گروه شيمي ناحيه ( 2) قم

آزمایش 1

• روش کار:

ازعینک ایمنی استفاده شود.
1-توسط مالیدن FeCl₃ خشک بر روی یک مقوای نازک یا پوستر، سطحی را برای نوشتن آماده می کنیم و از محلولهای بی رنگ زیر برای بدست آوردن رنگهای متفاوت در نقاشی استفاده می کنیم: تیو سیانات پتاسیم برای رنگ قرمز (KSCN) ،فرو سیانات پتاسیم K₄Fe(CN)₆ برای رنگ آبی و اسید تانیک (C₇₆H₅₂O₄₆) برای رنگ سیاه.
2- بوسیله مالیدن مخلوطی از فروسیانید پتاسیم خشک و سولفات آمونیم خشک بر روی یک کاغذ پوستر، سطحی را برای نوشتن آماده کرده و روی آن را بوسیله قلم مویی که در آب فرو برده می شود نقاشی می کنیم. محصول آبی رنگ است.
3- یک تکه کاغذ را در محلول تیو سیانات غلیظ می خیسانیم ،وقتی که کاغذ خشک شد، انگشت خود را در محلول رقیق کلرید آهن (III) فرو کرده و یک تصویر خونین بر روی کاغذ رسم می کنیم.

• واکنش ها

SCN^-(aq) + Fe³⁺(aq) ---> Fe(SCN)²⁺(aq) قرمز
4K⁺(aq) + Fe²⁺(aq) + [Fe(CN)₆]^3-(aq) ---> Fe³⁺(aq)+ K₄Fe(CN)₆(aq) آبی
tannic acid + Fe³⁺(aq) ---> Fe(III)tannate سیاه

• نکته

یک آزمایش مطلوب انگشت خونین است. چندین ورق کاغذ مانند مرحله1 آماده کرده و آنها را در یک ظرف با دهانه بزرگ نگهداری می کنیم. و بطور غیر واقعی انگشت خود را با سوزن سوراخ کرده و سریع انگشت خود را در محلول Fecl₃ وارد می کنیم و با خون بر روی کاغذ ترسیم می کنیم. دست خود را بعد از این آزمایش می شوئیم.

آزمایش2

بر روی یک قطعه کاغذ بزرگ سؤالی با مرکب صورتی نوشته می شود ،وقتی که کاغذ با شعله گرم شود،نوشته صورتی ، آّبی شده و جواب پدیدار می شود.

• روش کار:

از عینک ایمنی استفاده می شود ودر حین کار با  کبالت کلرید از دستکش استفاده می کنیم.
1- نام یک ترکیب و فرمول آن مثلا آمونیم کلرید (NH₄Cl) را برای نمایش انتخاب می کنیم.
2- با استفاده از یک قلم موی کوچک و محلول A عبارت NH₄Cl را در پائین یک کاغذ بزرگ نوشته و فرصت می دهیم تا کاغذ خشک شود.
3- وقتی برای شروع آزمایش آماده شدیم، در قسمت بالای کاغذ و با قلم موی دیگر و محلول B، می نویسیم: «فرمول شیمیایی کلرید آمونیم چیست»
4- یک چراغ بونزن را برداشته و به دقت روی کاغذ را حرارت می دهیم (با احتیاط)
5- سؤال به رنگ آبی تبدیل خواهد شد (در صورت حرارت دادن بیشتر سیاه می شود) و فرمول آن در پائین کاغذ ظاهر می شود.

• واکنش:

محلول کلرید کبالت که به عنوان مرکب برای نوشتن سؤال استفاده شد. ضمن خشک شدن، آب از دست داده و سؤال نوشته شده تغییر رنگ می دهد.
کمپلکس صورتی کبالت شامل 6 مولکول آب است که با تغییر آن به 2 مولکول آب کمپلکس آبی رنگ می شود.

[CoCl₂(H₂O)₆] ---> [CoCl₂(H₂O)₂] + 4H₂O

به دلیل اینکه بین کاغذ و مرکب های مختلف استفاده شده برای نوشتن در حین خشک شدن، واکنشهای آب زدائی اتفاق می افتد، پاسخ به صورت یک نوشته پر رنگ ظاهر می گردد.
محلول A: در این مورد می توان از سرکه ،آب لیمو یا محلول 10 درصد کلرید –آمونیم یا سولفات آمونیم آهن (III) استفاده کرد.
محلول B: محلول 10 درصد کبالت کلرید  است.

• نکته ها:

1- اگر چه اسید سولفوریک نیز باعث زغالی شدن کاغذ می شود ولی استفاده از آن به عنوان محلول A توصیه نمی شود.
2- سعی می کنیم غلظت محلول ها را تا زمان رسیدن به اثر مطلوب تغییر دهیم.
3- کلرید کبالت سمی است و از دستکش استفاده می کنیم.
4- برای تنوع سعی می کنیم محلول B را با محلول رقیق آمونیاک حاوی چند قطره معرف فنل فتالئین تغییر دهیم. با حرارت، محلول ارغوانی بازی بیرنگ خواهد شد. (بدلیل تبخیر آمونیاک)
5- می توانیم با یک سشوار قوی و یا نگهداشتن بر روی یک صفحه داغ، کاغذ را خشک کنیم.

• منابع:

1- نمایشهای شگفت انگیز شیمی سومر لین ، ایلی ترجمه دکتر مجید هروی
2- روشهای عملی آزمایشهای شیمی دکتر زهره حبیبی-صادق احمدی –الهه نیکو سپهر

• نگه داشتن یک سوزن یا تیغ روی آب

1-  با استفاده از یک  دستمال کاغذی به آرامی سوزن یا یک تیغ نازک را روی سطح آب داخل یک ظرف قرار دهید و با احتیاط دستمال کاغذی را به داخل آب هل دهید. به جای دستمال کاغذی از کاغذ یا چنگال نیز می توانید استفاده کنید. کشش سطحی آب باعث می شود با این که چگالی سوزن از آب بیشتر است، در آب فرو نرود.

2- یک قطره مایع ظرفشویی روی سطح آب بیندازید، بلافاصله سوزن فرو می رود. در واقع مایع ظرفشویی کشش سطحی آب را ک�� می کند و باعث فرو رفتن سوزن می شود.

• استعداد آب در خوردن سکه!

یک لیوان یا شیشه با دهانه گشاد را روی میز قرار دهید و آن را تا لبه از آب پر کنید، به نحوی که آب لبریز نشود و دیواره خارجی لیوان خشک بماند. حال تعدادی سکه یا کلید را به آرامی داخل آب بیندازید.

خواهید دید که تعداد غیر قابل تصوری سکه در آب جای می گیرد بدون آن که آب از لیوان بیرون بریزد. در واقع کشش سطحی آب کمک می کند تا سطح آب برآمده شده و از لبه های لیوان هم بالاتر برود.

• فرار چوب کبریت ها

دو عدد چوب کبریت را به طور موازی و با فاصله کم روی سطح آب قرار دهید. نوک چوب کبریت سوم را آغشته به مایع ظرفشویی کرده و در میان این دو با سطح آب تماس دهید. چوب کبریت ها به سرعت از هم دور می شوند.

در واقع مایع ظرفشویی کشش سطحی را در بین دو چوب کبریت کاهش می دهد و کشش آب از دو طرف چوب کبریت ها را از هم دور می کند.

• قایق صابونی

یک قایق کاغذی بسازید. یک شکاف در عقب قایق به وجود آورده و تکه ای صابون را در آن قرار دهید. این قایق را روی سطح آرام آب در یک ظرف بزرگ قرار دهید. کاهش کشش سطحی در عقب قایق و کشش سطحی آب از جلوی قایق باعث حرکت آرام قایق می شود. در واقع صابون به عنوان سوخت قایق به کار رفته است.

• رنگ کردن با آب !

محلولی از رنگ خوراکی (که در شیرینی پزی ها استفاده می شود) در آب بسازید. سپس قسمت انتهایی ساقه یک گل میخک تازه را بریده و آن را از قسمت بریده شده در این محلول قرار دهید. پس از 24 ساعت رنگ گلبرگ ها را مشاهده کنید.

می توانید برای به دست آوردن نتیجه جالب تر، ساقه گل را از و سط بشکافید و نصف آن را در یک محلول و نصف دیگر را را در محلولی با رنگ دیگر قرار دهید تا یک گل میخک رنگ و وارنگ به دست آورید.

این آزمایش ها را با گل های مختلف و گیاهانی مانند کرفس نیز می توانید تکرار کنید.

• جریان های دارای جاذبه

با مداد چهار سوراخ در یک لیوان یک بار مصرف ایجاد کنید. سوراخ ها باید نزدیک به هم و در یک خط مستقیم و در قسمت پایین لیوان ایجاد شوند. لیوان را از آب پر کنید. جریان های آب ضمن خارج شدن از چهار سوراخ، به هم می پیوندند و یک جریان یا گاهی دو جریان تشکیل می دهند. در واقع پیوند هیدوژنی بین مولکول های آب، جریان های مجزا را به سمت هم می کشد.

اگر جریان ها به طور خود به خود به هم نپیوستند، می توانید آن ها را با هدایت دست به بچسبانید.

• اثر جسم باردار روی جریان آب

این آزمایش در کتاب درسی (شیمی 1) نیز هست، که بر اساس آن یک جسم باردار (مانند یک شانه) می تواند باریکه آب را از مسیر خود منحرف کند. در واقع مولکول های قطبی آب از قطب ناهمنام به سمت جسم باردار می چرخند و جذب آن می شوند.