Для многих уроки химии являются настоящим мучением. А ведь если хоть немного разбираться в этом предмете, то можно проводить занимательные опыты и получать от этого удовольствие. Да и учителям не помешает заинтересовать своих учеников. Для этого отлично подойдут так называемые 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.
Выделение 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.
Еще одна "рептилия" из таблетки
Существует еще один простой способ получить "фараонову змею" из лекарственных препаратов. Для этого потребуется приобрести в аптеке препарат "Уротропин". Вместо таблеток также можно использовать сухое горючее, содержащее это вещество. Еще понадобится раствор аммиачной селитры. Препарат "Уротропин" необходимо пропитать им. Однако нельзя сразу наносить на исходный материал весь раствор, поэтому необходимо добавлять по несколько капель и высушивать. При этом высыхание должно происходить при комнатной температуре.
После этого таблетку поджигают. В итоге получается даже не столько "змея", сколько "дракон". Однако, если разобраться, это тот же опыт "Фараоновы змеи". Но из-за свойств компонентов происходит более бурная реакция, что приводит к образованию объемной фигуре.
"Змея" из роданида ртути
Впервые химический опыт "Фараонова змея" получился у студента-медика в 1820 году. Фридрих Велер смешивал растворы нитрата ртути и тиоцианата аммония и получил белый кристаллический осадок. Получившийся осадок роданида ртути студент высушил и поджег просто ради любопытства. Из горящего вещества начала выползать черно-желтая змеевидная масса.
"Фараоновы змеи" из роданида ртути получаются просто. Вещество нужно поджечь на термостойкой поверхности. Последует реакция:
2Hg(NCS)2 = 2HgS + C3N4 + CS2
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2
Под термическим воздействием происходит разложение роданида ртути на сульфид ртути (придает "рептилии" черный цвет), нитрид углерода (отвечает за желтую окраску змеи) и сероуглерод (дисульфид углерода). Последний возгорается и разлагается на газы – углекислый газ и оксид серы, которые вспучивают нитрид углерода. Он, в свою очередь, захватывает сульфид ртути, и получаются черно-желтые "фараоновы змеи".
Данный опыт ни в коем случае нельзя проводить в домашний условиях! Кроме того, что выделяются токсичные газы, происходит выделение ртутных паров. Ртуть же ядовита сама по себе и может вызвать сильнейшее химическое отравление.
Безопасность при проведении опытов
Несмотря на то что большинство веществ, из которых могут получиться "фараоновы змеи", считаются безопасными, опыты нужно проводить очень аккуратно. Как видно из вышеприведенных формул, при разложении выделяются достаточно токсичные компоненты, которые могут привести к тяжелейшим отравлениям. Все опыты можно проводить на дому только в проветриваемом помещении или при наличии вытяжки высокой мощности. Опыты с роданидом ртути можно проводить только в специально оборудованной лаборатории, соблюдая все правила техники безопасности.
В заключение можно сказать, что, проводя на занятиях химический опыт "Фараоновы змеи", преподаватель может заинтересовать учеников своим предметом. Уроком, скорее всего, заинтересуются даже те, кто не понимает и не любит химию. А те, кто предпочитает практику вместо скучных теоретических выкладок, получат дополнительный стимул к изучению науки.
