Эффектные опыты по химии. Разрушение пенопласта ацетоном

Ни один человек, хотя бы мало-мальски знакомый с проблемами современного образования, не станет спорить о преимуществах советской системы. Однако у нее были и определенные недостатки, в частности, в изучении естественнонаучных предметов упор часто делался на обеспечение теоретической составляющей, а практика отодвигалась на второй план. При этом любой преподаватель подтвердит, что лучший способ зародить у ребенка интерес к этим предметам — это показать какой-нибудь эффектный физический или химический опыт. Особенно это важно на начальном этапе изучения таких предметов и даже задолго до этого. Во втором случае хорошим подспорьем для родителей может стать специальный набор для химических опытов, которым можно пользоваться и в домашних условиях. Правда, приобретая такой подарок, папы и мамы должны понимать, что им также придется принять участие в занятиях, так как такая "игрушка" в руках ребенка, оставленного без присмотра, представляет определенную опасность.

Что такое химический опыт

Прежде всего следует разобраться, о чем идет речь. Вообще принято считать, что химический эксперимент — это манипуляции с различными органическими и неорганическими веществами с целью установить их свойства и реакции в различных условиях. Если речь идет об опытах, которые производятся с целью вызвать у ребенка стремление изучить окружающий мир, то они должны быть зрелищными и при этом простыми. Кроме того, не рекомендуется выбирать варианты, требующие обеспечения особых мер безопасности.

С чего начать

Прежде всего можно рассказать ребенку о том, что все, что нас окружает, в том числе его собственное тело, состоит из различных веществ, которые вступают во взаимодействие. В результате чего можно наблюдать различные явления: и те, к которым люди давно привыкли и не обращают на них внимания, и весьма необычные. При этом в качестве примера можно привести ржавчину, которая является следствием окисления металлов, или дым из костра, являющийся газом, выделяемым при горении различных предметов. Далее можно начать показывать простые химические опыты.

"Яйцо-поплавок"

Очень интересный опыт можно показать, используя яйцо и водный раствор соляной кислоты. Для его проведения необходимо взять стеклянный графин или широкий стакан и налить на дно 5-процентный раствор соляной кислоты. Затем в него необходимо опустить яйцо и подождать некоторое время.

Вскоре на поверхности яичной скорлупы, вследствие реакции соляной кислоты и карбоната кальция, содержащегося в скорлупе, появятся пузырьки углекислого газа и поднимут яйцо вверх. Достигнув поверхности, пузырьки газа полопаются, и "груз" опять уйдет на дно посуды. Процесс поднимания и ныряния яйца будет продолжаться до тех пор, пока вся яичная скорлупа не растворится в соляной кислоте.

"Тайные знаки"

Интересные химические опыты можно проделать и с серной кислотой. Например, ватной палочкой, смоченной в 20 % растворе серной кислоты, на бумаге рисуют фигурки или буквы и ждут, когда жидкость высохнет. Затем листок проглаживают горячим утюгом и наблюдают, как начинают появляться черные буквы. Этот опыт будет еще более эффектным, если подержать листок над пламенем свечи, однако делать это необходимо крайне осторожно, стараясь не поджечь бумагу.

"Огненная надпись"

Предыдущий опыт можно сделать и по-другому. Для этого на листе бумаги рисуют карандашом контур какой-либо фигуры или буквы и готовят состав, состоящий из 20 г KNO 3 , растворенных в 15 мл горячей воды. Затем кисточкой пропитывают бумагу вдоль карандашных линий так, чтобы не оставалось промежутков. Как только зрители будут готовы, а лист высохнет, нужно поднести горящую лучинку к надписи только в одной точке. Сразу же появится искра, которая "побежит” по контуру рисунка, пока не достигнет конца линии.

Наверняка маленьким зрителям будет интересно, почему достигается такой эффект. Объясните, что при нагревании нитрат калия превращается в другое вещество — нитрит калия и выделяет кислород, поддерживающий горение.

"Несгораемый платочек"

Детям наверняка будет интересен опыт с "несгораемой" тканью. Чтобы его продемонстрировать, в 100 мл воды растворяют 10 г силикатного клея и смачивают получившейся жидкостью кусок ткани или платочек. Затем его отжимают и с помощью пинцета погружают в емкость с ацетоном или бензином. Сразу же поджигают ткань с помощью лучинки и наблюдают, как пламя "пожирает" платок, однако он остается целым.

"Синий букет"

Простые химические опыты могут быть очень зрелищными. Предлагаем вам удивить зрителя, использовав бумажные цветы, лепестки которых следует промазать клеем из натурального крахмала. Затем букетик нужно поместить в банку, капнуть на дно несколько капелек спиртовой настойки йода и плотно закрыть крышку. Через несколько минут произойдет "чудо": цветы станут синими, поскольку пары йода заставят крахмал поменять свой цвет.

"Елочные украшения"

Оригинальный химический опыт, в результате которого у вас появятся красивые украшения для мини-елочки, получится, если использовать насыщенный раствор (1:12) алюмокалиевых квасцов KAl(SO 4) 2 с добавкой медного купороса CuSO 4 (1:5).

Сначала нужно из проволоки сделать каркас фигурки, обмотать ее белыми шерстяными нитками и опустить их в заранее приготовленную смесь. Через неделю-две на заготовке вырастут кристаллы, которые следует покрыть лаком, чтобы они не рассыпались.

"Вулканы"

Очень эффектный химический опыт получится, если взять тарелку, пластилин, пищевую соду, столовый уксус, краситель красного цвета и жидкость для мытья посуды. Далее нужно поступить следующим образом:

• разделить кусок пластилина на две части;
• одну раскатать в плоский блин, а из второй вылепить полый конус, на вершине которого нужно оставить отверстие;
• конус положить на пластилиновое основание и соединить так, чтобы "вулкан" не пропускал воду;
• поставить конструкцию на поднос;
• залить "лаву", состоящую из 1 ст. л. питьевой соды и нескольких капель жидкого пищевого красителя;
• когда зрители будут готовы, влить в "жерло" уксус и понаблюдать за бурной реакцией, во время которой выделяется углекислый газ, а из вулкана вытекает красная пена.

Как видите, домашние химические опыты могут быть самыми разнообразными, и все они заинтересуют не только детей, но и взрослых.

Игорь Белецкий (блогер You Tube) придумал, как показать любопытной публике модель реактора, который напоминает термоядерный реактор. Для его постройки понадобится стеклянная банка, медная проволока толщиной 1-2 миллиметра и немного “термоядерного” топлива. В качестве последнего прекрасно подойдет ацетон. В опыте происходит окисление ацетона.

Опыт с ацетоном и медью

Сначала медную проволоку нужно очистить от лака и аккуратно намотать на какую-нибудь подходящую по размеру трубу виток к витку в один слой. Затем свободные концы закрепить на крышке банки или горлышке, так, чтобы спираль висела в одном сантиметре от дна.
Теперь, чтобы запустить реактор, нужно налить в банку немного ацетона. После этого прокалить медную проволоку на газовой горелке до появления характерного красного свечения. Затем быстро опустить ее в банку.

Если все выполнить правильно, произойдет необычное явление. Запустится каталитическая реакция. Эта красивая реакция происходит в присутствии катализатора, в качестве которого выступает медная спираль. В ходе этого опыта получается беспламенное горение. Это окисление паров ацетона на поверхности медной проволоки. Реакция происходит с выделением тепла, о чем говорит раскаленная поверхность медного катализатора.

Управлять редактором можно, изменяя длину медной проволоки. Чем больше спираль, тем больше тепла она будет выделять. Продукты окисления в этой химической реакции – уксусная кислота и уксусный альдегид. Они получаются в газообразном виде и улетучиваются в виде пара. По этой причине верх банке нужно держать открытым или сделать в крышке отверстие для свободного доступа воздуха и вывода продуктов окисления.
Этот эксперимент желательно проводить в проветриваемом помещении или на улице, чтобы не вдыхать продукты окисления и не увидеть чего лишнего.
Медная спираль должна быть намотана очень плотно, противном случае потери тепла из-за лишнего зазора между витками превысят образование тепла за счет реакций окисления. В итоге ректора становится.

Важное достоинство беспламенного горения в том, что она может длится очень долго, так как топливо расходуется на порядок медленнее, чем при сгорании обычным образом. Такой же принцип работы используют каталитические грелки для рыбаков и любителей зимнего отдыха на природе. Катализатор в них платиновый. Но самое обидное, как отмечает, Игорь Белецкий, не видно всей этой красоты.

Ацетон быстро разрушает пенопласт

Пенопласт – композиционный материал, который состоит из твердого
органического полимера и пузырьков газа. Большую часть объема материала
занимает газ, поэтому пенопласт фактически представляет собой
затвердевшую пену. Благодаря такому строению пенопласт имеет очень
низкую плотность и отличается хорошими теплоизоляционными,
звукоизоляционными, а также противоударными свойствами. Пенопласт очень
легко обрабатывается, в отличие от древесины он устойчив к действию
бактерий и водорослей. Пенопласт широко используется как утеплитель в
строительстве и в качестве упаковочного материала.

Пенопласты можно получить практически из всех распространенных
полимеров, которые используются для производства пластических масс. В
качестве примера можно привести полиуретановые пенопласты,
поливинилхлоридные пенопласты, фенол-формальдегидные и
карбамид-формальдегидные пенопласты. Однако наибольшее распространение
получил полистирольный пенопласт. В быту под словом “пенопласт” чаще
всего имеют ввиду именно пенополистирол. В частности полистирольный
пенопласт кладут внутрь картонных упаковок с бытовой техникой, чтобы
уберечь изделия от ударов при транспортировке.

Пенополистирол был запатентован в 1920-30 гг и постепенно
получил применение для внешней теплоизоляции зданий. Позднее из
пенополистирола стали делать готовые блоки, в которые заливали бетон.

Кроме неоспоримых преимуществ полистирольный пенопласт имеет и
целый ряд недостатков. Как и большинство распространенных синтетических
полимеров пенополистирол имеет ограниченную долговечность и
пожароопасен. Полистирольный пенопласт может легко загореться даже от
спички, материал сгорает с выделением значительного количества теплоты и
образованием густого черного дыма. Более того: полистирол применяется в
некоторых современных разновидностях напалма. Эти неприятные свойства
пенопласта необходимо учитывать при строительстве.

Другим недостатком пенополистирола является его неустойчивость
к действию многих органических растворителей. Проведем эксперимент.

В предыдущем опыте ()
мы познакомились с тем, как гексан разрушает пенопласт. Теперь проведем
аналогичный опыт с ацетоном. Оказывается, ацетон “разъедает” пенопласт
намного быстрее, чем гексан. Пенопласт начинает разрушаться буквально от
попадания первых капель ацетона. В обоих случаях суть опыта очень
проста: органическая жидкость растворяет полистирол, а содержащийся в
пенопласте газ высвобождается наружу.

Можно также опускать небольшие кусочки пенопласта в стаканчик с
ацетоном. Пенопласт будет быстро растворяться, а жидкость густеть. При
этом активно выделяется газ, который был заключен в пенопласте. Раньше
таким способом рекомендовали изготавливать самодельный клей. Клей,
правда, получался не очень хороший, кроме того, в наше время ацетон
является труднодоступным реактивом.

Не трудно предположить, что действие того или иного растворителя
на пенопласт зависит от его способности растворять полистирол.
Предлагаем читателям самостоятельно поэкспериментировать с другими
органическими и неорганическими растворителями. Отметим также, что
пенопласт разрушается не только органическими растворителями, но и их
парами.