Химия и Химики № 4 2012. Вулкан Шееле

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Вулкан Шееле - классический вариант

Вулкан Шееле - один из самых простых и зрелищных опытов. Пару десятилетий назад, когда перманганат калия ("марганцовка") и глицерин продавались в любой аптеке, этот эксперимент мог сделать каждый школьник - даже не особо склонный к проведению химических опытов. В наши дни, когда химия и химическая промышленность фактически поставлены вне закона, достать перманганат калия весьма проблематично, однако в данной статье мы не будем касаться этих возмутительных аспектов нашей действительности.

Итак, схема опыта предельно проста: на огнеупорную поверхность насыпают горку перманганата калия (обычно - несколько грамм). В горке делают углубление - "кратер вулкана" и капают туда несколько капель глицерина. Через некоторое время (секунды, иногда - минуты) начинается "извержение вулкана". Появляется желтое, белое и синее пламя, во все стороны летят искры.

Обычно проведение опыта не вызывает затруднений, но все же некоторые особенности есть. Когда автор впервые решил провести этот эксперимент (будучи уже немолодым химиком), его постигло разочарование: глицерин ни за что не хотел загораться. На вид глицерин был густой, он явно не содержал значительных количеств воды, но опыт не получался. Поспрашивал у коллег: оказывается, у них подобных проблем не возникало. Взял другой глицерин - результат не заставил себя ждать: от контакта с перманганатом глицерин быстро загорелся. Вероятнее всего "плохой" глицерин содержал примесь масла (жидкость была жирной на ощупь).

Однако более распространенная причина, по которой опыт может не получиться (или получиться, но плохо) другая: глицерин должен быть безводными или, по крайней мере, содержать поменьше воды.

Через несколько лет после описанных событий мы решили повторить опыт. Глицерин, который попался под руку, был "жидковат": он явно содержал немало воды. Перманганат был взят в виде крупных кристаллов. Воспламенение произошло, но "извержения вулкана" пришлось ждать несколько минут. Перед тем, как смесь загорелась, жидкость вскипела с образованием белых паров: это испарялись вода и глицерин.

Удалить из глицерина воду очень легко: нужно аккуратно его нагреть в открытом сосуде. Сначала жидкость кипит - из нее испаряется вода. Когда кипение прекращается, и начинают образовываться густые белые пары - процедура закончена: почти вся вода испарилась. От контакта с пламенем пары глицерина могут загореться. Если это произойдет, погасите горелку и накройте отверстие сосуда - чтобы прекратить доступ воздуха к глицерину (для этой цели подойдет кусок фанеры, картона или плотной бумаги) [1].

Не вздумайте лить в горящий глицерин воду! Вода сразу же испарится, увлекая за собой капельки глицерина, которые тут же вспыхнут. Эффект, видимо, будет слабее, чем при добавлении воды в горячее масло, но все равно можно сильно пострадать.

Смотреть Видео (20 Мб, .avi )

Во втором эксперименте мы использовали густой глицерин, который практически не содержал воды и горку из крупных кристаллов перманганата. Снова имела место небольшая проблема. Смесь не желала загораться до тех пор, пока мы не добавили небольшую капельку воды. Другими словами, если взять безводный глицерин и крупные кристаллы перманганата, опыт также может не получиться. Видимо, капелька воды понадобилась для активации реакции.

Смотреть Видео (40 Мб, .avi )

В третьем эксперименте мы взяли мелко растертый перманганат и добавили к нему безводный глицерин. В этот раз "извержение вулкана" началось быстро и без "посторонней помощи". Сначала мы добавили мало глицерина, однако нашлось и другое топливо - бумага, на которой стояла горка перманганата.

В четвертом опыте мы насыпали кучку мелко растертого перманганата, диаметром 8 см и добавили примерно 5 мл глицерина. Почти сразу глицерин вскипел, образовался столб белых паров, потом последовала бело-синяя вспышка (на видео заметно, как пары и аэрозоль глицерина вспыхивают). В ходе эксперимента треснула кафельная плитка, на которой располагался перманганат.

Таким образом, чтобы опыт получился эффектным, нужно брать достаточное количество перманганата и глицерина. Перманганат желательно растереть в ступке. Если вы планируете показать эксперимент друзьям, рекомендуется сначала провести "репетицию": поставить эксперимент в отсутствии зрителей и только в случае успешного результата показывать его перед аудиторией.

Смотреть Видео (56 Мб, .avi )
Смотреть Видео 2 (47 Мб, .avi )

Комментарии читателя

Помимо воспламенения аэрозоля и разбрызгивания горячего глицерина при попадании в него воды, перегрев глицерина чреват образованием акролеина (альдегида акриловой кислоты), происходящего при температуре выше 280°С. Акролеин летуч и высокотоксичен (вещество I класса опасности), сильный лакриматор, обладает мутагенными свойствами. Раздражающий запах подгоревшего жира, хорошо знакомый каждому, обусловлен образованием акролеина.

Выпаривание глицерина, как и эксперимент с вулканом Шееле, следует выполнять при хорошей вентиляции или на открытом воздухе.