Уравнение реакции вулкан на столе

Разложение дихромата аммония («вулкан»)

Перед нами – оранжевые кристаллы дихромата аммония. Горящая лучинка вызывает бурную реакцию. Дихромат аммония – особенная соль, в ее составе – окислитель и восстановитель. Поэтому «внутри» этой соли может пройти окислительно-восстановительная реакция.

Окислитель — хром ( VI ) превращается в хром ( III ), образуется зеленый оксид хрома. Восстановитель – азот, входящий в состав иона аммония, превращается в газообразный азот. Итак, дихромат аммония превращается в зеленый оксид хрома, газообразный азот и воду: мы наблюдаем реакцию разложения соли. Реакция началась от горящей лучинки, но не прекратилась, когда лучинку убрали, а стала еще интенсивней. Дело в том, что в процессе реакции выделяется теплота, и начавшись от лучинки, процесс лавинообразно развивается до тех пор, пока вся масса дихромата не превратится в оксид хрома ( III ), азот и воду. Оксид хрома – очень твердое, тугоплавкое вещество зеленого цвета, его используют как абразив. Температура плавления – почти 2300 градусов. Оксид хрома – очень устойчивое вещество, не растворяется даже в кислотах. Благодаря устойчивости и интенсивной окраске окись хрома используется при изготовлении масляных красок.

Оборудование: шпатель, металлическая пластинка, лучинка из дерева.

Остерегаться попадания на кожу дихроматов – эти вещества вызывают аллергию и являются канцерогенными.

Оксид хрома III является опасным веществом, опыт проводить под тягой, соблюдать правила пожарной безопасности.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Уравнение реакции вулкан на столе

Химия и Химики № 4 2011

Химический вулкан (разложение бихромата аммония) ч.1
Chemical Volcano (Decomposition of Ammonium Dichromate)
В.Н. Витер

Разложение бихромата аммония — один из самых эффектных и одновременно простых химических экспериментов.

Существует много разных вариантов опыта «Химический вулкан», но именно разложение бихромата аммония больше всего напоминает извержение настоящего вулкана.

Во время эксперимента можно увидеть и темную гору с кратером, и раскаленные частицы, вылетающие из кратера, и «большие массы» вулканического пепла, который покрывает «обширные районы». Нет разве что потоков лавы, однако далеко не все настоящие извержения сопровождаются образованием рек лавы.

Мы провели эксперимент на основе описания, взятого из книги М.Д. Василега Цікава хімія (Занимательная химия) ссылка:

В фарфоровой ступке тщательно растирают 50 г оранжево-красных кристаллов бихромата аммония. Порошок (NH₄)₂Cr₂O₇ высыпают на большую металлическую пластинку или лист асбестового картона, придавая ему форму горки. На вершине «вулкана» гвоздем или палочкой делают лунку и вливают в нее 1-2 мл этилового спирта. Спирт поджигают спичкой, и свет в комнате гасят.

От тепла горения спирта начинает бурно разлагаться бихромат аммония. При этом из «кратера» выбрасывается сноп ярких искр и «вулканический пепел» — грязно-зеленый оксид хрома (III), объем которого во много раз превышает объем взятого бихромата аммония.

Экзотермическая реакция разложения бихромата аммония очень напоминает извержение настоящего вулкана.

Для эксперимента мы взяли 45 г бихромата аммония. В одном случае бихромат тщательно растерли в ступке, во втором случае делать этого не стали. Оказалось, что растертый бихромат лучше загорается и из него легче сформировать горку, однако большой разницы между разложением растертого и нерастертого бихромата заметить не удалось.

Для поджигания вместо спирта использовали небольшое количество циклогексана.

Ход эксперимента показан на фотографиях и видео. Во время первого эксперимента на «вулкан» упал лист бумаги, который использовался в качестве фона, что испортило заключительную часть опыта.

К сожалению, подобные случаи — не редкость: любой эксперимент (и простой, и сложный) может испортить даже самая незначительная мелочь, которую трудно предвидеть, поэтому видео неудачного опыта приведено в неотредактированном виде.

Можно с уверенностью предположить, что если взять больше бихромата аммония (например, 100 г), опыт будет значительно красивее, но пока это для нас непозволительная роскошь.

Watch the video / Смотреть Видео (66 Мб, .avi ) Watch the video / Смотреть Видео (вариант с «аварией») (48 Мб, .avi )
Старый вариант — смотреть Видео (36 Мб, .avi ) Смотреть Видео (вариант с «аварией») [30 Мб, .avi ]

Химический вулкан (разложение бихромата аммония)
Chemical Volcano (Decomposition of Ammonium Dichromate) фото В.Н. Витер

В результате разложения бихромата аммония образуется оксид хрома, который можно использовать для получения хроматов, а также для получения металлического хрома методом алюмотермии.

Кроме того, оксид хрома (III) — компонент пасты ГОИ, которая используется для шлифования и полирования стали, цветных металлов, полимеров, стекла (в том числе оптического), а также керамических материалов. Название пасты происходит от аббревиатуры ГОИ — Государственный оптический институт, в котором данная паста была разработана.

Согласно ТУ 6-18-36-85 различают четыре номера пасты ГОИ, в зависимости от размера абразивных частиц:

№ 4, предназначенная для грубой шлифовки, дает матовую поверхность. Применяется для удаления мельчайших царапин, оставшихся на поверхности после шлифования.
Состав: 81 часть оксида хрома, 10 — стеарина, 5 — жира, 2 — силикагеля, 2 — керосина;

№ 3, предназначенная для средней шлифовки, дает чистую поверхность без штрихов. Применяется для достижения ровного блеска полируемой поверхности.
Состав: 76 частей оксида хрома, 10 — стеарина, 10 — жира, 2 — силикагеля, 2 — керосина;

№ 1 и № 2, предназначенные для чистовой полировки, придают обработанной поверхности зеркальный блеск.
Состав: 74 части оксида хрома, 10 — стеарина, 10 — жира, 1.8 — силикагеля, 2 — керосина, 0.2 — питьевой соды.

Уравнение реакции вулкан на столе

Химия – наука экспериментальная, эксперимент учит на практике проверять свои выводы. Ломоносов говорил: «Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции»

Мы выбрали следующий опыт

(Возможности ресурса смотри приложение: презентация с фотографиями рабочего окна ресурса)

1.Познакомить с признаками и условиями течения химических реакций(экзотермическое разложение, окислительно-восстановительная реакция).

2.Пробудить у учащихся интерес к химии и показать, что эта наука является не только теоретической.

3.Создать условия для развития у учащихся умения анализировать результаты лабораторных исследований.

(Также целью этого опыта может быть получение оксида хрома (III) Cr₂O₃)

Техника безопасности . В отличие от физических явлений при химических явлениях, или химических реакциях, происходит превращение одних веществ в другие, образуются новые вещества, обладающие другими свойствами. Об этом можно судить по внешним признакам. Эти признаки называются признаками химических реакций. Помните, что любые химические опыты требуют при выполнении осторожности, внимания, аккуратности. Избежать неприятностей поможет соблюдение простых правил:

Опыт следует выполнять в вытяжном шкафу при включенной вентиляции (или на открытом воздухе). Внимание! На время опыта следует надеть защитные очки! Происходит бурное выбрасывание продуктов разложения! Не наклоняться над «вулканом», не вдыхать аэрозоль оксида хрома. Исходное вещество и продукт реакции ядовиты при попадании внутрь. Не брать вещества руками, после опыта вымыть руки!

Приборы и реактивы : фарфоровая ступка, асбестовая бумага или металлическая пластинка , стеклянная палочка ; спички; дихромат аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ (измельченный), этиловый спирт.

Для проведения опыта химический «вулкан» растираем тщательно в фарфоровой ступке 50 г кристаллов дихромат аммония (NH₄)₂Cr₂O₇. Чтобы было легче собрать продукт реакции, следует застелить прилегающую к месту опыта поверхность листом фильтровальной бумаги.

Далее на лист асбестовой бумаги или металлическую пластинку насыпают (NH₄)₂Cr₂O₇ таким образом, чтобы образовалась форма горки. Палочкой на вершине горки делаем отверстие и вливаем в него несколько миллилитров этилового спирта (С₂Н₅ОН). Поджигаем спирт спичкой, спирт загорается и начинается процесс бурного разложения аммония дихромата.

При этом из «кратера» выбрасываются яркие искры и «вулканический пепел» — грязно-зеленый Cr₂O₃, при этом объем его во много раз превышает объем взятого аммоний дихромата:

Экзотермическое разложение (NH₄)₂Cr₂O₇ очень напоминает извержение настоящего вулкана, особенно на заключительной стадии, когда снопы красных искр прорываются из глубины пушистого Cr₂O₃.

Реакция разложения дихромата аммония протекает с выделением большого количества тепла, поэтому после поджигания соли она протекает самопроизвольно — до тех пор, пока весь дихромат не разложится.

Вывод : оксид хрома (III) Cr₂O₃ получается путем нагревания дихромата аммония. Реакция разложения дихромата аммония относится к окислительно-восстановительным реакциям. Она начинается после предварительного нагревания, протекает бурно, с выделением большого количества теплоты. Наблюдается выделение газа, образование раскаленных частиц оксида хрома (III). Потоком газа раскаленные частицы оксида хрома (III) увлекаются вверх. Разрушение кристаллов дихромата аммония сопровождается характерным потрескиванием. t (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + 4H2O↑ + N2↑ Эта реакция относится к группе реакций внутримолекулярного окисления и восстановления. Окислителем является элемент хром, степень окисления которого изменяется от +6 до +3, а восстановителем азот, степень окисления которого изменяется от -3 до +0.

Утилизация отходов: оксид хрома ( III ) собрать в емкость для проведения дальнейших экспериментов.

источники:

http://chemistry-chemists.com/N4_2011/U11/ChemistryAndChemists_4_2011-U11.html

http://www.sites.google.com/site/priznatelnyevnuki/opyty/tretij-etap-himiceskij-opyt