Опыты шарля с водородом. Занимательные опыты по химии - Алексинский В.Н Самый крутой опыт с водородом

Транскрипт

1 Эксперименты с атомарным водородом В.Н. Витер Водород в момент выделения При реакции кислот с активными металлами (например, между соляной кислотой и цинком) выделяется водород. В начальной стадии этой реакции водород образуются не форме молекул H 2, а в виде отдельных атомов H. Атомы водорода имеют неспаренный электрон, поэтому они очень активны и стремятся образовать химическую связь. Примерно через несколько десятых долей секунды атомы водорода H объединяются в молекулу H 2. Но если на пути атома водорода окажется подходящая молекула другого вещества, он может вступить с ней в реакцию. Даже долей секунды вполне достаточно, чтобы атомы водорода успели прореагировать с веществами, которые содержаться в растворе. Атомарный водород проявляет сильные восстановительные свойства. Например, он реагирует с растворенным в воде кислородом, восстанавливает соли меди (II) до металла, ванадий (V), хром (VI) и марганец (VII) до двухвалентного состояния . Зато, если мы возьмем баллон с водородом (или аппарат Киппа) и будем пропускать водород через растворы упомянутых веществ ничего не произойдет. Но стоит в эти растворы добавить кислоты и кинуть гранулы цинка, как тут же начнется реакция. Благодаря таким особым свойствам водорода «в первые моменты его жизни» химики часто используют термин водород в момент выделения. Молекулярный водород H 2 значительно менее активен, чем атомарный, поскольку чтобы он вступил во взаимодействие необходимо сначала разорвать связь H-H в его молекуле. Атомарный водород активно восстанавливает азотную кислоту именно поэтому в продуктах реакции HNO 3 (даже разбавленной) с металлами водород содержится далеко не всегда. Образовавшись в первый момент, атомарный водород сразу же реагирует с молекулами азотной кислоты, образуя оксиды азота, азот или аммиак. Проведем несколько экспериментов. < 229 >

2 Восстановление бихромата калия атомарным водородом Поставьте рядом два цилиндра на 100 мл. Растворите 2-3 щепотки бихромата калия (или аммония) в небольшом объеме воды. Добавьте в цилиндры по мл конц. соляной кислоты, 20 мл воды и раствор бихромата калия чтобы жидкость в цилиндрах окрасилась в оранжевый цвет (не берите бихромата слишком много иначе эксперимент будет длиться долго). Перемешайте содержимое. Теперь бросьте в один из цилиндров 5-6 гранул цинка. Начнется бурная реакция. Примерно через минуту раствор в цилиндре станет грязно-оранжевым, потом зеленовато-оранжевым, затем грязно-зеленым и, наконец зеленым. Под действием атомарного водорода бихромат анион Cr 2 O 2-7 восстановился до катиона трехвалентного хрома Cr 3+ : Cr 2 O H + 8H + = 2Cr H 2 O Бихромат восстанавливается до трехвалентного хрома сравнительно легко. Как правило, весь процесс занимает несколько минут. Катион трехвалентного хрома способен восстанавливаться атомарным водородом до двухвалентного хрома, но этот процесс протекает значительно труднее. Чтобы восстановить трехвалентный хром необходимо бурное выделение водорода. Поэтому, если реакция кислоты и цинка у вас замедлилась, вылейте из цилиндра примерно половину раствора, добавьте новые порции кислоты и гранулы цинка. Постепенно окраска раствора изменится от зеленой до голубой. Процесс этот будет идти медленно, и можно будет наблюдать ряд промежуточных оттенков: Cr 3+ + H = Cr 2+ + H + Схема восстановления шестивалентного хрома атомарным водородом имеет вид: Cr 2 O 2-7 => Cr 3+ => Cr 2+ Соли двухвалентного хрома очень сильные восстановители. Раствор хлорида двухвалентного хрома CrCl 2 окисляется кислородом воздуха буквально на глазах. Не верите? Давайте попробуем. Перелейте голубой раствор из цилиндра в стакан так, чтобы в цилиндре осталось немного раствора. Раствор в стакане начнет зеленеть. Чтобы ускорить этот процесс, продуйте через него воздух с помощью пипетки. Раствор в стакане станет зеленым это четко видно на фоне остатков голубого раствора в цилиндре. Хлорид двухвалентного хрома CrCl 2 окислился кислородом воздуха до хлорида трехвалентного хрома CrCl 3. Перелив этот раствор обратно в цилиндр можно снова добиться восстановления трехвалентного хрома до двухвалентного (в случае необходимости добавьте еще кислоты и цинка). < 230 >

3 < 231 >

4 < 232 >

5 Восстановление бихромата калия атомарным водородом фото В.Н. Витер < 233 >

6 < 234 >

7 Окисление хлорида хрома (II) кислородом воздуха < 235 >

8 < 236 >

9 < 237 >

10 Восстановление ванадата аммония атомарным водородом Снова возьмем два цилиндра. Насыпьте в каждый из цилиндров ванадат аммония NH 4 VO 3, чтобы он образовал на дне слой 2-3 мм. Добавьте по 50 мл концентрированной соляной кислоты и примерно 20 мл воды. В результате, раствор окрасится в желтый цвет, образуется красный осадок поливанадатов. Добавьте в один из цилиндров гранул цинка. Начнется выделение водорода, раствор в нижней части цилиндра сразу же окрасится в зеленый цвет. Постепенно вся жидкость в цилиндре станет желто-зеленой, затем зеленой, грязно-зеленой, сине-зеленой и, наконец, синей. Желтый раствор ванадата 1 VO 3 перешел в синий раствор ванадила VO 2+. Промежуточный зеленый цвет раствора был обусловлен смешением желтой окраски V(V) и синей V(IV). Но на этом процесс восстановления не остановится. Раствор скоро станет грязносиним, затем грязно-зеленым и наконец зеленым. Ванадил VO 2+ восстановился до трехвалентного ванадия V 3+. В данном эксперименте чисто-зеленую окраску получить не удалось, но в других опытах мы наблюдали изумрудно-зеленый раствор. Дело в том, что процесс восстановления не заканчивается на стадии образования V(III). Зеленый раствор скоро станет грязно-зеленым, затем зеленовато-серым, потом темно-серым (или темно-коричневым). В самом конце опыта раствор становится более светлым и приобретет фиолетовый цвет. Последнее превращение будет длиться сравнительно медленно. Итак, мы получили хлорид двухвалентного ванадия VCl 2. Общая схема процесса имеет вид: VO 3 => VO 2+ => V 3+ => V 2+ Обратите внимание: цилиндр с раствором сравнения не должен стоять между источником света и цилиндром, в котором происходит реакция. Иначе лучи света будут падать на реакционный сосуд лишь после того, как пройдут через оранжевый цилиндр с бихроматом (или желтый с ванадатом), что исказит цвет раствора, в котором идет реакция. 1 Точнее, в кислой среде бесцветный ванадат VO 3 образует поливанадаты желтого, коричневого и красного цвета. Поливанадаты имеют сложное строение (например, (NH 4) 4 V 2 O 7, (NH 4) 6 V 10 O 28, (NH 4) 2 V 12 O 31). Разные формы поливанадатов находятся в равновесии и способны переходить друг в друга в зависимости от условий. < 238 >

11 Восстановление ванадата аммония NH 4 VO 3 атомарным водородом фото В.Н. Витер < 239 >

12 < 240 >

13 Смесь V(V) и V(IV) < 241 >

14 < 242 >

15 Смесь V(V) и V(IV) < 243 >

16 < 244 >

17 Почти чистый V(IV) < 245 >

18 < 246 >

19 Смесь V(IV) и V(III) < 247 >

20 Смесь V(III) и V(II) < 248 >

21 < 249 >

22 Хлорид V(II) (зеленоватый оттенок раствора сравнения обусловлен искажением цветов фотоаппаратом) Хлорид двухвалентного ванадия также сильный восстановитель, однако, не такой сильный, как хлорид двухвалентного хрома: его можно безнаказанно перелить в стакан или оставить на воздухе на несколько часов. Но если исходный раствор VCl 2 оставить на несколько дней, в результате окисления он станет темно-коричневым. Описанный выше процесс восстановления пятивалентного ванадия до двухвалентного можно обратить вспять: V 2+ => V 3+ => VO 2+ => VO 3 Сделать это очень просто. Перенесите пипеткой в стакан примерно мл раствора хлорида двухвалентного ванадия. Во втором цилиндре, взятом для сравнения, у нас остался раствор ванадата. Наберите его в пипетку и добавляйте небольшими порциями по 1-3 мл к раствору хлорида ванадия (II) (не забудьте перемешивать раствор стеклянной палочкой). Сначала раствор станет коричневым, потом зеленым и, наконец, синим (или голубым). Пятивалентный ванадий окислит двухвалентный сперва до зеленого V(III), потом до синего V(IV). Чтобы окислить < 250 >

23 четырехвалентный ванадий до пятивалентного добавим немного перекиси водорода. Раствор станет коричневым, но ванадат образуется только в первый момент с избытком перекиси водорода в кислой среде он даст пероксокатион 3+. Убедиться в этом можно добавив перекись водорода к ванадату, который остался в цилиндре сравнения. Раствор окрасится в красно-коричневый цвет. < 251 >

24 Окисление хлорида ванадия (II) ванадатом фото В.Н. Витер < 252 >

25 < 253 >

26 < 254 >

27 < 255 >

28 В образовавшийся раствор V(IV) добавляем H 2 O 2 < 256 >

29 < 257 >

30 Аналогичным образом ведет себя и хром если к раствору бихромата калия прибавить перекись водорода, жидкость окрасится в коричневый цвет за счет образования пероксосоединений. Реакция сильнокислого раствора ванадата аммония и перекиси водорода < 258 >

31 < 259 >

32 Реакция бихромата калия и перекиси водорода фото В.Н. Витер < 260 >

33 < 261 >

34 Обратите внимание: если вместо соляной кислоты взять серною, реакция восстановления идет намного труднее. В случае хрома она часто заканчивается на стадии образования Cr(III), в случае ванадия на стадии V(IV). Техника безопасности Соли хрома и ванадия ядовиты (а соли хрома (VI) еще и канцерогены), поэтому работайте с ними аккуратно. Не допускайте попадания твердых солей и растворов на руки (тем более во внутрь). Пары и аэрозоль соляной кислоты раздражают дыхательные пути и разрушают эмаль зубов их не стоит вдыхать. Будет совсем не лишним прополоскать рот раствором питьевой соды (до и после эксперимента) это защитит ваши зубы. Благодаря разнообразной окраске соединений ванадий назван в честь германской и скандинавской богини красоты Ванадис (Фрейя) < 262 >

35 Атомарный водород в газовой фазе Атомарный водород можно также получить с помощью раскаленной вольфрамовой (платиновой или палладиевой) спирали, помещенной в атмосферу очень разреженного молекулярного водорода (давление менее 0.01 мм. рт. ст.) или при пропускании тлеющего электрического разряда через водород. Другой способ направить струю водорода в электрическую дугу. Под действием высокой температуры молекулы водорода распадаются, поглощая много энергии: H: H < = > H + H кдж Менее чем за секунду атомы водорода снова объединяются (рекомбинируют), отдавая назад поглощенную энергию. Особенно активно процесс рекомбинации происходит на поверхности большинства металлов, в результате поверхность сильно разогревается (до С). Это явление используют для сварки тугоплавких металлов в восстановительной атмосфере. Водород в межпланетном и межзвездном пространстве часто находится в атомарной форме. Низкая концентрация не позволяет атомам водорода встречаться и рекомбинировать, но даже если молекула водорода и образуется, она часто распадается под действием ультрафиолетового излучения. < 263 >

Эксперименты с оксидами азота В.Н. Витер Монооксид азота или оксид азота (II) NO бесцветный ядовитый газ, плохо растворим в воде. При комнатной температуре оксид азота (II) быстро реагирует с кислородом,

Растворяется ли медь в соляной кислоте? В.Н. Витер Ответ, казалось бы, очевиден: в любом учебнике написано, что медь не растворяется в соляной кислоте. Объясняют это просто: металлы, которые расположены

Растворение металлов в азотной кислоте: как это выглядит на практике В.Н. Витер В предыдущем разделе читатели уже имели возможность ознакомиться с механизмом реакций между азотной кислотой и металлами.

Хром - общая характеристика металла Химические свойства Соединения хрома (II) Соединения хрома (III) Соединения хрома (VI) Применение Положение в периодической таблице Хром элемент побочной подгруппы 6-ой

Анализ кристаллов В.Н. Витер Итак, из раствора, содержащего сульфат меди и бихромат аммония, образовались зеленые кристаллы. Мы предположили, что это бихромат меди. В процессе обсуждения на форуме была

Железо 1. 7. Верны ли следующие суждения о свойствах оксидов железа и алюминия? А. И алюминий, и железо образуют устойчивые оксиды в степени окисления +3. Б. Оксид железа (III) является амфотерным. 2.

Реакция алюминия со смесью сульфата меди и хлорида натрия В.Н. Витер С помощью каких реакций можно получить водород? В любом школьном учебнике написано, что водород выделяется при реакции серной или соляной

Как растворить медь не имея кислоты В.Н. Витер Растворение меди в смеси аммиак перекись водорода На дно стаканчика на 100 мл насыпьте кусочки медной проволоки. Залейте медь концентрированным раствором

ЗАДАНИЕ 2 Примеры решения задач Пример 1. Укажите, какие химические процессы лежат в основе получения фосфорной кислоты. Напишите уравнения реакций получения H 3 РO 4. Термический способ получения фосфорной

КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ Неорганическая химия МАОУ «СОШ 40» г. Старый Оскол учитель химии Баштрыков П.М. 1. Приливание избытка раствора карбоната натрия к раствору, полученному при взаимодействии металла А

Верное решение задания 31 должно содержать уравнения четырёх За верную запись каждого уравнения реакции можно получить 1 балл. Максимально за выполнение этого задания можно получить 4 балла. Каждое верное

Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ. 1. Натрий сплавили с серой. Образовавшееся соединение обработали соляной кислотой, выделившийся газ нацело прореагировал с

Водород Самый распространённый элемент во вселенной, но не на планете Земля. На нашей планете из каждых 100 элементов только 17 атомов В периодической системе химических элементов Д.И Менделеева располагается

1 Окислительно-восстановительные реакции Теоретические предпосылки: Все химические реакции можно разбить на две группы. В реакциях первой группы окисленность всех элементов, входящих в состав реагирующих

14. Окислительно-восстановительные реакции. Электролиз 14.1. Окислители и восстановители Окислительно-восстановительные реакции протекают с одновременным повышением и понижением степеней окисления элементов

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ 24 г. ТОМСКА Усова Надежда Терентьевна Химические хамелеоны Методическая разработка Томск 2006 Усова Н.Т., 2006 ГИМНАЗИЯ 24 г. ТОМСКА, 2006 Томский

Важнейшие окислители и восстановители Весьма важным является определение самой возможности протекания ОВР, а также установление продуктов реакции. В связи с этим следует отметить, что направление протекания

Урок химии в 9-м классе «Независимое расследование по теме «Азотная кислота» Шипилова Надежда Владимировна, учитель химии Цель: углубить и систематизировать знания учащихся о физических и химических свойствах

Олимпиада по химии «Будущее Арктики» 2016-17 учебный год Очный тур 9 класс (50 баллов) Задача 1. Элементы А и Б находятся в одной группе, но в разных периодах, элементы С и Д находятся в одном периоде,

Задания А12 по химии 1. В схеме превращений Веществами «X» и «Y» являются соответственно Железо окисляется до только очень сильными окислителями (например, таким как хлор). В реакциях с Итак: вещество

«Водородный показатель. Реакции обмена. Гидролиз солей» 1. Рассчитайте концентрацию ионов , если концентрация ионов водорода в растворе составляет = 1 10 8 моль/л. 2. Составьте уравнения реакций

9 класс 1. При диссоциации 1 моль каких веществ образуется наибольшее количество (в молях) ионов? 1. Сульфат натрия 2. Хлорид железа (III) 3. Фосфат натрия 4. Нитрат кобальта (II) 2. Укажите соединения,

1. Взаимосвязь различных классов неорганических веществ При решении задач такого типа особо отметим: 1. Большинство реакций в предлагаемой цепочке превращений окислительно-восстановительные реакции. Поэтому

Получение жидких газов. Диоксид азота В.Н. Витер Некоторые газы обладают сравнительно высокой температурой кипения, что дает возможность получить их в жидком состоянии даже в условиях домашней лаборатории.

Элементы IА и IIА подгруппы 1. 8. 9. 2. 10. 11. 3. 4. 12. 5. 13. 14. 6. 7. 15. 16. 1 17. 26. 18. 27. 19. 28. 20. 21. 29. 22. 23. 30. 24. 31. 25. 32. 2 33. 39. Взаимодействие оксида кальция с водой относится

6 Девятый класс Задача 9-1 Ниже приведена схема превращений соединений X 1 X 5 элемента X. X 1 черный 1200 o C X 2 красный HCl p-p X 3 сине-зеленые кристаллы газ Y Na 2 CO 3 t o X 4 белый +CaCO 3 +H 2

Четверть 1 Химические реакции Скорость простых гомогенных химических реакций определяют как изменение концентрации одного из реагирующи или образующихся веществ за единицу времени при неизменном объеме

Задача 9-1 ВсОШ по химии, региональный этап Девятый класс Найдите четыре различные комбинации трех химических элементов X, Y и Z, расположенных подряд в периодической системе (где X элемент с наименьшим

Вопросы для подготовки студентов к промежуточной аттестации по дисциплине ОП.08 Общая и неорганическая химия 1. Напишите уравнение реакции гидролиза хлорида цинка в молекулярном и ионном виде. Напишите

Задания А8 по химии 1. Цинк взаимодействует с раствором Металлы реагируют с растворами солей менее активных металлов. Mg, Na, Ca более активные металлы чем цинк, поэтому реакция сих солями не возможна.

Задания 9 класса 1. Ковалентные полярные связи присутствуют в следующих веществах: 1. H 2 O 4. Na 2 S 2. H 2 5. OF 2 3. Br 2 6. NaHSO 4 2. К химическим явлениям относится процесс: 1. измельчение сахара

Билеты для переводного экзамена по химии в 8 классе Билет 1 1. Предмет химии. Вещества. Вещества простые и сложные. Свойства веществ. 2. Кислоты. Их классификация и свойства. Билет 2 1. Превращения веществ.

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И РАСПЛАВОВ СОЛЕЙ Вадим Э. Матулис, Виталий Э. Матулис, Т. А. Колевич, 1. Понятие об е Проведем следующий опыт. Поместим в раствор хлорида меди(ii) две металлические пластинки,

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ 22 Профессия: 19.01.17 Повар, кондитер УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА /

7. Общая характеристика неметаллов главных подгрупп IV-VII групп Неметаллы это химические элементы, для атомов которых характерна способность, принимать электроны до завершения внешнего слоя благодаря

Получение брома Бром тяжелая, летучая жидкость (плотность 3.1 г/см 3, Т кип. 59 С) с резким запахом, подобным запаху хлора и иода. Образует бурые пары. В отраженном свете бром почти черный, на просвет

Вариант 1744183 1. Определите, атомы каких двух из указанных элементов имеют 5 валентных электронов. 2. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов. Выберите три элемента, которые в периодической

Очный этап. 11 класс. Решения. Задание 1. Смесь трёх газов А,В,С имеет плотность по водороду равную 14. Порция этой смеси массой 168 г была пропущена через избыток раствора брома в инертном растворителе

Задача 10-1 Десятый класс Не только поделочный камень A 300ºC HCl Б разб Г Д M Ж КCl конц. изб. Е З HBr конц CsBr NH 3конц., изб. Н 2 О изб. В Е И Соединение А металла М часто встречается в природе в виде

Задание 22 1. Дана схема превращений: Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение

МКОУ ХМР СОШ с. Елизарово соединения АЗОТА Учитель химии: Касьянова И.А. Азот образует с водородом несколько прочных соединений, из которых важнейшим является аммиак. Электронная формула молекулы аммиака

ЗАДАНИЯ ЗАОЧНОГО ТУРА ОЛИМПИАДЫ «ЮНЫЕ ТАЛАНТЫ. ХИМИЯ» 2009/2010 УЧЕБНОГО ГОДА Отвечать на задания необходимо в файле ответов! В заданиях 1-20 необходимо выбрать один или несколько правильных вариантов

Итак, в первом опыте собрали примерно 100 см 3 гремучего газа в небольшой конической колбочке. При прожигании произошел громкий взрыв, на мгновение блеснула желтая вспышка. В момент взрыва экспериментатору довольно сильно "ударило" по ушам.

Во втором и третьем экспериментах взяли колбы объемом около 300 см 3 . Для защиты от осколков были использованы папки из плотного картона, фотоаппарат прикрывал экран из толстого стекла.

Когда гремучий газ подожгли, обе колбы разорвало вдребезги, осколки разлетелись по всей лаборатории.

После второго эксперимента на руках остались порезы, крупный осколок попал на клавиатуру ноутбука, бумажный экран был в нескольких местах пробит осколками, но звук взрыва не был особенно громким. Создалось впечатление, что первый взрыв (когда было взято 100 см 3 гремучего газа) был громче.

После третьего взрыва переполошилось пол-этажа института. Звук был довольно громким, взрывной волной опрокинуло картонный экран, осколками изрешетило бумагу. В подобных случаях колбу завертывают в полотенце , но хотелось заснять процесс без посторонних помех.

Не лишним будет напомнить, что в описанных экспериментах обязательно следует пользоваться защитной маской , в крайнем случае - защитными очками.

Второму эксперименту предшествовало забавное стечение обстоятельств.

1) Когда экспериментатор уже надел маску, взял в руку колбу с гремучим газом и приготовился произвести взрыв, вошла библиотекарь и принесла две книги (которые я заказывал): К.А. Юдин Техника безопасности при работе с химическими веществами и Ф. Наум Нитроглицерин и нитроглицериновые взрывчатые вещества (динамиты) . Учитывая, что ради съемок сознательно была нарушена ТБ, первая книга была актуальна, да и вторая, пожалуй, тоже.

2) За несколько минут до эксперимента я слушал аудиокнигу А. и Б. Стругацких "Стажеры", причем именно тот эпизод, где астрофизики устроили очередной взрыв астероида. В нашем опыте масштабы, несомненно, были поскромнее, но совпадение довольно интересное.

Преподаватели рассказывали, что А.М. Голуб - блестящий лектор (автор известного учебника Загальна та неорганічна хімія (Общая и неорганическая химия) ) - демонстрировал аудитории опыт: колбу с гремучим газом (видимо, литровую) он завертывал в плотное полотенце, брал ее "на вытянутую руку" и поджигал. Колба разлеталась на мелкие кусочки.

Один из сотрудников решил повторить этот опыт, но колбу он не завернул в полотенце. Осколки серьезно ранили ему руку. Рана не заживала и начала гноиться. Оказалось, что в ране остался осколок стекла, который обнаружили и извлекли только через несколько недель.

Из всех газов водород обладает наибольшей скоростью диффузии при смешивании с другими газами. Методика проведения опыта описана в инструкции, которая прилагается к пористому сосуду. При отсутствии заводского прибора пористый сосуд можно изготовить самостоятельно. Для этого возьмите глиняный (без глазури) сосуд, закройте его пробкой, в которую вставлена длинная стеклянная трубка. Сосуд укрепите в железном штативе, а под свободный конец газоотводной трубки поставьте стакан с подкрашенной водой. Если нет пористого сосуда, то его можно заменить стеклянной воронкой, которую плотно закройте филь-

овальной бумагой в 2-3 слоя, заменяющей пористый сосуд. fT"мarv закрепите резиновым сплошным кольцом от вело- или.фотокамеры по размеру стеклянной воронки. Чем больше пористая площадь, тем лучше идет опыт (рис. 11).

На укрепленный к штативу пористый сосуд (любой конструкции) наденьте стеклянный колокол или стеклянный баллон, поставив его на гри лапки трех штативов, чтобы не держать в руках. Обратите внимание учащихся на газоотводную трубку, помешенную в стакан с водой: изменений нет. При непосредственном наполнении колокола водородом, под которым находится пористый сосуд, у учащихся часто создается неправильное представление о повышенном давлении внутри пористого сосуда. Поэтому колокол снимите с пористого цилиндра и наполните его водородом методом вытеснения воздуха (о наполнении колокола водородом можно судить по легкому холодку, который ощущается, если поместить палец под колокол) или методом вытеснения воды (в ведре). Наполненный водородом колокол осторожно перенесите, закрыв внизу отверстие стеклянной или картонной крышкой, и наденьте вновь на пористый сосуд. Обратите внимание учащихся на газоотводную трубку, выполняющую роль газового манометра: из трубки в воду поступают пузырьки воздуха. Следовательно, внутри пористого сосуда создалось повышенное давление за счет большей скорости диффузии водорода по сравнению с азотом и кислородом.

Через некоторое время, когда наступит равновесие (об этом можно судить по прекращению поступающих в воду пузырьков воздуха), колокол снимите. Происходит обратное явление - окрашенная вода начинает подниматься по стеклянной трубке вверх. Это еще раз подтверждает, что молекулы водорода быстрее диффундируют через пористую перегородку из сосуда в атмосферу, чем молекулы кислорода и азота из атмосферы в сосуд. В данном опыте нецелесообразно увлекаться фонтанированием воды, чтобы не отвлекать внимание учащихся от главного - движения (диффузии) молекул.

9. Водород-восстановитель

Обор у д о в а н и е: а пиара г Киппа для получения водорода, промывная склянка е 30%-ным раствором перманганата калия и K)0O-IIbIM раствором щелочи, 0,1 - 0,01 M раствор нитрата серебра, цилиндр вместимостью 200- 500 мл.

Рис. 11. Диффузия иодороча

После того как учащиеся ознакомились с восстановите" ми свойствами водорода в опыте восстановления меди из ее"^1 сида, следует показать опыты, в которых водород восстана °К вает металлы из водных растворов. Для этого налейте в цитщ^" раствор нитрата серебра и пропустите через него очищенный ^ дород из аппарата Киппа. Через некоторое время выпадает с°~ ребро в виде черных частичек:

H2 + 2AgNO3 = 2Ag J + 2HNO3

10. Две реакции в одной пробирке (восстановление перманганата калия водородом)

Оборудование: две пробирки, разбавленные растворы серной кислоты и перманганата калия, две-три гранулы цинка.

Налейте в первую пробирку (до "/2 ее обьема) разбавленной серной кислоты и добавьте столько раствора перманганата калия, чтобы жидкость приняла достаточно яркую окраску. Перелейте половину полученного раствора во вторую пробирку и бросьте в него два-три кусочка цинка. Через некоторое время жидкость во второй пробирке начнет обесцвечиваться. Это легко установить сравнением интенсивности окраски растворов в первой и во второй пробирках. Обесцвечивание раствора во второй пробирке обусловлено двумя реакциями:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 f 2KMnO4 + 5H2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

MnO4- + 8H+ + Ъе - = Mn2+ -f 4H2O H9 -2е~ = 2Н +

Образующиеся ионы Mn2+ в растворе бесцветны.

11. Горит как всегда, а продукт не вода

Оборудование: аппарат Киппа для получения водорода, большой кусок льда, кристаллизатор, свежеприготовленный иодокрахмальный раствор, подкисленный серной кислотой.

Водород при горении образует не только воду, но и пероксид водорода. Поскольку горение сопровождается большим выделением теплоты, то пероксид водорода тотчас же разлагается на воду и кислород, который тут же вступает в реакцию с водородом. Но если пламя водорода направить на холодный предмет, то частично сохраняется неразложившийся пероксид водорода.

Установите кусок льда в треножнике. Под треножник поставьте на лист белой бумаги кристаллизатор, в который прилейте иодокрахмальный раствор. Зажгите водород, проверив его на чистоту, направьте пламя водорода на кусок льда. Вода, стекающая в кристаллизатор, окрасится в синий цвет, так как перо-

ид водорода окислит связанный иод до свободного, а последний с крахмалом дает синюю окраску:

Перекись водорода, а именно она лежит в основе нашего опыта, — очень неустойчивое соединение. Вещество, состоящее из двух атомов водорода и двух атомов кислорода, разлагается на кислород и воду даже при отсутствии каких-либо внешних стимулов. Однако процесс этот происходит очень медленно. Чтобы значительно ускорить его, достаточно добавить небольшое количество катализатора. Едва заметные следы присутствия меди, железа, марганца и даже ионов этих металлов способны запустить бурную реакцию разложения.

1. Налейте в пластиковую бутылку 200 мл 3%-ного раствора перекиси водорода. Такой раствор продают в аптеке в качестве антисептического средства. Вместо перекиси можно взять отбеливатель — их тоже готовят на основе H2O2.

Пероксид водорода (так иначе называют перекись) опасен для живых существ. Чтобы разложить H2O2 на кислород и воду, применяется фермент под названием «каталаза». Каталаза содержится почти во всех живых организмах, в том числе в дрожжах, которые мы используем в нашем опыте.

2. Добавьте пищевой краситель. Лучше использовать именно пищевые краски — не потому, что мы собираемся есть пену (это в любом случае не полезно), но потому, что в них точно не содержится катализаторов разложения перекиси водорода.

Перекись водорода — жидкость с плотностью 1,4 г/см 3 . Выделяющийся при ее разложении кислород — газ, один грамм которого занимает целых 700 см³.

3. Долейте моющее средство. Лучше всего подходят средства для мытья посуды. Объем — примерно половина от объема перекиси, то есть 100 мл.

Конечно, для опытов мы используем всего лишь 3%-ный раствор перекиси водорода, однако и этого достаточно, чтобы при ее разложении выделился газ в объеме гораздо больше исходного.

4. Разведите дрожжи в теплой воде, используя для этого отдельный стаканчик. Сделать это не так просто — дрожжи будут склеиваться комками. Нужно терпеливо размешать в 50 мл воды столовую ложку дрожжей, а затем дать им постоять пять минут. Решительно залейте дрожжевой раствор в бутылку с перекисью водорода и приготовьтесь наблюдать. Если повезет, реакция пойдет столь интенсивно, что пена буквально выпрыгнет из бутылки.

Чтобы увидеть выделившийся кислород, мы ловим его в мыльные пузыри. Для этого добавляем в раствор перекиси водорода пенящееся средство для мытья посуды.

Первое литературное упоминание про процесс который в последствии был назван ХЯС относится к 1922 г и экспериментам немецких химиков С. Айриона и Дж. Вендта которые путём электровзрыва в вакууме вольфрамовой проволочки получили несколько кубических мл гелия. Хоть их результаты и были раскритикованы коллегами, включая такого монстра ядерной физики как Резерфорд, утверждавшего что энергии «вкачанной» в устройство просто не хватит для преодоления кулоновского барьера и запуска ядерной реакции…

Но прошли годы и было открыто явление холодного ядерного синтеза, включая реакции с участием вольфрама (Мизуно, Гришин, Жан Нудин), подтверждённое и в наших экспериментах по плазменно электролизному ХЯС с вольфрамовым катодом. Так-же известен LENR реактор Франческо Челани и водогрейный ХЯС котёл Андрея Хрищановича — эти два устройства объединяет общий принцип работы - никелевая проволока резистивно нагревается в атмосфере водорода и в её поверхностном слое насыщаемом водородом создавались условия для запуска реакций холодного ядерного синтеза, сопровождающегося выделением дополнительной энергии, по данным авторов СOP 1,2 – 1,31. Мы решили провести похожие эксперименты с резистивным нагревом, только с использованием не никелевой проволочки, вольфрамовой, в атмосфере водорода. Для этого была собрана простая установка состоящая из кварцевой трубки с помещённой в неё вольфрамовой спиралью и подключённой к системе подачи водорода.


После продувки системы и заполнения трубки водородом на спираль подавался электрический ток и проводился визуальный контроль светимости.

При атмосферном давлении светимость в водороде была меньше, по сравнению со светимостью в воздухе и атмосфере инертного газа(Ar), но при повышении давления водорода до 2 Бар она возрастала, что никак нельзя объяснить обычными физическими процессами ибо чем больше давление тем лучше теплоотвод от стенок установки и спираль должна была «притухать» как при подаче водорода при атмосферном давлении. водород имеет теплопроводность в несколько раз большую чем воздух.

Далее была попытка замера тепловыделения путём помещения устройства в теплоизолированную ячейку заполненную водой и оснащённую термопарой подключённой к термографу, но из-за технических неполадок — растрескивания стенки трубки эксперимент был остановлен.

Работы продолжаются…