Химия и Химики № 6 2013. Эксперименты с кислородом

Воспламенение тлеющей лучинки в кислороде

Так сложилось, что изучение химии часто начинают с демонстрации опытов с кислородом. В свое время воспламенение тлеющей лучинки в кислороде было одним из самых распространенных экспериментов, которые показывали на уроках химии в школе. В пробирке с газоотводной трубкой нагревали перманганат калия, конец газоотводной трубки помещали в стакан или колбу. Когда кислород вытеснял из сосуда воздух [1], туда вносили тлеющую лучинку. Лучинка ярко вспыхивала и сгорала.

В свое время я видел упомянутый эксперимент во время урока химии в школе, однако самому провести его никогда не доводилось (равно, как и другие опыты с кислородом). - Несмотря на то, что сейчас я далеко не молод и за свою жизнь довелось проделать и описать множество химических и физических экспериментов. Пару раз я вносил спичку или горящее дерево в колбу, где разлагалась перекись водорода, но экспериментом такое действие назвать трудно. Наконец пришло время восполнить пробел, который слишком уж затянулся.

Наиболее удобным источником кислорода среди веществ, которые когда-то были доступны, является перманганат калия. В свое время он продавался в аптеке. Достаточно нагреть перманганат в пробирке - и мы получим поток сухого кислорода.

Однако, в наше время перманганат калия, как и множество других необходимых химикам веществ, фактически поставлены вне закона. По словам коллеги, стоимость перманганата на черном рынке Украины достигает 5000 грн за кг, а легально купить данное вещество практически невозможно (даже если оно официально вам нужно для работы).

Исходя из реалий жизни, пришлось использовать в качестве источника кислорода пергидроль - 30% раствор перекиси водорода. Скажу честно, данное вещество мне не нравится тем, что при разложении оно дает вместе с кислородом пары и аэрозоль воды. Как показали эксперименты коллег, во многих случаях это не помеха, но все-таки я решил, что аэрозоль и пары воды лучше отделить (хотя бы частично). Сделал простенькую установку. Коническую колбу на 300 мл со шлифом накрыл аллонжем. Отвод аллонжа (который обычно подсоединяется к холодильнику) зарыл, а ко второму отводу (который подсоединяется к хлоркальциевой трубке) присоединил газоотводную трубку. Ко второму концу газоотводной трубки присоединил пустую промывалку. В промывалке должны были оседать брызги, туман и конденсироваться большая часть паров. Трубка от выхода из ловушки шла к литровой колбе - где должен будет собираться кислород.

В колбу-реактор налил воды, добавил в нее немного перманганата, после чего быстро прилил 30% пергидроль и закрыл пробку (она же - аллонж).

Во время первой попытки я добавил слишком мало перекиси водорода, поэтому, когда внес в колбу тлеющую лучинку, она не загорелась. Во второй раз я добавил сразу примерно 30 мл перекиси - в результате началось слишком бурное разложение: туман не полностью задержался в ловушке и частично попал в колбу с кислородом. Несмотря на это, когда я внес в колбу тлеющую лучину, лучинка ярко вспыхнула и с треском сгорела.

Во второй раз я уменьшил количество перманганата - в результате разложение перекиси водорода было бурным, но брызги и туман не попали в колбу с кислородом. В этот раз лучинка также вспыхнула и с треском сгорела ярким бело-желтым огнем, оставив после себя желтый продолговатый уголек, который через несколько секунд растаял в кислороде. В обоих случаях при сгорании лучинки образовался дым.

_______________________________________________
¹ Напомню, что молекулярная масса кислорода - 32 больше, чем средняя молекулярная масса воздуха - 29, следовательно, кислород тяжелее воздуха.

Смотреть Видео (93 Мб, .avi )