Spalanie Magnezu

Magnez – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga grupa główna układu okresowego). Izotopy stabilne magnezu to ²⁴Mg, ²⁵Mg oraz ²⁶Mg.

Stopy magnezu – stopy, w których głównym składnikiem jest magnez. Stopy te cechuje niewielki ciężar właściwy (ok. 30% mniejszy w stosunku do stopów aluminium) i duża wytrzymałość mechaniczna. Te właściwości przesądzają o zastosowaniu tych materiałów w różnych dziedzinach przemysłu, takich jak: samochodowy (kierownice, obudowy manualnych skrzyń biegów,bloków silników), lotniczy, produkcja wózków inwalidzkich, sprzętu sportowego, jak i obudów, np. aparatów fotograficznych.
Stopy magnezu otrzymuje się stapiając magnez z dodatkami stopowymi. Do najpopularniejszych dodatków stopowych należą: aluminium, cynk, mangan i krzem. Oznaczenie przemysłowych stopów magnezu bazuje na na ich składzie chemicznym.


Tlenek magnezu (magnezja palona), MgO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków zasadowych.
Związek ten w temperaturze pokojowej jest białą substancją krystaliczną. Otrzymany w temperaturze do 900 °C łatwo rozpuszcza się w kwasach i szybko uwadnia do wodorotlenku, który jest słabą zasadą. Po wyprażeniu staje się niereaktywny.

Tlenek magnezu można otrzymać poprzez spalanie magnezu. Reakcję ową można przedstawić według zapisu reakcji chemicznej:

2Mg + O₂ → 2MgO

Spalanie magnezu jest bardzo efektownym ale także niebezpiecznym doświadczeniem. Należy je wykonywać w niepalnym otoczeniu w łyżeczce do spalań lub na mniejszą skalę w pęsecie. Magnez podpala się z łatwością w płomieniu zapalniczki lub jeszcze łatwiej w płomieniu palnika gazowego. Po rozgrzaniu do czerwoności nagle pojawia się oślepiające białe światło, wtedy płomień można już odjąć, spalanie samo się podtrzymuje. Dmuchanie na płonący magnez rozpala go jeszcze bardziej, tak samo jak polanie wodą lub zanurzenie w dwutlenku węgla – są one po prostu redukowane. Podczas spalania dzięki wysokiej temperaturze powstaje silne światło, w tym UV. Dlatego nie wolno bez ochrony oczu patrzeć na to doświadczenie bezpośrednio z bliska.

Na filmiku ukazany jest proces spalania magnezu.

Węże Faraona

Czarne węże (ang. black snakes) to rodzaj fajerwerku, który nie wybucha, nie świeci, nie płonie ani nawet nie produkuje iskier. Bezpieczniejszy niż zimne ognie, a do tego można go zrobić w domu korzystając z produktów z kuchennej szafki. Nazywane również wężami faraona (ang. pharaoh snake), mimo swojej nieszkodliwości, robią naprawdę niezłe wrażenie.

Składniki:
- alkohol (spirytus lub wódka), lub benzyna do zapalniczek
- soda oczyszczona
- cukier puder
Powstający czarny wąż to nic innego jak popiół „nadmuchany” ditlenkiem węgla. Kiedy podpalamy wymieszane składniki (soda oczyszczona i cukier) zachodzą reakcje, w których produkowany jest CO₂ i woda, a w przypadku rozkładu wodorowęglanu sodu (soda oczyszczona) również węglan sodu.
2 NaHCO₃ -> Na₂CO₃ + H₂O + CO₂
C₁₂H₂₂O₁₁ + 12O₂ -> 12CO₂ + 11H₂O
To właśnie duża ilość CO₂ powstająca w trakcie rozkładu sody oczyszczonej nadaje jej właściwości spulchniających co szczególnie przydaje się w trakcie domowych wypieków.
Używając wymienionych składników nie musisz bać się żadnych toksycznych oparów. Jedyne co zostanie po całym eksperymencie to wąż z popiołu i zapach palonego cukru.
Prawdziwie imponujący efekt daje tradycyjny wąż faraona (ang. pharaoh snake/serpent). To pierwotna wersja czarnych węży, jednak stosowanie rodanku rtęci(II) [Hg(SCN)₂] jest szalenie niebezpieczne w związku z czym substancja ta została wycofana z produkcji fajerwerków.

Spalanie żelaza

 Nadmanganian potasu, KMnO₄ – nieorganiczny związek chemiczny, sól potasowa kwasu nadmanganowego (nieistniejącego w formie wolnej)

W warunkach standardowych jest ciałem stałym o gęstości 2,7 g/cm³. Nie jest higroskopijny (w przeciwieństwie do nadmanganianu sodu). Dobrze rozpuszcza się w wodzie (w temp. 20 °C 6,4 g w 100 cm³).
Ze względu na trwałość, łatwość manipulacji i silne własności utleniające, nadmanganian potasu wykorzystywany jest powszechnie w rozmaitych dziedzinach.
Stosowany jest jako utleniacz w wielu reakcjach chemicznych, szczególnie w chemii organicznej.
Nadmanganian potasu ma silne własności bakterio- i grzybobójcze. Pastylki tego związku są m.in. stosowane do odkażania wody do mycia (np. do kąpieli noworodków); składnik aktywny w maściach do odkażania gardła oraz w preparatach do odkażania ran. Rozcieńczony roztwór używa się do płukania jamy ustnej.
Nadmanganian potasu używany jest również do uzdatniania wody pitnej i sterylizacji narzędzi metodą "polową". Aby uzdatnić wodę należy dodać nadmanganian potasu do wody w takiej ilości, aby uzyskać odcień bladoróżowy. Roztwór o odcieniu intensywnie różowym to substancja odkażająca.


W temperaturze ok. 240 °C rozkłada się z wydzieleniem tlenu:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Następnie dochodzi do reakcji tlenu z żelazem:

 4Fe+ 3O₂--> 2Fe₂O₃

Na filmiku zamieszczona jest reakcja spalania żelaza z nadmanganianem potasu.

 

Wulkan z saletry i cukru

Azotan potasu (saletra potasowa) jest nieorganicznym związkiem chemicznym.
Saletra potasowa jest utleniaczem. Z tego powodu jej głównym zastosowaniem była produkcja czarnego prochu. Obecnie stosowana w pirotechnice jako utleniacz, m.in. do wytworzenia fotobłysków, czyli krótkich i bardzo jasnych impulsów świetlnych uzyskiwanych podczas spalania mieszaniny saletry z pyłami metali. Po zmieszaniu z sacharozą tworzy substancję łatwopalną o temperaturze zapłonu ok. 400 °C, osiąga temperaturę 600 °C i wytwarza dużo dymu.

Aby wykonać wulkan potrzebujemy saletry i cukru:

 Oraz ziemi/piasku. Całość jest pokazana na filmikach:

https://www.youtube.com/watch?v=TPfOEeiXJxA&feature=plcp

https://www.youtube.com/watch?v=fUj_pEJs2vk&feature=plcp

 

Chromatografia

Chromatografia to technika analityczna lub preparatywna służąca do rozdzielania lub badania składu mieszanin związków chemicznych.
 Chromatografia cieczowa− stosowana w chemii metoda preparatywna, a także analityczna. W chromatografii tej eluentem (czynnikiem wymywającym) jest ciecz (zwykle jakiś rozpuszczalnik). Istotą każdej chromatografii cieczowej jest rozdział analizowanej mieszaniny na poszczególne związki chemiczne poprzez przepuszczanie roztworu tej mieszaniny przez stałe lub żelowe złoża, podobnie jak w procesie sączenia. Na skutek oddziaływań międzycząsteczkowych między związkami tworzącymi mieszaninę i złożem, jedne z nich przechodzą przez złoże szybciej, a inne wolniej.

Zamieszczony filmik ukazuje podział związku chemicznego koloru zielonego na żółty i niebieski.

Napięcie powierzchniowe cieczy.

Napięcie powierzchniowe – zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się jak sprężysta błona.

Napięcie powierzchniowe na granicy dwóch faz może być zmniejszone poprzez dodanie do nich substancji powierzchniowo czynnych, tzw. surfaktantów. Surfaktantami są m.in. mydła, emulgatory oraz detergenty. Cząsteczki surfaktantów gromadzą się na granicy faz ułatwiając ich kontakt. Są one zbudowane z dwóch części, z których każda odpowiada za łatwe mieszanie się z odrębną fazą.

 Przykładowo, cząsteczka surfaktantu zmniejszającego napięcie międzyfazowe na granicy wody i oleju musi zawierać część hydrofilową, ułatwiającą kontakt z wodą, oraz część hydrofobową, łatwo przylegającą do niepolarnego oleju.

Na załączonym filmiku pokazane jest jak surfaktant (płyn do mycia naczyń) zmniejsza napięcie na granicy mleka i atramentu.

Żelifikacja-doświadczenie

Cały proces opisany jest w poprzednim poście.

Peptyzacja (przechodzenie żelu w zol):

Galaretowacenie żelatyny (żelifikacja).

Żelatyna - bezbarwna lub żółtawa substancja białkowa, pozbawiona zapachu. Jej cząsteczka zawiera wiele reszt glicyny, proliny, hydroksyproliny, alaniny, lizyny. Nierozpuszczalna w zimnej wodzie, rozpuszcza się w temperaturze powyżej 45°C, a oziębiana zastyga w postaci żelu (galarety).

Wzór strukturalny glicyny:

C₂H₅NO₂
Wzór strukturalny proliny:

C₅H₉NO₂
Wzór strukturalny hydroksyproliny:

C₅H₉NO₃
Wzór strukturalny alaniny:

C₃H₇NO₂
Wzór strukturalny lizyny:

C₆H₁₄N₂O₂

Otrzymywana jest w wyniku hydrolizy kolagenu. Znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, medycynie, diagnostyce mikrobiologicznej, a także w technice fotograficznej.

Żelifikacja - samorzutne przechodzenie ze stanu rozpuszczalnego - zolu, w stan półstały - żel. Jest jedną z form koagulacji. Polega na łączeniu się cząstek koloidowych w struktury wewnętrzne złożone z trójwymiarowego usieciowienia, stanowiącego rusztowanie albo szkielet, wewnątrz którego zostaje unieruchomiona faza ciągła układu.