Для многих химия – это когда в колбах что-то кипит, дымит,
взрывается, или, по меньшей мере, меняет цвет. Мы решили не
разрушать это представление и показать несколько прекрасных
видеозаписей, раскрывающих всю красоту химических реакций.
За основу для этой медитативной видеогалереи мы выбрали серию видео
Beautiful Chemistry, снятых профессором Янь Ляном и его коллегами
из Университета науки и технологии Китая. Кстати, эти видеоролики
получили премию Experts Choice («Выбор экспертов») на конкурсе 2015
VIZZIES Visualization Challenge.
1. На первом видео пять классических реакций, сопровождающихся
выпадением осадка. Первая — это выпадение хлорида серебра при
внесении капли нитрата серебра в раствор обычной соли — реакция,
позволяющая обнаружить в растворах следы хлоридов (а также бромидов
и иодидов). Следующая реакция — осаждение быстро темнеющего
тиосульфата серебра при смешивании нитрата серебра и тиосульфата
натрия. Потемнение происходит из-за разложения тиосульфата серебра
до сульфида. Третий процесс — качественная реакция на сульфаты,
осаждение сульфата бария из смеси хлорида бария и сульфата калия.
Затем химики демонстрируют осаждение осадка хромата серебра.
Поначалу выпадает красный осадок, вероятно, бихромата серебра
Ag2Cr2O7 — он образуется благодаря кислотности раствора нитрата
серебра. Однако дальнейшее перемешивание веществ понижает
кислотность и бихромат «разваливается» в желтый хромат Ag2CrO4.
Последняя реакция — гидролиз медного купороса в растворе
щелочи.
https://player.vimeo.com/video/106810691
2. Следующая видеозапись показывает эксперимент, известный как
«Неорганический сад». В раствор силиката натрия («жидкого стекла»)
бросают кристаллики солей металлов. Из-за нерастворимости силикатов
большинства металлов вокруг кристаллов быстро возникают тонкие
силикатные оболочки. Из-за осмотического давления в этих оболочках
периодически возникают разрывы и растворенные соли выбираются
наружу, чтобы сформировать новую границу оболочки.
Рост вытянутых столбов связан с тем, что плотность жидкости внутри
оболочки может оказаться меньше плотности жидкого стекла —
остальное делает сила Архимеда. Для реакции используют кристаллы
хлоридов кальция, кобальта и железа, а также сульфатов цинка и
кобальта.
https://player.vimeo.com/video/106809656
3. Третий ролик посвящен реакциям вытеснения металлов из их солей.
Из-за того, что у разных металлов сильно отличаются свойства —
например, способность восстанавливать ионы водорода, — в некоторых
ситуациях могут протекать реакции, в которых один металл, более
активный, вытесняет менее активный металл из его соли. В частности,
серебро, относящееся к металлам с невысокой активностью, легко
вытесняется из соли металлическим цинком. Точно так же с помощью
цинка можно выделить металлическую медь из медного купороса и
свинец из раствора нитрата свинца.
https://player.vimeo.com/video/106807484
4. В четвертом видеоролике химики показывают крупным планом
реакции, сопровождающиеся выделением газов. Первая реакция —
растворение цинка в соляной кислоте, в результате которого
образуются пузырьки водорода, а цинк превращается в хлорид цинка.
Следующая реакция — растворение магния в уксусной кислоте с тем же
результатом (образуется ацетат магния). Третья реакция —
растворение в соляной кислоте карбоната кальция (содержащегося в
яичной скорлупе). В результате реакции выделяется углекислый газ.
Если довести реакцию до конца, то яйцо станет мягким и будет
прогибаться при прикосновении. Ту же процедуру можно повторить и в
крепком уксусе. Последняя часть видео показывает электролиз воды —
под действием тока она разлагается на водород и кислород.
https://player.vimeo.com/video/106806525
5. В этом видео химики капают растворы кислот и щелочей на
растения. Многие цветы, ягоды (и не только) содержат в себе
индикаторы — вещества, меняющие свою структуру и окраску в кислых
или щелочных средах. Здесь для опытов использовали краснокочанную
капусту и цветок из семейства Линдерниевых — Torenia fournieri. С
тем же успехом можно экспериментировать над цветами рода гибискус,
входящими например, в состав каркаде.
https://player.vimeo.com/video/106808368
6. Шестое видео, строго говоря, не показывает химических реакций.
Оно посвящено кристаллизации — переходу солей из растворов в
твердую форму. Тем не менее, каждый химик сталкивается с этим
явлением, например, занимаясь очисткой веществ. Для того, чтобы
вырастить небольшие кристаллы необходимо растворить соль в большом
количестве горячей воды, удалить не растворившийся осадок
(например, слив с него чистый раствор) и оставить жидкость
остывать. Чем медленнее жидкость остывает (или испаряется), тем
больше шансов получить большой кристалл.
На видео показано как кристаллизуются медный купорос, тиосульфат
натрия, трисоксалат железа калия и ацетат натрия. Последний еще
используется в известном опыте «горячий лед», в котором
перенасыщенный раствор соли почти полностью затвердевает от
прикосновения или падения одного маленького кристалла.
https://player.vimeo.com/video/106807085
7. На следующем видео авторы показали «танцующие капли», сделанные
из флуоресцирующих палочек. Химики смешали жидкости, запускающие
интенсивное свечение смеси — обычно это комбинация дифенилоксалата,
перекиси и красителя. Затем они поместили смесь в раствор щелочи.
Из-за того, что светящаяся основа растворена в маслянистом
веществе, капли не растворились в щелочи. На границах капель
происходит химическая реакция, заставляющая их двигаться.
https://player.vimeo.com/video/106805144
8. Последний видеоролик посвящен дыму. Если первая его часть —
обычное горение свечи и ароматических палочек, то затем химики
показывают как дым может возникнуть без огня. Следует отметить, что
дым это аэрозоль, взвесь твердых частиц в воздухе. Последняя
реакция — взаимодействие газообразного аммиака с парами соляной
кислоты. В результате реакции образуются крошечные кристаллы
хлорида аммония, которые и кажутся похожими на дым. Как шутят
авторы — все три типа дыма пахнут совершенно-по разному. Например,
ароматические палочки пахнут довольно приятно, а хлорид аммония
нюхать явно не стоило.
https://player.vimeo.com/video/106804057
Источник nplus1.ru