Ciekawe doświadczenia chemiczne
NrNazwaWykonanieUwagi
1. Otrzymywanie chloru i wody chlorowej z podchlorynu wapnia Odczynniki:
Ca(ClO)Cl (podchloryn wapnia, chloran(I) wapnia) - 15,0 g,
HCl (kwas solny) 20% - 50 ml,
NaOH (wodorotlenek sodu)
Wykonanie:
W pierwszej kolbie umieścić Ca(ClO)Cl i z wkraplacza podawać wolno HCl. Powstający żółtozielony chlor wypełni najpierw pierwszą kolbę, a potem rozpuści się w drugiej kolbie wypełnionej wodą - tak powstanie woda chlorowa.


Ca(ClO)Cl + 2HCl -> Cl2 + CaCl2 + H2O

Nadmiar chloru zostanie pochłonięty przez zlewkę wypełnioną watą zmoczoną roztworem NaOH.

2NaOH + Cl2 -> NaCl + NaOCl + H2O

Chlor można przekierować do odbieralnika w postaci zlewki zanurzonej w wanience i wypełnionej solanką.

Otrzymany chlor można przechowywać nad roztworem solanki, w której się nie rozpuszcza.
2. Otrzymywanie chloru i wody chlorowej w reakcji kwasu solnego z nadmanganianem potasu Odczynniki:
KMnO4 - 5,0 g,
HCl (kwas solny) 20% - 50 ml,
NaOH (wodorotlenek sodu)
Wykonanie:
W pierwszej kolbie umieścić KMnO4 i z wkraplacza podawać wolno HCl. Powstający żółtozielony chlor wypełni najpierw pierwszą kolbę, a potem rozpuści się w drugiej kolbie wypełnionej wodą - tak powstanie woda chlorowa.

2KMnO4 +16HCl -> 2KCl +2MnCl2 +5Cl2 + 8H2O

Nadmiar chloru zostanie pochłonięty przez zlewkę wypełnioną watą zmoczoną roztworem NaOH.

Aparatura i wykonanie - patrz 1.
3. Rozkład dwuchromianu amonu
(Chemiczny wulkan)
Odczynniki:
(NH4)2Cr2O7 (dichromian (VI) amonu) - 5,0 g
Wykonanie:
Uformować kopczyk z dichromianu(VI) amonu i podpalić go. Zachodzi efektowna, egzotermiczna reakcja rozkładu tego związku, przypominająca erupcję wulkanu.
Powstaje zielono-szary tlenek chromu (III) oraz produkty gazowe.

(NH4)2Cr2O7 -> Cr2O3 + N2 + 4H2O
4. Redukcja roztworu nadmanganianu w środowisku zasadowym
(Chemiczny kameleon)
Odczynniki:
KMnO4 (nadmanganian potasu),
NaOH (wodorotlenek sodu),
reduktor (etanol, glukoza)
Wykonanie:
Do roztworu nadmanganianu dodać 10% roztworu NaOH i etanol lub roztwór glukozy. Roztwór stopniowo zmienia barwę z fioletowej na zieloną, a nastepnie na żółtą.
Roztwór cukru redukuje manganian (VII) do zielonych jonów manganianowych (VI) i dalej do żółto-brunatnego tlenku manganu (IV). MnO4- -> MnO42- -> MnO2
5. Redukcja roztworu nadmanganianu w środowisku kwasowym Odczynniki:
KMnO4 (nadmanganian potasu),
H2SO4,
reduktor (H2O2, sole żelaza (II), azotyny)
Wykonanie:
Do roztworu nadmanganianu zakwaszonego H2SO4 dodać kilka cm3 roztworu reduktora. Fioletowy roztwór manganianu (VII) odbarwia się do związków manganu (II).
2MnO4- + 5H2O2 + 6H3O+ -> 2Mn2+ + 5O2 + 14H2O
2MnO4- + 5NO2- + 6H3O+ -> 2Mn2+ + 5NO3- + 9H2O
2MnO4- + 5Fe2+ + 8H3O+ -> 2Mn2+ + 5Fe3+ + 12H2O
6. Reakcja soli manganu (II) z wodorotlenkami Odczynniki:
MnSO4 (siarczan manganu(II),
KOH lub NaOH,
H2O2
Wykonanie:
Do roztworu soli manganu (II) dodać kilka mililitrów roztworu zasady. Wytrąca się biały osad wodorotlenku manganu (II), który w obecności tlenu brązowieje (potrząśnięcie probówką lub dodanie kilku kropli H2O2 przyspiesza reakcję. Tworzy się uwodniony tlenek manganu (IV), który utlenia się do brązowego manganianu(VI) manganu(II).
Mn2+ + 2OH- -> Mn(OH)2
2Mn(OH)2 + O2 -> 2MnO(OH)2
Mn(OH)2 + MnO(OH)2 -> Mn(MnO3) + 2H2O
7. Reakcja miedzi z kwasem azotowym Odczynniki:
Cu (Miedź),
HNO3 (kwas azotowy (V)) - 65%
Wykonanie:
Do dwóch osobnych probówek wlać 65% HNO3 i 20-30% HNO3 a następnie do każdej wrzucić kawałek miedzianego drutu lub blachy.
W zależności od stężenia kwasu, reakcja przebiega inaczej.
Dla kwasu 65% (wydziela się pomarańczowy NO2(tlenek azotu (IV)):

Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O

Dla kwasu 20-30% (wydziela się bezbarwny NO (tlenek azotu (II)):

3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O

Tlenki azotu są trujące. Wykonywać pod wyciągiem lub na powietrzu.
8. Rozkład tiocyjanianu rtęci (II)
(Węże faraona)
Odczynniki:
Hg(SCN)2 (tiocyjanian rtęci (II)) - 2,0 g
Wykonanie:
Przyłożyć płomień do grudki tiocyjanianu rtęci (II). Pojawi się niebieskawy płomyk, a z grudki zacznie wychodzić szarożółty gruby, łamliwy wąż.
Powstaje m.in. szary azotek węgla oraz produkty gazowe, które częściowo dalej się rozkładają lub reagują z tlenem pod wpływem temperatury.
Hg(SCN)2 -> HgS + CS2 + C3N4
CS2 + O2 -> CO2 + 2SO2
2C3N4 -> 3(CN)2 + N2

Słabo rozpuszczalny w wodzie tiocyjanian rtęci(II) można uzyskać w reakcji rozpuszczalnych soli rtęci(II) np. azotanu z tiocyjanianem potasu.

Wykonywać pod wyciągiem lub na powietrzu ze względu na toksyczne produkty gazowe.
Sole rtęci są trujące.
9. Redukcja jonów srebra do srebra metalicznego
(Lustro srebrowe, próba Tollensa)
Odczynniki:
AgNO3 (azotan (V) srebra),
NH3*H2O (wodorotlenek amonu),
glukoza
Wykonanie:
Do probówki wlać ok. 10 ml 5% roztworu AgNO3 i stopniowo dodawać wodę amoniakalną. Powstaje brudnobrązowy osad tlenku srebra:
AgNO3 + 2NH3 + H2O -> Ag2O + 2NH4NO3
dodać wodę amoniakalną aż osad się rozpuści - powstaje kompleks diaminasrebra:
Ag2O + 2NH3 + H2O -> 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH-
Do probówki dodać szczyptę glukozy i ogrzewać probówkę. Całość ściemnieje, a na ściankach probówki pojawi się lustrzany osad srebra metalicznego:
[Ag(NH3)2]+ + C6H12O6 + H2O -> Ag + 2NH3 + C6H12O7 + 2H+

Jony srebra zostały zredukowane do metalicznego srebra, a glukoza została utleniona do kwasu glukonowego (jej grupa aldehydowa utleniona została do grupy karboksylowej).

Próba Tollensa pozwala wykrywać aldehydy, aldehydy aromatyczne oraz cukry z grupy ketoz - tzw. alfa-hydroksyketony (R-(CO)-CH2OH)).

Nie przechowywać amoniakalnego roztworu soli srebra, bo może powstać tzw."srebro wybuchowe" czy "srebro piorunujące" czyli mieszanina azydku Ag3N i imidku srebra Ag2NH.
10. Redukcja wodorotlenku miedzi do tlenku miedzi(I)
(próba Trommera)
Odczynniki:
CuSO4 (siarczan(VI) miedzi(II),
NaOH (wodorotlenek sodu),
glukoza
Wykonanie:
Do probówki wlać ok. 5 ml 10% roztworu CuSO4 i zobojętnić roztworem NaOH. W wyniku reakcji zacznie powstawać niebieskawy osad wodorotlenku miedzi :
CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2 + Na2SO4
Dodać szczyptę glukozy i ogrzewać probówkę. Powstanie ceglasty osad tlenku miedzi(I):
2Cu(OH)2 + C6H12O6 -> Cu2O + C6H12O7 + 2H2O

Wodorotlenek miedzi(II) został zredukowany do tlenku miedzi(I), a glukoza została utleniona do kwasu glukonowego (jej grupa aldehydowa utleniona została do grupy karboksylowej).

Próba Trommera pozwala wykrywać aldehydy, aldehydy aromatyczne oraz cukry z grupy ketoz - tzw. alfa-hydroksyketony (R-(CO)-CH2OH)).

Modyfikacją próby Trommera jest próba Fehlinga, wykorzystująca kompleks jonów miedzi i soli kwasu winowego.
11. Rozpuszczanie i odzyskiwanie celulozy Odczynniki:
CuSO4 (siarczan(VI) miedzi(II),
NaOH (wodorotlenek sodu),
NH3*H2O (wodorotlenek amonu),
10% H2SO4 (kwas siarkowy (VI)),
wata celulozowa
Wykonanie:
Do probówki wlać ok. 50 ml 10% roztworu CuSO4 i zobojętnić roztworem NaOH. W wyniku reakcji zacznie powstawać niebieskawy osad wodorotlenku miedzi :
CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2 + Na2SO4
Osad odsączyć i przemyć na sączku. Przenieść osad do kolby stożkowej i dodawać porcjami wodę amoniakalną, aż powstanie przejrzysty, szafirowy roztwór wodorotlenku czteroaminomiedzi:
Cu(OH)2 + 4NH3 -> [Cu(NH3)4]OH2

Do otrzymanego roztworu dodawać porcjami około 1 g waty celulozowej i mieszać, aż celuloza się rozpuści. Nabrać roztworu do strzykawki, nałożyć grubą igłę i zanurzyć końcówkę igły w krystalizatorze lub kuwecie napełnionej 10% kwasem siarkowym(VI). Wypuszczać powoli roztwór ze strzykawki, który po zetknięciu się z roztworem kwasu tężeje, formując niebieską nić, która staje się stopniowo przezroczysta.

Tzw. odczynnik Schweitzera rozpuszcza celulozę, którą można odzyskać przepuszczając roztwór przez kwaśną kąpiel. Tak dawniej uzyskiwano sztuczny jedwab.

12. Otrzymywanie wodoru z wodorotlenku i aluminium Odczynniki:
NaOH (wodorotlenek sodu),
folia aluminiowa
Wykonanie:
Kolbę płaskodenną umieścić w naczyniu z zimną wodą i wlać do kolby 100 ml 10% roztworu NaOH. Dodać ok. 4 g folii aluminiowej (50 cm kawałek folii do żywności) uformowanej w mocno zbity wałek. Na szyjkę kolby nałożyć balon.

Zachodzi gwałtowna reakcja, w wyniku której powstaje wodór i czterohydroksoglinian sodu:
2 Al + 2NaOH + 6 H2O -> 2 Na[Al(OH)4] + 3H2
Reakcja generuje dużą ilość ciepła, dlatego konieczne jest schładzanie kolby zimną wodą. W przeciwnym razie roztwór zaczyna wrzeć i w balonie gromadzi się więcej pary wodnej niż wodoru.

Nadaje się do nadmuchiwania balonów wodorem, o ile nie doprowadzimy do nadmiernego rozgrzania się roztworu.
Na tej zasadzie działa tzw. "kret" do udrażniania rur.
13. Katalityczne utlenianie amoniaku - "świetliki" Odczynniki:
NH3aq (20-25% roztwór amoniaku),
Cr2O3 (tlenek chromu (III))
Wykonanie:
Do butli lub słoja o dużej objętości (5-10 dm3) wlać ok. 30-40 cm3 roztworu amoniaku, wlew naczynia szczelnie zatkać i pozostawić je na kilka minut. Rozgrzać w palniku gazowym niewielką ilość tlenku chromu (III) i wsypać go do słoja.

Amoniak zaczyna się gwałtownie utleniać w obecności tlenku chromu (III) jako katalizatora, a drobiony tlenku chromu zaczynają się jarzyć, wypełniając całe naczynie "świetlikami". Dobrze to widać w zaciemnionym pomieszczeniu:
4 NH3 + 3 O2 -> 2 N2 + 6 H2O

14. Otrzymywanie nitrocelulozy Odczynniki:
HNO3 65%,
H2SO4 96%,
NaHCO3 (wodorowęglan sodu),
celuloza (np. wata)
Wykonanie:
(1) Sporządzenie mieszaniny nitrującej

Do zlewki o pojemności 250 cm3 umieszczonej w łaźni chłodzącej (mieszaninie wody z lodem) wlać 70 cm3 kwasu siarkowego (VI) i dodać małymi porcjami 30cm3 kwasu azotowego (V), mieszając zawartość zlewki. Poczekać aż roztwór ulegnie schłodzeniu.
(2) Nitrowanie celulozy
Do zlewki włożyć małymi porcjami watę, w takiej ilości, aby nie wystawała powyżej poziomu mieszaniny nitrującej. Pozostawić zlewkę na 15 minut. W drugiej zlewce sporządzić 30% roztwór NaHCO3 i przełożyć do niej znitrowaną celulozę. Zobojętniać rotwór aż do uzyskania odczynu obojętnego lub lekko zasadowego.
Po zobojętnieniu nitrocelulozę dobrze wypłukać w wodzie i pozostawić do wyschnięcia.
[C6H12O6]n + 3 HNO3 -> C6H7O2(ONO2)3]n + 4 H2O
W przypadku niedokładnego zobojętnienia nitrocelulozy, pozostałości kwasu azotowego mogą spowodować samozapłon wysuszonej nitrocelulozy.
Nitroceluloza rozpuszcza się m.in. w acetonie czy benzenie, dając tzw. lakiery nitrocelulozowe (5-10% roztwór nitrocelulozy w rozpuszczalniku organicznym).
15. Roztwór "pirania" Odczynniki:
H2SO4 96%,
H2O2 (nadtlenek wodoru) 30%
Wykonanie:
Do zlewki o pojemności 500 cm3 umieszczonej w łaźni chłodzącej (mieszaninie wody z lodem) wlać 90 cm3 kwasu siarkowego (VI) i dodać małymi porcjami 30cm3 nadtlenku wodoru, mieszając zawartość zlewki.
Poczekać aż roztwór ulegnie schłodzeniu.
Roztwór silnie utleniający, zwłaszcza materię organiczną.
Można wrzucić do zlewki np. kawałek kartki lub nieco waty celulozowej - ulegną zupełnemu roztworzeniu, z wydzieleniem wody i dwutlenku węgla.
Zachować kolejność dodawania składników.
Nie przechowywać niezużytego roztworu.
16. Utlenianie błękitu metylenowego Odczynniki:
błękit metylenowy
NaOH - 1,0 g
glukoza - 4,0 g
Wykonanie:
Do butelki z korkiem wlać 75 cm3 wody destylowanej. ROzpuścić w niej NaOH i glukozę. Dodać kilka kropli błękitu metylenowego i zakręcić butelkę.
Niebieska barwa roztworu stopniowo zanika. Po wstrząśnięciu roztworu błętitna barwa znowu się pojawia, by po chwili zniknąć.
Błękit metylenowy [niebieski] jest redukowany przez glukozę w środowisku zasadowym do leukozwiązku [bezbarwny].
Po wstrząśnięciu butelką, tlen w powietrzu powoduje utlenienie leukozwiązku do znowu barwnej postaci [niebieskiej].
17. Utlenianie acetonu Odczynniki:
aceton
blaszka miedziana
Wykonanie:
Do kolby stożkowej o pojemności 250 cm3 wlać około 3 cm3 acetonu i rozprowadzić go po ściankach kolby.
Blaszkę miedzianą zawiesić na drucie i rozgrzać do czerwności w płomieniu palnika, po czym wprowadzić ją do kolby, tak by nie dotykała powierzchni acetonu.
Opary acetonu utleniają się w obecności miedzi głównie do dwutlenku węgla i wody, podtrzymując żarzenie się blaszki miedzianej, która działa tutaj jak katalizator.
18. Ekstrakcja chlorofilu i jego reakcja na ultrafiolet Odczynniki:
izopropanol
Wykonanie:
Kilka mięsistych, zielonych liści np. pelargoni, roztrzeć dokłądnie w moździerzu (można dodać drobnego piasku) i dodać izopropanol.
Roztwór chlorofilu przesączyć przez bibułę do probówki.
Probówkę oświetlić ultrafioletem - zielony roztwór w świetle UV przybiera czerwony kolor.
Chlorofil jest wrażliwy na promieniowanie UV, silnie je pochłaniając (jeden z pików absorpcji), przez co widać barwę dopełniającą - czerwoną.
19. Zmiana barwy chlorku kobaltu Odczynniki:
CoCl2 * 6 H2 (chlorek kobaltu)
NaCl (chlorek sodu) Wykonanie:
Sporządzić kilka cm3 nasyconego roztwóru chlorku sodu.
Dodać kilka kryształów chlorku kobaltu i dodawać powoli wody, aż do ich rozpuszczenia. Powstały roztwór ma barwę różowawą. Po ogrzaniu barwa roztworu przechodzi w niebieską, a po wystygnięciu - znów staje się różowawa.
Reakcja polega na zmianach równowagi reakcji pomiędzy kompleksem chlorkowym a akwakompleksem:
CoCl42- [niebieski] + 6H2O <-> Co(H2O)62+ [różowy] + 4Cl-