آزمایش جذاب شیمی که از آن لذت می برید!

۹ آزمایش جذاب شیمی که از آن لذت می برید!

شیمی علمی مبتنی بر آزمایش جذاب و تجربه است. این علم می تواند یکی از علومی باشد که با استفاده از مواد شیمیایی انسان را مجذوب خود می کند، و از طرفی می تواند خطر آفرین نیز باشد. از نگاه محتوایی،‌ شیمی دانشی شامل مفاهیم و دانسته ها و حفظیات است  و از نگاه عملی، تجربیات و آزمایش و خطاها، پایه و اساس شیمی را تشکیل می دهند. به طوری که گاهی حقیقت و درستی فرضیات را رد می کنند.

دبیران و استادان علم شیمی همواره در تلاش اند تا دانش آموزان و دانشجویان ضرورت این علم را احساس و سپس درک کنند چرا که تمام اشیایی که در اطراف ما وجود دارند،‌ به طریقی با علم شیمی مرتبط هستند. از آن جا که علم شیمی مانند خوراکی ای است که بدون چاشنی آزمایشات آن دلچسب نخواهد بود، ۹ آزمایش جذاب شیمی را در این محتوا قرار داده ایم. این امر شاید سبب انگیزه ای برای شروع فعالیت در این علم باشد. لیست این آزمایش ها به شرح ذیل بیان می گردد:

• • چگونه یک شعله در کف دستانتان ایجاد کنید!
  • چگونه یک گل سرخ را کاملا بی رنگ کنید !
  • چگونه یک جنگل سیاه درست کنید !
  • چگونه آتش را رنگ آمیزی کنید !
  • چگونه یخ را آتش بزنید !
  • چگونه چراغ راهنمایی درست کنید !
  • چگونه نوار منیزیم در کنار کربن دی اکسید می سوزد !
  • چگونه یک شمع را نوش جان کنید !
  • چگونه یک خمیر مغناطیسی درست کنید !

دیگر آزمایش ها

شما می توانید دیگر آزمایش های جذاب شیمی را با استفاده از مواد شیمیایی متفاوت انجام دهید. دیگر آزمایش های جذاب عبارتند از:

• • آزمایش ساخت اسلایم با استفاده از بوراکس
  • آزمایش تخم مرغ نقره ای با استفاده از شمع
  • آزمایش تولید کف زرد با استفاده از پتاسیم یدید
  • آزمایش مار فرعون با استفاده از تیوسیانات جیوه
  • آزمایش مجسمه های بلورین با استفاده از مس سولفات
  • آزمایش کوه آتشفشان با استفاده از آمونیوم دی کرومات
  • آزمایش آب شعله آفرین با استفاده از الکل اتیلیک و کرومیک انیدرید
  • آزمایش خمیر دندان فیل با استفاده از هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه)

 

آزمایش جذاب ۱: چگونه یک شعله در کف دستانتان ایجاد کنید !

آزمایش شعله ی شگفت انگیز یک آزمایش شیمی کلاسیک است که حتی گاهی در شعبده بازی از آن استفاده می شود. از طرف دیگر،‌ این آزمایش غیر سمی است که باعث استفاده راحت تر آن توسط افراد شده است.

در این آزمایش شما در کف دست خود مایعی را که در زیر طرز تهیه آن را شرح می دهیم، می ریزید و اندکی بعد شعله های آتش از دست شما شروع به زبانه کشیدن می کنند. شما بدون ناراحتی می توانید تا اتمام مایع و فروکش کردن شعله، از دیدن آن لذت ببرید بدون آن که دست شما احساس گرمای غیر تحملی کند و یا اندکی بسوزد.

این آزمایش در مدت کوتاهی انجام می شود و ابزار و وسایل آن به شرح زیر است:

۱۲ میلی لیتر کربن دی سولفید، ۸ میلی لیتر کربن تترا کلرید

شرح آزمایش:

برای انجام این آزمایش کافی است مقدار ۱۲ میلی لیتر کربن دی سولفید (CS₂) را به همراه ۸ میلی لیتر کربن تترا کلرید  (Ccl₄)در یک ظرف بریزید. ابتدا آن ها را با هم کاملا مخلوط کنید و در ظرف را ببندید. سپس دستان خود به جهت گرم کردن روی بخاری نیم گرم، و یا آجری که روی اجاق برقی – و نظایر آن – دارد، گرم کنید. اگر شرایط و امکانات مناسب فراهم نیست می توانید پس از ریختن ماده در کف دستان،‌ از کبریت برای شعله ور شدن آن استفاده کنید به صورتی که کمی دور از دستتان قرار داشته باشد. حال مقداری از محلول تهیه شده را در کف دستان خود بریزید. پس از اندکی تامل، مایع شروع به شعله ور شدن می کند و این در حالی است که دست شما را نمی سوزاند و حامل سوختن با بوی خیلی زننده ای نیست.

تبخیر سریع این حلال و دمای پایین اشتعال آن، دستان شما را سرد نگه می دارد و از گرم شدن آن ها جلوگیری می کند. در گذر زمان، این محلول نیاز به تهیه مجدد دارد – چرا که با گذشت زمان،‌ ماده ی کربن تترا کلرید آن تبخیر شده و سبب سوزاندن دستان می شود.

 

آزمایش جذاب ۲: چگونه یک گل سرخ را کاملا بی رنگ کنید !

گل سرخ پس از تماس پیدا کردن با گاز گوگرد دی اکسید  (SO₂)که یکی از مهم ترین آلاینده های هوا کره است، به آرامی و به شکلی کاملا پایدار بی رنگ می شود. سپس با فرو بردن گل در هیدروکلریک اسید غلیظ،‌ رنگ سرخ آن دوباره پدیدار می شود. این آزمایش، بر هم کنش گاز SO₂ را با اندامک های زیستی به خوبی نشان می دهد.

وسایل لازم این آزمایش به شرح زیر است:

گل سرخ، گوگرد دی اکسید، کلریدریک اسید غلیظ

شرح آزمایش:

برای انجام این آزمایش کافی است گل سرخ را در تماس با گاز گوگرد دی اکسید (SO₂) قرار دهید. مشاهده می شود که گل سرخ از رنگ قرمز تغییر رنگ داده و بی رنگ می شود و با توجه به ویژگی شیمیایی گوگرد دی اکسید، رنگ آن بر نمی گردد و به همین دلیل پایدار است.

از واکنش گاز SO₂ با آب موجود در گل سرخ، گازی بی رنگ آنیون هیدروژن سولفیت را به وجود می آورد. در مثالی دقیق تر،‌ گل سرخ کاتیون فلاویلیوم (Flavylium) پس از انجام یک واکنش افزایشی هسته خواهی با آنیون هیدروژن سولفیت، از سرخ رنگ به بی رنگ تغییر می کند.

گل های فلاویلیوم،‌ در ساختار ترکیب خود دارای طول مزدوج شدگی مناسبی هستند که رنگ سرخ را ایجاد می کنند. این گل ها دارای آنتوسیانین ها (Anthocyanins) هستند. آنتوسیانین ها، از مشتقات نمک فلاویلیوم هستند که رنگ های زیبای متفاوتی از جمله آبی، بنفش و قرمز را در گل ها ایجاد می کنند. هنگامی که این گل با گاز SO₂  تماس پیدا می کند و با هیدروژن سولفیت واکنش می دهد، طول مزدوج شدگی آن کاهش میابد و در نتیجه بی رنگ می شود.

 

آزمایش جذاب ۳: چگونه یک جنگل سیاه درست کنید !

آزمایش جنگل سیاه توسط گلوکونات کلسیم انجام می شود. گلوکونات کلسیم (Calcium Gluconate)،‌ به طور معمول در درمان کمبود های کلسیم و سیستم عصبی کاربرد دارد. با این حال،‌ هنگامی که حرارت میبیند، ساختارهای مولکولی آن با انبساط عظیمی روبرو می شوند که این امر سبب ایجاد یک فرمی مانند درختان جنگل می شوند که رنگی نزدیک به مشکی دارد.

این آزمایش در مدت چند دقیقه انجام می شود و ابزار و وسایل آن به شرح زیر است:

تعدادی قرص گلوکونات کلسیم، شعله آتش

شرح آزمایش:

برای انجام این آزمایش کافی است چند عدد قرص گلوکونات کلسیم را در برابر شعله آتش قرار دهید. هر کدام از این قرص ها در نهایت بیان گر یک درخت سیاه از جنگل خواهند بود. برای حرارت دادن آن ها می توانید از شعله اجاق گاز استفاده کنید؛ بدین صورت که قرص ها در کنار دیگر قرار می دهید تا به هر کدام به اندازه کافی حرارت برسد. پس از مدتی، گلوکونات کلسیم شروع به انبساط می کند. این امر سبب می شود که یک فرم جنگل مانندی در اثر تبخیر آب و کم آبی گروه های هیدروکسیل موجود در ترکیب از نظر علمی، ایجاد شود. گلوکونات کلسیم هنگام حرارت دیدن به سرعت تجزیه شده و جنگل را پدید می آورد.

آزمایشی شبیه به این آزمایش وجود دارد به نام آزمایش مار فرعون که با تیوسیانات جیوه انجام میشه و میتونید توی سایت ما پیداش بکنید با کلیک روی کلمه تیوسیانات جیوه فیلمی از انجام این واکنش نیز در اینیستاگرام شرکت بیسموت موجوده که میتونید به اسم bismoot_com پیداش کنید

آزمایش جذاب ۴: چگونه آتش را رنگ آمیزی کنید !

آزمایش رنگ آمیزی آتش ابتدا با زیر و رو کردن کتاب ها و مجلات به صورت قدیمی انجام می شده است به طوریکه به دنبال صفحات رنگی کاغذ برای پرتاب کردن در آتش می گشتند تا شعله های رنگی آتش پدیدار گردد. در این بخش لیستی از رنگ ها و دستورالعمل های ساده برای استفاده به جهت رنگ کردن شعله آتش فراهم گردیده است که می توانید با اطمینان انجام دهید.

مواد لازم آزمایش به شرح زیر است:

مواد شیمیایی که رنگ کننده شعله هستند – از نظر تئوری، می توانید از هر ماده شیمیایی برای آزمایش شعله استفاده کنید. در عمل بهتر است این ترکیبات ایمن و به راحتی در دسترس باشند.

مخروط کاج، مخلوطی از خاک اره (قطعه ای از درخت که ارِه نشده باشد.)

رنگ های شیمیایی

• • قرمز آلبالویی: لیتیم کلرید
  • قرمز: استرانسیم کلرید یا استرانسیم نیترات
  • نارنجی: کلسیم کلرید (پودر سفید کننده)
  • زرد: سدیم کلرید (نمک سفره غذا) یا سدیم کربنات
  • زرد متمایل به سبز: پودر بوراکس
  • سبز: مس سولفات یا اسید بوریک
  • آبی: مس کلرید
  • نیلی: ۳ قاشق پتاسیم سولفات + ۱ قاشق پتاسیم نیترات
  • بنفش: پتاسیم کلرید
  • سفید: منیزیم سولفات (نمک های اپسوم)

     شرح آزمایش:

برای انجام این آزمایش شگفت انگیز شیمی، شما به چند حالت زیر می توانید عمل کنید:

• رنگ کننده های خشک را روی شعله های آتش بریزید.
• قطعات اره نشده درخت را در محلول الکل ها و رنگ کننده ها بخیسانید.
• قطعات اره نشده درخت را در محلول آبی رنگ کننده ها بخیسانید و منتظر بمانید تا قطعات خشک شوند.
• مخروط کاج، خاک اره یا چوب پنبه را به کمک رنگ کننده ها تهیه کنید.

در حالت کلی، هیچ حالت مشخصی از رنگ کننده ها برای مخلوط کردن با آب یا الکل وجود ندارد. شما باید به اندازه پودر رنگ کننده اضافه کنید تا در مایع حل شود (تقریباً یک ماده رنگی نیم پوند را به یک گالن آب بیافزایید). فراموش نکنید که نباید چند رنگ کننده را با هم مخلوط کنید – چرا که با این عمل تنها شعله ی زرد رنگ را مشاهده می کنید.

اگر می خواهید آتش شما چند رنگ مختلف داشته باشد، سعی کنید چندین مخروط کاج را اضافه کنید که هر کدام با یک رنگ یکنواخت تحت حرارت قرار می گیرند، یا مخلوطی از خاک اره رنگی خشک را در سراسر آتش پراکنده کنید.

طرز تهیه مخروط کاج یا خاک اره:

برای تهیه مخروط کاج یا خاک اره به یاد داشته باشید که این روش را برای هر رنگ بطور جداگانه انجام دهید. متعاقبا شما می توانید مخروط کاج خشک یا خاک اره را با رنگ های مختلف ترکیب کنید.

• آب را درون یک سطل بریزید. برای به دست آوردن مخروط های کاج، خاک اره، یا ضایعات چوب پنبه از آب کافی استفاده کنید. اگر رنگ کننده خود را به صورت مایع خریداری کردید، گام سوم را انجام ندهید. برای چوب خاک اره یا چوب پنبه ضایعات نیز ممکن است مقداری چسب مایع اضافه کنید که به شما امکان را می دهد تا قطعات به هم بچسبند و تکه های بزرگتری تشکیل دهند.
• مخروط های کاج ، خاک اره یا چوب پنبه را اضافه کرده و آن ها را تماما مخلوط کنید.
• بگذارید مواد برای چند ساعت در مخلوط رنگ کننده خیس شود.
• سپس، قطعات را بیرون بیاورید تا خشک شوند. در صورت تمایل، شما می توانید مخروط کاج را در یک کاغذ یا کیسه سوراخ دار قرار دهید. می توانید خاک اره یا چوب پنبه را روی کاغذ پخش کنید، که باعث ایجاد شعله های رنگی نیز خواهد شد.

برای ایجاد آتش رنگی، مراحل ۱ و ۲ بالا را انجام دهید و سپس اجازه دهید تا قطعات کاملا خشک شوند. به یاد داشته باشید که از دستکش آشپزخانه یا دستکش های محافظ استفاده کنید.

 

آزمایش جذاب ۵: چگونه یخ را آتش بزنید !

اگر به شما بگویند می توانید یخ را آتش بزنید که در آن یخ ذوب نشود، حتما تعجب خواهید کرد. با انجام این آزمایش شما می توانید باورهای تان را متحول کنید.

مواد لازم آزمایش به شرح زیر است:

محلول سیر شده کلسیم استات (Ca(CH₃COO)₂)، اتانول (C₂H₅OH)، بشر

شرح آزمایش:

مقدار ۱۵۰ گرم کلسیم استات را در ۵۰۰ میلی لیتر آب حل کنید تا محلول اشباع کلسیم استات به دست آید. سپس، مقدار ۴۰ میلی لیتر از این محلول را در یک بشر بریزید. به همان حجم محلول در بشر،‌ اتانول به آن اضافه کنید. اکنون، محلول ایجاد شده نهایی را آن قدر تکان دهید تا جامدی مشابه یخ ایجاد شود که حامل الکل اضافی روی خود است – این الکل را خارج کرده و سپس، بشر را وارونه کنید تا یخ جامد به صورت قالبی خارج شود. حال شما به قالب یخ شعله آتشی نزدیک کنید. با نزدیک شدن شعله به یخ، الکل موجود در ماده آتش می گیرد و یخ در آن شعله ور شده اما ذوب نمی گردد. با آتش گرفتن محصول، یخ به صورت ژل مانند در می آید.

شما می توانید برای ایجاد شعله آتش با رنگ های متفاوت در فضای بازی،‌ در مراحل اولیه به محلول کلسیم استات، مقداری سود اضافه کنید. سپس مقداری الکل به همراه فنل فتالئین به محلول بیافزایید.

 

آزمایش جذاب ۶: چگونه چراغ راهنمایی درست کنید!

در این آزمایش شما به همراه شناساگر طی یک واکنش برگشت پذیر، تغییر رنگ را مشاهده کرده و در پایان یک چراغ راهنمایی درست می کنید.

مواد لازم آزمایش به شرح زیر است:

شناساگر ایندیگو کارمین (Indigo Carmine)، دکستروز (گلوکز)،‌ سدیم هیدروکسید،‌ آب، و ارلن

شرح آزمایش:

مقدار ۳ گرم دکستروز را به همراه ۵ گرم سدیم هیدروکسید در ۲۵۰ میلی لیتر آب حل کنید تا محلول به وجود آید. ۵۰ میلی لیتر از محلول مذکور را یک ارلن ۲۵۰ میلی لیتری بریزید. سپس، مقدار ۵ الی ۱۰ میلی لیتر از محلول ۱۰ درصد شناساگر ایندیگو کارمین را به آن اضافه کنید. پس از کمی منتظر ماندن مشاهده می کنید که محلول تغییر رنگ داده و به رنگ زرد روشن در می آید. سپس با بستن در ارلن و تکان دادن آن به آرامی، رنگ قرمز پدیدار می شود. حال دوباره در ارلن را ببندید و این دفعه، با سرعت بالا محلول را بچرخانید. مشاهده می شود که رنگ سبز نمایان می شود.

اگر محلول را در حالت سکون قرار دهید، پس از مدتی مشاهده می کنید که رنگ محلول به رنگ اولیه خود تغییر می کند و زرد می شود.

در این آزمایش، شناساگر ایندیگو کارمین یک واکنش برگشت پذیر انجام می دهد به طوری که با تکان دادن بالن، مقداری اکسیژن وارد محلول می شود و با اکسید کردن شناساگر، رنگ آن را به سبز تغییر می دهد. این شناساگر در اثر تشکیل سمی کوئینون (semiquinone) به رنگ قرمز در می آید که حد وسط رنگ ایجاد شده سبز و زرد است. رنگ زرد هنگام احیا محلول پدیدار می گردد.

 

آزمایش جذاب ۷: چگونه نوار منیزیم در کنار کربن دی اکسید می سوزد!

منیزیم یکی از فلزات قلیایی خاکی و یکی از فلزات موجود در پوسته‌ی زمین، ماده ای سفید، براق، و نسباتا نرم است که در مجاورت هوا با نور درخشانی می‌سوزد و به همین دلیل در آتش ‌بازی آز آن استفاده می ‌شود. در این آزمایش مشاهده می کنید که چگونه منیزیم به سوختن خود ادامه می دهد.

مواد لازم آزمایش به شرح زیر است:

یخ خشک (Solid CO₂)، نوار منیزیم

شرح آزمایش:

یک عدد قالب یخ خشک (کربن دی اکسید جامد) را از وسط نصف کنید. وسط یکی از دو نیمه را ذوب کرده و حفره ی کوچکی ایجاد کنید. حال، یک نوار منیزیم را روشن کنید و همان طور که در حالت افروخته است، در حفره ی کوچک قالب یخ خشک که ایجاد کرده اید، قرار دهید. در این مرحله، نیمه ی دیگر یخ خشک را روی نیمه حفره دار قرار دهید۸ تا حفره ایجاد شده کاملا پوشیده شود. مشاهده می شود که نوار منیزیم در یخ خشک به حالت سوختن خود ادامه می دهد – این در حالیست که در مجاورت با هوا کاملا می سوزد و ادامه نمی دهد.

می دانیم که هر ماده ای برای اینکه بسوزد و یا اکسیده شود، به اکسیژن نیاز دارد. در این آزمایش، اکسید شدن منیزیم در حضور با یخ خشک (کربن دی اکسید) – که به عنوان خاموش کننده آتش در کپسول های آتش نشانی به کار برده می شود – به دلیل تولید منیزیم اکسید (به دلیل وجود اکسیژن در ارلن هنگام تولید گاز کربن دی اکسید) و کربن (دوده) در واکنش سوختن، و همچنین گرمای زیاد، انجام می پذیرد و نوار منیزیم به سوختن خود ادامه می دهد. در این آزمایش مقداری هم منیزیم کربنات به دست می آید.

 

آزمایش جذاب ۸: چگونه یک شمع را نوش جان کنید!

مواد لازم آزمایش به شرح زیر است:

موز، بادام، شمعدان

شرح آزمایش:

ابتدا لازم است یک عدد موز را به حالت یک شمع طبیعی در آورید و آن را در شمعدان قرار دهید (دقت کنید که پوست آن را جدا کنید). به یاد داشته باشید که اندازه ی موز به حدی باشد که با یک یا دو گاز زدن خورده شود. حال به کمک مغز یک بادام، فتیله ای برای شمع درست کنید و آن را در بالای موز قرار دهید.

با روشن کردن فتیله ی ساخته شده، مشاهده می کنید که برای چند دقیقه ای سوختن ادامه میابد. این بدان دلیل است که مغز بادام حاوی مقدار معینی روغن می باشد که با آتش گرفتن می سوزد. این سوختن بسیار شبیه شعله ای است که از سوختن شمع واقعی ایجاد می گردد.

پس از گذشت چند دقیقه پس از شعله ور شدن بادام، می توانید فیتیله را خاموش کرده و شمع خوشمزه فوق الذکر را میل  کنید.

 

آزمایش جذاب ۹: چگونه یک خمیر مغناطیسی درست کنید !

آزمایش خمیر مغناطیسی با ایجاد یک خمیر سیال یک آزمایش شیمی پرکاربرد است که به راحتی در آزمایشگاه می توان آن را شبیه سازی کرد که در صنایع گوناگون مخابرات، حمل و نقل، هوا فضا، و راه و شهرسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

مواد لازم آزمایش به شرح زیر است:

لیوان پلاستیکی کوچک‌،‌ پودر بوراکس، آب، کاسه بزرگ مخلوط کردن، براده آهن، آهنربای نئودیومی، کیسه وکیوم، چسب چوب، قاشق پلاستیکی

شرح آزمایش:

ابتدا لازم است محتویات داخل یک چسب چوب را به کمک مقداری آب به گونه ای که درون چسب ریخته و تکان داده شود، در کاسه ای بریزید. سپس، مقدار ۳ الی ۴ قاشق چای خوری از براده های آهن را به محتوی درون کاسه بیافزایید و به همراه قاشق پلاستیکی مخلوط کنید. یک لیوان پلاستیکی را تا نیمه از آب پر کرده و به آن مقدار یک قاشق چای خوری پودر بوراکس اضافه کنید و محلول را هم بزنید. محلول بوراکس را به محلول فوق الذکر اضافه کنید. مشاهده می شود که یک خاصیت کشسانی خوبی از مخلوط نهایی به دست می آید. این مخلوط را به اندازه ی ۲ دقیقه ورز بدهید تا کم کم ویسکوزیته سیال مذکور افزایش یابد.

اکنون با نزدیک کردن یک آهنربای نئودیومی به سیال ورز داده شده، شاهد ربایش در آن می شوید. به منظور نگهداری از این ماده لازم است تا آن را درون یک کیسه وکیوم (در دمای اتاق) گذاشته تا در مجاورت هوا قرار نگیرد.

 

Written by Elham Akhlaghi Manesh

:Resources

Chemology

Nmbk

OldRoshd