MKE Facebook oldal

KNÉ 2011 – ISKOLAI KÍSÉRLET AKCIÓ (2011.01.26).

 

VÍZZEL TÜZET - TŰZZEL VIZET!

A „KÉMIA NEMZETKÖZI ÉVE – 2011” A MAGYAR ISKOLÁKBAN

Letölthető változat (PDF)


A Magyar Kémikusok Egyesülete (MKE) egy iskolai kísérlet akcióval indítja el a 2011-es „Kémia Nemzetközi Éve” események magyarországi programsorozatát.

Az ENSZ egy 2008. december 30-i határozatában rögzítette, hogy a 2011-es év „International Year of Chemistry” (röviden IYC 2011), azaz a kémia nemzetközi éve lesz, amelynek jelmondata:

Chemistry - our life, our future” / „Életünk és jövőnk, a kémia”

Az év során egy olyan, az egész földkerekségre kiterjedő kísérletsorozatot terveznek, amelynek a központi témája a víz („Water, A Chemical Solution” címmel). A szervezők azt szeretnék, hogy minél több iskoláskorú diák vizsgálja meg a környezetében előforduló különféle eredetű vizek tulajdonságait. A végső cél az, hogy ezáltal a diákokban is tudatosuljon a kémia szerepe az emberiség egyik legfontosabb kincsének, a tiszta ivóvíznek az előállításában. Tágabb értelemben pedig mindez a kémia hasznát és az emberi civilizáció fenntartásában való nélkülözhetetlenségét is üzeni a fiatal generációk számára. A nemzetközi programba a következő linken keresztül lehet bekapcsolódni: http://www.chemistry2011.org/participate/activities/show?id=92

A most indított akcióval az MKE célja az, hogy minderre felhívjuk a magyar általános és középiskolás diákok figyelmét. Ennek eszközéül a vízzel kapcsolatos látványos kémiai kísérletek minél több általános és középiskolában való bemutatását választottuk. Az eseményt az IYC hivatalos párizsi megnyitása előtti napra időzítjük.

Az iskolai kísérlet akció időpontja:
2011. január 26 (szerda)
Az iskolai kísérlet akció helyszíne: az akcióban résztvevő iskolák
Az iskolai kísérlet akció mottója: VÍZZEL TÜZET - TŰZZEL VIZET!


Az MKE által kezdeményezett iskolai kísérlet akció minden részt vevő iskolában (minimum) kb. 15-20 percig tart, és egy vagy több látványos kísérlet bemutatását, valamint a „Kémia Nemzetközi Éve - 2011” programok elindulásának bejelentését jelenti, amelyet az akcióban résztvevő iskolák azonos napon (2011. január 26.) és azonos idősávban (11.00-15.00 óra között) bonyolítanak le.

Az iskolai kísérlet akcióval kapcsolatos további információk:

  • Az akcióban való részvétel önkéntes.
  • A részvételre előzetesen jelentkező iskolák neve és honlapcíme az akció előtt felkerül az Egyesület honlapjára. Jelentkezni lehet a következő e-mail címen Ez az e-mail cím a spamrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
  • Az akcióban résztvevő iskola meghívhatja az eseményre a helyi, vagy környezetében lévő média képviselőjét (újság, városi TV – Rádió), ezzel is propagandát teremtve a „Kémia Nemzetközi Éve – 2011” eseményeknek.
  • Az akcióban ténylegesen résztvett iskola/osztály/osztályok neve és az elvégzett kísérlet megnevezése felkerül az Egyesület honlapjára, amennyiben az akció lebonyolításáról valamilyen dokumentum, például fénykép mellékelésével 2011. február 7-ig a fent megadott e-mail címen tájékoztatást kap az MKE.
  • Az iskolai kísérlet akcióról beküldött fényképeket (max. 3 fotó/helyszín) az MKE felteszi a honlapjára, hogy 2011. február 28-ig közönségszavazat döntsön a 10 legjobb (legérdekesebb, leglátványosabb) és díjazásra kerülő felvételről.

Az akció sikerét az MKE azzal is elő kívánja segíteni, hogy honlapján (www.mke.org.hu) közzé teszi az alábbi kísérletleírásokat. Természetesen az akció során bármely más kísérlet is bemutatható, amelyekben a víz mint oldószer, a víz mint reakciópartner, illetve a reakció terméke, vagy a víz mint katalizátor szerepel.

Mivel a legnagyobb lelkesedéssel fogadott kémia kísérletek általában a tűzzel kapcsolatosak, ezért az alábbi kísérletleírások mindegyikében szerepel valamilyen formában a tűz is. Ebből viszont az következik, hogy A KÍSÉRLETEK ELVÉGZÉSEKOR FOKOZOTTAN KELL ÜGYELNI A VONATKOZÓ TŰZ- ÉS BALESETVÉDELMI SZABÁLYOK BETARTÁSÁRA! AZ ALÁBBI KÍSÉRLETEKET KIZÁRÓLAG MEGFELELŐ GYAKORLATTAL RENDELKEZŐ, DIPLOMÁS KÉMIATANÁR MUTATHATJA BE, ILL. CSAK AZ ÁLTALA VESZÉLYTELENNEK ÍTÉLT KÍSÉRLETEK ESETÉBEN ENGEDHETŐ MEG A DIÁKOK KÖZREMŰKÖDÉSE! A bemutató előtt minden kísérletet ki kell próbálni, és gondoskodni kell arról is, hogy a megfelelő tűzoltó eszközök folyamatosan rendelkezésre álljanak. A kísérleteket végző tanár viseljen védőszemüveget, ill. védőkesztyűt, a nézőközönség pedig a bemutatótól biztonságos távolságra helyezkedjen el!

Az akcióban való részvételhez egyetlen (akár az alábbi leírásokban nem is szereplő) vízzel kapcsolatos kísérlet bemutatása is elegendő. Azonban ha a szükséges idő, vegyszer és eszköz rendelkezésre áll, akkor akár az összes alábbi kísérlet is elvégezhető. Nagyon jó lenne, ha ez az alkalom egyben a diákok kémiatudásának felfrissítésére és mélyítésére is szolgálna. Ezért javasoljuk, hogy az egyes kísérletek magyarázata során mindegyikben tisztázzuk a víz szerepét. Egy másik lehetséges megoldás az, hogy a 13+1 kísérletet tetszőleges sorrendben bemutatva egy TOTÓ-t kell kitölteni a diákoknak, és a jó válaszokat adók között valamilyen nyereményt sorsol ki az iskola. Ebben az esetben pl. a következő válaszok között lehetne választani:

1: A víz kiindulási anyagként (is) részt vesz a kémiai reakcióban.
2: A víz termékként (is) keletkezik a kémiai reakcióban.
X: A víz csak oldószerként vagy katalizátorként szerepel.

A kísérletekkel kapcsolatos kérdéseket a következő e-mail címre lehet küldeni: Ez az e-mail cím a spamrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.

A KÍSÉRLETEK LEÍRÁSA


1. Süvöltő lángcsóva a vizes palackban
Be kell szerezni egy nagyméretű (kb. 20-25 literes) polikarbonát vízadagoló ballont. (Internetes keresőbe beírva ezt a kifejezést percek alatt számos cégre lehet akadni, amelyek kérésre üresen is eladnak ilyet kb. 2500 Ft-os áron. Nagyméretű vizes ballon hiányában a kísérletet megpróbálhatjuk elvégezni kisebb léptékben, 1,5-2 literes, de hőre szintén nem lágyuló üdítős palackkal is, amibe elég kb. 10-12 csepp metanolt tenni, majd kupakjával lezárva jól összerázni, és hagyni, hogy az elpárologjon a meggyújtás előtt.) A palack belsejének teljesen száraznak kell lennie. (Ezért a kísérlet ugyanazzal a ballonnal a teljes kiszáradás előtt nem ismételhető!) A palackba öntünk kb. 30-40 cm3 metanolt vagy etanolt vagy izo-propanolt, és alaposan megforgatva, többször körbemossuk vele a palack belsejét úgy, hogy közben a palack teljesen megteljen az oldószergőzök és a levegő elegyével. A maradék folyadékot kiöntjük egy edénybe, és messzire visszük a vizes palacktól (mivel máskor még fölhasználható, de ezt nem szeretnénk most meggyújtani). A vizes ballont egy olyan asztalra tesszük, ahol mindenki jól láthatja. Egy hosszú rúd végére ragasztószalaggal gyújtópálcát erősítünk. A palacktól a lehető legmesszebb állva meggyújtjuk a gyújtópálcát, majd kinyújtott karral a vizes ballon szájához tartjuk, és rögtön hátra lépünk. A szerves oldószer gőzei hatalmas lángcsóva és süvöltő hang kíséretében pillanatszerűen égnek el. Minél nagyobb szénatomszámú az alkohol, annál kevésbé tökéletes az égés, ezért annál sárgább a láng (és kormosabb a palackban az égés termékeként visszamaradó víz). A kísérlet bemutatásáról készült videó a következő linken tekinthető meg: http://www.whynotchemeng.com/uk-and-ireland/teachers/top-ten-flash-bang-demos. Ezen a weboldalon a „No. 1 Woosh bottle” címszó alatt lévő „Video” linkre kell kattintani.

2. „Az elefánt fogkrémje”
Nagyméretű (kb. 35x50 cm-es) tálcára tett 1000 cm3-es mérőhengerbe kb.
50-60 cm3 vizet öntünk. (Nagy mérőhenger hiányában bármely más átlátszó, magas és vékony üvegedény megfelel a célra. Kisebb mérőhenger esetén arányosan kisebb léptékben mutathatjuk be a kísérletet.) 4 púpozott vegyszeres kanál szilárd KI-ot szórunk bele, majd kb. 10 cm3 mosogatószer-koncentrátumot is hozzá adunk. (Ha nem halványsárga, hanem másféle színű habot szeretnénk, akkor használhatunk különféle színű ételfestékeket a színezésre.) Mindezt jól összerázzuk, majd kb. 30 cm3 30%-os H2O2-ot öntünk bele. (A tömény hidrogén-peroxid ne legyen nagyon régi, mert állás közben bomlik!) Amikor a nagy mennyiségű színes hab kifut az edényből, oldalról égő gyújtópálcát tartunk a közepébe. A kálium-jodid részben redukálja a hidrogén-peroxidot, miközben elemi jód keletkezik (ettől halványsárga a színezék nélküli hab). Másrészt a hidrogén-peroxid kálium-jodid által katalizált bomlásakor oxigéngáz fejlődik, ami felfújja a habot, s így intenzívebb lesz a gyújtópálca égése. (Azért nem parázsló, hanem égő gyújtópálcát kell bele tartani a habba, mert az oldószerként és a reakció termékeként a habban lévő víz képes azt eloltani.) Készíthetünk egyszerre több mérőhengerben többféle színű habot is, amik a tálcára kifutva úgy néznek ki, mint óriási tubusból kinyomott fogkrémek. Vigyázat! A reakció nagyon exoterm, ezért mosogatás előtt meg kell várni, amíg lehűl a visszamaradó anyag! A tömény hidrogén-peroxid hidegen is maró hatású (ezért védőszemüveg és gumikesztyű használata kötelező a kísérlethez!), melegen pedig még veszélyesebb. A mosogatást is gumikesztyűben végezzük! A kísérlet bemutatásáról készült videó a következő linken tekinthető meg: http://www.whynotchemeng.com/uk-and-ireland/teachers/top-ten-flash-bang-demos. Ezen a weboldalon a „No. 5 Frothy foam” címszó alatt lévő „Video” linkre kell kattintani. Itt a szükséges anyagok mennyisége és adagolásának sorrendje más, valamint szilárd KI helyett telített kálium-jodid-oldatot használnak. A videó tanúsága szerint ez is nagyon látványos eredményre vezet.

3. Égő kéz
Egy 1,5-2 literes műanyag üdítős palack alját kb. 5-10 cm-re a talpától ollóval levágjuk (ehhez előbb egy hegyes késsel oldalról egy lyukat kell bele ütni). A palack szájába kifúrt dugót illesztünk. A dugó furatába olyan üvegcsövet teszünk, amire húzott gumicső másik vége éppen jó a gázcsapra. (Ha szükséges, akkor használjunk olíva csövet!) A gumicsövet Hoffman-szorítóval (vagy más szoros csipesszel) elzárjuk. A gumicsövet egy olyan állványhoz rögzített fogón vezetjük át, ami magasabban van, mint a palackban lévő mosogatószeres folyadék szintje (hogy a folyadék gázcsőbe való visszafolyását megakadályozzuk). Az ily módon a gázcsaphoz csatlakoztatott levágott aljú palackot (a levágott aljával fölfelé tartva) a szájánál egy lombikfogóba fogjuk, amit talpas állványhoz rögzítünk. Felülről kb. 2 dl jó tömény mosogatószeres oldatot öntünk bele. Megnyitjuk a gázcsapot, meglazítjuk a Hoffman-szorítót. Ekkor a földgáz a mosogatószeres oldaton átbuborékolva habot képez a folyadék tetején, ami folyamatosan növekszik. (Ha nem elég „kemény” a hab, akkor még mosogatószert kell önteni az oldatba. A habképződés sebességét a gázcsap elfordításával tudjuk szabályozni.) Amikor a hab kb. 10 cm magasan kiemelkedett a palackból elzárjuk a gázcsapot és vizes kézzel leemelünk egy tenyérre való habot. Néhány lépéssel távolabb visszük a palacktól, majd a tenyerünkön meggyújtjuk a másik kezünkben lévő égő gyújtópálcával. Először csak kevéssel próbálkozzunk, mert az ellobanáskor persze kicsit meleg, aztán lehet bátrabban, nagyobb „habdarabokat” is meggyújtani. A bevizezett kezünkön, ill. a mosogatószeres elegyben oldószerként jelenlévő, valamint az égés termékeként is keletkező víz párolgása elvonja a hő nagy részét, ezért nem égeti meg a kezünket a láng. Egy vonalzóval is „levághatjuk” a habot. Ilyenkor a levegőben felfelé szállva gyújtjuk meg a habban lévő földgázt. Vigyázat!!! A habot meggyújtás előtt ekkor is jó messze el kell távolítani a többi habtól, mert különben az egész, földgázzal teli mosogatószeres hab begyulladhat! A kísérlet bemutatásáról készült videó a következő linken tekinthető meg: http://www.whynotchemeng.com/uk-and-ireland/teachers/top-ten-flash-bang-demos. Ezen a weboldalon a „No. 2 Flaming hands” címszó alatt lévő „Video” linkre kell kattintani. Az efölött látható „Instruction sheet” linken a kivitelezés módjáról ábrát is találunk. Itt a kísérlet leírása kicsit különbözik a fentiektől, de ha a mosogatószeres oldat elég tömény, akkor a glicerinre és az egy hét állási időre nincs szükség.

4. Ammónium-nitrát és cinkpor reakciója
Mérjünk le táramérlegen 4 g ammónium-nitrátot, 4 g cinkport és 0,5 g ammónium-kloridot. Az ammónium-nitrátot a kísérlet bemutatásáig jól záró edényben tároljuk, mivel nedvszívó! (Ezért szigorúan tilos a keveréket előre elkészíteni, mivel a reakció a levegő nedvességtartalmától váratlanul is beindulhat!) A bemutató során mozsárban keverjük össze a fenti anyagokat és halmozzuk egy vasháromlábra tett régi kerámiás drótháló közepére. Helyezzük fülke alá, vagy legalább résnyire nyitott ablak közelébe, s amennyire lehet, sötétítsük be a termet! Egy szemcseppentőből vagy Pasteur-pipettából kb. 2-3 csepp vizet engedjünk a szilárd keverék közepére, majd azonnal vegyük el a kezünket és lépjünk hátra, mivel a hirtelen végbemenő exoterm reakció füsttel, szikrázással és lánggal jár! Az ammónium-klorid katalizálja a reakciót. A néhány csepp víz a reakció megindulásához szükséges. A későbbiek során már az ammónium-nitrát dinitrogén-oxiddá és vízzé való bomlásakor, ill. a cink oxidációjakor keletkező víz vesz részt a folyamatban:

NH4NO3(sz) = N2O(g) + 2H2O(g)
NH4NO3(sz) + Zn(sz) = N2(g) + ZnO(sz) + 2H2O(g)

A keletkező gázok (főként nitrogén) szétfújják a cink-oxid-port, ettől látunk sárgásfehér füstöt. Ha kevés szilárd jódot is adagolunk a kísérlet előtt a fenti keverékhez, akkor a jód szublimációja miatt lila füst is képződik. A kísérlet részletes leírása és magyarázata a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 63. oldalán található.

5. Éghetetlen zsebkendő
Elegyítsünk pohárban 10 cm3 96%-os alkoholt és 10 cm3 vizet. Mártsunk bele zsebkendőt vagy papírzsebkendőt egészen addig, amíg alaposan át nem itatja a folyadék, majd a felesleget csavarjuk ki. Fogjuk meg csipesszel a zsebkendő egyik sarkát és tartsuk láng fölé, amíg meggyullad, majd vegyük el a lángtól. Az alkohol kékes lánggal ég, de a zsebkendő szemmel láthatólag nem gyullad meg. Rövid idő múlva mártsuk az „égő zsebkendőt” víz alá, és oltsuk el a lángot. Megfigyelhetjük, hogy a zsebkendő vagy a papír zsebkendő legfeljebb kicsit megpörkölődött, de nem égett el. Ugyanis az alkohol égésekor felszabaduló hő egy részét az oldószerként szereplő és a reakció termékeként képződő víz elnyelte, azáltal, hogy felmelegedett és elpárolgott. A kísérlet magyarázatához hozzáfűzhetjük, hogy ugyanez a folyamat zajlik a flambírozás során is. Ott kb. 70%-os szeszre van szükség a meggyulladáshoz, mivel az ételre öntve, az még hígul. A lángoló étel vagy ital nemcsak nagyon látványos, hanem a keletkező hőtől kellemes ízanyagok is képződnek. A maradék alkohol-víz elegyet jól záró üvegben eltehetjük a következő bemutatáshoz. A kísérlet részletes leírása a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 231. oldalán található.

6. Nátrium reakciója vízzel
Csipesszel emeljünk ki egy darab nátriumot a petróleum alól és óraüvegen vágjunk belőle borsó nagyságú darabot. Szűrőpapírral itassuk le róla a petróleumot és minden oldalról tisztítsuk meg a fémet az elreagált rétegtől. Üvegkádat (vagy írásvetítőn való bemutatáskor nagyobb kristályosítócsészét) töltsünk meg félig vízzel és csöpögtessünk bele 8-10 csepp fenolftaleinindikátort. Csipesszel megfogva tegyük a nátriumdarabkát a víz közepére, majd azonnal lépjünk hátra! A nátrium hevesen reagál a vízzel. A keletkező hő miatt a fém fényes gömbbé olvad és sisteregést, sercegést is hallunk. A fejlődő hidrogéngáz miatt az olvadt nátrium cikázva mozog a víz felszínén, miközben a fenolftaleines vizet a keletkező lúg lilára festi. Elvégezhetjük a kísérletet úgy is, hogy a nátriumdarabot kis papírcsónakba helyezve tesszük a víz felszínére. Ilyenkor a reakció általában lassabban indul meg, de a papírcsónak (és vele együtt a képződő hidrogén) mindig meggyullad. Ezt a kísérletet kötelező védőszemüvegben végezni! A kísérlet részletes leírása a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 147. oldalán található.

7. Magnéziumszalag égése vízgőzben
Nagy (kb. 500-600 cm3-es) főzőpohárban vagy lombikban forraljunk kb. 100 cm3 vizet. Mártsunk a vízgőzbe égő gyújtópálcát, az elalszik. Kb. 10 cm hosszú magnéziumszalagot csiszoljunk fényesre, majd csipesszel megfogva gyújtsuk meg, és mártsuk a vízgőzbe. Figyeljük meg, hogy a magnézium tovább ég, mivel a vízből is képes elvonni az oxigént:

Mg + H2O = MgO + H2

A kísérlet részletes leírása a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 152-153. oldalán található.

8. Mitől zöld a láng?
Szórjunk egy porcelántégelybe vagy porcelántálba kanálhegynyi bóraxot (Na2B4O7). Csepegtessünk rá 1 cm3 koncentrált kénsavat, majd óvatosan adjunk hozzá 2 cm3 etil-alkoholt. Tartsunk égő gyufát a tégely fölé. Azt tapasztaljuk, hogy a bóraxos-kénsavas-alkoholos elegy fölött lévő gőzök szép zöld lánggal égnek. A borátból a kénsav hatására ugyanis bórsav (H3BO3) képződik, ami az etanollal vízkilépés közben észtert képez. A reakciót a kénsav katalizálja és a lángot a bór zöld színűre festi. Hasonló kísérlettel (pl. a bórsav metilészterének keletkezése miatt zöldre festett lánggal) mutatható ki az egyes mosószerekben lévő boráttartalmú optikai fehérítők bórtartalma is. Ez utóbbi kísérlet részletes leírása a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 243-244. oldalán található. A YouTube videomegosztó portálon egy rövid felvételt is láthatunk erről a kísérletről: http://www.youtube.com/watch?v=WQFua-X3SDQ&feature=channel.

9. Ammónia szökőkút
Egy üvegkádat vagy valamely más nagyméretű üvegedényt félig megtöltünk vízzel, amiben elkeverünk kb. 10 csepp fenolftaleinindikátort. Egy 250 cm3 térfogatú frakcionáló lombikban (vagy kifúrt dugóba illesztett meghajlított üvegcsővel felszerelt gömblombikban) kb. 50 cm3 tömény ammóniaoldatot („szalmiákszesz”) melegítünk (forralás nélkül!) folytonosan mozgatott Bunsen-égő segítségével, néhány szem horzsakő jelenlétében. A keletkező ammóniagázt gumicsövön át egy szájával lefelé tartott 1000 cm3 térfogatú száraz gömblombikba (vagy állólombikba) vezetjük. Amikor ez megtelt ammóniagázzal (vagyis az 1000 cm3 térfogatú lombik szájához tartott tömény sósavba mártott üvegbot mellett a kiáramló ammónia miatt fehér füst formájában ammónium-klorid keletkezik) a lombikot (megfordítás nélkül. a száját folytonosan lefelé tartva!) kihúzott végű üvegcsövet tartalmazó gumidugóval lezárjuk. Az üvegcső vékonyra kihúzott vége a lombik belseje felé mutasson, és a másik végét szorosan zárjuk le a hüvelyujjunkkal! A kezünkben tartott lombik hüvelykujjunkkal lezárt üvegcsövét ezután az előre elkészített fenolftaleines vízbe merítjük. A víz alatt egy pillanatra levesszük az ujjunkat az üvegcső végéről, hogy pár csepp víz kerülhessen bele. Még a víz alatt ismét azonnal lezárjuk a cső végét az ujjunkkal, és a hüvelykujjunkkal továbbra is szorosan befogva néhányszor erőteljesen megrázzuk a lombikot. (Nem célszerű és nem is szükséges közben elvenni az ujjunkat az üvegcső végéről, mivel az ammónia nagy része így is feloldódik a néhány csepp vízben. Ezt az egyidejű fizikai és kémiai oldódás biztosítja.) Ezután a kezünkben tartott lombikot szájával lefelé beletartjuk a fenolftaleines vízbe, úgy, hogy a hüvelykujjunkat megint csak a víz alatt vesszük le az üvegcső végéről. A fenolftaleines víz a kialakult vákuum miatt nagy erővel, szökőkútszerűen tör be a lombikba, és az ammónia kémiai oldódása következtében ciklámen színűre változik. A kísérlet részletes magyarázata a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 200-201. oldalán található.

10. Jód reakciója alumíniummal
Ezt a kísérletet csak nyitott ablak közelében vagy jól húzó elszívó fülkében végezzük el, mivel közben nagyon sok jódgőz távozik! Porcelán dörzsmozsárban alaposan elporítunk kb. 3 g jódkristályt. Közvetlenül a kísérlet bemutatása előtt az elporított jódot összekeverjük nagyjából azonos térfogatú alumíniumporral (az alábbi angol nyelvű forrásban megadott arányos mennyiség 1,8 g; ami szemre nagyobb térfogatúnak látszik, de ennyivel is megy a kísérlet). Tilos a keveréket előre elkészíteni, mert a levegő páratartalma is beindíthatja a reakciót! Ezután a keveréket vasháromlábra helyezett régi agyagos dróthálóra, vagy használt konzervdoboztetőre tesszük, (a csempe vagy a porcelántál elrepedhet a nagy hőtől!) és a közepére kis mélyedést készítünk. (Célszerű ezek alá palalapot is rakni, hogy védjük az asztal felületét.) Egy-két csepp vizet csöppentünk a keverékben lévő mélyedésbe és várunk (miközben pl. a két anyag tulajdonságainak ismertetésével, ill. a bekövetkező reakció típusával szóval tartjuk a hallgatóságot - anélkül, hogy a várható jelenségről részleteiben beszélnénk). A víz katalizálja az alumínium és a jód reakcióját, ezért azok látványos fényjelenség közben, erősen exoterm reakcióban egyesülnek. Közben a jód egy része szublimál, ezért lila füstöt is látunk. A fényjelenség megszűnése után célszerű a visszamaradt anyagot nagy (2-3 literes) főzőpohárral vagy uborkásüveggel leborítani. A kísérlet kimenetele erősen függ az alumíniumpor minőségétől. Az alumínium és a jód aránya nem sztöchimetrikus. A Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 185-186. oldalán található kísérletleírásban azonos tömegarány, míg a Royal Society of Chemistry és a Nuffield Foundation által működtetett „Practical Chemistry” c. webes adatbázisban lévő leírásban (ld.: http://www.practicalchemistry.org/experiments/reaction-between-aluminium-and-iodine,121,EX.html linken) azonos térfogatarány szerepel. Ez utóbbi forrás azt tanácsolja, hogy előzetesen felmelegített vízzel indítsuk be a reakciót, s a vízbe tett kevés detergenssel (mosogatószerrel) is segíthetjük a nedvesedést. Szükség esetén (ha a reakció némi várakozás után sem indulna be) további egy-két csepp vizet is alkalmazhatunk.

11. Hidrogéngáz égése és durranógáz robbanása
Gázfejlesztőben vagy Kipp-készülékben a szokásos módon 1:1 hígítású sósavból cinkgranulátummal hidrogént fejlesztünk. Negatív durranógáz próba után a hidrogéngázt jó tömény mosogatószeres vizes oldatba vezetjük. A keletkező, és a hidrogén kis sűrűsége miatt, felfelé szálló buborékokat, ill. kis mennyiségű habot (a nagyobb mennyiségű hidrogént tartalmazó habtól és magától a gázfejlesztőtől távol és kinyújtott karral!) égő gyújtópálcával meggyújtjuk. A kísérlet végrehajtásáról készült videót ezen a linken tekinthetjük meg: http://www.stupidvideos.com/video/science_technology/Blowing_Hydrogen_Bubbles/#233396 . A durranógáz nagyerejű robbanását is bemutathatjuk, ha a tiszta hidrogént egy olyan konzervdobozba vezetjük, amibe előzőleg vasszöggel és kalapáccsal egy kis lyukat ütöttünk, és ezt egy gyufaszállal lezártuk. (A kísérlet bemutatásakor viseljünk védőszemüveget!) A hidrogénnel megtöltött konzervdoboz alá üveglapot téve pár lépéssel odébb visszük. Olyan helyre tegyük az asztalon, ahol a felrepülő, majd visszahulló doboz senkiben és semmiben nem tud kárt tenni! A gyufaszál kihúzása után (kinyújtott karral tartott) hosszú égő gyújtópálcával gyújtsuk meg a kiáramló gázt, majd azonnal lépjünk hátra! A hidrogén és a levegő keveredése miatt keletkező durranógáz igen exoterm égésekor víz keletkezik, és a robbanás a mennyezetig is röpítheti a konzervdobozt. E kísérletek részletes leírása a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 171-174. oldalán található.

12. Ásványvíz „szökőkút”
Egy 1,5-2 literes ásványvizes vagy szénsavas üdítős palackot állítsunk egy nagyméretű (kb. 35x50 cm) peremes tálcára. Nyissuk ki és figyeljük meg, hogy kinyitás után pezseg. Egy olyan méretű, 6-8 cm hosszú alumíniumrudat (esetleg rézrudat) vagy -csövet, ami a palack száján befér, csipesszel megfogva, jól melegítsünk meg a gázégő lángjában, majd egy mozdulattal ejtsük a frissen kinyitott szénsavas üdítős palackba vagy ásványvízbe. Azt tapasztaljuk, a folyadék szökőkútszerűen spriccel ki az edényből.
A palack kinyitásakor lecsökken a gáztérben lévő nyomás, ezért megindul a szénsav bomlása, a felszabaduló szén-dioxidot észleljük buborékként. A hőmérséklet emelésével minden gáz fizikai oldhatósága csökken, és a szénsav szén-dioxidra és vízre való bomlásának kémiai egyensúlya is a bomlás irányába tolódik el. Jelen esetben tehát a forró fémdarab hatására igen gyorsan távozik a szén-dioxid az oldatból, hirtelen nagy mennyiségű gáz szabadul fel, ezért észleljük a spriccelést.

13. Lángfestés fémsókkal
Porcelántégelyekbe öntsünk 3-3 cm3 1:1 hígítású sósavoldatot, majd mindegyikbe külön-külön szórjunk olyan (kb. borsószem nagyságú) szilárd sót, ami lángfestést produkál. Erre alkalmasak például a lítium, a nátrium, a kálium, a kalcium, a stroncium, a bárium és a réz ilyen körülmények között oldódó sói. (A nátriumsót tartalmazó tégelyt tegyük a többitől távolabb, mert ez olyan intenzív lángfestést ad, hogy teljesen elnyomhatja a többit!) A kísérlet bemutatásakor sorban dobjunk a tégelyekbe egy-egy kicsi darab cink granulátumot. A nem világító lángra állított Bunsen-égőt vízszintesen tartva sorban a porcelántégelyek fölé visszük, és gyönyörködünk a különféle színű lángfestésben. Bunsen-égő hiányában a kísérletet úgy is elvégezhetjük, hogy egy-egy folyadékporlasztó kis palackból fújjuk bele a borszeszégő lángjába a fémsók oldatát, vagy a tömény sóoldatokba mártott hamumentesen égő szűrőpapírcsíkokat tartunk a lángba. A kísérlet magyarázata a Rózsahegyi Márta-Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek (Mozaik Kiadó, Szeged, 1999, vagy valamely újabb kiadás) c. könyv 159. oldalán található. Lángfestéses kísérletek több variációban is megtekinthetők a YouTube-on is, pl. itt: http://www.youtube.com/watch?v=vxidsqRq08M&feature=channel.

13+1.:„Szivárványhíd” bemutatása a Muppet show Kermit békájának azonos című dalára

Sokak gyerekkori kedvence volt a TV-ben látható Muppet show, amiből leghíresebbé talán Kermit béka szivárványról szóló dala vált. A dalocska szabadon letölthető, ill. a hozzá tartozó film megnézhető például a következő webcímeken:
http://beemp3.com/download.php?file=255864&song=Rainbow+Connection
http://www.youtube.com/watch?v=jSFLZ-MzIhM&feature=related
Az alábbi kísérlet bonyolultabb változatának előkészítése kissé munkaigényes, ezért motivációként érdemes előbb megnézni a bemutatásának egyik lehetséges módjáról szóló videót a következő linken:
http://www.youtube.com/watch?v=lCrMB8341rU&feature=related.

Bonyolultabb, de látványosabb változat:
Szükséges anyagok és eszközök: nátrium-hidroxid, tömény kénsav, glicerin, 96%-os etanol, fenolftalein, timolftalein, 3-nitrofenol, desztillált víz, 50 cm3-es főzőpohár, 7 db cseppentős üveg, 2 db 2 dm3-es üvegkancsó (vagy főzőpohár), 6 db 600 cm3-es magas főzőpohár, üvegkád, hosszú üvegbot.

Végrehajtás egy régebben, a Középiskolai Kémiai Lapokban megjelent leírás szerint:
Készítsük el az alábbi indikátoroldatokat:

  • 30 cm3 etanolban oldjunk 1,5 g fenolftaleint és 3,0 g 3-nitrofenolt (vörös)
  • 30 cm3 etanolban oldjunk 0,45 g fenolftaleint és 6,0 g 3-nitrofenolt (narancs)
  • 30 cm3 etanolban oldjunk 6,0 g 3-nitrofenolt (sárga)
  • 30 cm3 etanolban oldjunk 0,6 g timolftaleint és 6,0 g 3-nitrofenolt (zöld)
  • 30 cm3 etanolban oldjunk 1,5 g timoftaleint (kék)
  • 30 cm3 etanolban oldjunk 0,9 g fenolftaleint és 0,4 g timolftaleint (ibolya).

Készítsük el az alábbi három oldatot is:

  • 2,8 cm3 cc. kénsavból készítsünk 1 dm3 oldatot, azt elegyítsük 1 dm3 96%-os etanollal,
  • 10 cm3 tömény kénsavat elegyítsünk 20 cm3 glicerinnel, öntsük az elegyet cseppentős üvegbe
  • 1 g nátrium-hidroxidból készítsünk 2 dm3 oldatot.

Írjuk fel 6 főzőpohárra sorba (balról jobbra haladva) a hat felsorolt színt, és mindegyik közepébe cseppentsünk 2 cseppet a megfelelő indikátoroldatból. Helyezzük a poharakat fehér alapra, és gondoskodjunk a megfelelő megvilágításról! Az egyik kancsóra (vagy nagy pohárra) írjuk fel: sav, és töltsük bele az etanolos savoldatot. A másik kancsóra (vagy nagy pohárra) írjuk fel: bázis, és töltsük bele a nátrium-hidroxid-oldatot. Cseppentsünk 25 csepp savas glicerinoldatot az üvegkád közepére.

  • Öntsünk 30 cm3 alkoholos savoldatot mind a 6 főzőpohárba! (Nincs szivárvány!)
  • Töltsünk a „lúg” feliratú kancsóból 70-70 cm3-t mindegyik főzőpohárba! (Ez még nem elég a színek megjelenéséhez.)
  • Fogjuk a vörös feliratú poharat és töltsünk bele annyi lúgot (kb. 150 cm3), hogy megjelenjen a vörös szín. Folytassuk ezt a többi pohárral is.
  • Majd minden pohárba cseppentsünk 2-3 csepp savas glicerinoldatot. Majd a vöröstől kezdve gyorsan keverjük meg sorban az oldatokat. Mindegyik elszíntelenedik.
  • További kb. 100-100 cm3 újabb lúgoldat adagolásával hívjuk elő újra a színeket.
  • A két középső pohárral kezdve (sárga és zöld) kettesével öntsük az oldatokat az üvegkádba. A két utolsó pohár a vörös és a lila legyen.

Összefoglalva (egyszerűsített, kiegészített és pontosított instrukciók)

  • 25 csepp savas glicerinoldat az üvegkádba.
  • 2-3 csepp indikátoroldat minden színből a 6 nagy főzőpohárba. (Előfordulhat, hogy a citromsárgából a narancssárgához is kell tenni pár cseppet, mert különben nagyon vörös lesz!)
  • +30-30 cm3 alkoholos savoldat mindegyikhez (színtelen marad).
  • +220-220 cm3 bázis mindegyikhez (előjönnek a színek).
  • +2-3 csepp savas glicerin mindegyikhez (csak amennyitől eltűnnek a színek!).
  • +100-100 cm3 bázis mindegyikhez (megint előjönnek a színek).
  • +néhány cm3 benzint öntünk mindegyik pohárban lévő színes oldat tetejére, és a benzines üveg lezárása, majd eltávolítása után(!) égő gyújtópálcával végig haladva a poharak fölött meggyújtjuk azt.
  • Összeöntés az üvegkádba kettesével, középről indulva. (Vigyázat, a poharakat oldalról fogjuk meg, mert a szájuknál forrók az elégett benzin miatt!)
  • Igyekezzünk úgy időzíteni, hogy pont a kis béka dalának végére fejezzük be a kísérletet! Ehhez célszerű előre kimérni az egyes oldatokat 4 sor (4x6 db) főzőpohárba, hogy ütemre tudjuk öntögetni. A nagyobb hatás kedvéért vetíthetjük is a dal énekléséről készült videót, vagy kiültethetünk egy béka bábot az asztalra.

Egyszerűbb változat:
Ha a fenti módon való kivitelezéshez nincsenek meg a szükséges vegyszerek, akkor a sokféle színt egyszerűen egy univerzál indikátort tartalmazó, megfelelő töménységű NaOH-oldathoz apránként, kevergetés közben adagolt savoldat segítségével is elő tudjuk állítani. Erről is megtekinthetünk egy videót a következő linken:
http://www.youtube.com/watch?v=PdprNTwb4Ks&feature=related.
Ha a színeket különböző főzőpoharakban állítjuk elő, akkor a teljes „szivárványhíd” egyszerre látható. Ebben az esetben is önthetünk néhány cm3 benzint mindegyik pohárban lévő oldat tetejére, s a benzines üveg lezárása, majd eltávolítása után ugyanúgy sorra meggyújthatjuk azokat egy gyújtópálcával, mint a fenti, bonyolultabb megvalósítás esetén. A látvány itt is lenyűgöző, és sokkal kevesebb előkészület, ill. vegyszer kell hozzá. Ha technikailag megoldható, akkor a dalocskát itt is lejátszhatjuk a kísérlet közben.

Az alábbi fénykép a fentebb ismertetett „valódi” szivárványhíd bemutatásán készült 2006. szeptemberében a Kutatók Éjszakáján:

Kémia éve kísérletek

Mindenkinek sok sikert és lelkes nézőközönséget kívánunk!

 

Eseménynaptár

November 2014
V H K Sz Cs P Szo
26 27 28 29 30 31 1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30 1 2 3 4 5 6

Rendezvénynaptár

CHEMGENERATION.COM

Kémiai Nobel-díj

EuCheMS Newsletter

ChemPubSoc Europe

ChemPubSoc logo

MTA KTO

Go to top