Эксперимент фараонова змея инструкция

«Фараоновы змеи»

Происхождение названия

Достоверно происхождение названия
«фараоновы змеи» не знает никто, но приурочивают его к библейским
событиям. Для того чтобы произвести впечатление на фараона, пророк Моисей по
совету Господа бросил свой посох о землю, и он превратился в змею. Оказавшись в
руках у избранного, пресмыкающееся стало вновь посохом. Хотя на самом деле
между тем, как получаются эти опыты, и библейскими событиями нет ничего общего.

 Из чего можно получить «фараоновых
змей»

Наиболее распространенным веществом для
получения змей является роданид ртути. Однако опыты с ним можно проводить
только в хорошо оборудованной химической лаборатории. Вещество токсично и имеет
неприятный стойкий запах. А «фараонова змея» в домашних условиях
может быть создана из таблеток, которые продаются в любой аптеке без рецепта,
или минеральных удобрений из хозяйственного магазина.

Для проведения опыта используется глюконат
кальция, уротропин, сода, сахарная пудра, селитра и многие вещества, которые
можно приобрести в аптеке или магазине. «Змеи» из таблеток,
содержащих сульфаниламиды Проще всего провести дома опыт «Фараоновы
змеи» из лекарственных препаратов сульфаниламидной группы. Это такие
средства, как «Стрептоцид», «Бисептол»,
«Сульфадимезин», «Сульфадиметоксин» и прочие. Эти препараты
есть в доме практически у каждого. «Фараоновы змеи» из
сульфаниламидов получаются блестящего серого цвета, по структуре они напоминают
кукурузные палочки. Если аккуратно подхватить зажимом или пинцетом «голову»
змейки, то можно вытянуть из одной таблетки достаточно длинную рептилию.

 Для того чтобы провести химический опыт
«Фараонова змея», понадобится горелка или сухое горючее и
вышеперечисленные лекарственные препараты. Несколько таблеток выкладывается на
сухой спирт, который поджигается. При протекании реакции выделяются такие
вещества, как азот, сернистый газ, сероводород и водяные пары.

Формула реакции следующая:

 С11H12N4O2S+7O2 =
28C+2H2S↑+2SO2↑+8N2↑+18H2O

Такой опыт нужно проводить очень
аккуратно, поскольку сернистый газ очень токсичен, так же, как и сероводород.
Поэтому если нет возможности проветривать во время эксперимента комнату или
включить вытяжку, лучше заняться этим на улице или в специально оборудованной
лаборатории. «Змеи» из глюконата кальция Лучше всего проводить
эксперименты из тех веществ, которые безопасны, даже если их использовать за
пределами специально оборудованной лаборатории.

«Фараонова змея» из глюконата
кальция получается достаточно просто. Для этого потребуется 2-3 таблетки
лекарственного препарата и кубик сухого горючего. Под воздействием пламени
начинается реакция, и из таблетки выползает серая «змея». Такие опыты
с глюконатом кальция вполне безопасны, но все же стоит соблюдать осторожность
при их проведении. Формула химической реакции следующая:

 C12H22CaO14+O2 = 10C+2CO2↑+CaO+11H2O

Как видим, происходит реакция с выделением
воды, углекислого газа, углерода и оксида кальция. Именно выделение газа и
обуславливает рост. «Фараоновы змеи» получаются в длину до 15
сантиметров, но они недолговечны. При попытке взять их в руки они распадаются.

 «Фараонова змея» — как сделать
из удобрения?

 Если у вас есть огород на приусадебном
участке или дача, то обязательно имеются и различные удобрения. Наиболее
распространенное, которое можно найти в кладовке любого дачника и фермера –
селитра или нитрат аммония. Для опыта потребуется просеянный речной песок,
половина чайной ложки селитры, половина чайной ложки сахарной пудры, ложка
этилового спирта. Необходимо в горке из песка сделать углубление. Чем больше
диаметр, тем толще будет «змея». Хорошо перетертую смесь селитры и
сахара засыпают в углубление и заливают этиловым спиртом. Затем спирт
поджигают, постепенно образуется «змея». Реакция при этом происходит
следующая:

 2NH4NO3 + C12H22O11 = 11C + 2N2 + CO2 + 15H2O. В

ыделение токсичных веществ при опыте
обязывает соблюдать технику безопасности.

«Фараонова змея» из пищевых
продуктов

«Фараоновы змеи» получаются не
только из медицинских препаратов или удобрений. Для опыта можно воспользоваться
такими продуктами, как сахар и сода. Такие компоненты найдутся на любой кухне.
Из речного песка формируется горка с углублением и пропитывается спиртом.
Сахарную пудру и пищевую соду смешивают в соотношении 4:1 и высыпают в
углубление. Спирт поджигают. Смесь начинает чернеть и медленно разбухать. Когда
спирт практически перестает гореть, из песка выползает несколько извивающихся
«рептилий». Реакция следующая:

 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O ­ + CO2, C2H5OH +
3O2 = 2CO2 + 3H2O

Смесь разлагается на карбонат натрия,
углекислый газ и водяные пары. Именно газы заставляют раздуваться и расти
кальцинированную соду, которая не сгорает в процессе реакции.

Картинка с сайта: infourok.ru

Опыт
иллюстрирует, как серная кислота сжигает сахар на воздухе в присутствии воды.

Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из
молекул сахара. В ходе этой реакции сахар превращается в уголь и выделяются
газы, которые вспенивают уголь и выталкивают его из стакана. 

·        
В стакан насыпаем сахарную пудру.

·        
К сахарной пудре приливаем воду, все тщательно перемешиваем.

·        
К раствору воды и сахарной пудры добавляем немного серной
кислоты, продолжаем мешать, пока раствор не начнет темнеть и подниматься.

·        
сахарная пудра

·        
вода

·        
серная кислота

·        
хим. стакан

·        
шприц

·        
стеклянная палочка

В черном-черном лесу стоял черный-черный дом. В этом
черном-черном доме был черный-черный….

М-да… Детские страшилки уже не в моде. Зато есть очень зрелищный
опыт про черный сахар. Когда в смоченную водой сахарную пудру добавляют концентрированную
серную кислоту. Реакция у непосвященных куда более бурная, чем на выдуманные
рассказы с неожиданной развязкой.

Как это происходит, и почему из белоснежного сахара и прозрачной
жидкости образуется черный твердый пористый объект?

Сахароза – дисахарид с формулой C₁₂H₂₂O₁₁.
Откуда видно, что соотношение атомов Н и О такое
же как и у воды – два водорода на один кислород.

Концентрированная серная кислота поглощает воду из сахара, а
оставшийся углерод выделяется в виде угля.

Как и большинство реакций серной кислоты, эта реакция
экзотермическая, то есть проходит с выделением теплоты. Поэтому вода
испаряется, и остается только сухой твердый остаток.

2С₁₂Н₂₂О₁₁ +
2Н₂SО₄ =
23С + СО₂ +
+ 2SО₂ +
24Н₂О

Газы, образующиеся в процессе, вспенивают углерод, и он
становится пористым.

Зрелищно.
Жаль только, что углерод выделяется в виде графита, а не в другой его
модификации – алмаза. 

Опыт
демонстрирует, как серная кислота сжигает органические соединения. Похожий
процесс происходит в желудке млекопитающих.

  Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из
обычных продуктов. В ходе этой реакции сахар, находящийся практически во всех
продуктах, превращается в уголь. 
В сосуд наливаем серную кислоту.

·        
В кислоту бросаем апельсин, шоколад, гамбургер, картошка фри.
Все перемешиваем.

·        
Через полтора часа оцениваем результат.

·        
концентрированная серная кислота

·        
гамбургер

·        
шоколад

·        
картошка фри

·        
апельсин

·        
стеклянный сосуд

В
растворе силикатного клея с водой при добавлении медного купороса начнет расти
«коллоидный сад».

Через некоторое время после внесения нескольких щепоток медного и железного
купороса в раствор силикатного клея с водой, начнет расти «коллоидный
сад», который напоминает водоросли. Цвет этих «химических
водорослей» зависит от соли металла, который погрузили. Соли меди —
светло-голубой цвета, соли железа — темно-зеленый. 

·        
В стеклянный сосуд наливаем силикатный клей, добавляем воду в
пропорции 1:1 или 1:2 и перемешиваем.

·        
В пластиковом стаканчике делаем раствор медного купороса с
водой.

·        
В стеклянную трубочку с грушей набираем раствор медного купороса
и, опуская трубочку на дно сосуда, выпускаем порциями раствор медного купороса.

·        
Насыпаем по щепотке медного и железного купороса в банку.

 стеклянная
банка

·        
вода

·        
силикатный клей

·        
медный купорос

·        
железный купорос

·        
стеклянная трубочка с грушей

·        
лопатка или ложечка

·        
пластиковый стакан

Фараонов змей – реакция одного вещества на другое, которая провоцирует увеличение объема реагента. Со стороны это похоже на расползающихся змей. Это красивое зрелище не оставит равнодушным ни одного ребенка. Опыт проводится с самыми различными реагентами, однако для проведения его с ребенком необходимо выбирать только безопасные варианты.

Как сделать фараоновых змей?

Фараоновыми змеями называют химические опыты, в ходе которых количество вещества резко и быстро увеличивается в несколько раз. Все это напоминает движущихся змей. Реактивы смешиваются, вступают в реакцию и происходит многократное увеличение их объема. Такое зрелище порадует ребенка и, конечно, вызовет множество вопросов, желание продолжить эксперименты и узнать больше.

Можно приобрести уже готовый набор для проведения опыта, где есть все необходимые препараты и защитные перчатки. Эксперимент «Фараонов змей» поможет родителям увлечь ребенка и пробудить в нем экспериментаторский интерес.

Суть опыта заключается в том, что глюконат кальция поджигается сухим горючим, что провоцирует яркую химическую реакцию.

Особенности набора:

• Безопасность при соблюдении инструкции
• Простота проведения опыта
• Наличие необходимых реагентов в одном наборе
• Интересное зрелище и возможность развития

Набор предназначен для детей старше 6 лет, но и дошкольники будут рады посмотреть на эксперимент. Можно рассказать детям увлекательную историю о Моисее, чей посох превращался в змею. Именно этот библейский сюжет был отражен в названии эксперимента.

В домашних условиях опыт проводится с разными веществами. Но некоторые из них не следует использовать для детских экспериментов: например, ртуть или агрессивные кислоты. Самый простой способ сделать «змей» – это смесь спирта, сахара, соды и мелкого просеянного песка. Смесь поджигают, и после прогорания спирта происходит увеличение объема реагентов.

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Картинка с сайта: elementy.ru

На фото — так называемая «фараонова змея», результат реакции разложения тиоцианата (роданида) ртути(II) (Hg(NCS)₂). Вообще, фараоновыми змеями называют целый ряд химический превращений, которые сопровождаются образованием большого объема пористого продукта реакции из небольшого объема исходных веществ. Их часто используют в качестве демонстрационного эксперимента для наглядной иллюстрации того, что в результате химической реакции может происходить многократное изменение объема реагирующих веществ. Такие химические процессы сопровождаются бурным выделением газа и выглядят так, как будто из смеси реагентов выползает большая змея или появляются щупальца невиданного пришельца.

Название эксперимента отсылает нас к тексту Ветхого Завета. В главе седьмой книги Исхода написано: «И бросил Аарон [старший брат Моисея и его сподвижник при освобождении евреев из египетского рабства] жезл свой пред фараоном, и он [жезл] сделался змеем. И призвал фараон мудрецов и чародеев; и эти волхвы египетские сделали то же своими чарами: каждый из них бросил свой жезл, и они сделались змеями, но жезл Ааронов поглотил их жезлы».

Возможно, александрийские алхимики и их последователи и пытались разгадать тайну фараоновых змей (хотя, наверное, правильнее было бы назвать их «аароновыми змеями»), но первый рецепт «химической змеи», к тому же наиболее зрелищной, был обнаружен случайно.

Тиоцианат ртути(II) впервые получил Йёнс Якоб Берцелиус в 1821 году как продукт реакции тиоциановой кислоты (HSCN) и оксида ртути(II) (HgO). В том же 1821 году двадцатилетний студент медицинского отделения Гейдельбергского университета Фридрих Вёлер получил тот же тиоцианат, впервые смешав водные растворы тиоцианата аммония (NH₄NCS) и нитрата ртути(II) (Hg(NO₃)₂). Выпавший в осадок тиоцианат ртути(II) он отделил фильтрованием и высушил, после чего поджог полученный белый порошок (правила описания новых веществ того времени предписывали испытывать их на отношение к огню). Тиоцианат ртути не загорелся, но белый порошок видоизменился. Как записал Вёлер: «…разматываясь, как несколько червей одновременно, смесь увеличивалась во много раз относительно первоначального размера, образуя очень легкий материал цвета графита…».

Вероятно, этот эксперимент стал одним из факторов, повлиявших на дальнейший выбор профессии Вёлером: он стал химиком. В 1824 году Вёлер открыл щавелевую кислоту, а в 1828 году также показал возможность получения мочевины (органического вещества) из неорганического — цианата аммония. Правда, вопреки распространённому мнению, эксперимент Вёлера не стал доказательством несостоятельности теории витализма (необходимости некой «жизненной силы», «vis vitalis», для получения органических соединений). Эксперимент Вёлера, долго остававшийся единственным примером превращения «неорганического» в «органическое», сторонники витализма игнорировали, и окончательно теория витализма в химии была опровергнута только в 1860-е годы благодаря работам по синтезу углеводородов, жиров и этилового спирта французского химика-органика Марселена Бертло.

Некоторое время находка Вёлера — фейерверк под названием «фараонова змея» («Pharaoschlange») — был популярен в Германии на научных шоу, но потом его запретили показывать где-либо кроме стен химических лабораторий. Запрет на фараоновы змеи был введен тогда, когда при трагических обстоятельствах были открыты токсичные свойства Hg(NCS)₂ — несколько детей получили смертельные отравления, приняв тиоцианат ртути(II) за конфеты и съев его.

Тиоцианат ртути(II) — твердое вещество белого цвета, практически не растворимое в воде (при 20°С в 100 миллилитрах воды растворяется 0,069 грамм Hg(NCS)₂). Получают его почти так же, как его получил Вёлер, — с помощью реакции между растворами нитрата или хлорида ртути(II) с тиоцианатом калия. При нагревании тиоцианата ртути(II) до 165°С начинается его самопроизвольное разложение с выделением тепла, и белый порошок превращается в объемную и пористую коричневую массу, которая не растворяется в воде. В основном змея состоит из нитрида углерода (C₃N₄). Основная реакция разложения тиоцианата ртути(II) описывается следующим уравнением:

2Hg(NSC)₂ → 2HgS + CS₂ + C₃N₄

При нагревании C₃N₄ частично разлагается с образованием дициана и молекулярного азота:

3C₃N₄ → 3(CN)₂ + N₂

Образующийся в результате разложения тиоцианата ртути(II) сульфид ртути(II) может далее реагировать с кислородом воздуха, в результате чего образуется металлическая ртуть, пары которой летучи. Поэтому для безопасности при проведении демонстрационного эксперимента разлагающийся тиоцианат ртути(II) обычно накрывают стеклянным колпаком.

HgS + O₂ → Hg + SO₂

Дисульфид углерода (CS₂), образующийся при разложении тиоцианата ртути, легко воспламеняется и тоже может гореть в кислороде воздуха с образованием углекислого и сернистого (SO₂) газов:

CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂

Как и все соли ртути, тиоцианат токсичен. Его полулетальная доза (LD₅₀), составляет 46 мг/кг (для крыс при оральном введении), особенно быстро это вещество попадает в организм через слизистые оболочки, всасывается через кожу. По этой причине, а также из-за возможного выделения паров ртути, подготовка к эксперименту и его проведение требуют не только осторожности и внимания, но и соблюдения техники безопасности — змею из Hg(NCS)₂ можно показывать только в специальном лабораторном помещении с хорошей вытяжной вентиляцией. Этот опыт очень зрелищный: из 0,5 грамм Hg(NCS)₂ можно получить змею длиной до 30 см.

Если же вы хотите посмотреть фараонову змею у себя на кухне или показать ее на утреннике в актовом зале школы или детского сада, то самый безопасный вариант — глюконатная фараонова змея. Для получения такой змеи достаточно нагреть таблетку глюконата кальция, который можно купить в любой аптеке, до 120°С (во время экспериментов чаще всего глюконат кальция размещают на таблетке сухого горючего, которую поджигают). Глюконат кальция начнет разлагаться, и из его таблетки выползет светло-серая змея с белыми пятнами. Из одной таблетки массой 0,5 грамм можно получить змею длиной до 10–15 см.

Разложение глюконата кальция приводит к образованию оксида кальция, углерода, углекислого газа и воды:

Са[CH₂OH(CHOH)₄COO]₂ + O₂ → 10C + 2CO₂↑ + CaO + 10H₂O↑

Светлый оттенок фараоновой змее из глюконата кальция придает оксид кальция. Недостатком образующейся змеи является — ее хрупкость: она легко рассыпается.

Фото с сайта sciencemadness.org.

Аркадий Курамшин