Аккуратно смешайте 6 гр. щавелевой кислоты (H2C2O4·2H2O) и 3 гр. перманганата калия KMnO4. Смесь высыпьте на керамическую пластинку и капните в ее центр 1 каплю воды. Через несколько секунд смесь вскипит с выделением большого количества газа и пара.
Дело в том, что щавелевая кислота активно окисляется перманганатом калия с образованием воды, углекислого газа и выделением теплоты. Вода, которая при этом образовалась, служит растворителем и обеспечивает быстрое прохождение реакции.
Реактивы и посуда должны быть сухими, в противном случае "извержение" может начаться раньше, чем вы это запланировали.
Есть и другой вариант данного опыта. В фарфоровую ступку насыпьте щавелевую кислоту, перманганат калия и разотрите содержимое. Почти сразу же начнется активная реакция.
Обратите внимание, что взаимодействие двух твердых веществ началось в результате растирания - без добавления даже капли воды.
Возьмите 5-8 г цинковой пыли и насыпьте ее на металлический лист. К цинковой пыли добавляйте по каплям при перемешивании тетрахлорид углерода ССl4 до тех пор, пока смесь не превратится в густую массу. Затем сформируйте из этой массы горку. В центре горки сделайте углубление и насыпьте туда небольшое количество зажигательной смеси (например, Mg + S).
Теперь подожгите зажигательную смесь пламенем бунзеновской горелки с поддувом воздуха (через пипетку) . Сразу же начнется активная реакция: произойдет вспышка, смесь раскалится, из нее повалит густой белый дым хлорида цинка ZnCl2. Время от времени будет появляться и исчезать пламя. Все это похоже на вулкан в момент извержения. В нашем случае "извержение" продолжается около пяти минут. После реакции останется желтовато-черная масса.
Тетрахлорид углерода и цинк реагируют с образованием хлорида цинка ZnCl2 и углерода (сажи):
СCl4 + 2Zn = 2ZnCl2 + C
Чтобы показать извержение ферратного вулкана, смешивают 3-5 г железного порошка или железной пудры с равным по массе количеством сухого нитрата калия КNO3, предварительно растертого в ступке. (Нитрат калия должен быть тщательно высушен!). Смесь помещают в углубление горки, сделанной из 4-5 столовых ложек сухого просеянного речного песка. В центре самой смеси также делают небольшое углубление. Далее раскаляют уголек в пламени газовой горелки и кидают его в средину смеси.
Начинается активное горение с выделением искр, белого дыма и сильным разогревом. Масса раскаляется до ярко-желтого цвета и очень напоминает лаву. Если вулкан с бихроматом аммония изображает выброс вулканического пепла, то ферратный вулкан больше напоминает другую стадию вулканического извержения - когда из кратера появляется лава.
При взаимодействии нитрата калия с железом образуется феррат(VI) калия К2FeO4.
2KNO3 + Fe = K2FeO4 + 2NO
Пороховой вулкан (горение угля и серы в расплаве KNO3)
Закрепите в штативе металлическое кольцо и поставьте в него фарфоровую выпарную чашку. Поместите в чашку 5-10 г нитрата калия КNO3 и расплавьте содержимое в пламени горелки. Отставьте горелку в сторону и раскалите в ее пламени кусочек древесного угля (размером около 1 см.). После чего бросьте уголек в расплав.
Уголь сразу же начинает ярко гореть, при этом он будет бегать по поверхности расплава и подпрыгивать. Теперь высыпьте в расплав пол чайной ложки порошка серы. Появятся яркое желто-белое пламя и белый дым оксидов серы. Все это напоминает активное извержение вулкана. Опыт будет выглядеть особенно эффектно, если показывать его в сумерках или ночью на открытом воздухе. Обратите внимание: серу нужно добавить до того, как сгорит уголь.
Реакции угля и серы с нитратом калия можно выразить уравнениями:
При взаимодействии КNO3 и серы также могут образовываться К2SO4 и SO3. Смесь из 75% нитрата калия, 12.5% серы и 12.5% угля называется черным порохом . Черный порох был известен еще в древнем Китае и многие века служил основным взрывчатым веществом. Выполняя опыт, будьте осторожны: раскаленный уголь и брызги расплавленной серы нередко вылетают из чашки. Поэтому перед опытом нужно надеть защитные очки, а после начала горения отойти на расстояние полтора-два метра. Ни в коем случае нельзя наклоняться над чашкой и прикасаться к ней, пока процесс не закончится и все вещества не остынут. Рядом не должно быть никаких легко воспламеняемых материалов.
В фарфоровой ступке разотрите 50 гр оранжево-красных кристаллов бихромата аммония (NH4)2 Cr2O7. Порошок насыпьте горкой на большой лист металла или асбестового картона. На вершине "вулкана" сделайте углубление "кратер" и налейте туда 1-2 мл. спирта. Спирт поджигают, в помещении гасят свет. Начинается активное разложение бихромата аммония. При этом появляется сноп ярких искр и образуется серовато зеленый Cr2O3 "вулканический пепел". Объем оксида хрома во много раз превышает объем исходного бихромата аммония. Опыт очень напоминает извержение настоящего вулкана, особенно на заключительной стадии, когда снопы красных искр прорываются из глубины пушистого Cr2O3. Реакция разложения бихромата аммония протекает с выделением большого количества тепла, поэтому после поджигания соли она протекает самопроизвольно - до тех пор, пока весь бихромат не разложится. (NH4)2Cr2O7 = Сr2O3 + N2 + 4H2O Впервые за разложением бихромата аммония наблюдал первооткрыватель этого вещества - Рудольф Беттгер (1843 г.). Есть несколько модифицированных вариантов данного опыта. Например, насыпьте горку сахарной пудры и сделайте в ней углубление, в которое засыпьте бихромат аммония (NH4)2Cr2O7. Подожгите бихромат. Начало опыта ни чем не отличается от описанного выше эксперимента. Однако, оксид хрома Сr2O3, который образовался в результате разложения, является катализатором окисления сахарозы. Поэтому если в конце разложения бихромата смесь перемешать, опыт перейдет во вторую стадию. Потом почти сгоревшую, но еще горячую горку посыпьте селитрой, при этом получатся красивые мерцающие огни, разъедающие массу.
