Химические рифы

Создайте риф в чашке Петри!

Сложность:
Опасность:
Время:
10 минут
Химические рифы

Реагенты

Безопасность

  • Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
  • Проводите эксперимент на подносе.
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 10 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 реагентов 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.
Рекомендации для родителей
  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 10 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

Почему нужно использовать маленькую чашку Петри?

При использовании двух реагентов в маленькой чашке Петри результат появится быстрее и будет четче. Перейдите к большой чашке Петри, когда вы будете делать рифы из трех или четырех различных соединений.

Я хочу повторить опыт. Какие сочетания реагентов мне стоит попробовать?

Чтобы узнать о различных сочетаниях реагентов, прочтите секцию «Что произошло» к этому опыту. Мы рекомендуем попробовать сульфата железа(III)-аммония NH4Fe(SO4)2 (железоаммонийные квасцы) и гексацианоферрат(II) калия K4[Fe(CN)6]. У вас должен получиться яркий синий риф!

У меня ничего не получилось с другими веществами!

Как здорово, что вы решили попробовать провести эксперимент с другими веществами! Да, результат для некоторых сочетаний совершенно неочевиден. Например, такое происходит в случае с CuSO4 и NH4Fe(SO4)2 или K4[Fe(CN)6] и Na2CO3. При сочетании этих веществ образовавшихся рифов практически не будет видно.

При повторении опыта с теми же самыми веществами результат получился не таким как прежде. Почему?

Скорее всего, вы не промыли чашку Петри от остатков солей и использовали ее повторно. В таком случае результат действительно может получиться более размытым и менее красивым.

Соли в чашке перемешались, и риф вышел не очень красивым.

Если соли перемешать, то результат действительно будет разочаровывающим.

Повторите опыт, только в этот раз высыпьте вещества на дно чашки Петри и оставьте их на несколько минут. Соли растворятся в воде, и образуется риф.

Вещества не приклеиваются к ватным палочкам. Что делать?

Промочите палочки посильнее. Вполне возможно, что вата была недостаточно увлажнена. Еще вы можете высыпать по чуть-чуть реагентов прямо в чашку Петри без ватных палочек.

Я хочу повторить опыт. Могу ли я использовать одну и ту же чашку Петри?

Да, конечно! Только не забудьте тщательно промыть чашку Петри водой. Иначе результат эксперимента будет сложно предсказать.

Пошаговая инструкция

Реакция протекает в водном растворе.

diffusion-v2_reefs_ru_iks-s-01

Понадобится совсем немного сульфата меди и гексацианоферрата калия.

diffusion-v2_reefs_ru_iks-s-02

Нужно, чтобы кристаллы растворились в воде.

diffusion-v2_reefs_ru_iks-s-03

Встретившись, растворенные вещества вступят в реакцию, и между ними образуется расплывчатый коричневый «риф».

diffusion-v2_reefs_ru_iks-s-04

Чтобы получить разные «рифы», поэкспериментируйте с различными сочетаниями CuSO4, K4[Fe(CN)6], Na2CO3 и NH4Fe(SO4)2. Можно даже создать четыре разных «рифа» сразу! Возьмите для этого большую чашку Петри и не забывайте мыть ее после каждой попытки.

Утилизация

Твердые отходы эксперимента утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Что произошло

Глядя на химическую формулу молекулы, например, CO2 , несложно догадаться из чего она состоит — одного атома углерода С  и двух атомов кислорода О . Значит ли это, что в баночке CuSO4 много молекул CuSO4? А вот и нет! Молекулы CuSO4 не существует — это соединение состоит из двух отдельных частиц: ионов Cu2+  и SO42− . Подобные соединения называют ионными. В твердом состоянии все их ионы уложены вместе, но как только соединение попадает в воду, ионы уходят в «свободное плавание».

Некоторые комбинации ионов (например, CuSO4) легко распадаются (растворяются) в воде, а другие разделить не так-то просто. Кристаллы CuSO4  и K4[Fe(CN)6 в воде растворяются и диссоциируют на ионы. Но когда ионы Cu2+  встречают ионы [Fe(CN)6]4−  в чашке Петри, они соединяются друг с другом и образуют коричневый Cu2[Fe(CN)6, частицы которого растворяются очень неохотно. Именно из этих частиц и сделан наш чудесный «риф».

Попробуйте сочетать различные соединения, чтобы узнать, какие из них подходят для создания «рифов». Особенно красивы голубые «рифы» из Fe4[Fe(CN)6!

Как образуются рифы?

Рифы появляются благодаря образованию нерастворимого вещества Cu2[Fe(CN)6] в результате реакции между сульфатом меди(II) CuSO4 и гексацианоферратом(II) калия K4[Fe(CN)6]:

K4[Fe(CN)6] + 2CuSO4 → Cu2[Fe(CN)6]↓ + 2K2SO4

Только первоначально они растворяются в воде и распадаются на ионы:

CuSO4 → Cu2+ + SO42−

K4[Fe(CN)6] → [Fe(CN)6]4− +4K+

Такая реакция называется реакцией ионного обмена. Когда ионы с противоположными зарядами встречаются, образуется коричневый осадок Cu2[Fe(CN)6], который вы и наблюдаете в середине чашки Петри.

Развитие эксперимента

Попробуйте по-разному сочетать реагенты: сульфат меди CuSO4, гексацианоферрат(II) калия K4[Fe(CN)6], карбонат натрия Na2CO3 и сульфат железа(III)-аммония NH4Fe(SO4)2 (железоаммонийные квасцы). Еще вы можете провести этот опыт в большой чашке Петри и попробовать вырастить сразу четыре разных рифа!

Это интересно

Диффузия в живых организмах

Диффузия происходит в мире вокруг нас постоянно! Когда что-то пригорает на плите, вы чувствуете запах во всем доме, правда? Это явление происходит и в человеческом организме тоже! Нашему организму необходимо поглощать кислород и избавляться от углекислого газа для существования. Эти вещества входят и выходят из легких посредством диффузии!

Благодаря диффузии выдыхаемый нами углекислый газ распространяется в воздухе и смешивается с кислородом, а не остается облаком вокруг человека. Именно поэтому человек может медленно дышать в закрытом помещении достаточно продолжительное время. Тем не менее, очень важно время от времени проветривать помещение, чтобы насыщать воздух кислородом, который (тоже посредством диффузии) быстро наполняет комнату.

Явление диффузии жизненно важно для растений. Они получают необходимые питательные вещества и воду из почвы при помощи диффузии. Именно так растения питаются!