Домашній експеримент

Цікава хімія

 Сидіти вдома загалом нудно і дорослим, і дітям. Але цікаві домашні експерименти можуть виявитись чудово спільною розвагою під час карантину. Насправді, про “цікаву науку” й “хімію на кухні” можна говорити безкінечно, а в мережі знайти безліч описів різних домашніх експериментів

Досліди з використанням ужиткових хімічних речовин

Дослід 1 «Квітка змінює колір»

Беремо живу квітку рожевого або червоного кольору. Пляшечку з розчином амоніаку відкриваємо і ставимо поряд із квіткою. Все це накриваємо скляним ковпаком. Через деякий час дивимося на результат. Квітка змінить колір на фіолетовий. Найяскравіше дослід вдається з кімнатними бальзамінами — колір змінюється за декілька хвилин.

Дослід 2 «Фараонові змії»

Три таблетки кальцій глюконату кладуть на таблетку сухого спирту й підпалюють. Об’єм збільшується за рахунок значного виділення газу. Крім кальцій глюконату можна використовувати всі сульфаніламідні препарати. Але недолік їх у тому, що під час реакції виділяються гази, які є небезпечними, тож дослід треба проводити у витяжній шафі. У цьому експерименті таких газів не утворюється, і він є цілком безпечний для виконання учнями.

Дослід 3 «Одержання кисню»

Беремо концентрований розчин гідроген пероксиду, каталізатор манган(ІV) оксид і для кращого ефекту додаємо миючий засіб, наприклад дитячий шампунь. Процес виділення кисню відбувається досить бурхливо. Піна, що утворюється, тримається досить довго.

Дослід 4 «Домашні індикатори»

Сьогодні вчителям важко знайти реактиви, але вихід є. Якщо прочитати етикетку мийного засобу «Містер Мускул», то це луг — натрій гідроксид. Можна дослідити інший побутовий засіб для очищення каналізаційних труб, наприклад «Крот». «Туалетне каченя» — це хлоридна кислота з концентрацією 10–15%. З допомогою цієї кислоти й лугу ми будемо досліджувати різноманітні побутові індикатори. Підготуйте розчин червонокачанної капусти темно-фіолетового кольору й розчин чаю «Каркаде», який теж є досить цікавим природним індикатором. З їх допомогою спробуємо розпізнати розчин лугу й розчин кислоти. Якщо фіолетовий колір червонокачанної капусти зміниться на зелений, то в пробірці розчин лугу, а чай «Каркаде» в розчині лугу змінює забарвлення на бірюзове. Досліджуємо розчин «Туалетного каченяти». Чай «Каркаде» вже має кислотне середовище й тому на кислоту не реагує. Розчин червонокачанної капусти набуває червоного кольору — це свідчить про кисле середовище. Такі досліди можна запропонувати учням виконати вдома. Який колір чаю «Каркаде» в нейтральному середовищі? Додаємо розчин лугу, щоб відбулася реакція нейтралізації, та отримуємо розчин блідо-фіолетового кольору. Отже, у нейтральному середовищі чай «Каркаде» має блідо-фіолетовий, майже прозорий колір. Як індикатори можна спробувати: сік столового буряка, сік вишень, чорниць, смородини, винограду тощо, настоянку квітів фіолетового ірису, червоного тюльпану, червоних троянд, бордової мальви тощо. З допомогою цих індикаторів можна сформувати навички використання побутових ужиткових хімікатів, правила поводження з ними й таким чином у домашніх умовах визначити те чи інше середовище.

Дослід 5 «Таємний лист»

Можна написати листа лимонним соком або розчином лимонної кислоти. Щоб його прочитати, треба розчинити у воді кілька крапель аптечного йоду і злегка змочити текст або пропрасувати гарячою праскою.

Дослід 6 «Зелений дослід»

У порожній стакан наливаємо близько 50 г концентрованого розчину кухонної солі (прозора рідина), додаємо теж близько 50 г розчину мідного купоросу (блакитна рідина) і дивимося, як у результаті реакції рідина стає зеленою! Увага! Солі Сu2+ — отруйні!

Дослід 7 «Синій дослід»

У порожній стакан наливаємо 50 г розчину купрум(II) сульфату (блакитний колір) і капаємо пару крапель прозорого нашатирного спирту. Блакитна рідина вмить перетворюється на синю!

Дослід 8 «Фіолетовий дослід»

Збовтуємо розчин крохмалю (непрозорий, білого кольору) і наливаємо 50 г у порожній стакан. Додаємо туди 50 г розчину йоду золотисто-жовтого кольору. У склянці утворюється рідина темнофіолетового кольору.

Дослід 9 «Коричневий дослід»

Наливаємо 50 г молока в порожній стакан. Додаємо туди столову ложку розчину марганцівки (малинового кольору). У результаті молоко темніє та стає блідо-коричневим.

Дослід 10 «Безбарвний дослід»

Наливаємо в порожній стакан 50 г розчину марганцівки (яскраво-малиновий колір). Додаємо в нього 1 ч. л. оцту (прозорий колір). Рідина забарвлення не змінила — така сама яскраво-малинова. А тепер додайте півчайної ложки гідроген пероксиду. Прямо у вас на очах рідина почне світлішати! І вже буквально за хвилину в склянці буде кристально-прозора вода. Рідина знебарвлюється.

Дослід 11 «Пінистий дослід»

Якщо замість оцту в рідину, яка утворилася після з’єднання марганцівки й пероксиду в досліді 10, додати рідке мило, то рідина почне сильно пінитися. Щоб реакція перебігала швидше, рідину можна перемішати. Через деякий час вона почне нагадувати пінисте пиво.

Дослід 12 «Желатинова рибка»

Спочатку треба приготувати колоїдний розчин: у чверть склянки холодної води додайте 10 г сухого желатину й дайте йому добре набрякнути. Нагрійте воду до 50 °С на водяній бані й простежте, щоб желатин повністю розчинився. Вилийте розчин тонким шаром на поліетиленову плівку й дайте висохнути на повітрі. З утвореної тонкої пластинки желе для більшого ефекту можна вирізати силует рибки. Покладіть рибку на фільтрувальний папір і подихайте на неї. Дихання зволожить желе з одного боку, воно збільшиться в обсязі, і рибка почне вигинатися.

Дослід 13 «Ковбаса з крохмалем»

Всі знають, що для здешевлення продукту виробники додають у ковбасні вироби соєве борошно. Його можна виявити так само, як і крохмаль. Капніть на шматок ковбаси розчином йоду — і за характерним синім кольором знайдете сою. Таким чином можна виявити крохмаль у крабових паличках, майонезі тощо.

Дослід 14 «Кола з цукерками»

Дослід дуже простий. Упаковку «Ментоса» висипати на аркуш паперу. Поставити пляшку з кока-колою на підлогу, швидко засипати драже з аркуша в горлечко й відійти, щоб не потрапити під струмінь. Драже в колі викликає різке спінювання, його причина — жорстка поверхня драже. Процес виділення вуглекислого газу підсилюють добавки в напої, такі як підсолоджувач аспартам. Він зменшує поверхневий натяг рідини, що ще більше полегшує виділення газу. Отже, ніколи не запивайте «Ментос» газованою водою, тому що реакція відбувається у вас у шлунку.

Дослід 15 «Феєрверк у склянці»

Наливаємо у дві склянки водні розчини звичайних акварельних фарб жовтого й голубого кольорів (кольори прапора). Зверху в кожну склянку наливаємо шар олії. Кидаємо шипучу таблетку від кашлю. Спостерігаємо, як у шар олії вилітають кольорові кульки. Це дуже прості й видовищні демонстраціїа

1. Неньютонівська рідина

Що таке неньютонівська рідина? Це речовина, в’язкість якої залежить від градієнту швидкості. Просто кажучи – це така речовина, що вміє поводитись і як рідина, і як тверде тіло. 

 

Дітям зазвичай подобається гратися з “дивною” масою: плескаєш по ній – тверда поверхня, повільно занурюєш пальці – вони відразу ж грузнуть. Можна зробити “сніжку” – вона тверда, доки швидко бгаєш її в долонях, а як тільки зупинишся, то тверда кулька перетвориться на рідину й потече крізь пальці. Словом, дуже цікаво!

Як зробити

Потрібно змішати холодну воду й крохмаль (на 1 склянку води близько 0,5 кг крохмалю, краще досипати крохмаль у воду поступово і зупинитись, як досягнете бажаного ефекту). Для краси можна додати харчовий барвник.

Плюси: 

1) приготування майже нічого не коштує;

2) ця крохмальна гидота легко відмивається від підлоги й від дітей. Правда, легко.

Мінуси: Після гри доведеться відмивати від підлоги цілком ньютонівський засохлий крохмаль… Втім, це не дуже страшно, бо (див. вище) він легко відмивається.

 

2. Лавова лампа

Експеримент демонструє фізичні і хімічні взаємодії між речовинами.  Виглядає видовищно: діти дуже люблять спостерігати, як рухаються краплі кольорової воли в олії та й дорослим це заспокоює нерви :).

Як зробити

Потрібно досить багато олії (десь 2/3 пляшки) вода, підфарбована барвником, шипучі вітамінки, прозора пляшка для змішування складників. 

1. Наливаєте олію в пляшку. 

2. Додаєте туди підфарбовану воду і вона швидко опускається на дно. Пояснюєте дітям, що різні речовини мають різку питому вагу, і що вода важча від олії. 

3. Струшуєте пляшку і милуєтесь тим, як  кольорові “краплі” плавають в олії і спадають на дно. Дивитесь, як на дні вода теж лежить не рівномірно, а “бульками”. Розповідаєте дитині про поверхневий натяг і те, чому утворюються округлі краплі.

4. Кидаєте у пляшку шипучу таблетку. Вона важча від олії, тому падає на дно. На дні контактує з водою, плчинає розчинятися, вивільняючи вуглекислий газ. Вуглекислий газ піднімається на поверхню, утворюючи щось на зразок океанських “курців”. Дуже красиво.

5. Дайте дітям з цим гратися: трусити  пляшку, кидати шипучі  таблетки. Гарно увечені увімкнути світло  і розглядати, що відбувається в пляшці, крізь лапму. Тільки, будь ласка, добре закривайте пляшку. Бо якщо ця суміш виллється кудись на килимочок, буде маленька катастрофа.

Плюси: Легко робиться, ефектно виглядає, допомагає добре пояснити властивості таких знайомих рідин :).

Мінуси: Олії шкода (мені, принаймні). Ну, і пам’ятаєте, якщо воно виллється… 

 

3. Невидимі чорнила

Напевно, всі в дитинстві в таке грались, правда? Для маленьких дітей це магія: написати щось невидиме, а потім зробити, щоб літери проступили на папері.

Як зробити

Беремо молоко чи лимонний сік, паличку (ми брали ватні палички), папір і пишемо таємного листа. Папір висихає, на ньому нічого не видно. Потім тримаємо папір над свічкою чи прасуємо – і ось наші таємні письмена проступають коричневими літерами на білому тлі. Пояснюємо дітям, що різні речовини мають різну температуру горіння (чи різну швидкість окислення, що те ж саме). 

 

Під дією високої температури сік чи молоко починають окислюватись (горіти) раніше, ніж папір. Таким чином, речовина, якою зроблено напис чи малюнок, “згорає” і залишає темний слід.

З власного досвіду пораджу: краще нагрівайте папір праскою, а не полум’ям… А якщо зважились на свічку, то грайтесь у ванній. Свічка – це дуже романтично, але ця гидота легко займається, то тільки пірати і чарівники у фільмах над свічкою “проявляють” величезний текст, і нічого в них не горить :).

Плюси: дуже просто і дешево, діти можуть таке робити самі, це заохочує писати та вигадувати таємничі історії. 

Мінуси: від відкритого вогню може загорітись, тому намагайтесь зробити все безпечно. (Втім, це можна перетворити на плюс: провести дітям лікнеп щодо безпеки взаємодії з вогнем).

 

4. Чарівне яйце 

Це довгий і спокійний експеримент: треба чекати близько доби. Зате результат гарний! Сире йце треба занурити в оцет і дочекатись, доки оцет розчинить шкаралупу. Яйце без шкаралупи залишиться в тонкій напівпрозорій плівці, стане пружним і желеподібним всередині. Ним можна гратися, просвічувати ліхтариком чи лампою (воно напіварозоре – буде видно жовток). Потім, якщо хочеться, можна розрізати і подивитись, як виглядає всередині (воно не тече, а кришиться, тож прибирати не складно) 

Як зробити

Потрібна прозора склянка, яйце і оцет. Оцту має бути достатньо, аби занурити яйце повністю. Кладете в склянку яйце, заливаєте оцтом. Час від часу спостерігаєте з дітьми, як навколо яйця збираються красиві бульки. Пояснюєте, що оболонка яйця містить кальцій (на 95% складається з карбонату кальцію)  і під час хімічної взаємодії з кислотою (оцтом) вона руйнується, а в процесі виділяється вуглекислий газ (звідси й бульки).

 

Одночасно пояснюєте, що емаль наших зубів схожа на яєчну шкаралупу, а під час розкладання в роті решток їжі утворюється кисле середовище, яке немилосердно нищить наші зуби, якщо не чистити зуби регулярно (непоганий педагогічний ефект :). Зрештою, десь за 24 години вийміть уже позбавлене твердої оболонки яйце (воно на дотик як гумове), добре помийте  і все – можна гратися.  Якщо не набридне і не розтрощать відразу, то можна зберігати кілька днів.

 

Увага: будь ласка, ставте яйце подалі від маленьких дітей, щоб вони не ковтнули оцту. 

Плюси: дуже просто, займає тривалий час, дозволяє наочно показати, як важливо чистити зуби :)), можна не тільки дивитися, а мацати це руками (для дітей це важливо).

Мінуси: все таки оцет – це небезпечно, він потребує обережності; чекати на результат довго, комусь може просто набриднути.

 

5. Фараонова змія

Здається, це найкрутіший експеримент, який можна дозволити собі в домашніх умовах без спеціальних реактивів. Назва походить від старозавітньої історії про Вихід з Єгипту: біблійний переказ оповідає, що Аарон, брат Мойсея, кинув перед фараоном свою патерицю і вона обернулачь на змію. Чому в цьому експерименті змію називають не Аароновою, а фараоновою, так і не зрозуміло, але ця  загадка лежить поза межами хімії :).

 

Експеримент видовищний: із палаючого піску вилазить велика чорна “змія”. Особливо захопливо дивитись на це увечері, бо тоді краще видно вогонь.

Як зробити 

Нам треба: 

1) чистий пісок  (можна взяти десь на будівництві чи дитмайданчику, вистачить неповної склянки);

2) сода;

3) цукрова пудра (цукор “працює” гірше, якщо в домі немає пудри, просто змеліть цукор у млинку для кави чи подрібніть в інший спосіб);

4) спитр.

А тепер сам процес.

1. Візьміть невеличку керамічну чи металеву миску, насипте в неї піску.

2. Полийте пісок спиртом, щоб він весь просочився.

3. Змішайте соду й цукрову пудру в співвідношеенні 1:4.

4. Насипте гіркою цю суміш посередині миски на проспиртований пісок.

5. Підпаліть пісок.

6. Спостерігайте:)

Суміш почне чорніти і плавитись, а потім розпухати і підніматись над мискою. Ця довга, чорна, піниста маса справді нагадує страшну змію. Як догорить, її можна помацати і розкришити (зрештою, це просто “пінисте вугілля”, воно не шкідливе :).

 

Що, власне, відбувається?

Спирт горітиме, виділяючи водяну пару та вуглекислий газ: C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O. Сода розкладатиметься на карбонат натрію, водяну пару та вуглекислий газ: 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CО2. Цукор горітиме, розкладаючись на вуглець,  вуглекислий газ та водяну пару: C12H22O11 + O2 → CO2 + H2O + С. Велика кількість газів, що швидко виділяються, змушує вуглець із карбонатом натрію пінитись”. Так утворюється об’ємна “змія”.

 

Увага: варто перед експериментом приготувати воду, все ж таки вогонь потребує обережності.

Плюси: дуже ефектний дослід і невеликі зусилля; цікаво не тільки малюкам, а й старшим дітям.

Мінуси: потрібно десь шукати пісок (в часи карантину може виявитись непросто) і, головне, відкритий вогонь завжди може бути небезпечним. Будьте обережні.

 

Цікавих відкриттів відкриттів і гарного настрою всім читачам.