Исследовательская работа Получение и исследование "фараоновых змей" в школьной химической лаборатории

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3»

имени Героя Советского Союза И.А.Акимова

____________________________________________________________________

Получение и исследование

«фараоновых змей»

в химической лаборатории

Исследовательская работа по химии

 

Работу выполнил:

Титов Дмитрий

учащийся 4 «А» класса

Руководитель:

Михайлова Эльвира Владимировна

учитель химии

Сорочинск

2017

Содержание

I. Введение                                                                                                      2 стр

II. Из истории получения « Фараоновых змей»                                          4 стр

III. Экспериментальная часть                                                                        6стр

3.1  Опыт №1» Содовая гадюка»                                                                  6стр

3.2  Опыт №2 «Фараоновы змеи» из лекарственных препаратов             7стр

3.3 Опыт №3 «Фараоновы змеи» из глюконата кальция                            7стр

3.4 Опыт №4Дихроматная змея                                                                    8стр

IV. Таблица результатов                                                                                9стр

V.  Заключение                                                                                               11стр

VI. Литература                                                                                                12стр

Приложение                                                                                                   13стр

Введение

            Я очень люблю узнавать все новое  и интересное, мне нравиться экспериментировать, наблюдать.

            Любите ли вы змей? Или боитесь? А зря. Они очень милые и безобидные, если их не обижать. Я давно  мечтаю иметь  такого домашнего друга.

 Каково  же было мое удивление, когда к нам  в класс на недели химии пришли в гости (учитель химии) Эльвира Владимировна и лаборант – Светлана Юрьевна. Они  показали  очень интересные опыты, рассказали о предмете химии. Это была любовь с первого взгляда, уже третий год я люблю эту науку. Из увиденного мною  самое интересное был опыт получение  змеи. Она была такая огромная, и красивая, словно настоящая! Все дети были в восторге!

Я очень удивился, когда Эльвира Владимировна сказала, что существуют  несколько  способов получения  химических змей, которые могут быть различной окраски и длины, и видя мой восторг и блеск в глазах, предложила мне вырастить змей из доступных  химических соединений  и пищевых продуктов. Так и началась моя исследовательская работа.

Гипотеза: Если нет  возможности увидеть живых змей, то ничто не мешает насладиться  «химическим   серпентарием», а именно фараоновыми змеями, полученным в  школьной лаборатории

Актуальность: В связи с изучением предмета «Окружающий мир», усиленной теоретической направленностью школьного курса возрастает роль эксперимента в жизни, поэтому опыты должны не только вызывать интерес к наблюдаемому явлению, но и послужить началом к раскрытию тайн природы, привитию интереса к предметам естественнонаучного цикла. Наблюдаемые явления должны помогать добиться глубоких, а не формальных знаний.

Цель: изучение образования фараоновых  змей из доступных веществ быту, в школьной лаборатории

Задачи: 

1.  С помощью взрослых найти информацию о разных способах получения химического серпентария

2.  Выбрать вещества из которых можно получить химических змей

3.  Сравнить эффективность результатов опытов.

Методы исследования: 

1.  Теоретический анализ литературы.

2.  Эксперимент.

3.  Описательно-сравнительный.

Из истории получения «фараоновых змей»

В серпентарии (от французского serpent — «змея») разводят и выращивают змей,

чтобы получать от них ценный змеиный яд. У нас же речь пойдет о необычном серпентарии. В нем собрались все фараоновы змеи, которые можно «вырастить» в химической лаборатории. А когда же появилась первая? Кто ее придумал? 

  Достоверного  происхождение  названия  "фараоновы  змеи"  не  знает  никто,  но

приурочивают его к библейским событиям. Для того чтобы произвести впечатление на

фараона,  пророк  Моисей  по  совету  Господа  бросил  свой  посох  о  землю,  и  он

превратился в змею. Оказавшись в руках у избранного, пресмыкающееся стало вновь

посохом. Повторить чудо удалось лишь в XVII веке. Правда, информация об этом, помещенная в книге  М.  А.  Блоха  «Хронология   важнейших событий в области химии и смежных дисциплин и библиография истории химии», крайне скупа. В 1865 году французский исследователь А. Руссиль заметил, что роданид ртути вспучивается при нагревании. Этим явлением воспользовался Клевеман и сделал составы для получения фараоновых змей. Из влажной пасты лепили столбики, подсушивали, поджигали, и они на глазах превращались в извивающиеся жгутики.   Чем   не   жезл   у   ног   фараона?

«Фараоновыми змеями» называют целый ряд реакций, которые сопровождаются образованием пористого продукта из небольшого объема реагирующих веществ. Эти реакции сопровождаются бурным выделением газа. В итоге выглядит реакция так, будто из смеси реагентов выползает большая змея и ползет по столу, как настоящая.

На другом сайте в интернете нами найдена информации, что разложение тиоцианата ртути - первая из открытых реакций этого типа. Ее первооткрыватель - студент Гейдельбергского университета Фридрих Вёлер (1800—1882).  Однажды осенью 1820 года совсем еще молодой студент-медик Фридрих Вёлер, смешивая водные растворы тиоцианата аммония NH₄NCS и нитрата ртути Hg(NO₃)₂, обнаружил, что из раствора выпадает белый осадок. Вёлер отфильтровал раствор и высушил осадок полученного тиоцианата ртути Hg(NCS)2, а потом любопытства ради поджег его. Осадок загорелся и произошло чудо: из невзрачного белого комочка, извиваясь, выползала и росла длинная черно-желтая "змея". Однако соли ртути ядовиты и змеи, полученные  на основе солей  ртути опасны не меньше гадюк. При разложении соли образуются ядовитые газы и чистая ртуть.

 К счастью, у них есть безопасные родственники, как у гадюк — ужи. Трудно сказать, кто первый предложил безобидный вариант фараоновой змеи. Ее описание, повторяющееся дословно, кочует из одной книжки по занимательной химии в другую. К сожалению, авторы, переписывающие ходячие опыты, не утруждают себя даже ссылками.

Изучив литературу и интернет ресурсы,  мы остановились на общепринятой методике  получения фараоновых змей из лекарственных препаратов,  пищевых продуктов и доступных химических реактивов.

Экспериментальная часть.

Опыт №1.     «Содовая гадюка»

Для опыта мы использовали такие продукты, как сахар и питьевую соду.

Ход эксперимента

1шаг.   Приготовили смесь из 2 г питьевой соды и 13 г сахарной пудры.

2шаг.   Насыпали в тарелку горку речного песка, пропитали его спиртом.

3 шаг. В углубление на вершине конуса положили смесь сахарной пудры и питьевой соды.

4        шаг. Подожгли спирт.

Через некоторое время из конуса появилась черная «змея», которая извиваясь, поползла через край тарелки. При нагревании сахар плавился и обугливался, а из питьевой соды выделялся углекислый газ, вспучивающий массу и заставляющий ползти змею. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получается змея. Наша змея имела длину 1м 42 см (см. приложение). Черный цвет "змее" придает уголь, который образуется при окислении сахарной пудры.

                               Опыт №2. «Фараоновы змеи» из лекарственных препаратов

Для получение фараоновых змей из лекарственных препаратов сульфаниламидной  группы.   мы брали:

Бисептол

Фталазол

"Стрептоцид

"Сульфадимезин",

 "Сульфадиметоксин"

Парацетомол

Техника выполнения опытов проста. Нам понадобились сухое  горючее  и  вышеперечисленные  лекарственные  препараты.

Ход эксперимента.

1 шаг.  На подставку положить таблетку сухого горючего

2. На таблетку сухого горючего положить 3-4 таблетки лекарственного препарата.

3. Поджечь сухое горючее.

При горении  происходило образование блестящей «фараоновой змеи» серого цвета, которую можно назвать из-за внешнего вида и «графитовой змеёй» В образовании блестящей серой оболочки, возможно, играет роль выделяющийся азот

 В ходе окисления лекарственных  препаратов выделяется много газообразных

продуктов реакции (SO₂, H₂S, N₂, пары воды), которые вспучивают массу и формируют

пористую «змею».

Скорость роста змеи,  ее длина и  форма –различны,  в зависимости от лекарственного препарата.

 Наблюдения представлены в порядке выполнения опытов:

При сжигании бисептола получилась змея длиной 35 см, перламутровая, темно-серая с металлическим блеском

При  сжигании сульфадиметоксина получилась самая длинная черно-серая  змея из лекраственных препаратов - 54см.

При сжигании фталазола –черная хрупкая змея  31 см.

          При сжигании стрептоцида и парацетомола  наблюдается образование углеродной массы, заметно превышающей сжигаемый препарат в объеме, но не имеющей никакой определенной формы.

При сжигании сульфадимезина образуется небольшое количество бесформенной рыхлой углеродной массы, не превращающейся в «змею».

Опыт №3 «Фараоновы змеи» из глюконата кальция

Для получения глюконатной змеи достаточно поднести к пламени таблетку глюконата кальция и можно положить таблетку глюконата кальция на таблетку сухого спирта и поджечь его. Мы проводили опыт двумя способами. Согласно информации в литературе, из таблетки должна выползать светло-серая "змея" с белыми пятнами, объем которой намного превышает объем исходного вещества.

При проведении эксперимента с глюконатом  кальция у нас возникло несоответствие описанного в литературе с увиденным результатом. Мы использовали таблетки двух разных производителей фармкомпании. Результаты опытов отличались друг от друга.

 В первом случае в ходе реакции получились коротенькие палочки, длиной 4см похожие на кукурузные палочки, а во втором случае из  таблетки  выползала  серая  "змея" с белыми пятнами длиной 25 см, которая при получении закручивалась в спираль. Светлый оттенок «змее» придает оксид кальция.

В ходе реакции происходит  выделение газа, который  обуславливает рост змеи. "Фараоновы змеи"из глюконата кальция -красивы,  но  они  недолговечны.  При  попытке  взять  их  в  руки  они распадаются.

Опыт №4

Дихроматная змея. Сладкая зеленая "змейка".

Для осуществления этого опыта нам понадобились химические реактивы из школьной лаборатории.

                        Способ 1.      

Ход эксперимента

1шаг. Смешали  10 г дихромата калия K₂Cr₂O₇, 5 г нитрата калия KNO₃ и 10 г сахара C₁₂H₂₂O₁₁.

2 шаг. Растерли смесь в ступке и увлажнили этиловым  спиртом C₂H₅OH.

3 шаг. Смесь спрессовали.

4 шаг. Полученный столбик подожгли с одного конца. Вспыхивает едва заметный огонек, из-под которого начинает выползать сначала черная, а потом зеленая «змея». Столбик смеси горит со скоростью 2 мм в секунду.

Способ 2.

1 шаг. Смешали 1 г дихромата аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ 2 г нитрата аммония NH₄NO₃ и 1 г сахарной пудры.

2 шаг. Смочили смесь водой и  вылепили из нее палочку.

 3 шаг. Высушили на воздухе.

4 шаг.Палочку подожгли.

Из нее в разные стороны поползли  черно-зеленые «змеи».  Большой объем газов плюс твердые продукты окисления – вот секрет «змеиного» поведения смеси.

Наблюдения опытов представлены в таблице

Таблица результатов

№ п/п	Название химического соединения	Продолжительность эксперимента	Длина змеи	фото
1	Содовая гадюка	10мин	1м42см
2	Бисептол	4мин	35см
3	Сульфадиметоксин	5 мин	54см
4	Фталазол	7 мин	31см
5	Кальция глюконат (г. Жигулевск) фарфирма ОZON	4 мин	4см
6	Кальция глюконат (г.Новосибирск)	5 мин	22см
7	Сульфадимезин	9мин	20см бесформенной рыхлой углеродной массы, не превращающейся в «змею».
8	Стрептоцид	10 мин	образование углеродной массы,  не имеющей никакой определенной формы.
9	Дихроматная змея (1 способ)	7 мин	25см
10	Дихроматная змея (2 способ)	5мин	Много мелких рассыпающихся змеек

Заключение

Наша гипотеза подтвердилась. Если нет возможности увидеть живых змей, то мы можем сами «вырастить» «фараоновых змей».

Практическая значимость :

Из выращенных нами «фараоновых змей» получился  химический серпентарий, жаль недолговечный только.

            Его мы планировали и показали в нашем классе , в 1 А , 1 Б на недели науки, и на уроках окружающего мира. Приобретенные знания , умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учебе.

Было очень интересно вырастить «фараонову змею» самостоятельно. В процессе работы я приобрел навык самостоятельного длительного эксперимента.

Литература

• Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии. Пособие для учителей - М:Просвещение,2010
• Пак М. Фараоновы змеи: быстро и безопасно // Химия в шк. - 1990. - № 5. - С. 54.

·        Яковишин Л.А. Получение  «фараоновых змей»  из лекарственных препаратов //Химия в школе.2003.-.№ 9, с. 66;

·        Яковишин Л.А. Новые способы получения «фараоновых змей»//Химия в школе.2007.-.№ 2, с. 73;

Приложение

Содовая гадюка

 

Краткое описание документа:

В серпентарии (от французского serpent — «змея») разводят и выращивают змей,

чтобы получать от них ценный змеиный яд. У нас же речь пойдет о необычном серпентарии. В нем собрались все фараоновы змеи, которые можно «вырастить» в химической лаборатории. А когда же появилась первая? Кто ее придумал?

«Фараоновыми змеями» называют целый ряд реакций, которые сопровождаются образованием пористого продукта из небольшого объема реагирующих веществ. Эти реакции сопровождаются бурным выделением газа. В итоге выглядит реакция так, будто из смеси реагентов выползает большая змея и ползет по столу, как настоящая.

Изучив литературу и интернет ресурсы, мы остановились на общепринятой методике получения фараоновых змей из лекарственных препаратов, пищевых продуктов и доступных химических реактивов.