Исчезающий порошок
-
Проводите эксперимент на подносе.
-
Снимите перчатки перед тем, как поджигать свечку.
Общие правила безопасности
- Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
- Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
- Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
- Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
- Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
- Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
- Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
- Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.
Информация о первой помощи
- В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
- В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
- В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
- В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
Рекомендации для родителей
- Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
- Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
- Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
- Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
- Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
- Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.
Карбонат аммония разлагается на углекислый газ CO2, воду H2O и аммиак NH3. Аммиак-то мы и слышим! В этом опыте он выделяется в небольших количествах, поэтому такая концентрация безопасна. Кстати, водный раствор аммиака, — нашатырный спирт — известный медикамент, которым выводят из обморочного состояния.
- Поместите свечу в горелку для сухого горючего и подожгите ее.
- Накройте горелку пламярассекателем. Сверху положите кусочек фольги.
- Насыпьте в центр фольги одну большую ложку карбоната аммония (NH4)2CO3.
- Наблюдайте за исчезновением порошка.
Карбонат аммония разлагается при нагревании на аммиак, углекислый газ и водяной пар. Все три продукта реакции улетают в окружающий воздух, и от порошка ничего не остаётся.
Утилизируйте отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.
Под влиянием высокой температуры происходит разложение карбоната аммония (NH4)2CO3 на составляющие его вещества: аммиак NH3, углекислый газ CO2 и воду H2O:
(NH4)2CO3 → 2NH3(газ) + CO2(газ) + H2O(газ)
NH3 и CO2 – это газы. Вода хоть и является жидкостью при комнатной температуре, при нагревании быстро улетучивается в виде водяного пара. Именно поэтому через некоторое время от порошка карбоната аммония остаётся только воспоминание.
Дополнение
Карбонат аммония – неустойчивое вещество. При хранении он постепенно выделяет аммиак, превращаясь в бикарбонат аммония NH4HCO3:
(NH4)2CO3 → NH4HCO3 + NH3(газ)
Бикарбонат аммония при термическом разложении ведёт себя точно так же, как карбонат. Только газа в процессе выделяется немного меньше:
(NH4)HCO3 → NH3(газ) + CO2(газ) + H2O(газ)
Какие ещё твёрдые вещества так себя ведут?
Существует множество твёрдых веществ, способных «улетучиться» при нагревании подобно карбонату аммония. Однако далеко не все они при этом разрушаются.
Дополнение
Многие вещества можно подвергнуть термическому разложению. При этом очень малое количество веществ распадается без образования твёрдого осадка. К примеру, помимо карбоната аммония, с выделением газа разлагается при нагревании щавелевая кислота C2O4H2:
C2O4H2 → CO2(газ) + CO(газ) + H2O(газ)
Многие вещества при нагревании плавятся и лишь затем испаряются. Но некоторые соединения способны миновать стадию плавления. Процесс прямого превращения твёрдого вещества в газ без разрушения называется возгонкой. К легковозгоняющимся веществам можно отнести, например, кристаллический йод (I2) и бензойную кислоту (C6H5COOH).
Следует помнить, что в процессах возгонки или термического разложения кислород воздуха не участвует. Если же вещество при нагревании «испаряется» за счёт взаимодействия с кислородом воздуха, то это уже обычная реакция окисления.
Интересный процесс происходит при нагревании хлорида аммония NH4Cl. Под действием высокой температуры он легко разлагается на аммиак NH3 и хлористый водород HCl. Стоит только газам попасть в более холодную зону, как они тут же снова образуют исходное вещество:
NH4Cl NH3 + HCl
Таким образом, процесс термического разложения в данном случае очень хорошо «маскируется» под процесс возгонки.
На примере солей меди рассмотрим реакции, не все продукты термического разложения которых являются летучими.
Формиат меди: Cu(HCOO)2 → Cu + H2O(газ) + CO(газ) + CO2(газ)
Нитрат меди: 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2(газ) + O2(газ)
Теперь понятно, что карбонат аммония лишь одно из множества веществ, с которыми можно проводить опыты по термическому разложению. Выбор именно этого вещества обусловлен его безопасностью для домашних экспериментов.
С порошком карбоната аммония можно провести познавательный опыт. Как вы могли узнать из научного описания эксперимента, (NH4)2CO3 разлагается при нагревании на аммиак, углекислый газ и воду:
(NH4)2CO3 → 2NH3(газ) + CO2(газ) + H2O
Вода при нагревании на алюминиевой фольге так же улетучивается. Но её можно поймать! Перед тем, как проводить опыт, возьмите химический стакан из стартового набора. Убедитесь, что он чистый и сухой. Выполните первые 3 пункта из инструкции к эксперименту.
Сразу после того, как вы высыплете карбонат аммония на фольгу, аккуратно поставьте стакан дном вверх на фольгу так, чтобы весь (NH4)2CO3 оказался «внутри» стакана. Внимательно наблюдайте за дном стакана.
Со временем там появятся маленькие капельки жидкости – это вода!
Дело в том, что вода, испаряясь при нагревании, устремляется вверх и встречает на своём пути холодное дно стакана. Оно выступает фактически в роли ловушки для воды. В такой ситуации ей ничего другого не остаётся, кроме как конденсироваться, образовывая капельки.
Из-за свойства полностью разлагаться при нагревании с выделением газа, карбонат аммония (NH4)2CO3 широко используется в пищевой промышленности. В общей классификации пищевых добавок он обозначается как E503 и разрешён к использованию практически во всём мире.
Мы все привыкли называть его разрыхлителем теста. Многие сотни лет для выпечки пышной пористой сдобы использовались дрожжи. Затем на помощь поварам пришёл винный камень (смесь солей винной кислоты).
Наши мамы и бабушки привыкли использовать для выпечки обыкновенную пищевую соду Na_HCO3. Современные рецепты большинства видов печенья, кексов и пирогов включают именно карбонат аммония.
Основным его преимуществом перед всеми остальными разрыхлителями является то, что в процессе выпекания он полностью испаряется, не влияя на конечный вкус продукта.
Пищевая промышленность – не единственная сфера применения карбоната аммония. Большое его количество используется как сырье для получения сульфата аммония (NH4)2SO4 из гипса CaSO4:
(NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3
Полученный в результате сульфат аммония используется как азотно-серное удобрение, которое помогает растениям быстро расти, не насыщая при этом почву вредными для здоровья нитратами.
Как получают карбонат аммония?
Наблюдаемый в эксперименте процесс полностью противоположен получению карбоната аммония в промышленных масштабах. Для синтеза этой соли используют смесь аммиака, углекислого газа и водяного пара, которые сперва нагревают вместе, а затем быстро охлаждают продукты реакции, основным компонентом которой является карбонат аммония:
2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3(тв)
Источник: https://melscience.com/ru/experiments/disappearing-powder/
