Химия и Химики № 5 2015. Туман в лесу (реакция соляной кислоты и аммиака) / Reaction of Hydrochloric Acid and Ammonia

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

При взаимодействии хлороводорода (соляной кислоты) и аммиака образуется густой белый дым хлорида аммония. Благодаря этой реакции можно провести много эффектных опытов, некоторые из них уже были описаны в журнале - дым от стеклянной палочки, дым от ватки, дым от рук, "белые" мыльные пузыри и т.д. [1].

Решил повторить опыт по образованию дыма хлорида аммония в результате распыления аэрозолей соляной кислоты и водного раствора аммиака с помощью бытовых опрыскивателей [2]. Разница состояла в том, что в этот раз взял аэрозольные распылители другой конструкции. В [2] использовались распылители аэрозоля, в которые перед экспериментом нужно было накачивать воздух. Они зарекомендовали себя как ненадежные. В этот раз взял бытовые опрыскиватели, которые дают аэрозоль за счет нажатия рычага. Обычно с помощью таких опрыскивателей увлажняют белье или комнатные растения.

Первое, что нужно сделать, - проверить и отрегулировать такой опрыскиватель, налив в него обычную воду. Опрыскиватель должен давать мелкий аэрозоль, а не струю воды. Причем количество аэрозоля должно быть максимальным. Только после этого головку распылителя можно прикрутить к бутылке с концентрированной соляной кислотой или концентрированным раствором аммиака.

__________________________________________________
¹ См., например, статьи Сеанс белой магии (реакция хлористого водорода и аммиака) [ссылка]; Белые мыльные пузыри [ссылка]; Фонтан из колбы (реакция хлористого водорода и аммиака) [ссылка]; Дым без огня (реакция аммиака и хлористого водорода) [ссылка].

² Соляная кислота и аммиак - образование дыма при распылении аэрозолей [ссылка];

Опыт провел на открытом воздухе - в лесу. В одну пластиковую бутылку (ПЭТФ) налил 300 мл концентрированной соляной кислоты, в другую - 200 мл концентрированного водного раствора аммиака (25%) и добавил в нее 100 мл воды. Воду добавил, поскольку аммиака у меня было мало, но это оказалось ошибкой. - Не нужно было добавлять воды, поскольку оказалось, что в случае разбавленного раствора аммиака опыт получается значительно хуже (дыма образуется меньше).

С собой взял в лес бутылку воды и большую тряпку. - Чтобы в случае необходимости можно было смыть и вытереть кислоту (аммиак) с рук, одежды, а если не повезет, то и с фотоаппарата. В этот раз работал в перчатках, т.к. в процессе работы аэрозольного распылителя кислота и аммиак стекают на руки. Для проведения опыта выбрал место возле родника - это дополнительный источник воды.

Погода была солнечной, ветер - умеренный переменных направлений. Последнее - не очень хорошо. Желательно было провести эксперимент при отсутствии ветра или при слабом ветре, но со стабильным направлением. При переменном ветре приходится постоянно менять направление съемки (положение камеры и экспериментатора). Вообще ветер - важнейший фактор, который приходится учитывать при опытах с дымом на открытом воздухе. При сильном ветре проведение многих экспериментов с дымом становятся почти невозможным.

Камеру установил в нескольких метрах от места эксперимента. Солнце было сзади камеры. Взял в две руки опрыскиватели с раствором аммиака и соляной кислотой, приблизил их и стал распылять аэрозоли обоих жидкостей. Сразу же появился белый дым. Много дыма. Дым был не такой густой, как хотелось бы, кроме того, дым часто сносило ветром. Лучше всего эксперимент получался в моменты, когда ветер затихал или когда он дул в направлении камеры. На расстоянии в несколько десятков метров от места эксперимента лес был, словно в тумане: дым хлорида аммония стелился по земле или заполнял пространство между деревьями. Выглядело это очень красиво.

Смотреть Видео (62 Мб, .avi ) Смотреть Видео 2 (45 Мб, .avi ) Смотреть Видео 3 (56 Мб, .avi )

(старый вариант)

При взаимодействии газообразных аммиака и хлороводорода образуется хлористый аммоний - в виде густого белого дыма.

NH₃ + HCl = NH₄Cl.

Существует несколько вариантов этого опыта, из которых ниже описаны два.

1. Фонтан из колбы.

На дно конической колбы насыпают несколько грамм гидрокарбоната натрия NaHCO₃. Потом приливают 5-10 мл концентрированного аммиака NH₃. Теперь в колбу добавляют избыток концентрированного раствора соляной (или азотной) кислоты. В результате взаимодействия HCl и NH₃ появится густой белый дым NH₄Cl, а при реакции кислоты и соды образуется много СО₂. В результате из колбы ударит настоящий фонтан белого дыма хлорида аммония.

С азотной кислотой опыт проходит аналогично.

Смотреть Видео (3 Мб, .avi )

2. Дым без огня.

В литровый стакан или банку налейте 10-20 мл концентрированного раствора аммиака NH₃. Слегка смочите универсальную индикаторную бумажку водой и прилепите ее к внутренней стенке. Накройте стакан стеклом и немного его встряхните, чтобы ускорить заполнение пространства парами аммиака. Бумажка станет синей.

К проволочке или стеклянной палочке прикрепите кусочек ваты и вторую полоску универсальной индикаторной бумажки. Вату и бумажку смочите в концентрированной соляной кислоте HCl. Бумажка станет красной.

Внесите ватку и бумажку с соляной кислотой в банку с парами аммиака. Сразу же появится много белого дыма, особенно если совершать ваткой легкие колебательные движения.

Смотреть Видео (3 Мб, .avi )