Новогодние праздники мы всегда хотим встретить по-особому. Если вы захотите порадовать друзей праздничными сюрпризами, попробуйте использовать предложенные опыты.

«Огненная надпись»

Огненная надпись появляется на бумаге при реакции разложения нитрата калия KNО₃. Вот как показывают этот эффектный опыт.

На листе бумаги намечают контурный рисунок и готовят концентрированный раствор нитрата калия. Для этого в 15 мл горячей воды растворяют при перемешивании 20 г KNO₃. Затем с помощью кисточки, пропитывают бумагу по контуру рисунка этим раствором, не оставляя пропусков и промежутков.

Когда бумага высохнет, надо коснуться горящей лучинкой какой-нибудь точки на контуре. Тотчас же появится «искра», которая будет медленно двигаться по контуру рисунка, пока не замкнёт его полностью.

Почему это происходит? Вспомним, как разлагается при нагревании нитрат калия KNO₃: он превращается в нитрит калия KNO₂ и выделяет кислород.

От выделяющегося кислорода бумага обугливается и обгорает, а разлагаться начинают следующие, соседние порции кристаллического нитрата калия. Все это производит ещё большее впечатление, если в помещении темно.

Гирлянда из кристаллов

Буквы или фигуры можно вырастить из кристаллов. Для этого потребуется сделать из проволоки каркасы этих букв или фигур, обмотать их шерстяными нитками (лучше – белой пряжей), а потом опустить их (на 1–2 ч) в тёплый насыщенный раствор алюмокалиевых квасцов KAl(S0₄)₂ • 12Н₂O c добавкой хромокалиевых квасцов KCr(SO₄)₂ • 12Н₂О или медного купороса CuSO₄ • 5Н₂O.

Пройдет несколько суток, и на каркасе вырастут красивые кристаллы – бесцветные, сиреневого или светло-голубого цвета. Их осторожно вынимают из раствора, промокают фильтровальной бумагой и покрывают бесцветным лаком, чтобы они не «выветривались», т. е. не теряли кристаллизационную воду.

Кристаллические письмена, бусы, звёзды и гирлянды отлично украсят новогоднюю ёлку.

Перья в бриллиантах

Приготовьте горячий концентрированный раствор, содержащий поваренную соль (хлорид натрия) и сахар (сахарозу).

Для этого в 50 мл кипящей воды растворите 30 г NaCl и 30 г С₁₂Н₂₂О₁₁. Затем, не охлаждая раствор, окуните в него заготовку перьев, вырезанную из ватманской бумаги, и предоставьте раствору постепенно принимать комнатную температуру. После остывания раствора заготовка окажется покрытой бесцветными кристаллами, похожими на драгоценные камни.

Чтобы кристаллы не осыпались с бумаги, их обрабатывают из аэрозольного баллончика бесцветным лаком для волос. Перья – отличное украшение мушкетерской шляпы или новогоднего маскарадного костюма.

Букет в банке

Сделайте из бумаги, пропитанной крахмальным клейстером, искусственные цветы и поместите их в большую стеклянную банку с крышкой.

Разместите цветы внутри сосуда так, чтобы получился красивый букет, и внесите в банку несколько капель спиртовой настойки йода. Затем плотно закупорьте банку крышкой.

Через 20–30 минут лепестки цветов окрасятся в синий цвет: именно такую окраску приобретает крахмал в присутствии йода, пары которого после испарения спирта заполнят внутренний объём банки.

Чешуйчатый дракон

Нарисуйте на листе плотной бумаги контур фигуры дракона (или другого сказочного персонажа). Вырежьте бумажную фигурку в двух экземплярах, поместите между двумя слоями бумаги достаточно большой пласт ваты и сшейте обе бумажных фигурки с помощью иголки и белой нитки. Получается объёмная заготовка нашего будущего дракона.

Приготовьте горячий концентрированный раствор, содержащий на 100 мл воды, 30 г поваренной соли (хлорида натрия), 50 г сахара (сахарозы), 30 г селитры (нитрата калия) и 30 г мочевины (карбамида). Не охлаждая раствора, окуните в него объемную заготовку игрушечного дракона так, чтобы жидкость пропитала слой ваты, и подвесьте дракона с помощью проволочки над блюдцем, куда сможет стекать избыток раствора.

Когда игрушка высохнет, вы увидите, что дракон покрыт блестящей кристаллической чешуёй. Этой игрушкой можно украсить новогоднюю ёлку.

Фрукты и овощи на елке

Кроме покупных игрушек, хорошо украсить лесную красавицу самоделками. Подойдут игрушки из яичной скорлупы, бумажные флажки и гирлянды, а также искусственные фрукты и овощи, которые изготовить совсем нетрудно.

Прежде всего надо сварить крахмальный клейстер с антисептическими и противопожарными добавками – иодидом ртути (ІІ) и алюмокалиевыми квасцами KAl(SО₄)₂. Если нет Hgl₂, можно воспользоваться небольшим количеством медного купороса CuSО₄ или буры Na₂B₄O₇.

Когда клейстер остынет, в него осторожно на несколько секунд окунают комки ваты. Из ваты, смоченной клейстером, лепят яблоки, груши, огурцы, помидоры и раскладывают их сушить на полиэтиленовую пленку.

Просохшие овощи и фрукты раскрашивают гуашевыми красками, акварелью или фломастером.

Апельсин, лимон, яблоко

Чтобы показать чудесное превращение «апельсинового сока» в «лимонный» и «яблочный», надо приготовить водный раствор дихромата калия К₂Сr₂O₇ и раствор щёлочи NaОН (гидроксида натрия). В крайнем случае подойдёт и раствор соды Na₂CO₃. А ещё – разбавленную серную кислоту H₂SO₄ и раствор сульфита натрия Na₂SO₃.

Сначала чародей покажет зрителям колбу или стакан с раствором дихромата калия. Этот раствор – оранжевого цвета, цвета апельсина. Потом, добавив щёлочь или раствор соды, превратит «апельсиновый сок» в «лимонный». Это происходит, когда оранжевый дихромат-анион Сr₂O₇^2-| превращается в жёлтый хромат-анион СrO₄^2-.

Кстати, можно сделать и наоборот: из «лимонного сока» – «апельсиновый». Стоит лишь добавить немного серной кислоты, как произойдёт реакция превращения хромат ионов в дихроматы.

А если к раствору дихромата калия К₂Сr₂O₇ добавить немного разбавленной серной кислоты и сульфита натрия, то жидкость сразу же позеленеет из-за того, что идет окислительно-восстановительная реакция.

Дихромат калия К₂Сr₂O₇ – сильный окислитель, а сульфит натрия Na₂SO₃ – восстановитель. В результате реакции получается яблочно-зелёный раствор сульфата хрома Cr₂(SO₄)₃, а сульфит натрия Na₂SO₃ превращается в сульфат натрия Nа₂SO₄ (оба бесцветные).

К₂Сr₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 4H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 4H₂O

Обратного хода от «яблок» к «апельсинам» и «лимонам» нет: окислительно-восстановительную реакцию вернуть назад не удастся.

Искусственные драгоценности

Попробуйте изготовить сувениры к празднику – искусственные самоцветы.

В пламени газовой горелки разогрейте, а потом растяните тонкую стеклянную трубочку в стеклянную нить. Затем эту нить надо погрузить в пробирку с раствором нитрата кобальта (П), после чего внести её в горячую зону пламени горелки. Нить превращается в стеклянный шарик синего цвета, похожий на сапфир. Синяя окраска стекла обусловлена примесью кобальта.

Аналогичным образом вы сможете изготовить стеклянный шарик, окрашенный в зелёный цвет, опуская стеклянную нить в раствор соли хрома (ІІІ), а потом сплавляя в пламени горелки. Этот шарик будет похож на изумруд.

Нихромовую или платиновую проволоку от старой термопары сверните ушком и, нагрев это ушко в пламени горелки или спиртовки, захватите им немного буры Na₂B₄O₇ • 10Н₂O. Поместив проволоку в пламя, расплавьте буру.

Образовавшийся прозрачный бесцветный шарик (перл) буры погрузите в раствор соли кобальта (П) и снова внесите в пламя. Перл окрашивается в синий цвет. Если бесцветный перл буры погрузить в раствор соли никеля (П), то в пламени горелки он окрасится в красно-бурый цвет, а после охлаждения станет золотисто-жёлтым.

Если вместо соли никеля использовать соль хрома (ІІІ), получится перл изумрудно-зелёного цвета.

Суть опыта заключается в получении переохлажденных расплавов (стекол), состоящих из метабората натрия NaBO₂, окрашенных примесями метаборатов кобальта, никеля или хрома составов Со(ВO₂)₂, Ni(BO₂)₂ и Сг(ВO₂)₃.

Н.Г. Антонюк, кандидат химических наук, доцент, Национальный университет «Киево-Могилянская академия»