Химия и физика — с одной стороны, одни из самых сложных школьных предметов. А с другой — именно ими проще всего увлечь ребенка, наглядно продемонстрировав (даже в домашних условиях), как работают законы природы.
Любовь Оболенская, кандидат химических наук, учительница химии московской школы №2065, подготовила для нас несколько простых и ярких экспериментов, которые помогут школьнику почувствовать себя волшебником, а заодно — понять действие химических и физических явлений.
Внимание! Все эксперименты должны проводиться только под руководством взрослых!
Для того чтобы продемонстрировать, как жидкости с разной плотностью не взаимодействуют между собой, понадобятся четыре пищевых красителя и сахарный сироп. Точнее, четыре его концентрации: в одной емкости разводим четыре столовых ложки сахара в ста миллилитрах горячей воды, во второй — три ложки, в третьей — две, в четвертой — одну. В каждую емкость с сиропом добавляем один из красителей: синий, зеленый, красный, желтый.
Готовые растворы аккуратно наливаем в высокий стакан и видим, как синяя, зеленая, красная и желтая жидкости разной плотности расположились слоями. Налюбовавшись «полосатым» коктейлем, берем ложку и перемешиваем. Сначала покажется, что все смешалось, но, если поставить стакан на стол, то разноцветный раствор снова расслоится. А все потому, что каждый сироп имеет свою вязкость.
Интересное по теме
История букв, киборги и какашки: 7 познавательных Youtube-каналов для школьников
Для этого яркого опыта понадобится краситель индигокармин (есть в продаже в хозяйственных магазинах, им раньше красили джинсы), глюкоза и средство для прочистки труб «Крот» (если хочется сделать эксперимент максимально безопасным, вместо «Крота» (NaOH), можно взять кальцинированную соду, но получится не так зрелищно).
Сначала готовим ингредиенты: растворяем 28 граммов глюкозы в литре воды, в другой емкости размешиваем в литре воды десять граммов «Крота», в третьей — готовим небольшое количество раствора индигокармина.
Смешиваем равные объемы этих растворов (по 70–100 миллилитров) в конической колбе, добавляем туда же по каплям водный раствор индигокармина и видим первый вау-эффект: синий краситель (в растворе его цвет может сохраняться сколько угодно) на глазах становится зеленым. Это происходит из-за того, что в щелочной среде индигокармин отдает электроны кислороду воздуха — и окисляется.
Капаем краситель, не перемешивая, до тех пор, пока жидкость не станет насыщенного (но не темного) зеленого цвета.
Даем раствору постоять. Через 15 минут глюкоза, находящаяся в нем, начнет частично возвращать электроны индигокармину, жидкость станет сначала красной, а потом желтой. А все потому, что это ее химическое свойство — «восстановитель» (отдаватель электронов) по отношению к «более жадной до электронов» зеленой форме окисленного индигокармина.
Чтобы «переключить» наш светофор, нужно хорошо перемешать раствор. Тогда реакция пойдет в обратную сторону: после желтого жидкость сменит цвет на красный, а затем позеленеет. Наслаждаться необычным зрелищем можно полчаса, то оставляя колбу в покое, то снова взбалтывая. Причем, если в первый раз реакция будет идти медленно, то в последующие намного быстрее, так как ее ускоряют (катализируют) ранее выделившиеся продукты.
У этого опыта есть масса разновидностей, самая простая известна всем: взять половину чайной ложки соды и капнуть уксуса. Для повышения зрелищности можно использовать лимон, все тот же «Крот» или кальцинированную соду. Лимон делим пополам, слегка нажимая, выдавливаем сок, насыпаем на срезы соду или «Крот» — смесь превращается в эффектную белую булькающую пену.
В более сложной версии понадобится стакан от разноцветного желе, перекись водорода, пищевые дрожжи и жидкое мыло. Дрожжи хорошо растворяем в теплой воде, само желе переворачиваем широкой стороной вниз и ставим на тарелку, а в верхней части проделываем дырку — жерло будущего «вулкана». Наливаем в нее растворенные дрожжи, перекись и мыло. Через пару секунд мини-вулкан начнет извергать пену, которая превратится в снежный холм. Дрожжи катализируют разложение пероксида водорода с бурным выделением газообразного О2.
Еще можно проверить качество меда — ведь то, что продается в магазинах под его именем, далеко не всегда созданный пчелами полезный дар природы, — попадается и подслащенный раствор крахмала. Если капнуть на контрафактный «мед» немного йода, некачественный продукт легко вывести на чистую воду: если в продукте есть крахмал, он вступит в реакцию с йодом (продукт окрасится в синий цвет). А правильному меду йод нипочем.
Эту забавную поговорку про смородину можно визуализировать с помощью щелочи (из которой состоит «Крот») или кальцинированной соды. Сок черной смородины (независимо, чистый он или в смеси с яблочным) является природным кислотно-основным индикатором.
Если в темный сок добавить немного щелочи, он тут же поменяет цвет на светло-зеленый. Так можно удостовериться, настоящий ли это сок черной смородины или искусственный аналог.
Не забудьте безопасно утилизировать все результаты ваших экспериментов, чтобы не подвергать риску здоровье членов семьи!
