عشر تجارب كيميائية مذهلة
وسنعرض هنا عشر تجارب كيميائية رائعة توضح لنا روعة علم الكيمياء .
عشر تجارب كيميائية مذهلة بألوان و مظاهر جذابة
كان العالم الكبير جابر بن حيان يتحيز بشدة للمنهج التجريبي القائم على البحث والأستقراء .
ومن أشهر أقواله ” التجربة محك معتمد ، لكنها وحدها لا تكفي ، انما تأتي صنعة الكيمياء بالعوامل الثلاث معا: العلم والعمل والتجربة .
وسنعرض هنا عشر تجارب كيميائية رائعة توضح لنا روعة علم الكيمياء . وأن الكيمياء علم شيق و يمكن اجراء التجارب في أماكن كثيرة وليس فقط داخل المعامل الكيميائية
1- تفاعل الماغنيسيوم مع الثلج الجاف:
في هذه التجربة يتم قطع كتلة الثلج الجاف إلى قسمين ، ويحفر حفرة في أحد الجوانب ، ويملأ الحفرة بقشرة المغنيسيوم ، ويتم اشعال المغنيسيوم ، ويغطي التفاعل بجزء واحد من كتلة الجليد الجاف.
عندما يتم وضع غطاء الجليد الجاف فوق المغنيسيوم المحترق ، يتم عزل التفاعل عن الأكسجين ، ومع ذلك لا يزال المغنيسيوم يحترق ؛ ولكن ما تفسير ذلك؟
التفسير هو أن الماغنيسيوم المعدني يريد حقًا أن يصبح أكسيد ماغنيسيوم مستقر ، لذلك سوف يأخذ الأكسجين من مجموعة متنوعة من المصادر ، بما في ذلك الماء (H 2 O) أو الرمل (SiO 2 ). حتى أنه يأخذ الأكسجين من ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) ، وهو نفس المادة التي يتكون منها الثلج الجاف.
2 Mg (s) + CO 2 (g) → 2 MgO (s) + C (s)
لذلك على الرغم من أن الماغنيسيوم المحترق قد يتم عزله عن الأكسجين الموجود في الهواء ، إلا أنه يمكن أن يتفاعل بسهولة مع غاز ثاني أكسيد الكربون حيث يتسامى الجليد الجاف من الصلب إلى الغاز.
التفاعل طارد للحرارة ، مع إنطلاق طاقة قدرها -812 كيلوجول ، مما ينتج عنه حرارة وضوء.
بمجرد احتراق الماغنيسيوم ، يتبقى أكسيد الماغنيسيوم الأبيض والكربون الأسود.
ما هو السبب في أنه من الضروري تحديد مصدر الحريق قبل محاولة إخماده ؟
لأنه يمكن إخماد العديد من الحرائق باستخدام طفايات حريق ثاني أكسيد الكربون ؛ حيث يحل ثاني أكسيد الكربون محل الأكسجين حول المادة المحترقة. ليعزلها عن الأكسجين و يتم اخماد الحريق بشكل تدريجي.
ولكن إذا كان لديك حريق من الماغنيسيوم ، على سبيل المثال ، فإن طفاية حريق ثاني أكسيد الكربون لن تساعد ، حيث سيظل الماغنيسيوم يحترق إذا تعرض لثاني أكسيد الكربون. سيكون من الأفضل ترك المغنيسيوم يحترق ومنع اللهب من إشعال النار في المواد الأخرى القريبة.
لاحظ أن: الثلج الجاف هو مجرد ثاني أكسيد كربون متجمد.
2-تفاعل كلورات البوتاسيوم و حلوى الدببة الجيلاتينية :
كلورات البوتاسيوم عامل مؤكسد فعال للغاية ، مما يعني أنه جيد حقًا في انتزاع الإلكترونات من المواد المتفاعلة الأخرى فيما يسمى تفاعل الأكسدة والاختزال .و أيضا السكر سهل الأكسدة بشكل لا يصدق.
في هذه التجربة يتم تفاعل شيئًا به سكر (مثل حلوي الدببة الجيلاتينية ) مع كلورات البوتاسيوم ،مع اضافة القليل من الحرارة ، ليحدث بذلك تفاعل أكسدة سريع الانتشار.
ويمكن حدوث التفاعل عن طريق اضافة حامض الكبريتيك بدلاً من الحرارة مع المتفاعلات السابقة ، وسنحصل على تفاعل أكثر عنفًا .
3–تفاعل تولنز ( Tollens )- المعروف أيضًا باسم اختبار “المرآة الفضية”
يحتاج الكيميائيون غالبًا إلى معرفة ما إذا كان مركب معين يحتوي على ألدهيد أو كيتون – وهما مجموعتان كيميائيتان متشابهتان من الناحية الهيكلية توجد عادة في المركبات العضوية.
تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في كاشف تولنز وهو خليط واضح من هيدروكسيد الصوديوم ونترات الفضة والأمونيا له الصيغة الكيميائية Ag (NH 3 ) 2 NO 3 .
يوجد بعض هيدروكسيد الصوديوم في الخليط أيضًا ، لكن المكون الأول هو الجزء المهم ، لأنه عندما يتم خلط كاشف تولنس بمركب عضوي يحتوي على ألدهيد ، سيتفاعل Ag ( NH 3 ) 2 NO 3 ، مما يتسبب في ظهور عنصر الفضة.
لتسقط من المحلول وعلى السطح الداخلي لأي حاوية يحدث فيها التفاعل. إذا كانت هذه الحاوية زجاجية ، فستأخذ شكل المرآة.
.
4- تفاعل الساعة المتذبذبة بريجز – راوشر:
تنتمي هذه التجربة إلى عدد صغير من التفاعلات الكيميائية المتذبذبة المسماة وصفًا تفاعلات التذبذب حيث تشبه إلى حد ما الساعة التي تكرر نفسها.
وفقًا لـ Wired ، تم عرض هذه التجربة لأول مرة منذ أكثر من 30 عامًا ، لكن لا يزال الباحثون يحاولون فهم كيفية هذا التفاعل – الذي يتضمن مزيجًا مثيرًا للإعجاب يتطلب كميات مختلفة من :
الماء ، وبيروكسيد الهيدروجين ، والنشا القابل للذوبان ، ويودات البوتاسيوم ، وحمض الكبريتيك ، وحمض المالونيك. وكبريتات المنجنيز.
لاحظ الباحثون أن هذا الخليط يمر بأكثر من 15 دورة قبل أن ينتهي أخيرًا كمزيج أزرق-أسود.
5-تفاعل ناسو القديم( تفاعل الهالوين ):
إن ظاهرة ناسو القديمة المعروفة أيضًا باسم “تفاعل الهالوين“هي ما يُعرف باسم تفاعل “الساعة” ، بسبب التفاعلات الكيميائية المتأخرة التي أدت إلى تغييرات ملحوظة في لون الخليط.
هنا ، يتم الجمع بين ثلاثة محاليل واضحة من ثنائي كبريتات الصوديوم وكلوريد الزئبق (II) ويودات البوتاسيوم.
يتم خلط المحلولين الأولين معًا ، ثم يضافان في نفس الوقت إلى يودات البوتاسيوم. بعد بضع ثوانٍ ، تتحول المخاليط إلى اللون البرتقالي والأحمر حيث يترسب يوديد الزئبق من المحلول.
(يُقال إن يوديد الزئبق “يترسب” لأنه غير قابل للذوبان في الخليط).
بعد بضع ثوانٍ ، يصبح الخليط سريعًا أسود اللون مع تكوين مركب النشا واليود.
لاحظ كيف تختلف حركية التفاعل بين الأكواب؟ هذا لأن المخاليط في هذا العرض تم تخفيفها من اليسار إلى اليمين بكميات متزايدة من الماء ، مما يبطئ من معدل التفاعلات.
6- تفاعل بيروكسيد الهيدروجين ويوديد البوتاسيوم (معجون أسنان الفيل ):
عندما تجمع بين بيروكسيد الهيدروجين ويوديد البوتاسيوم ، تكون النتيجة حجمًا هائلاً من غاز الأكسجين. قم بإجراء هذا التفاعل في دورق قياسي ، وسيتبدد هذا الغاز – وهو عديم اللون – دون وقوع الكثير من الحوادث.
لكن برمي بعض صابون الأطباق في المزيج ، يصبح من الممكن تصور كمية الغاز التي ينتجها التفاعل. هذه العملية أيضًا طاردة للحرارة (أي أن التفاعل ينتج قدرًا لا بأس به من الحرارة) .
7- تفاعل سبيكة NaKالمعدنية السائلة والماء:
هذه السبيكة من الصوديوم والبوتاسيوم ذات إمكانات تفاعلية أسطورية .
الصوديوم والبوتاسيوم والليثيوم وجميع العناصر الأخرى في العمود الأول من الجدول الدوري (باستثناء الهيدروجين) هي ما يعرف بالمعادن القلوية ، وكلها شديدة التفاعل.
والتفاعل العنيف بين سبيكة NaK مع الماء في وعاء يوضع فوق الأرض المغطاة بالثلوج هو بالتأكيد مشهد يمكن رؤيته .
8- البوتاسيوم في الماء
البوتاسيوم معدن شديد التفاعل. قم بتعريضه للهواء وسوف يتفاعل بسرعة مع الأكسجين وبخار الماء (مما يساعد في تفسير سبب عدم العثور عليه في الطبيعة).
تعريضه للماء السائل ، ومع ذلك ، تصبح الأشياء متفجرة بشكل خاص ، مما يؤدي إلى توليد هيدروكسيد البوتاسيوم وغاز الهيدروجين بسرعة ، وهذا الأخير يشتعل بسرعة.
إنه يتفاعل بشدة مع الماء ، في الواقع ، أنه يتم تخزينه بالفعل في زيت لا مائي بحيث لا يتفاعل مع بخار الماء في الهواء عند إزالته من حاوية التخزين.
9- تفاعل الكلب النباح:
تتضمن تجربة الكلب النباح تفاعل إما أول أكسيد النيتروجين – NO – أو أكسيد النيتروز – N 2 O) (المعروف أيضًا باسم غاز الضحك) – مع ثاني كبريتيد الكربون.
لماذا يطلق عليه نباح الكلب؟
يتم إجراء التفاعل باستخدام N 2O ، والذي يتم خلطه مع أبخرة ثاني كبريتيد الكربون المضاف. على المستوى الجزيئي ، يشبه هذا التفاعل تفاعل الهيدروجين والأكسجين ؛ يتم توفير “طاقة تنشيط” تفاعلية متسلسلة في شكل تطابق ، وعندما تنتقل موجة الاحتراق إلى أسفل الأنبوب ، فإنها تضغط الغاز الذي أمامها ، مما يؤدي إلى ظهور ضوضاء “نباح” مميزة ، وكذلك ضوء أزرق ساطع.
هذا الانفجار باللون الأزرق هو أحد الأمثلة القليلة على التلألؤ الكيميائي في الطور الغازي ، وهو شديد السطوع لدرجة أن التفاعل استخدم مرة واحدة كوميض في التصوير الفوتوغرافي في الإضاءة المنخفضة.
10- تجربة ثعبان الرمال الأسود (ثعبان فرعون ):
عند خلط السكر (السكروز) بحمض الكبريتيك ينتج الكربون والبخار.
لاحظ أن السكر لا يتحول إلى اللون الأسود ببساطة. بل، يشكل الكربون برجًا بخاريًا يدفع نفسه خارج الدورق أو الوعاء ، على شكل ثعبان أسود. هذا التفاعل له رائحة مثل السكر المحترق أيضًا.
يمكن إنتاج تفاعل كيميائي آخر مثير للاهتمام عن طريق الجمع بين السكر وصودا الخبز. ينتج عن حرق الخليط لعبة ناريه “ثعبان أسود” تحترق كلفائف من الرماد الأسود ولكنها لا تنفجر.
المراجع :
1-موقع www.gizmodo.com أطلعت عليه بتاريخ 11/4/2023.
2- موقع www.scienceonblog.wordpress.com أطلعت عليه بتاريخ 11/4/2023.
3- موقع www.thoughtco.com أطلعت عليه بتاريخ 11/4/2023.
تجارب كيميائية للمدرسة-تجارب علمية بسيطة-تجارب علمية للاطفال-تجارب فيزيائية-تجارب علمية في البيت-تفاعلات كيميائية أفكار للاطفال في البيت