За последние 100 лет ученые открыли множество веществ — пластмасс, лекарств и моющих средств, ставших для нас совершенно привычными. Все они возникают благодаря химическим реакциям. В процессе химических превращений новое вещество (продукт реакции) появляется в итоге взаимодействия других веществ (реагентов). Многие химические реакции происходят естественным образом, например нефть и природный газ возникают из древних останков животных и растений. Нефть и газ называются «углеводородами», потому что формируются из углерода и водорода.
Опыты данной серии демонстрируют три основных способа протекания химических реакций — при пропускании электричества через реагенты, при нагревании или просто при смешивании исходных веществ. В первом эксперименте электроток заставляет воду выделять хлор, часто используемый как дезинфицирующее средство в бассейнах. Во втором нагревание превращает сахар, состоящий из углерода, водорода и кислорода, в чистый углерод. Наконец, в третьем опыте мы при взаимодействии бикарбоната соды (пищевой, или кулинарной, соды) и обычного уксуса получим газ, применяемый в некоторых огнетушителях.
Контроль продукции на выходе
Техник-специалист должен убедиться, что все бутылочки с химическими веществами имеют соответствующие этикетки. Точность такого рода очень важна в науке.
Как природа создавала нефть
Предыстория нефти начинается на дне теплых морей с множеством живых обитателей. Умирая, они опускались на дно и разлагались, превращаясь в тяжелый и плотный черный ил.
Со временем слои ила оказывались погребенными под слоями песка и глины. Отложения (будущие месторождения) опускались все ниже и ниже и разогревались.
Миллионы лет спустя отложения оказывались под давлением. Нефть, сформировавшуюся из черного ила, давление вытесняло в пустоты между слоями песчаника, запечатанными пластами глины.
Электролиз
Вам понадобиться:
Батарейка, лампочка и патрон с креплением для нее; инструмент для зачистки проводов для изоляции; отвертка; канцелярские скрепки; соль; вода.
Попросите кого-нибудь из взрослых помочь вам соединить в цепь батарейку и лампочку в патроне так, как показано на фотографии. Снимите по 1 см изоляции с концов проводов. Присоедините скрепками оголенные концы проводов к контактам батареи.
Начните сыпать соль в банку с водой и помешивайте, пока растворение не прекратится. Опустите в раствор оголенными концами два провода и разведите их на расстояние примерно 1 см. Обратите внимание на пузырьки, которые начнут формироваться в растворе вокруг проводов.
Лампочка должна гореть, показывая, что по цепи идет электрический ток. Осторожно принюхайтесь к банке, но не приближайте к ней нос более чем на 20 см. Что вы ощущаете? Запах как в плавательном бассейне, не так ли?
Изменение при нагреве
Вам понадобиться:
Старая кастрюлька; чайная ложка; сахар; плита.
Убедитесь в том, что кастрюлька совершенно сухая. Насыпьте ровным слоем на дно чайную ложку сахарного песка. Слой должен получиться толщиной примерно в полсантиметра.
Под присмотром взрослых поставьте кастрюльку на плиту, включив малый нагрев. Спустя несколько минут сахар начнет плавиться, превращаясь в плотную коричневую жидкость. Возможно, появятся и струйки пара.
Через некоторое время расплавленный сахар станет пениться, давая пузырьки и пар. Если продолжить нагрев, то коричневая липкая жидкость в конце концов превратится в твердый черный углерод.
Реакция на практике
Вам понадобиться:
Чайная ложка; пищевая сода; стеклянный сосуд; уксус; спички.
Положите в стеклянную миску три полных (с верхом) столовых ложки пищевой соды. Повара нередко используют этот белый порошок, отваривая, например, горох или морковь. Такой прием помогает сохранить естественный цвет овощей.
Осторожно подливайте уксус в миску. Как только уксус смешается с содой, начнется химическая реакция. Вспениваясь, смесь может полностью перейти в газ.
Этот газ называется «углекислым». Попросите кого-нибудь из взрослых опустить в миску зажженную спичку. Пламя погаснет, как только спичка погрузится в газ.