Опыты с медной проволокой

С медью можно поставить несколько любопытных опытов, поэтому посвятим ей особую главу.

Из кусочка медной проволоки сделайте маленькую спиральку и укрепите ее в деревянной держалке (можно оставить свободный конец достаточной длины и намотать его на обычный карандаш). Прокалите спиральку в пламени. Ее поверхность покроется черным налетом оксида меди СuO. Если почерневшую проволоку опустить в разбавленную соляную кислоту, то жидкость окрасится в голубой цвет, а поверхность металла вновь станет красной и блестящей. Кислота, если она не нагрета, не действует на медь, но растворяет ее оксид, превращая его в соль CuCl 2 .

Но вот вопрос: если оксид меди черный, почему старинные медные и бронзовые предметы покрываются не черным, а зеленым налетом, и что это за налет?

Попробуйте найти старый медный предмет, скажем, подсвечник. Соскребите с него немного зеленого налета и поместите в пробирку. Горлышко пробирки закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в известковую воду (как ее готовить, вы уже знаете). Нагрейте содержимое пробирки. На ее стенках соберутся капли воды, а из газоотводной трубки будут выделяться пузырьки газа, от которого известковая вода мутнеет. Значит, это диоксид углерода. В пробирке же останется черный порошок, который при растворении в кислоте дает голубой раствор. Этот порошок, как вы, наверное, догадываетесь, - оксид меди.

Итак, мы узнали, на какие составные части разлагается зеленый налет. Его формула записывается так: СuСО 3 *Сu(ОН) 2 (основной карбонат меди). Он образуется на медных предметах, поскольку в воздухе всегда есть и диоксид углерода, и пары воды. Зеленый налет называют патиной. Такая же соль встречается и в природе - это не что иное, как знаменитый минерал малахит.

К опытам с патиной и малахитом мы еще вернемся - в разделе "Приятное с полезным ". А сейчас снова обратим внимание на почерневшую медную проволоку. Нельзя ли вернуть ей первоначальный блеск без помощи кислоты?

Налейте в пробирку аптечного нашатырного спирта, раскалите медную проволоку докрасна и опустите ее в пузырек. Спиралька зашипит и вновь станет красной и блестящей. В одно мгновение произойдет реакция, в результате которой образуется медь, вода и азот. Если опыт повторять несколько раз, то нашатырный спирт в пробирке окрасится в синий цвет. Одновременно с этой реакцией идет и другая, так называемая реакция комплексообразования - образуется то самое комплексное соединение меди, которое ранее позволило нам безошибочно определить аммиак по синему окрашиванию реакционной смеси.

Между прочим, способностью соединений меди вступать в реакцию с нашатырным спиртом пользуются с очень давних времен (еще с тех времен, когда науки химии не было и в помине). Раствором аммиака, т. е. нашатырным спиртом, очищали до блеска медные и латунные предметы. Так, кстати, опытные хозяйки поступают и сейчас; для большего эффекта нашатырный спирт смешивают с мелом, который механически оттирает грязь и адсорбирует загрязнения из раствора.

Следующий опыт. Насыпьте в пробирку немного нашатыря-хлорида аммония NH 4 Cl, которым пользуются при пайке (не путайте его с нашатырным спиртом NH 4 OH, который представляет собой водный раствор аммиака). Раскаленной медной спиралькой коснитесь слоя вещества, покрывающего дно пробирки. Снова раздастся шипенье, и вверх взовьется белый дым - это улетучиваются частицы нашатыря, А спиралька вновь засверкает первозданным медным блеском. Произошла реакция, в результате которой образовались те же продукты, что и в прошлом опыте, и впридачу хлорид меди СuСl 2 .

Именно из-за этой способности - восстанавливать металлическую медь из оксида - нашатырь и применяют при паянии. Паяльник обычно изготовлен из меди, которая хорошо проводит тепло; когда его "жало" окисляется, медь теряет способность удерживать на своей поверхности оловянный припой. Немного нашатыря - и оксида как не бывало.

И последний опыт с медной спиралькой. Налейте в пробирку немного одеколона (еще лучше - чистого спирта) и вновь внесите раскаленную медную проволоку. Результат опыта вы, по всей вероятности, уже представляете: проволока вновь очистилась от пленки оксида. На этот раз произошла сложная органическая реакция: медь восстановилась, а этиловый спирт, содержащийся в одеколоне, окислился до уксусного альдегида. Эта реакция в быту никак не используется, но иногда ее применяют в лаборатории, когда из спирта нужно получить альдегид.

Взаимодействие металлов с солями

Активные металлы вытесняют из солей менее активные (металлы расположены в порядке убывания активности в ряду напряжений).

Проведем опыт с раствором сульфата двухвалентной меди CuSO 4 . В одну колбу с раствором положим кусочки цинка Zn, в другую – стальные кнопки (сталь – сплав на основе железа Fe). Что произойдет через несколько часов? Растворы изменили цвет — значит, сульфата меди там больше не осталось. Активные металлы ‑ цинк и железо заместили медь в сульфате и образовали соли. Цинк и железо окислились, а медь восстановилась.

CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu

В одной колбе медь выделилась на кнопках, в другой – на кусочках цинка. В колбах были разные металлы, поэтому и осадок меди выглядит по-разному. На цинке медь выделилась в виде рыхлой бурой массы. На железных кнопках осадок меди ‑ более плотный, розового цвета.

Оборудование: колбы.

Техника безопасности . Необходимо осторожное обращение с солями меди. Соли меди в высоких концентрациях – ядовиты. Требуют соблюдения правил работы с ядовитыми веществами. Остерегаться попадания солей меди на кожу и слизистые оболочки.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Взаимодействие хлорида олова (II ) с цинком («Оловянный ежик»)

Более активные металлы могут замещать менее активные металлы из растворов их солей. В стакан нальем раствор хлорида олова (II), в раствор поместим цинковую пластинку. Через некоторое время пластинка покрывается красивым «пушистым» налетом олова. Произошло восстановление олова из раствора его соли более активным металлом — цинком:

SnCl 2 + Zn = Sn + ZnCl 2

Оборудование: стакан химический, стеклянная палочка.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Демонстрация свойств сплава Вуда.

Сплав Вуда состоит из четырех компонентов. Он содержит 50 % висмута, 25 % свинца, 12,5 % олова и 12,5 % кадмия. Гранулы сплава опустим в горячую воду. Он переходит в жидкое состояние. Это легкоплавкий сплав. Температура плавления сплава около +70 °С. Между тем как температура плавления олова +232 °С, кадмия +321 °С, висмута +271 °С, свинца +327 °С. Температура плавления сплава отличается от температур плавления металлов, входящих в его состав.

Оборудование: стакан химический, штатив, горелка, пинцет.

Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с нагревательными приборами.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Платина – катализатор горения водорода

При обычной температуре водород очень редко вступает в химические реакции. Не реагирует водород и с кислородом. Но если направить струю водорода на мелко раздробленную платину, то водород загорается. Это свойство платины использовали в так называемом «водородном огниве Дёберейнера», служившем для получения огня. Получим водород в аппарате Кирюшкина, который по принципу действия схож с аппаратом Киппа. Проверим водород на чистоту. Для этого заполним пробирку выделяющимся водородом и поднесем пробирку к пламени горелки. Спокойный хлопок указывает на чистоту выделяющегося водорода. Пинцетом возьмем немного платинированного асбеста (асбеста с нанесенной мелко раздробленной платиной). Направим струю водорода на платинированный асбест. Асбест раскаляется, и водород загорается.

2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О

Оборудование: аппарат Кирюшкина, пробирка, пинцет, горелка.

Техника безопасности. Соблюдать правила работы с горючими газами. Использовать водород можно только после проверки на чистоту.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Самовоспламенение никеля на воздухе

Никель — это прочный, устойчивый к коррозии металл, который не изменяется под действием кислорода воздуха и влаги. Никелем покрывают детали приборов и машин для придания декоративного вида и защиты от коррозии. Но измельченные металлы, в том числе и никель, по своим свойствам отличаются от металлов, находящихся в монолитном виде. Выделим никель из сплава никель-алюминий, поместив порошок сплава в раствор щелочи.

Алюминий активно реагирует со щелочью, растворяясь в ней, реакция идет с выделением водорода. Для увеличения скорости растворения алюминия нагреваем раствор. Когда реакция закончится, и весь алюминий перейдет в раствор, промоем полученную крошку никеля сначала водой, а затем этиловым спиртом — для удаления остатков влаги. Извлечем немного никелевой крошки из спирта на фильтровальную бумагу. Когда спирт испаряется, никель начинает реагировать с кислородом воздуха, постепенно разогревается и сгорает с образованием оксида никеля.

2 Ni + O 2 = 2 NiO

Подобными свойствами обладает и мелкораздробленное железо. Измельченные никель и железо — пирофоры. Пирофорами называют вещества или смеси веществ, самовоспламеняющиеся на воздухе.

Оборудование: стакан химический, фильтровальная бумага, штатив с сеткой, стеклянная палочка.

Техника безопасности. Соблюдать правила работы со щелочами и правила пожарной безопасности. Все остатки пирофорного никеля уничтожить, растворив их в разбавленной азотной кислоте.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Электролиз раствора иодида калия

Электролиз – разложение вещества под действием электрического тока. Электролиз иодида калия проходит с выделением щелочи, водорода и иода:

2К I + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2 + I 2

Приготовим электролизер, наполненный раствором иодида калия, и две пробирки с этим же раствором. Для обнаружения щелочи в одну из пробирок добавим раствор фенолфталеина (эта пробирка – для катода), для обнаружения иода в другую пробирку добавим крахмал (пробирка для анода). Поместим приготовленные таким образом пробирки на электроды и включим ток. В одной из пробирок на катоде наблюдаем выделение водорода, раствор в этой пробирке становится малиновым: в пробирке образовалась щелочь. Во второй пробирке появилась синее окрашивание. В этой пробирке в результате электролиза выделился иод. Иод окрасил крахмал в синий цвет. Мы увидели, как при электролизе раствора иодида калия образуется иод, выделяется газ водород и гидроксид калия.

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, химические стаканы, пипетка, держатель для пробирок, прибор для электролиза, мензурка.

Техника безопасности . Соблюдать правила работы с электроприборами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Электрохимический ряд напряжений — вытеснение водорода металлами.

Металлы различаются химической активностью. Металлы расположены в порядке убывания активности в ряду напряжений:

Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H 2 , Cu, Hg, Ag, Au

Активные металлы (от лития до свинца) восстанавливают водород из кислот, неактивные (от меди до золота) – не восстанавливают.

Испытаем четыре металла: магний Mg, алюминий Al, железо Fe и медь Cu. Приготовим пробирки с раствором соляной кислоты (HCl) и погрузим в них металлы. Медь не реагирует с раствором соляной кислоты. Железо медленно восстанавливает водород из раствора кислоты. Алюминий более активно реагирует с раствором соляной кислоты, восстанавливая водород.

Наиболее энергично восстанавливает водород из соляной кислоты магний. Мы увидели, что металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода (железо, алюминий и магний), восстанавливают его из растворов кислот.

Металлы, стоящие в ряду после водорода (в нашем опыте – медь), не восстанавливают его из кислот. Наиболее активным металлом в нашем опыте оказался магний, наименее активным ‑ медь.

2 HCl + Mg = MgC1 2 + H 2

2 HCl + Fe = FeC1 2 + H 2

6 HCl + 2Al = 2 A1C1 3 + 3H 2

Оборудование:

Техника безопасности . Следует соблюдать правила работы с растворами кислот. Не допускать попадания кислот на кожу и слизистые оболочки.

В результате реакции образуется горючий газ — водород: рядом не должно быть открытого пламени.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Электрохимический ряд напряжений металлов. Вытеснение металла из соли другими металлами

Металлы расположены в порядке убывания активности в ряду напряжений:

Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H 2 , Cu, Hg, Ag, Au

Активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей. В первой пробирке – медь (Cu) и раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO 3). Вторая пара – железо (Fe) и раствор соли меди (CuSO 4). Железо активнее меди. В третьей пробирке – цинк (Zn) и раствор соли менее активного свинца ‑ Pb(NO 3) 2 . В пробирках начинаются реакции. Через некоторое время посмотрим, что получилось в пробирках. Медь покрылась белыми кристаллами серебра:

2 AgNO 3 + Cu = Cu (NO 3 ) 2 + 2 Ag

На железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu

Цинк покрылся рыхлым слоем металлического свинца:

Pb(NO 3) 2 + Zn = Pb + Zn (NO 3) 2

Мы убедились в том, что активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, воронка, пинцет.

Техника безопасности . Соли свинца и соли серебра — ядовиты, остерегаться попадания на кожу и на слизистые оболочки. Раствор нитрата серебра оставляет черные пятна на одежде и на коже.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Однажды в Интернете я увидел видеоролик о том, как с помощью шести лимонов можно зажечь электрическую лампочку. Суть опыта заключалась в следующем. В лимон вставлялись медная проволока и железный гвоздь. Затем медная проволока одного лимона соединялась с помощью провода с гвоздем другого лимона и так далее, пока все шесть лимонов не будут соединены между собой. Мультиметром измеряли напряжение, оно оказалось равным около 6 вольт. Цепь замыкали с помощью электрической лампочки, которая загоралась. Я заинтересовался этим фактом и решил проверить, действительно ли это так. Собрав точно такую же цепь, я измерил напряжение. У меня получилось 2,8 вольт, то есть почти в 2 раза меньше, чем в видеоролике. Я стал искать причину и в одной из книг прочитал, что вместо железного гвоздя можно использовать цинковую пластинку , которую можно получить из батарейки. Заменив железный гвоздь на цинковую пластину, я получил напряжение 5,8 вольт (ПРИЛОЖЕНИЕ I). Тогда я выдвинул гипотезу : напряжение, которое вырабатывается с помощью лимона, зависит от того, какие металлы используются. Эту гипотезу я решил проверить с помощью ряда опытов.

Цель моей работы – экспериментально проверить, как зависит напряжение в лимоне от используемых металлов.

Задачи:

1) Подобрать пару металлов, между которыми в лимоне возникает напряжение;
2) Измерять возникающее напряжение с помощью мультиметра;
3) Отразить полученные результаты в виде схемы, таблицы или графика.

Лимон с вставленными в него различными металлами является простейшей батарейкой, так называемым гальваническим элементом. С помощью батарейки можно зажечь лампочку, за счет батарейки работают многие устройства, которые использует человек: плеер, пульт дистанционного управления, детские игрушки. Как можно изготовить батарейку в домашних условиях, чтобы хотя бы на короткое время заменить вышедшую из строя? В этом я вижу актуальность своей работы.

Из истории создания батарейки

Первую батарею изготовил в 1800 году Алессандро Вольта . Она состояла из набора цинковых и медных дисков, разделенных кусками бумаги, пропитанными соляным раствором. Диски укладывались один на другой в виде столба. Соединив медным проводом первый диск из цинка с последним медным диском, Вольта получил ток в результате химической реакции между медью, цинком и соляным раствором. Чем больше размер пластинок, тем больше тока они пропускают. С увеличением числа медных и цинковых пластинок, проложенных бумагой, растет и напряжение. Как только соль в растворе истощалась, электрический ток исчезал. Таким образом, Вольта открыл, что электрический ток возникает между двумя разными металлами, если эти металлы находятся в соответствующем контакте между собой . В честь ученого с 1881 года единица измерения напряжения называется “вольт” (В) .

У Алессандро Вольта не было приборов для измерения тока и напряжения. Он пользовался собственным языком. Чтобы проверить, заряжена ли батарейка, можно коснуться языком контактов: почувствуется пощипывание. Так же поступал и Вольта. Он пропускал ток по языку и отмечал более или менее кислый вкус .

Самые распространенные в настоящее время – цинково-угольные батареи, они самые дешевые. У отрицательного полюса находится цинковый стаканчик, у положительного – угольный стержень, а в качестве электролита между ними применяют раствор едкого калия. По мере использования батареи цинковый стаканчик растворяется, и батарея в конце концов выходит из строя.

Устройство батарейки

Батареи превращают химическую энергию в электрическую, постепенно вырабатывая свой ресурс. Процесс этот необратим. Только аккумуляторы можно перезаряжать до тысячи раз. В автомобилях применяются свинцовые аккумуляторы. Аккумулятор состоит из двух свинцовых электродов, между которыми находится электролит – кислота. Аккумулятор питает энергией стартер: он нужен, чтобы завести мотор. Заряжается аккумулятор за счет генератора во время движения .

В моем опыте с лимоном железо (или цинк) выпускает электроны, а медь принимает их. Железо (или цинк) называют неблагородным металлом, а медь – благородным. Лимон используется как электролит – содержащаяся в нем лимонная кислота проводит ток между железом (или цинком) и медью. Стоит соединить металлы, и по ним потечет ток .

Изучение зависимости напряжения в лимоне от используемых металлов

Для своих опытов я попросил маму купить в магазине лимонов. Металлами я воспользовался теми, которые оказались наиболее доступными: цинковую полоску вырезал из корпуса батарейки, железо – гвоздь, медь получил из медного провода, предварительно удалив с него изоляцию, полоску алюминия отрезали из коллекции демонстрационного материала “Алюминий и его сплавы”, олово – из набора для паяния. Свинцовая проволока нашлась у руководителя. Всего я взял 6 металлов (ПРИЛОЖЕНИЕ II). Пробовал проводить опыты с серебром и золотом в ювелирных украшениях, но мультиметр показывал нулевые значения. Учитель мне объяснил, что опыт не удается потому, что ювелирные украшения изготовлены из сплавов.

В лимон воткнул медную проволоку. В качестве второго металла поочередно брал железо, олово, алюминий, свинец, цинк. Комбинацию металлов отразил в схеме:

Варианты комбинации металлов

У каждой пары металлов измерял напряжение. Полученные результаты занес в таблицу:

Из таблицы видно, что между двумя различными металлами возникает разное напряжение. Руководитель объяснил мне, что выбранные мною металлы можно расположить в ряд: Al, Zn, Fe, Sn, Pb, Cu, который так и называется “Ряд напряжений металлов”. Чем дальше в этом ряду находятся металлы друг от друга, тем большее напряжение возникает между ними. Вот почему когда я заменил железный гвоздь на цинковую пластинку, напряжение увеличилось почти в 2 раза.

Я решил проверить, действительно ли напряжение между металлами зависит от их положения в ряду напряжений металлов.

Из схемы видно, что в каждом ряду (Sn – Cu, Fe – Cu, Zn – Cu, Al – Cu) напряжение увеличивается. Таким образом, напряжение между металлами зависит от их положения в ряду: чем дальше металлы расположены друг от друга, тем больше между ними напряжение.

Выводы

При выполнении данной работы я узнал много нового и интересного:

1. Познакомился с устройством батарейки.
2. Узнал, что некоторые фрукты, например, лимоны могут создавать напряжение, достаточное для того, чтобы зажечь маломощную лампу.
3. Металлы в химии называются на латинском языке.
4. Металлы расположены в ряд, который называется “Рядом напряжений металлов”.
5. Чем дальше друг от друга в этом ряду расположены металлы, тем большее напряжение возникает между ними.

Библиографический список

1. Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО “РОСМЭН-ПРЕСС”, 2006
2. Ди Специо М. Занимательные опыты: Электричество и магнетизм/ М. Ди Специо; Пер. с англ. М. Заболотских, А. Расторгуева. – М.: ООО “Издательство АСТ”: ООО “Издательство Астрель”, 2004
3. Научные эксперименты дома. Энциклопедия для детей/ Пер. с нем. П. Лемени-Македона. – М.: Эксмо, 2012
4. Яковлева М.А. Веселые научные опыты для детей и взрослых. Опыты в комнате/ Мария Яковлева. – М.: Эксмо, 2013

Медный купорос обладает ярким и насыщенным синим цветом. Особенно красивыми получаются из него кристаллы. Они могут быть оригинальным подарком для друзей и близких или стать очень интересным занятием по его созданию. Кристаллы из сульфата меди станут оригинальным декором для комнаты. Так как же вырастить их самостоятельно? Основные принципы изготовления описаны в этой статье.

• Данное средство продается в магазинах для товаров сельскохозяйственного назначения. Но при его использовании в домашних условиях стоит помнить, что медный купорос является токсичным препаратом. Он используется для уничтожения вредителей на полях. Поэтому в работе с ним соблюдайте технику безопасности: работайте только в резиновых перчатках, не вдыхайте пары раствора с ним, избегайте попадания на слизистые и глаза. Обязательно мойте руки после каждой работы со средством и только под проточной водой.

Важно! Не используйте для процедуры водопроводную воду. В ней содержится хлор, который вступит в реакцию со средством и понизит качество готового кристалла. Если у вас нет дистиллированной воды, тогда используйте кипяченую.

Совет. Так как кристалл будет прозрачного цвета, то для его выращивания используйте тонкую нить, но прочную. Ее не будет видно в готовом изделии, но она удержит вес декора.

• Когда вы будете устанавливать нить в емкость, следите за тем, чтобы она не касалась стенок посуды, как и дна. Это нарушит структуру кристалла.
• Так как стакан придется подогревать, то используйте его с толстым основанием или воспользуйтесь термоустойчивой посудой.

• На сегодня существует два способа выращивания кристаллов из сульфата меди. Хотя принцип один и тот же: постепенное образование наростов, но в результате получаются кристаллы с разной структурой. А также на выращивание потребуется разное время.
• Быстрый способ предполагает образование кристалла за короткое время. Он подходит для тех, кто не любит ждать и необходим быстрый результат. Весь процесс займет около недели. У вас вырастит удлиненный кристалл с множеством мелких ответвлений.
• Если вы хотите вырастить большой кристалл, то для этого вам понадобится более длительный период времени и терпение. Но в итоге вы создадите предмет, похожий на большой драгоценный камень.

• Подготовьте емкость объемом пол литра. Насыпьте в нее 200 гр порошка и залейте 300 мл теплой воды. Она должна находиться на песчаной печке. Хорошо перемешайте смесь до полного растворения крупинок.

• Снимите емкость с песка и поставьте ее на стол. Дайте смеси остыть. На нить привяжите кусочек купороса – это будет затравка. Опустите его в жидкость.

• Следите за тем, чтобы затравка с нитью не касались стенок и дна посуды. Когда смесь будет остывать, то освободившиеся соли осядут на подготовленную основу. Для удобства закрепите нить на карандаш, который положите на поверхность емкости. Она будет удерживать нить в вертикальном направлении.

• Через сутки достаньте основу, емкость опять подогрейте. При этом порошок, который осел на дно, должен полностью растаять. Остудите смесь и снова установите нить вовнутрь емкости. Накройте крышкой и оставьте на 12 часов. Через сутки у вас вырастит кисть кристаллов на нити. Повторяйте процедуру до образования желаемого размера украшения.

• Для определенной формы кристалла воспользуйтесь проволокой вместо основы. Согните ее в любой форме, например, в виде капли и опустите в смесь. Но она так же не должна касаться со стенками и дном емкости. Через неделю у вас вырастет вот такой яркий кристалл.

Совет. Для формирования граней у кристалла смажьте их маслом, если их рост в определенном месте не нужен.

Большие кристаллы с ровной поверхностью у вас получатся при его выращивании длительным методом. Но для этого вам потребуется не только много времени, но и внимания. При данном методе важна затравка и придется убирать мелкие кристаллы.

• Смешайте 110 гр порошка с 200 гр теплой воды. Хорошо размешайте раствор, отставьте. Затем периодически мешайте его до полного растворения крупинок порошка. Полученную смесь отфильтруйте. Используйте для этого ватный диск или бумажный фильтр.

• Емкость помойте и перелейте в нее отфильтрованный раствор.
• Среди кристаллов порошка найдите самый крупный и с ровными гранями. Привяжите его на нить и опустите в емкость. Она должна располагаться внутри строго вертикально, не касаясь внутренней поверхности. Используйте ткань, чтобы предотвратить попадание мусора с пылью в раствор.

• В данном способе не нужно доставать нить и подогревать смесь. Через 10 дней кристалл увеличится в 2 раза. Продолжайте его выращивать, пока не достигните желаемого объема.

Как видите, вырастить кристалл из медного купороса не трудно, главное терпение и соблюдение правил безопасности.

Все права на контент и дизайн защищены. Копирование материалов разрешено только с указанием первоисточника в виде активной не закрытой от индексирования поисковыми системами гиперссылки!

Подборка простых опытов с медным купоросом в домашних условиях

В прошлой статье я рассказывала про медный купорос, что это такое, где применяется и даже как некоторые им лечатся (вот только не знаю, вылечиваются ли?), а сегодня предлагаю поделать опыты с медным купоросом в домашних условиях.

Обо всех этих экспериментах я уже рассказывала в рубрике «Похимичим», так что сейчас, по сути, просто собираю их все вместе, так как они раскиданы по разным статьям.

В начале, как обычно предупреждаю о соблюдении правил техники безопасности!

Напоминаю, что практически все опыты (кроме одного) мы будем делать с раствором медного купороса. Чтобы его получить, растворите половину чайной ложки в стакане воды – этого вполне хватит на все сегодняшние эксперименты. Предлагаю начать с самого простого и похимичить гвоздем.

Все очень просто – в раствор купороса опускаете чистый (имеется ввиду без ржавчины и масла) железный гвоздь и ждете. Химическая реакция пройдет сама, без вашего дальнейшего участия. Первые результаты будут видны уже через несколько минут. Ну а самым терпеливым советую «забыть» про происходящее на пару недель. Будет очень интересно.

В светло-голубой раствор капаем немного аммиака. Вуаля! Готов ярко-фиолетовый раствор аммиаката меди. Не забивайте голову названием, просто наслаждайтесь красивым зрелищем.

Добавляем немного гидроксида натрия. Получается красивый голубой осадок гидроксида меди. Не выливайте его, он нам пригодится в следующем опыте.

Вам понадобится аптечный раствор чистой глюкозы. Приливаем ее к осадку, полученному в предыдущем опыте, и аккуратно нагреваем. Ярко-голубой осадок постепенно превратится сначала в желтый раствор, затем – в красный.

Делать все нужно достаточно внимательно и аккуратно, поэтому посмотрите, как я делала.

Денатурация (разрушение) белка

Берем сырое яйцо и отделяем белок от желтка. Белок помещаем в стакан, добавляем немного воды,перемешиваем и делим на две части, то есть на два эксперимента. К первой части приливаем немного медного купороса. После перемешивания получаем вот такую невразумительную массу:

Ко второй части белка добавляем немного гидроксида натрия, а потом – несколько капель купороса. Получаем ярко-фиолетовую окраску раствора.

Разводим в стакане с водой немного обычной поваренной соли и смешиваем с раствором медного купороса. Любуемся изумрудно-зеленой окраской получившегося раствора.

Он потребует от вас некоторых приготовлений (минут на пять), но оно того стоит. Нужна всего лишь старая сковородка и кристаллический (не раствор!) медный купорос. Будем с помощью воды превращать белое вещество в синее. Подробная инструкция здесь.

Хоть сейчас и лето, но вы легко можете создать на стекле самые настоящие морозные узоры.

Еще один очень простой опыт. Единственное, что от вас потребуется, это, как и в случае с гвоздем, терпение. Ну и немного обычного канцелярского силикатного клея. Подробности в статье «Химические водоросли».

Ну и под занавес, эффектный опыт по получению пены. Его можно делать в двух вариантах – с медным купоросом либо с марганцовкой. По сути, процессы идут одинаковые и результат также практически одинаковый. Правда, придется побегать по аптекам в поисках гидроперита. Если вам улыбнется удача и вы его купите, то внимательно читайте вот эту статью и химичьте в свое удовольствие!

Вот и все на сегодня. Надеюсь, эта подборка домашних опытов с медным купоросом вам пригодится. Может, у вас есть какие-то идеи, что еще можно сделать? Пишите в комментариях, делитесь опытом.

Всем хорошего настроения!

P.S. Я совсем забыла про самый распространенный опыт — выращивание красивых синих кристаллов. Обещаю исправиться и в ближайшее время показать вам его

Светлана Калашникова — учитель химии

Наталья, зашла на сайт случайно, для исследовательской работы собираю информацию о поваренной соли и сахаре. Зашла и надолго осталась, просто не оторваться, такая точно как вы всё надо, всё интересно. Надо завязать общение мой электронный адрес:

Рада познакомиться, коллега!

Вы успешно подписаны на новости блога Kidschemistry.ru

Все права защищены, копирование материалов без указания автора и прямой индексируемой ссылки запрещено. Вся информация предоставляется исключительно в справочных целях.

Занимательные опыты

Почему чернеют фруктовые ножи ?!

Почему чернеют фруктовые ножи

Если добавить к какому-нибудь фруктовому соку раствор соли железа (раствор соли железа можно легко получить в домашних условиях, если в медный купорос опустить на полчаса, например, гвоздь или несколько кнопок, скрепок), то жидкость сразу потемнеет. Мы получим раствор слабых чернил. Фрукты содержат дубильную кислоту , которая с солью железа образует чернила. Для того чтобы получить раствор соли железа дома, опустите гвоздь в раствор медного купороса и подождите минут десять. Потом слейте зеленоватый раствор. Полученный раствор сульфата железа (FeSO 4) можно использовать в реакциях.

Чай тоже содержит дубильную кислоту. Раствор соли железа, добавленный в слабый раствор чая, изменить окраску чая на чёрную. Именно по этому не рекомендуется заваривать чай в металлическом чайнике!

Химические реакции с поваренной солью

Иногда поваренную соль специально йодируют, т. е. добавляют к ней иодиды натрия или калия. Делается это потому, что йод входит в состав различных ферментов в организме, и при его недостатке ухудшается работа щитовидной железы.

Растворы медного купороса с поваренной солью (зелёного цвета)

Обнаружить добавку достаточно просто. Нужно сварить крахмальный клейстер: четверть чайной ложки крахмала развести в стакане холодной воды, нагреть до кипения, кипятить пять минут и охладить. Клейстер значительно более чувствителен к йоду, чем сухой крахмал. Далее треть чайной ложки соли растворяют в чайной ложке воды, в полученный раствор добавляют несколько капель уксусной эссенции (или половину чайной ложки уксуса), половину чайной ложки перекиси водорода и через две-три минуты - несколько капель клейстера. Если соль была йодирована, то перекись водорода вытеснит свободный иод:

который окрасит крахмал в синий цвет. (Опыт не получится, если для иодирования соли использовали KClO 3 вместо KI). Можно провести опыт с медным купоросом и поваренной солью . Здесь не будет происходить ни одна из вышеперечисленных реакций. Но реакция красивая. При смешивании купороса и соли наблюдайте образование красивого зелёного раствора тетрахлорокупрата натрия Na 2

Занимательные опыты с марганцовкой:

Растворите в воде несколько кристалликов перманганата калия и подождите некоторое время. Вы заметите, что малиновая окраска раствора (объясняемая наличием перманганат-ионов в растворе) постепенно станет более бледной, а затем и совсем исчезнет, на стенках же сосуда образуется коричневый налёт оксида марганца (IV):

Посуду, в которой вы проводили опыт, легко очистить от налёта раствором лимонной или щавелевой кислоты. Эти вещества восстанавливают марганец до степени окисления +2 и переводят его в растворимые в воде комплексные соединения. В тёмных склянках растворы перманганата калия могут сохраняться годами. Многие считают, что перманганат калия хорошо растворим в воде. На самом деле растворимость этой соли при комнатной температуре (20 °С) составляет всего 6,4 г на 100 г воды. Однако раствор имеет настолько интенсивную окраску, что кажется концентрированным.

Если нагреть марганцовку до 200 0 C, то перманганат калия превратится в тёмно-зелёный манганат калия (К 2 MnO 4). При этом выделяется большое количество чистого кислорода, который можно собрать и использовать для других химических реакций. Особенно быстро раствор марганцовки портится (распадается) в присутствии восстановителей. Например, восстановителем является этиловый спирт C 2 H 5 OH. Реакция марганцовки со спиртом протекает следующим образом:

Моющее средство из марганцовки:

Для того чтобы получить самодельное «моющее средство», надо смешать марганцовку с кислотой. Конечно, не со всякой. Некоторые кислоты могут сами окисляться; в частности, если взять соляную кислоту, из неё выделится ядовитый хлор:

Так его часто и получают в лабораторных условиях. Поэтому для наших целей лучше использовать разбавленную (примерно 5-процентную) серную кислоту. В крайнем случае её можно заменить разбавленной уксусной кислотой - столовым уксусом. Возьмём примерно 50 мл (четверть стакана) раствора кислоты, добавим 1-2 г перманганата калия (на кончике ножа) и тщательно перемешаем деревянной палочкой. Затем промоем её под струёй воды и привяжем к концу кусок поролоновой губки. Вот этой «кисточкой» быстро, но аккуратно размажем окислительную смесь по загрязнённому участку раковины. Вскоре жидкость начнёт менять цвет на тёмно-вишнёвый, а затем - на коричневый. Значит, реакция окисления пошла полным ходом. Здесь необходимо сделать несколько замечаний. Работать надо очень осторожно, чтобы смесь не попала на руки и одежду; хорошо бы надеть клеёнчатый фартук. И не следует медлить, так как окислительная смесь очень едкая и со временем «съедает» даже поролон. После использования поролоновую «кисть» нужно погрузить в заранее приготовленную банку с водой, промыть и выбросить. Во время подобной очистки раковины может появиться неприятный запах, издаваемый продуктами неполного окисления органических загрязнений на фаянсе и самой уксусной кислоты, поэтому помещение должно проветриваться. Минут через 15-20 смоем побуревшую смесь струёй воды. И хотя раковина предстанет в ужасном виде - вся в бурых пятнах, волноваться не стоит: продукт восстановления перманганата калия - диоксид марганца MnO 2 легко удалить, восстановив нерастворимый марганец (IV) до хорошо растворимой в воде соли марганца.

А вот когда перманганат калия взаимодействует с концентрированной серной кислотой, образуется оксид марганца (VII) Mn 2 О 7 - маслянистая тёмно-зелёная жидкость. Это единственный жидкий при нормальных условиях оксид металла (tпл=5,9°С). Он очень неустойчив и легко взрывается при незначительном нагревании (tразл=55°С) или при сотрясении. Mn 2 О 7 является ещё более сильным окислителем, чем КMnO 4 . При контакте с ним воспламеняются многие органические вещества, например этиловый спирт. Это, кстати, один из способов зажечь спиртовку, не имея спичек!

Занимательные опыты с перекисью водорода

Пероксид водорода может быть как окислителем (это его свойство широко известно), так и восстановителем! В последнем случае он реагирует с веществами-окислителями:

Н 2 О 2 -2е→ 2Н + +О 2 . Диоксид марганца как раз и является таким веществом. Подобные реакции химики называют «восстановительным распадом пероксида водорода». Вместо аптечной перекиси можно использовать таблетки гидроперита - соединения пероксида водорода с мочевиной состава CO(NH 2) 2 Н 2 О 2 . Это не химическое соединение, поскольку между молекулами мочевины и пероксида водорода нет химических связей; молекулы Н 2 О 2 как бы включены в длинные узкие каналы в кристаллах мочевины и не могут выйти оттуда, пока вещество не растворят в воде. Поэтому такие соединения называют канальными соединениями включения. Одна таблетка гидроперита соответствует 15 мл (столовой ложке) 3-процентного раствора Н 2 О 2 . Для получения 1-процентного раствора Н 2 О 2 берут две таблетки гидроперита и 100 мл воды. Используя диоксид марганца в качестве окислителя пероксида водорода, нужно знать одну тонкость. MnO 2 - хороший катализатор реакции разложения Н 2 О 2 на воду и кислород:

И если просто обработать раковину раствором Н 2 О 2 , то он мгновенно «вскипит», выделяя кислород, а бурый налёт так и останется, ведь катализатор в ходе реакции и не должен расходоваться. Чтобы избежать каталитического разложения Н 2 О 2 , нужна кислая среда. Здесь тоже подойдёт уксус. Сильно разбавим водой аптечную перекись, добавим немного уксуса и этой смесью протрём раковину. Произойдёт настоящее чудо: грязно-бурая поверхность засверкает белизной и станет как новая. А чудо случилось в полном соответствии с реакцией

Остаётся только смыть хорошо растворимую соль марганца струёй воды. Таким же способом можно попробовать почистить загрязнённую алюминиевую сковороду: в присутствии сильных окислителей на поверхности этого металла образуется прочная защитная плёнка оксида, которая предохранит его от растворения в кислоте. А вот чистить подобным методом эмалированные изделия (кастрюли, ванны) не стоит: кислая среда медленно разрушает эмаль. Для снятия налёта MnO 2 можно использовать также водные растворы органических кислот: щавелевой, лимонной, винной и др. Причём специально подкислять их не понадобится - кислоты сами создают в водном растворе достаточно кислую среду.

Химическая реакция между йодидом калия и уксуснокислым в свинцом

Конечно, золото — не настоящее, но опыт красивый! Для Химической реакции нам потребуется растворимая соль свинца (подойдёт уксуснокислый синец (CH 3 COO) 2 Pb- соль образованная растворение свинца в уксусной кислоте) и соль йода (например, йодид калия KI). Уксуснокислый свинец можно получить и в домашних условиях, опустив кусочек свинца в уксусную кислоту. Йодид калия иногда используют для травления электронных плат

Йодид калия и уксуснокислый в свинец — две прозрачные жидкости, по внешнему виду не отличаются от воды.

Начнём реакцию: к раствору йодида калия прилейте раствор уксуснокислого свинца. Соединяя две прозрачные жидкости наблюдаем образование золотисто-жёлтого осадка — йодида свинца PbI 2 , — эффектно! Реакция протекает следующим образом:

Занимательные опыты с канцелярским клеем

Канцелярский клей — это не что иное, как жидкое с текло или его химическое название «силикат натрия» Na 2 SiO 3 Можно сказать также — это соль натрия кремниевой кислоты. Если добавить к силикатному клею раствор уксусной кислоты, в осадок выпадет нерастворимая кремниевая кислота - гидратированный оксид кремния:

Полученный осадок H 2 SiO 3 можно высушить в духовке и развести разбавленным раствором водорастворимых чернил. В результате чернила осядут на поверхности оксида кремния, и смыть их не удастся. Такое явление называется адсорбцией (от лат. ad - «на» и sorbeo - «поглощаю»)

Ещё один красивый занимательный опыт с жидким стеклом . Нам понадобятся медный купорос CuSO 4 , сульфат никеля NiS0 4 , хлорид железа FeCl 3 . Сделаем химический аквариум. В высокую стеклянную банку с силикатным клеем, разбавленным пополам водой, одновременно из двух стаканов выливают разбавленные водные растворы сульфата никеля и хлорида железа. В банке постепенно вырастают силикатные «водоросли» жёлто-зелёного цвета, которые, переплетаясь, опускаются сверху вниз. Теперь добавим в банку по каплям раствор медного купороса, заселим аквариум «морскими звёздами». Рост водорослей — это результат кристаллизации гидроксидов и силикатов железа, меди и никеля, которые образуются в результате обменных реакций.

Занимательные опыты с йодом

Добавим к йодной настойке несколько капель перекиси водорода H 2 O 2 и перемешаем. Через некоторое время из раствора выделится чёрный поблёскивающий осадок. Это кристаллический йод - плохо растворимое в воде вещество. Иод выпадает быстрее, если раствор немного подогреть горячей водой. Перекись нужна для того, чтобы окислить содержащийся в настойке иодид калия KI (его добавляют, с целью увеличить растворимость иода). С плохой растворимостью иода в воде связана и другая его способность - экстрагироваться из воды жидкостями, состоящими из неполярных молекул (маслом, бензином и т.д.). В чайную ложку воды добавим несколько капель подсолнечного масла. Перемешаем и увидим, что масло с водой не смешивается. Если теперь туда капнуть две-три капли йодной настойки и сильно встряхнуть, то слой масла приобретёт тёмно-коричневую окраску, а слой воды - бледно-жёлтую, т.е. большая часть йода перейдёт в масло.

Йод - весьма едкое вещество. Чтобы убедиться в этом, несколько капель йодной настойки поместим на металлическую поверхность. Через некоторое время жидкость обесцветится, а на поверхности металла останется пятно. Металл прореагировал с иодом с образованием соли - йодида. На этом свойстве иода основан один из способов нанесения надписей на металл.

Цветной занимательный опыт с аммиаком

Под веществом «аммиак» мы подразумеваем водный раствор аммиака (нашатырный спирт). На самом же деле — аммиак — это газ, при растворении в воде который образует новый класс химических соединений — «основания». Именно с основанием мы и будем экспериментировать. Эффектный опыт можно проделать с раствором аммиака (нашатырным спиртом). Аммиак образует с ионами меди окрашенное соединение. Возьмите бронзовую или медную монету с тёмным налётом и залейте её нашатырным спиртом. Сразу или через несколько минут раствор окрасится в синий цвет. Это под действием кислорода воздуха медь образовала комплексное соединение - аммиакат:

Занимательные опыты: гашение извести

Гашение извести — это химическая реакция между оксидом кальция (СaO — негашеная известь) и водой. Она протекает следующим образом:

Гидроксид кальция (Ca(OH) 2) ещё называется известковым молоком . Если через раствор гидроксида кальция пропустить углекислый газ (или подышать в трубочку через раствор), то выпадет белый нерастворимый осадок карбоната кальция:

Эта реакция также является качественной реакцией на ионы кальция Ca + в растворе. Образующееся вещество — карбонат кальция — это всем известный мел (извёстка, цветные мелки)

Температура воспламенения на воздухе некоторых сложных веществ, 0 С:

Начало реакции между магнием и йодом. Выделение паров йода

Пары йода и интенсивное окисление магния

Последний этап реакции — образование йодида магния

Металлы не очень удобны для опытов: эксперименты с ними требуют, как правило, сложного оборудования. Но некоторые опыты можно поставить и в домашней лаборатории.

Начнем с олова . В хозяйственных магазинах бывают иногда палочки металлического олова для пайки. С таким маленьким слитком можно проделать эксперимент: взять оловянную палочку двумя руками и согнуть - раздастся отчетливый хруст .

У металлического олова такая кристаллическая структура, что при изгибе кристаллики металла как бы трутся друг о друга, возникает хрустящий звук. Кстати, по этому признаку можно отличить чистое олово от оловянных сплавов - палочка из сплава при сгибании никаких звуков не издает.

А сейчас попробуем добыть олово из пустых консервных банок, из тех самых, которые лучше не выбрасывать, а сдавать в утиль. Большинство банок изнутри луженые , т. е. они покрыты слоем олова, который защищает железо от окисления, а пищевые продукты - от порчи. Это олово можно извлечь и использовать повторно.

Прежде всего пустую банку надо как следует очистить. Обычного мытья недостаточно, поэтому налейте в банку концентрированный раствор стиральной соды и поставьте ее на полчаса на огонь, чтобы моющий раствор прокипел как следует. Слейте раствор и промойте банку два-три раза водой. Теперь можно считать ее чистой.

Нам понадобятся две-три батарейки для карманного фонаря, соединенные последовательно; можно, как говорилось выше, взять выпрямитель с трансформатором или аккумулятор на 9-12 В. Каким бы ни был источник тока, к положительному его полюсу присоедините консервную банку (внимательно следите, чтобы был хороший контакт - можно пробить в верхней части банки небольшое отверстие и вдеть в него провод).

Отрицательный полюс соедините с каким-либо куском железа, например, с большим очищенным до блеска гвоздем. Опустите железный электрод в банку так, чтобы он не касался дна и стенок. Как его подвесить - придумайте сами, это нехитрая штука. Налейте в банку раствор щелочи - едкого натра (обращаться крайне осторожно! ) или стиральной соды ; первый, вариант лучше, но требует предельной аккуратности в работе.

Так как раствор щелочи еще не раз будет нужен для опытов, расскажем здесь, как его приготовить. Добавьте стиральную соду Na 2 CO 3 к раствору гашеной извести Са(ОН) 2 и прокипятите смесь. В результате реакции образуется едкий натр NaOH и карбонат кальция, т. е. мел, практически нерастворимый в воде. Значит, в растворе, который после охлаждения надо профильтровать, останется только щелочь. Но вернемся к опыту с консервной банкой. Вскоре на железном электроде начнут выделяться пузырьки газа , а олово с консервной банки станет понемногу переходить в раствор .

Ну а если надо получить не раствор, содержащий олово, а сам металл? Что ж, и это возможно. Выньте из раствора железный электрод и замените его угольным. Тут вам вновь поможет старая, отслужившая свое батарейка, в цинковом стаканчике которой сеть угольный стержень. Извлеките его и соедините проводом с отрицательным полюсом вашего источника тока. На стержне при электролизе будет оседать губчатое олово, причем если напряжение подобрано правильно, то произойдет это довольно быстро.

Правда, может случиться так, что олова с одной банки окажется маловато. Тогда возьмите еще одну банку, аккуратно нарежьте ее на кусочки специальными ножницами для металла и положите внутрь той банки, в которую налит электролит. Будьте внимательны: обрезки не должны касаться угольного стержня!

Собранное на электроде олово можно переплавить. Отключите ток, достаньте угольный стержень с губчатым оловом, положите его в фарфоровую чашку или в чистую металлическую банку и подержите на огне. Вскоре олово сплавится в плотный слиток. Не дотрагивайтесь до него и до банки, пока они не остынут!

Часть губчатого олова можно не переплавлять, а оставить для других опытов. Если растворить его в соляной кислоте - небольшими кусочками и при умеренном нагревании, - то получится раствор хлорида олова . Приготовьте такой раствор концентрацией примерно 7% и добавьте, помешивая, раствор щелочи чуть большей концентрации, около 10%. Сначала выпадет белый осадок, но вскоре он растворится в избытке щелочи. Вы получили раствор гидроксостанната натрия - тот самый, который образовался у вас вначале, когда вы начали растворять олово из банки.

Но если так, то первую часть опыта - перевод металла из банки в раствор - можно уже не повторять, а приступить сразу ко второй его части, когда на электроде оседает металл. Это сэкономит вам немало времени, если вы захотите получить побольше олова из консервных банок.

Свинец плавится еще легче, чем олово. В маленький тигель или в металлическую банку из-под гуталина поместите несколько дробинок и нагрейте на пламени. Когда свинец расплавится, осторожно снимите банку с огня, взяв ее за бортик большим надежным пинцетом или плоскогубцами. Расплав свинца вылейте в гипсовую или металлическую форму либо просто в песчаную лунку - так вы получите самодельное свинцовое литье. Если же и дальше прокаливать расплавленный свинец на воздухе, то через несколько часов на поверхности металла образуется красный налет - двойной оксид свинца ; под названием "свинцовый сурик " его часто использовали прежде для приготовления красок.

Свинец , как и многие другие металлы, взаимодействует с кислотами, вытесняя из них водород . Но попробуйте положить свинец в концентрированную соляную кислоту - он в ней не растворится. Возьмите другую, заведомо более слабую кислоту - уксусную . В ней свинец хоть и медленно, но растворяется!

Этот парадокс объясняется тем, что при взаимодействии с соляной кислотой образуется плохо растворимый хлорид свинца PbCl 2 . Покрывая поверхность металла, он мешает дальнейшему его взаимодействию с кислотой. А вот ацетат свинца Pb(СН 3 СОО) 2 , который получается при реакции с уксусной кислотой , растворяется хорошо и не препятствует взаимодействию кислоты и металла.

С алюминием мы поставим сначала два простых опыта, для которых вполне годится сломанная алюминиевая ложка. Поместите кусочек металла в пробирку с любой кислотой, хотя бы с соляной . Алюминий сразу же начнет растворяться, энергично вытесняя водород из кислоты - образуется соль алюминия А1С1 3 . Другой кусочек алюминия опустите в концентрированный раствор щелочи, например, каустической соды (осторожно! ). И снова металл начнет растворяться с выделением водорода. Только на этот раз образуется другая соль, а именно: алюминат натрия .

Оксид и гидроксид алюминия проявляют одновременно и основные, и кислотные свойства, т. е. они вступают в реакцию как с кислотами, так и со щелочами. Их называют амфотерными . Соединения олова , кстати, тоже амфотерны; проверьте это сами, если, конечно, вы уже извлекли олово из консервной банки.

Существует правило: чем металл активнее, тем он скорее окисляется, подвергается коррозии . Натрий , например, вообще нельзя оставлять на воздухе, его хранят под керосином. Но известен и такой факт: алюминий гораздо активнее, чем, например, железо , однако железо быстро ржавеет, а алюминий, сколько его ни держи на воздухе и в воде, практически не изменяется. Что это - исключение из правила?

Поставим опыт . Закрепите кусочек алюминиевой проволоки в наклонном положении над пламенем газовой горелки или спиртовки так, чтобы нагревалась нижняя часть проволоки. При 660 о С этот металл плавится; казалось бы, можно ожидать, что алюминий начнет капать на горелку. Но вместо того чтобы плавиться, нагретый конец проволоки вдруг резко провисает. Вглядитесь получше, и вы увидите тонкий чехол, внутри которого находится расплавленный металл. Этот "чехол" - из оксида алюминия Аl 2 О 3 , вещества прочного и очень жаростойкого.

Оксид тонким и плотным слоем покрывает поверхность алюминия и не дает ему дальше окисляться. Это его свойство используют на практике. Например, для плакирования металлов; на металлическую поверхность наносят тонкий алюминиевый слой, алюминий сразу же покрывается оксидом, который надежно предохраняет металл от коррозии .

И еще два металла, с которыми мы поставим опыт,- хром и никель . В таблице Менделеева они стоят далеко друг от друга, но есть причина, чтобы рассматривать их вместе: и хромом и никелем покрывают металлические изделия, чтобы они блестели, не ржавели. Так, спинки металлических кроватей покрывают обычно никелем, автомобильные бамперы - хромом.

А можно ли точно узнать, из какого металла сделано покрытие ? Попробуем провести анализ. Отколите кусочек покрытия от старой детали и оставьте его на воздухе на несколько дней, чтобы он успел покрыться пленкой оксида, а затем поместите в пробирку с концентрированной соляной кислотой (обращаться с осторожностью! Кислота не должна попадать на руки и одежду! ).

Если это был никель , то он сразу начнет растворяться в кислоте, образуя соль NiCl 2 ; при этом будет выделяться водород. Если же блестящее покрытие из хрома , то первое время никаких изменений не будет и лишь потом металл начнет растворяться в кислоте с образованием хлорида хрома СгСl 3 . Вынув этот кусочек покрытия из кислоты пинцетом, ополоснув его водой и высушив на воздухе, через два-три дня можно будет снова наблюдать тот же эффект.

Объяснение: на поверхности хрома образуется тончайшая пленка оксида , которая препятствует взаимодействию кислоты с металлом. Однако и она растворяется в кислоте, правда, медленно. На воздухе хром вновь покрывается оксидной пленкой. А вот у никеля такой защитной пленки нет.

Но в таком случае зачем же мы держали металлы на воздухе перед первым опытом? Ведь хром был уже покрыт слоем оксида! А затем, что покрыта была лишь наружная сторона, а внутренняя, обращенная к изделию, с кислородом воздуха в контакт не вступала.

С медью можно поставить несколько любопытных опытов , поэтому посвятим ей особую главу.

Из кусочка медной проволоки сделайте маленькую спиральку и укрепите ее в деревянной держалке (можно оставить свободный конец достаточной длины и намотать его на обычный карандаш). Прокалите спиральку в пламени. Ее поверхность покроется черным налетом оксида меди СuO. Если почерневшую проволоку опустить в разбавленную соляную кислоту , то жидкость окрасится в голубой цвет, а поверхность металла вновь станет красной и блестящей. Кислота, если она не нагрета, не действует на медь, но растворяет ее оксид, превращая его в соль CuCl 2 .

Но вот вопрос: если оксид меди черный, почему старинные медные и бронзовые предметы покрываются не черным, а зеленым налетом, и что это за налет?

Попробуйте найти старый медный предмет , скажем, подсвечник. Соскребите с него немного зеленого налета и поместите в пробирку. Горлышко пробирки закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в известковую воду (как ее готовить, вы уже знаете). Нагрейте содержимое пробирки. На ее стенках соберутся капли воды, а из газоотводной трубки будут выделяться пузырьки газа, от которого известковая вода мутнеет . Значит, это диоксид углерода . В пробирке же останется черный порошок, который при растворении в кислоте дает голубой раствор. Этот порошок, как вы, наверное, догадываетесь, оксид меди .

Итак, мы узнали, на какие составные части разлагается зеленый налет. Его формула записывается так: Сu 2 СО 3 (ОН) 2 (дигидроксид-карбонат меди ). Он образуется на медных предметах, поскольку в воздухе всегда есть и диоксид углерода , и пары воды. Зеленый налет называют патиной . Такая же соль встречается и в природе - это не что иное, как знаменитый минерал малахит .

Обратим внимание на почерневшую медную проволоку . Нельзя ли вернуть ей первоначальный блеск без помощи кислоты? Налейте в пробирку аптечного нашатырного спирта , раскалите медную проволоку докрасна и опустите ее в пузырек. Спиралька зашипит и вновь станет красной и блестящей. В одно мгновение произойдет реакция, в результате которой образуется медь , вода и азот . Если опыт повторять несколько раз, то нашатырный спирт в пробирке окрасится в синий цвет . Одновременно с этой реакцией идет и другая, так называемая реакция комплексообразования - образуется то самое комплексное соединение меди, которое ранее позволило нам безошибочно определить аммиак по синему окрашиванию реакционной смеси.

Между прочим, способностью соединений меди вступать в реакцию с нашатырным спиртом пользуются с очень давних времен (еще с тех времен, когда науки химии не было и в помине). Раствором аммиака, т. е. нашатырным спиртом, очищали до блеска медные и латунные предметы. Так, кстати, опытные хозяйки поступают и сейчас; для большего эффекта нашатырный спирт смешивают с мелом, который механически оттирает грязь и адсорбирует загрязнения из раствора.

Следующий опыт . Насыпьте в пробирку немного нашатыря - хлорида аммония NH 4 Cl, которым пользуются при пайке (не путайте его с нашатырным спиртом, который представляет собой водный раствор аммиака). Раскаленной медной спиралькой коснитесь слоя вещества, покрывающего дно пробирки. Снова раздастся шипенье, и вверх взовьется белый дым - это улетучиваются частицы нашатыря. А спиралька вновь засверкает первозданным медным блеском. Произошла реакция, в результате которой образовались те же продукты, что и в прошлом опыте, и впридачу хлорид меди СuСl 2 .

Именно из-за этой способности - восстанавливать металлическую медь из оксида - нашатырь и применяют при паянии . Паяльник обычно изготовлен из меди, которая хорошо проводит тепло; когда его "жало" окисляется, медь теряет способность удерживать на своей поверхности оловянный припой. Немного нашатыря - и оксида как не бывало.

И последний опыт с медной спиралькой. Налейте в пробирку немного одеколона (еще лучше - чистого спирта ) и вновь внесите раскаленную медную проволоку. Результат опыта вы, по всей вероятности, уже представляете: проволока вновь очистилась от пленки оксида. На этот раз произошла сложная органическая реакция : медь восстановилась, а этиловый спирт , содержащийся в одеколоне, окислился до уксусного альдегида . Эта реакция в быту никак не используется, но иногда ее применяют в лаборатории, когда из спирта нужно получить альдегид.