Другие видео опыты Смотреть
На главную страницу

Ферратный вулкан
Химический вулкан Химический вулкан

Чтобы показать извержение ферратного вулкана, смешивают 3-5 г железного порошка или железной пудры с равным по массе количеством сухого нитрата калия КNO3, предварительно растертого в ступке. (Нитрат калия должен быть тщательно высушен!). Смесь помещают в углубление горки, сделанной из 4-5 столовых ложек сухого просеянного речного песка. В центре самой смеси также делают небольшое углубление. Далее раскаляют уголек в пламени газовой горелки и кидают его в средину смеси.

Начинается активное горение с выделением искр, белого дыма и сильным разогревом. Масса раскаляется до ярко-желтого цвета и очень напоминает лаву. Если вулкан с бихроматом аммония изображает выброс вулканического пепла, то ферратный вулкан больше напоминает другую стадию вулканического извержения - когда из кратера появляется лава.

При взаимодействии нитрата калия с железом образуется феррат(VI) калия К2FeO4.
2KNO3 + Fe = K2FeO4 + 2NO

Смотреть (0,6 Мб, .avi )

Неприятным моментом при выполнении опыта является то, что смесь нитрата калия и железного порошка довольно трудно поджечь: она вполне выдерживает действие пламени горелки в течение нескольких минут. Один из выходов - раскаленный уголек достаточных размеров. Смесь также можно поджечь с помощью узкого газо-воздушного пламени (стеклодувная горелка или поддув воздуха в пламя обычной горелки через пипетку). В любом случае, перед демонстрацией опыта аудитории его необходимо тщательно отработать, в противном случае экспериментатор может попасть в неудобную ситуацию.

В некоторых источниках рекомендуют брать 2 массовых части КNO3 на 1 часть железа. Однако такая смесь зажигается значительно хуже. Видимо, это соотношение взято из методик по синтезу феррата калия. Но при демонстрации опыта "химический вулкан" главным является красота и надежность, а не синтез каких-либо веществ.
Если же необходимо получить именно феррат, то поступают по-другому.

Смешивают 10 г порошка Fe и 20 г KNO3. Селитра перед опытом должна быть переплавлена и снова растерта в порошок, чтобы удалить даже минимальные следы влаги. Смесь помещают на железный лист слоем толщиной 1 см., с краю насыпают небольшое количество такой же смеси, но с соотношением компонентов 1:1. Последняя необходима для того, чтобы зажечь основную массу. Смесь 1:1 поджигают бунзеновской горелкой. В результате реакция распространяется на весь объем. После охлаждения массы ее растворяют в 50 мл. ледяной воды и быстро фильтруют. В результате получится красно-фиолетовый раствор феррата(VI) калия. К этому раствору быстро добавляют ледяной раствор BaCl2. Осадок феррата бария BaFeO4 фильтруют, промывают этанолом (без альдегидов) и сушат в эксикаторе.

При подкислении исходного раствора (или добавления кислоты к осадку BaFeO4) сразу же происходит выделение кислорода O2 в результате восстановления Fe (VI) до Fe (III):
4K2FeO4 + 20H+ = 8K+ + 4Fe3+ + 10H2O + 3O2