Волшебные огни

     Капли воды снимают со стенок пробирки трубочкой, свернутой ид фильтровальной бумаги. Как только лимонно-желтый порошок  почернеет, нагревание прекращают, а  пробирку закрывают пробкой, Еще теплое содержимое пробирки высыпают порциями в трубку высотой 1 м в шириной 3—4 см, установленную на асбестовом или металлическом листе. Черный порошок железа, высыпаясь из пробирки, самовоспламеняется и сгорает, образуя красивый сноп искр: 

     3Fе + 2O₂ = (Fe^IIFe₂^III)O₄ 

     Продукт реакции – тетраоксид дижелеза(III)-железа(II). Средний размер частиц порошкообразного железа около 5·10^-3 мм. Их огромная поверхность соприкосновения с воздухом резко повышает скорость окисления железа. При этом выделяется так много теплоты, что порошок воспламеняется.  

И с помощью лимонной кислоты...

     Пирофорный  порошок железа получается и из цитрата  железа. Чтобы получить цитрат железа(II) Fe₃(C₆H₃O₇)₂, в водный раствор лимонной кислоты Н₃{С₆Н₅О₇) вносят небольшими порциями мелкие железные опилки, а смесь нагревают. При этом железо химически растворяется, выделяя водород: 

     3Fe + 2Н₃(С₆Н₅O₇) = Fe₃(C₆H₅O₇)₂ + 3H₂↑ 

     Раствор цитрата железа(II) упаривают до начала кристаллизации соли, охлаждают, затем отфильтровывают и сушат выпавшие кристаллы. Реакция термического разложения Fe₃(C₆H₅O₇)₂∙Н₂О сопровождается выделением монооксида углерода СО и углерода: 

     Fe₃(C₆H₅O₇)₂∙Н₂O = 3Fe + 9СО↑ + 3С + 6Н₂О↑  

Пламя — и сноп искр

     Красивый  сноп искр можно получить, высыпая  в пламя горящей спиртовки порошки таких металлов, как алюминий, титан, цирконий или магний. Порошок сбрасывают с фарфоровой ложечки или со шпателя небольшими порциями. При горении порошков металлов образуются оксиды А1₂O₃, TiO₂, ZrO₂ и MgO. В опыте не следует использовать тончайшие порошки (пыль или пудру) этих металлов: в пламени они могут взорваться. Пудра циркония может взорваться уже при комнатной температуре.  

Горящий снег

     Возьмите  жестяную консервную банку, наполните  ее на 3/4 объема снегом и положите в  середину 3—4 гранулы карбида кальция. Сверху засыпьте гранулы СаС₂ снегом и поднесите к банке горящую спичку. Снег вспыхивает и горит коптящим пламенем.

     Суть  этого опыта в том, что при  реакции СаС₂ с водой (взятой в виде снега) выделяется ацетилен. Именно ацетилен горит коптящим пламенем, создавая иллюзию горения снега.  

Зеленое пламя

     В фарфоровой чашке смешайте 10 мл этилового  спирта С₂Н₅ОН, 10 мл концентрированной серной кислоты и 2 г буры Na₂B₄O₇∙10Н₂О. Теперь подожгите смесь. Она будет гореть красивым зеленым пламенем.

     При взаимодействии С₂Н₅ОН, H₂SO₄ и Na₂B₄O₇∙10Н₂O получается борно-этиловый эфир состава В(ОС₂Н₅)₃: 

     12С₂Н₅ОН + H₂SO₄ + Na₂B₄O₇ = 4В(ОС₂Н₅)₃ + Na₂SO₄ + 7Н₂O, 

который горит, образуя пламя зеленого цвета 

     2В(ОС₂Н₅)₃ + 18O₂ = В₂O₃ + 12СО₂ + 15Н₂O 

Факел из эфира

     Очень эффектный опыт – горение борно-этилового  эфира на выходе простой установки, состоящей из конической колбы, пробки и газоотводной трубки. Для опыта  следует подготовить 5—10 г борной кислоты — гидроксида бора В(ОН)₃, 50 мл этилового спирта С₂Н₅ОН и 50 мл концентрированной серной кислоты H₂SO₄. Смешивают в колбе гидроксид бора со спиртом, вносят туда же серную кислоту, закрывают пробкой с трубкой и ставят нагревать на электрическую плитку. Как только в жидкости начнут появляться пузырьки газа, содержимое колбы перемешивают, вращая ее, и после этого подносят горящую лучинку к выходному отверстию газоотводной трубки. Появляется зеленое пламя, которое лучше всего наблюдать, выключив свет в помещении. 

Фейерверк над тиглем

     Смешайте  на сухой бумаге одинаковые объемы (не больше чем по одной ложечке) порошков перманганата калия, древесного угля и порошка железа. Смесь насыпьте в пробирку из тугоплавкого стекла или железный тигель, поместите в кольцо или в лапку штатива (пробирку — выходным отверстием вверх) и нагревайте пламенем спиртовки или газовой горелки.

     Вскоре  из смеси начинает вылетать поток  ярко светящихся частиц! настоящий  «звездный дождь». Уголь и железо окисляются кислородом, выделяющимся при термическом разложении перманганата калия. 

Огни  в жидкости

     В небольшой стеклянный цилиндр на высоту 10—12 см налейте концентрированную  серную кислоту. Сверху осторожно налейте  этиловый спирт С₂Н₅ОН, наполнив цилиндр почти до верха. Затем в цилиндр всыпьте предварительно измельченные кристаллы перманганата калия.

     Падающие  крупинки КМnО₄ достигают границы, разделяющей спирт и серную кислоту, и вызывают вспышки огней, так что в течение нескольких минут можно наблюдать в жидкости настоящий фейерверк!

     Огни  в жидкости возникают, когда этанол мгновенно воспламеняется при контакте с оксидом марганца(VII), который образуется при реакции КМnO₄ и H₂SO₄.  

Небесный огонь

     Химик-«факир»  может одним движением руки зажечь костер без спичек. Конечно, подобного  рода спектакль должен быть тщательно  подготовлен.

     На  железный лист или на кирпичи кладут несколько кристаллов перманганата калия и смачивают их концентрированной серной кислотой. Вокруг раскладывают древесные щепки, устраивая «костер». Важно, чтобы щепки не касались кристаллов КМпO₄. «Факир» смачивает этиловым спиртом небольшой клочок ваты и незаметно зажимает его между пальцами. В момент, когда нужно зажечь «костер», вполне достаточно выдавить капли спирта из ватного тампона — так, чтобы они попали на смесь перманганата калия с серной кислотой, где в соответствии с уравнением реакции, приведенным ранее, образуется оксид марганца(VII) — сильнейший окислитель, поджигающий этанол.

     «Костер»  мгновенно загорается. Надо иметь  в виду, что «факир» должен сразу  же убрать руку с ватным тампоном, иначе  тампон тоже может загореться.  

Натрий-колдун

     В кучку деревянных палочек, которая  будет изображать костер, за пять минут  до демонстрации опыта помещают гранулу  натрия размером с горошину, а затем  поливают ее водой, но не очень обильно (чтобы палочки не намокли и  могли гореть). Этого будет достаточно, чтобы прошла реакция с выделением водорода и образованием большого количества теплоты: 

     2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ 

     Все это приводит к возгоранию «костра».   

Хромовая зажигалка

     Чтобы зажечь костер без спичек, можно  использовать красные кристаллы оксида хрома(VI) CrO₃. Надо только очень тщательно просушить это вещество. Чтобы «костер» загорелся, нужно полить СгO₃ небольшим количеством этилового спирта. При соприкосновении с сильным окислителем спирт вспыхивает, а пламя мгновенно охватывает костер: 

     4СгО₃ + С₂Н₅ОН  = 3Н₂O + 2СO₂ + 2Сг₂О₃  

Волшебное пламя

     Сожгите немного (10—15 мл) этилового спирта в  фарфоровой чашке. Обратите внимание: спирт горит почти бесцветным пламенем. Когда горение закончится, в ту же чашку налейте еще 10 мл спирта и 1 мл насыщенного раствора гидроксида бора В(ОН)₃. Подожгите смесь, и вы тут же обнаружите: пламя стало ярко-зеленым! Зеленое пламя, получаемое при горении борно-этилового эфира, — отличная качественная реакция на присутствие соединений бора в пробе сжигаемого вещества.  

Пробирка-факел

     Налейте в пробирку 1 мл концентрированной  уксусной кислоты. Пробирку надо закрыть  пробкой с газоотводной трубкой  и закрепить в лапке штатива  в наклонном положении, а потом  осторожно нагреть. После того как  уксусная кислота закипит и пары ее начнут выходить из отверстия пробирки, подожгите их лучинкой. Появятся длинные языки слабо светящего пламени, похожие на огненный веер.

     Горение уксусной кислоты отвечает уравнению  реакции: 

     СН₃СООН + 2O₂ = 2С0₂↑ + 2Н₂O 

     С прекращением образования паров уксусной кислоты горение заканчивается и огонь гаснет.  

Самовозгорание?

     На  железном листе или в фарфоровой чашке смешайте гранулы пероксида  натрия с мелко разорванной фильтровальной бумагой. На приготовленную смесь нанесите несколько капель воды. Бумага тотчас воспламенится. Если «фокусник» сумеет внести в смесь воду незаметно для зрителей, произнося при этом таинственные «заклинания», то опыт произведет замечательное впечатление.

     Возгорание  смеси пероксида натрия с целлюлозой (фильтровальная бумага) вызвано выделением большого количества теплоты при реакции Na₂O₂ с водой и получением атомного кислорода: 

     Na₂O₂ + Н₂О = [О] + 2NaOH  

В кислороде...

     Если  гранулу фосфора или немного  магниевой стружки сжигать в  кислороде, то можно наблюдать ярчайшее пламя. Получить кислород можно весьма простым образом.

     Приготовьте большую стеклянную банку, химический стакан или широкий цилиндр и  на дно этого сосуда насыпьте слой сухого речного песка высотой 1 см. Затем поставьте на песок чашку  с концентрированным раствором пероксида водорода и внесите в нее порошкообразный диоксид марганца. Тотчас начнется выделение кислорода, который заполнит весь приготовленный вами сосуд (кислород немного тяжелее воздуха). Теперь можно поджечь красный фосфор или магниевую стружку в ложечке для сжигания и внести ее в сосуд с кислородом.

     Уравнения реакций горения таковы: 

     2Mg + O₂ = 2MgO;

     4P + 5O₂ = P₄O₁₀