով պատված փայլաթիթեղը: Ստացվածը շատ քիչ է նման «ոսկու»:
Փայլաթիթեղը ողողենք ջրով, որպեսզի չռեակցված անագը նստի բաժակի հատակին, իսկ դեղին լուծույթը (վերջապես ոսկեգույն) տեղափոխենք այլ բաժակ, տաքացնենք (որպեսզի նստվածքը լավ բաժանվի), զտենք և չորացնենք: Ահա և ստացանք «ոսկի»՝ ոսկե դեղին SnS2:

Տեղի ունեցող ռեակցիայի հավասարումն է.

2Sn + 2S + 6NH4Cl = SnS2 + (NH4)2SnCl6 + 4NH3 +2H2

Եթե հաշվենք ելանյութերի հարաբերությունը, ապա կստացվի, որ ծծումբը և ամոնիումի քլորիդը վերցված են ավելցուկով, որն արվել է դիտավորյալ, քանի որ տաքացման ժամանակ դրանք ռեակցիոն միջավայրից կարող են հեռանալ: Սա է փորձը քարշիչի տակ կատարելու պատճառը:

Գրականություն

1. Ф.П. Платонов, Лекционные опыты и демонстрации по общей и неорганической химии, М, Высшая школа, 1976.
2. Н. Скоболев, Чем пахнет селедка, Химия и жизнь, №5, 1976.
3. Н. Паравян, Реакция в ступке, Химия и жизнь, №3, 1986.

Ռ.Ադամյան, Երևանի պետական համալսարան, «Եկեք Զարմանանք», Բնագետ, N2, 2012, Էջ 87-89:

 

Հեղինակ՝ Ռոբերտ Ադամյան

ԵՊՀ քիմիայի ֆակուլտետի անօրգանական քիմիայի դոցենտ, քիմիական գիտությունների թեկնածու:

Դիտեք նաև

Քիմիական հրաբուխ (վիդեո)

Ամոնիումի բիքրոմատի քայքայումը տեղի է ունենում մեծ ջերմության անջատումով: Այդ իսկ պատճառով աղը այրելուց՝ հետագայում ...

Պատասխանել

Ձեր էլ. փոստի հասցեն չի հրապարակվելու: Պարտադիր դաշտերը նշված են *-ով

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.