Тиоцианат ртути где взять. Фараоновы змеи

На фото - так называемая «фараонова змея», результат реакции разложения (Hg(NCS) 2). Вообще, фараоновыми змеями называют целый ряд химический превращений, которые сопровождаются образованием большого объема пористого продукта реакции из небольшого объема исходных веществ. Их часто используют в качестве демонстрационного эксперимента для наглядной иллюстрации того, что в результате химической реакции может происходить многократное изменение объема реагирующих веществ. Такие химические процессы сопровождаются бурным выделением газа и выглядят так, как будто из смеси реагентов выползает большая змея или появляются щупальца невиданного пришельца.

Название эксперимента отсылает нас к тексту Ветхого Завета . В главе седьмой книги Исхода написано: «И бросил Аарон [старший брат Моисея и его сподвижник при освобождении евреев из египетского рабства] жезл свой пред фараоном, и он [жезл] сделался змеем. И призвал фараон мудрецов и чародеев; и эти волхвы египетские сделали то же своими чарами: каждый из них бросил свой жезл, и они сделались змеями, но жезл Ааронов поглотил их жезлы».

Некоторое время находка Вёлера - фейерверк под названием «фараонова змея» («Pharaoschlange») - был популярен в Германии на научных шоу, но потом его запретили показывать где-либо кроме стен химических лабораторий. Запрет на фараоновы змеи был введен тогда, когда при трагических обстоятельствах были открыты токсичные свойства Hg(NCS) 2 - несколько детей получили смертельные отравления, приняв тиоцианат ртути(II) за конфеты и съев его.

Тиоцианат ртути(II) - твердое вещество белого цвета, практически не растворимое в воде (при 20°С в 100 миллилитрах воды растворяется 0,069 грамм Hg(NCS) 2). Получают его почти так же, как его получил Вёлер, - с помощью реакции между растворами нитрата или хлорида ртути(II) с тиоцианатом калия . При нагревании тиоцианата ртути(II) до 165°С начинается его самопроизвольное разложение с выделением тепла, и белый порошок превращается в объемную и пористую коричневую массу, которая не растворяется в воде. В основном змея состоит из нитрида углерода (C 3 N 4). Основная реакция разложения тиоцианата ртути(II) описывается следующим уравнением:

2Hg(NSC) 2 → 2HgS + CS 2 + C 3 N 4

При нагревании C 3 N 4 частично разлагается с образованием дициана и молекулярного азота:

3C 3 N 4 → 3(CN) 2 + N 2

Образующийся в результате разложения тиоцианата ртути(II) сульфид ртути(II) может далее реагировать с кислородом воздуха, в результате чего образуется металлическая ртуть, пары которой летучи. Поэтому для безопасности при проведении демонстрационного эксперимента разлагающийся тиоцианат ртути(II) обычно накрывают стеклянным колпаком.

HgS + O 2 → Hg + SO 2

Дисульфид углерода (CS 2), образующийся при разложении тиоцианата ртути, легко воспламеняется и тоже может гореть в кислороде воздуха с образованием углекислого и сернистого (SO 2) газов:

CS 2 + 3O 2 → CO 2 + 2SO 2

Как и все соли ртути, тиоцианат токсичен. Его полулетальная доза (LD 50), составляет 46 мг/кг (для крыс при оральном введении), особенно быстро это вещество попадает в организм через слизистые оболочки, всасывается через кожу. По этой причине, а также из-за возможного выделения паров ртути, подготовка к эксперименту и его проведение требуют не только осторожности и внимания, но и соблюдения техники безопасности - змею из Hg(NCS) 2 можно показывать только в специальном лабораторном помещении с хорошей вытяжной вентиляцией. Этот опыт очень зрелищный: из 0,5 грамм Hg(NCS) 2 можно получить змею длиной до 30 см.

Если же вы хотите посмотреть фараонову змею у себя на кухне или показать ее на утреннике в актовом зале школы или детского сада, то самый безопасный вариант - глюконатная фараонова змея. Для получения такой змеи достаточно нагреть таблетку глюконата кальция , который можно купить в любой аптеке, до 120°С (во время экспериментов чаще всего глюконат кальция размещают на таблетке сухого горючего, которую поджигают). Глюконат кальция начнет разлагаться, и из его таблетки выползет светло-серая змея с белыми пятнами. Из одной таблетки массой 0,5 грамм можно получить змею длиной до 10–15 см.

Разложение глюконата кальция приводит к образованию оксида кальция, углерода, углекислого газа и воды:

Са 2 + O 2 → 10C + 2CO 2 + CaO + 10H 2 O

Светлый оттенок фараоновой змее из глюконата кальция придает оксид кальция. Недостатком образующейся змеи является - ее хрупкость: она легко рассыпается.

Аркадий Курамшин

Содовая гадюка

Это очень простой и изящный опыт. Чтобы его осуществить, в столовую тарелку насыпают 3 - 4 чайные ложки сухого просеянного речного песка и делают из него горку с углублением в вершине. Затем готовят реакционную смесь, состоящую из 1 чайной ложки сахарной пудры и 1/4 чайной ложки гидрокарбоната натрия (пищевой соды). Пропитывают песок 96-98%-ным этанолом и засыпают в углубление горки приготовленную реакционную смесь, а после этого поджигают спирт. Через 3 - 4 минуты на поверхности смеси появляются черные шарики, а у основания горки - черная жидкость. Когда почти весь спирт сгорит, смесь чернеет и из песка медленно выползает извивающаяся толстая черная "гадюка". У основания она окружена воротником догорающего спирта.

Диоксид углерода СО 2 , выделяющийся при разложении гидрокарбоната натрия и горении этилового спирта в соответствии с реакцией:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Вспучивает горящую массу, заставляя ее ползти, как змея. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получается змея, состоящая из карбоната натрия, смешанного с мельчайшими частичками угля, который образуется при окислении сахара.

Селитряная "змея"

Такую змею можно наблюдать, если для опыта с поджиганием сахара и спирта использовать нитрат аммония. В этом случае реакционная смесь должна состоять из 1/2 чайной ложки нитрата аммония и 1/2 чайной ложки сахарного песка, тщательно перетертых в ступке. Эту смесь засыпают в углубление пропитанной этиловым спиртом песочной горки, а потом зажигают спирт. После того как он почти весь выгорит, с вершины горки начинает сползать "гадюка".

Ее появление на свет вызвано реакцией нитрата аммония с сахаром:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 = 11C + 2N 2 + CO 2 + 15H 2 O

Приводят в движение "гадюку" опять-таки образующиеся газы: азот N 2 , диоксид углерода CO 2 и пары воды.

Черный "удав" из стакана

Этот опыт представляет собой захватывающее зрелище. Сахарную пудру в количестве 75 г помещают в высокий стеклянный стакан, смачивают ее 5-7 мл воды и перемешивают длинной стеклянной палочкой. Потом к влажному сахару приливают по этой палочке 30-40 мл концентрированной серной кислоты Н 2 SO 4 . (Осторожно!)

Затем быстро перемешивают содержимое стеклянной палочкой, которую оставляют в стакане, заполненном смесью. Через одну-две минуты содержимое стакана начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой, рыхлой и ноздреватой массы подниматься, увлекая вверх стеклянную палочку. Смесь в стакане сильно разогревается и даже немного дымится. Она медленно выползает из стакана.

Серная кислота окисляет сахарозу C 12 H 22 O 11 и превращается в диоксид серы SO 2 . Одновременно получается диоксид углерода СО 2 . Эти газы вспучивают образующийся уголь и выталкивают его из стакана вместе с палочкой. Уравнение, передающее эти химические превращения, таково:

C 12 H 22 O 11 + 2H 2 SO 4 = 11C + 2SO 2 + CO 2 + 13H 2 O

Диоксиды углерода и серы вместе с парами воды увеличивают объем реакционной массы и заставляют ее перемещаться. Можно также добавить серную кислоту в стакан с сухим сахаром. Вещества перемешивают стеклянной палочкой, после чего стакан ставят в банку с горячей водой. Менее чем через минуту начнется бурная реакция. Из стакана "выстрелит" столбик черной массы.

В другом варианте опыта горячую кислоту осторожно приливают в стакан с сахаром. Данный опыт уже был описан в прошлом номере журнала .

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 этой страничке вы узнаете про реакции, сопровождающиеся образованием "фараоновых змей", познакомитесь с уравнениями этих реакций и сможете посмотреть впечатляющие видеоролики, демонстрирующее ход таких реакций. Часть из этих реакций можно воспроизвести даже в домашних условиях или в школьной лаборатории - с соблюдением всех правил безопасности , разумеется. А другая часть реакций, к счастью, требует наличия таких реагентов, которых вы нигде, кроме как в специализированных лабораториях, не найдете. К счастью - потому что многие из них высокотоксичны, и экспериментировать с ними категорически не рекомендуется.

1. Разложение роданида (тиоцианата) ртути - Hg (CNS) 2

Термическое разложение роданида ртути идёт по уравнению:

2 Hg(SCN) 2 = 2 HgS + CS 2 + C 3 N 4

CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2

При нагревании роданида ртути образуются черная соль - сульфид ртути, нитрид углерода желтого цвета и дисульфид углерода CS 2 . Последний на воздухе воспламеняется и сгорает, образуя диоксид углерода CO 2 и диоксид серы SO 2 .

Нитрид углерода вспучивается образующимися газами, при движении он захватывает черный сульфид ртути (II), и получается желто-черная пористая масса.

В результате из кусочка роданида ртути вылезает большая "змея" черно-желтого цвета, похожая на ужа, а то и не одна. Голубое пламя, из которого выползает "змея" - это пламя горящего сероуглерода CS 2 . Из 1 г тиоцианата аммония и 2,5 г нитрата ртути в умелых руках может получиться змея длиной 20-30 см.

Разложение тиоцианата ртути - первая из открытых реакций этого типа. Ее первооткрыватель - студент Гейдельбергского университета Фридрих Вёлер (1800-1882). Как-то раз осенью 1820 года, смешивая водные растворы тиоцианата аммония NH 4 NCS и нитрата ртути Hg(NO 3) 2 , он обнаружил, что из раствора выпадает белый осадок. Вёлер отфильтровал раствор и высушил осадок полученного тиоцианата ртути Hg(NCS) 2 . Из любопытства исследователь поджег его. Осадок загорелся и произошло чудо: из невзрачного белого комочка, извиваясь, выползла и стала расти длинная черно-желтая "змея".

Cоли ртути ядовиты, и работа с ними требует осторожности и внимания. Безопаснее показывать змею дихроматную.

2. Дихроматная змея

Способ 1. Смешивают 10 г дихромата калия K 2 Cr 2 O 7 , 5 г нитрата калия KNO 3 и 10 г сахара (сахарозы) C 12 H 22 O 11 . Затем растирают смесь в ступке и увлажняют этиловым спиртом C 2 H 5 OH или коллодием (он продается в аптеке). Затем эту смесь спрессовывают в стеклянной трубочке диаметром 5–8 мм.

Полученный столбик выталкивают из трубочки и поджигают с одного конца. Вспыхивает едва заметный огонек, из-под которого начинает выползать сначала черная, а потом зеленая «змея». Столбик смеси диаметром 4 мм горит со скоростью 2 мм в секунду. При горении он может удлиниться в 10 раз!

Реакция горения сахарозы в присутствии двух окислителей – нитрата калия и дихромата калия – довольно сложна. Продукты реакции - черные частицы сажи, зеленый оксид хрома (III) Cr 2 O 3 , расплав карбоната калия K 2 CO 3 , диоксид углерода CO 2 и нитрит калия KNO 2 . Углекислый газ CO 2 вспучивает смесь твердых продуктов и заставляет ее двигаться.

Способ 2. Смешать 1 г дихромата аммония (NH 4) 2 Cr 2 O 7 2 г нитрата аммония NH 4 NO 3 и 1 г сахарной пудры. Смочить смесь водой, вылепить из нее палочку и высушить на воздухе. Если палочку поджечь, из нее в разные стороны поползут черно-зеленые «змеи».

При поджигании смеси происходят следующие реакции:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O,

NH 4 NO 3 = N 2 O ­ + 2H 2 O,

C 12 H 22 O 11 + 6O 2 = 6CO 2 + 11H 2 O + 6C.

При разложении дихромата аммония образуются азот N 2 , водяной пар и зеленый оксид хрома (III) Cr 2 O 3 . Реакция протекает с выделением теплоты. В реакции термического разложения нитрата аммония выделяется бесцветный газ – оксид диазота N 2 O, который уже при слабом нагревании разлагается на кислород O 2 и азот N 2 . Горение сахара дает еще один газ – диоксид углерода CO 2 , вдобавок происходит обугливание – выделение углерода. Большой объем газов плюс твердые продукты окисления – вот секрет «змеиного» поведения смеси.

3. Гадюка из соды и сахара

Для проведения этого опыта в столовую тарелку насыпают 3–4 ложки сухого просеянного речного песка и делают из него горку с углублением в вершине. Затем готовят смесь, состоящую из 1 чайной ложки сахарной пудры и 1/4 чайной ложки гидрокарбоната натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Песок пропитывают 96–98%-м раствором этанола C 2 H 5 OH и насыпают в углубление горки приготовленную реакционную смесь. Затем поджигают горку.

Спирт загорается. Через 3–4 минуты на поверхности смеси появляются черные шарики, а у основания горки – черная жидкость. Когда почти весь спирт сгорит, смесь чернеет, и из песка медленно выползает извивающаяся толстая черная «гадюка». У основания она окружена «воротником» догорающего спирта.

В этой массе происходят следующие реакции:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 O ­ + CO 2 ,

C 2 H 5 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O

Диоксид углерода CO 2 , выделяющийся при разложении гидрокарбоната натрия и горении этилового спирта, а также водяные пары вспучивают горящую массу, заставляя ее ползти, как змея. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получается «змея». Она состоит из карбоната натрия Na 2 CO 3 , смешанного с мельчайшими частичками угля, образованного при горении сахара.

Вместо гидрокарбоната натрия можно использовать нитрат аммония NH 4 NO 3 . В столовую тарелку насыпают 3-4 ложки просеянного речного песка, делают из него горку с углублением в вершине и готовят реакционную смесь, состоящую из 1/2 чайной ложки нитрата аммония и 1/2 чайной ложки сахарной пудры, тщательно перетертых в ступке. Затем в углубление горки наливают 1/2 столовой ложки этилового спирта и насыпают 1 чайную ложку приготовленной нитратно-сахарной смеси. Теперь, если поджечь спирт, на поверхности смеси сразу же появляются черные шарики обугленного сахарного песка, и вслед за ними вырастает черный блестящий и толстый "червяк". Если нитратно-сахарной смеси было взято не более 1 чайной ложки, то длина червяка не превысит 3-4 см. А его толщина зависит от диаметра углубления горки.

Появление червяка вызвано взаимодействием нитрата аммония с сахаром, которое выражается следующим уравнением:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 = 11C + 2N 2 + CO 2 + 15H 2 O.

"Червя" приводят в движение газы: азот N 2 , диоксид углерода CO 2 и пары воды.

5. «Черный удав» из стакана

Этот опыт представляет собой впечатляющее зрелище. Сахарную пудру в количестве 75 г помещают в высокий стеклянный стакан, смачивают ее 5–7 мл воды и перемешивают длинной стеклянной палочкой. Потом к влажному сахару приливают по этой палочке 30–40 мл концентрированной серной кислоты H 2 SO 4 . Затем смесь быстро перемешивают стеклянной палочкой и оставляют в стакане.

Через 1–2 минуты содержимое стакана начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой, рыхлой и ноздреватой массы подниматься, увлекая вверх стеклянную палочку. Смесь в стакане сильно разогревается, даже немного дымится, - и медленно выползает из стакана.

Серная кислота отнимает от сахара (сахароза C 12 H 22 O 11) воду, разрушая его молекулярную структуру, и окисляет его, превращаясь при этом в диоксид серы SO 2 . При окислении сахара получается диоксид углерода CO 2 . Эти газы вспучивают образующийся уголь и выталкивают его из стакана вместе с палочкой.

Уравнение, передающее эти химические превращения, выглядит так:

C 12 H 22 O 11 + 2H 2 SO 4 = 11C + 2SO 2 + CO 2 + 13H 2 O.

Диоксиды углерода и серы вместе с парами воды увеличивают объем реакционной массы и заставляют ее подниматься вверх в узком стакане.

Для проведения этого опыта вам следует запастись терпением, но оно того стоит!

Для опыта понадобится уротропин (гексаметилентетрамин - (CH 2) 6 N 4). Таблетки уротропина можно купить в аптеке - это антисептический препарат. Подойдет также “твердый спирт” (сухое горючее) - его можно приобрести в хозяйственном магазине. Только убедитесь что сухое горючее, которое вы покупаете, содержит уротропин - оно бывает разных видов. Чтобы убедиться, что сухое горючее содержит уротропин, проведите простой опыт. Отломите несколько кусочков сухого горючего, положите их в пробирку и немного нагрейте. Если оно состоит из уротропина, вы почувствуете запах аммиака.

Чтобы сделать "змею", нужно произвести следующие действия. Одну таблетку “твердого спирта” или аптечного уротропина положите на блюдце и 3-4 раза пропитайте концентрированным водным раствором нитрата аммония NH 4 NO 3 , капая его из пипетки, а потом высушивая. Каждый раз надо наносить по 5-10 капель (0,5 мл раствора).

Высушивание таблеток - самая утомительная часть опыта: при комнатной температуре на воздухе оно продолжается слишком долго. Но повышать температуру для ускорения процесса нельзя - уротропин разлагается при высокой температуре. Тем более нельзя сушить таблетки на открытом огне: они могут загореться.

Пропитанную и высушенную таблетку на блюдце следует поджечь с одной стороны. И тут начнутся чудеса: появятся черные шарики кипящей жидкости, которые сливаются вместе и образуют подобие вырастающего “хвоста”. Он изгибается, а за ним из огня вырастает толстое тело “змеи”. “Змея” растет, упирается хвостом в блюдце, начинает изгибаться.

Разложение уротропина (CH 2) 6 N 4 в смеси с нитратом аммония NH 4 NO 3 приводит к образованию пористой массы, состоящей из углерода, и большого количества газов - диоксида углерода СО 2 , азота N 2 и воды:

(CH 2) 6 N 4 + 2NH 4 NO 3 + 7О 2 = 10C + 6N 2 ­ + 2CO 2 + 16H 2 O

Интересно, что если смешать химически чистый уротропин и нитрат аммония, то разлагаются, не образуя твердых продуктов. Но в таблетки на стадии их формования добавляют связующие вещества - парафин и тальк. Вот почему появляется “тело змеи”. А выделяющиеся газы вспучивают и двигают его.

Это самый простой и безопасный способ получения глюконатной змеи - для этого достаточно поднести к пламени таблетку глюконата кальция , который продается в каждой аптеке. Можно положить таблетку глюканата кальция на таблетку сухого спирта и поджечь его. Из таблетки выползет светло-серая "змея" с белыми пятнами, объем которой намного превышает объем исходного вещества - она может достигнуть длины 10-15 см.

Разложение глюконата кальция, имеющего состав Са 2 · H 2 O приводит к образованию оксида кальция, углерода, углекислого газа и воды.

Светлый оттенок «змее» придает оксид кальция.

Недостатком образующейся «змеи» является ее хрупкость - она достаточно легко рассыпается.

8. Фараонова змея из сульфаниламида

Очень простой способ получения «фараоновых змей» – это окислительное разложение сульфаниламидных лекарственных препаратов (к ним относятся, например, стрептоцид, сульгин, сульфадиметоксин, этазол, сульфадимезин, фталазол, бисептол). В ходе окисления сульфаниламидных препаратов выделяется много газообразных продуктов реакции (SO 2 , H 2 S , N 2 , пары воды), которые вспучивают массу и формируют пористую «змею».

Опыт проводят только под тягой!

На таблетку сухого горючего помещают 1 таблетку лекарственного препарата и поджигают горючее. При этом происходит выделение блестящей «фараоновой змеи» серого цвета.

По своей структуре «змея» напоминает кукурузные палочки. Если выделяющуюся «змею» аккуратно подцепить пинцетом и осторожно вытягивать, то можно получить достаточно длинный «экземпляр».

9. Разложение нитроацетанилида

Для опыта понадобятся: фарфоровый тигель, треугольник, штатив, горелка, стеклянная палочка, шпатель. Соблюдать правила работы с концентрированной серной кислотой. При выполнении опыта не наклоняться над тиглем. Опыт выполняется под тягой.

Смешаем в фарфоровом тигле органическое вещество белого цвета - нитроацетанилид и серную кислоту. Нагреем смесь. Через несколько секунд из тигля выстрелит масса черного цвета. Выделяющиеся газы делают массу очень пористой и рыхлой.

Черный цвет массе придает углерод, образующийся в больших количествах. В еще больших количествах в ходе реакции образуются газы SO 2 , NO 2 и CO 2 , которые вспенивают углерод.

Кстати...

А почему "фараоновы змеи"? Змеи - понятно, но почему фараоновы? В литературе можно найти следующее объяснение: "В одном из библейских преданий говорится, как пророк Моисей, исчерпав все иные аргументы в споре с фараоном, совершил чудо, превратив жезл в извивающуюся змею... Фараон был посрамлен и напуган, Моисей получил разрешение покинуть Египет, а мир получил очередную загадку". Звучит исчерпывающе, но только есть загвоздка: согласно Библии (книга "Исход"), пророк Моисей убедил фараона отпустить из рабства евреев, использовав куда мощные аргументы; их назвали "Десять казней египетских". Это были разные беды, которые Господь насылал на Египет после очередного отказа фараона отпустить еврейский народ. Ни одна из них, к слову, никак не была связана со змеями. Часть из этих ужасных чудес действительно сопровождались взмахами знаменитым жезлом. А знаменит он тем, что ему действительно приходилось побыть змеей, но сотворил это чудо вовсе не Моисей, а сам Господь, когда возлагал на него великую миссию, а Моисей стал проявлять малодушие.
Таким образом, остается непонятным, почему химических змей назвали "фараоновыми". Возможно, лишь потому, что такое название звучит солидно - под стать эффектности этого типа реакций.

При подготовке материала использована информация с сайта

Для многих уроки химии являются настоящим мучением. А ведь если хоть немного разбираться в этом предмете, то можно проводить занимательные опыты и получать от этого удовольствие. Да и учителям не помешает заинтересовать своих учеников. Для этого отлично подойдут так называемые фараоновы змеи.

Происхождение названия

Достоверно 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. Хотя на самом деле между тем, как получаются эти опыты, и библейскими событиями нет ничего общего.

Из чего можно получить "фараоновых змей"

Наиболее распространенным веществом для получения змей является роданид ртути. Однако опыты с ним можно проводить только в хорошо оборудованной химической лаборатории. Вещество токсично и имеет неприятный стойкий запах. А "фараонова змея" в домашних условиях может быть создана из таблеток, которые продаются в любой аптеке без рецепта, или минеральных удобрений из хозяйственного магазина. Для проведения опыта используется глюконат кальция, уротропин, сода, сахарная пудра, селитра и многие вещества, которые можно приобрести в аптеке или магазине.

"Змеи" из таблеток, содержащих сульфаниламиды

Проще всего провести дома опыт "Фараоновы змеи" из лекарственных группы. Это такие средства, как "Стрептоцид", "Бисептол", "Сульфадимезин", "Сульфадиметоксин" и прочие. есть в доме практически у каждого. "Фараоновы змеи" из сульфаниламидов получаются блестящего серого цвета, по структуре они напоминают кукурузные палочки. Если аккуратно подхватить зажимом или пинцетом "голову" змейки, то можно вытянуть из одной таблетки достаточно длинную рептилию.

Для того чтобы провести "Фараонова змея", понадобится горелка или и вышеперечисленные лекарственные препараты. Несколько таблеток выкладывается на который поджигается. При протекании реакции выделяются такие вещества, как азот, сероводород и водяные пары. Формула реакции следующая:

С 11 H 12 N 4 O 2 S+7O 2 = 28C+2H 2 S+2SO 2 +8N 2 +18H 2 O

Такой опыт нужно проводить очень аккуратно, поскольку сернистый газ очень токсичен, так же, как и сероводород. Поэтому если нет возможности проветривать во время эксперимента комнату или включить вытяжку, лучше заняться этим на улице или в специально оборудованной лаборатории.

"Змеи" из глюконата кальция

Лучше всего проводить эксперименты из тех веществ, которые безопасны, даже если их использовать за пределами специально оборудованной лаборатории. "Фараонова змея" из глюконата кальция получается достаточно просто.

Для этого потребуется 2-3 таблетки лекарственного препарата и кубик сухого горючего. Под воздействием пламени начинается реакция, и из таблетки выползает серая "змея". Такие опыты с глюконатом кальция вполне безопасны, но все же стоит соблюдать осторожность при их проведении. Формула химической реакции следующая:

C 12 H 22 CaO 14 +O2 = 10C+2CO 2 +CaO+11H 2 O

Как видим, происходит реакция с выделением воды, углекислого газа, углерода и оксида кальция. Именно выделение газа и обуславливает рост. "Фараоновы змеи" получаются в длину до 15 сантиметров, но они недолговечны. При попытке взять их в руки они распадаются.

"Фараонова змея" - как сделать из удобрения?

Если у вас есть огород на приусадебном участке или дача, то обязательно имеются и различные удобрения. Наиболее распространенное, которое можно найти в кладовке любого дачника и фермера - селитра или нитрат аммония. Для опыта потребуется просеянный речной песок, половина чайной ложки селитры, половина чайной ложки сахарной пудры, ложка этилового спирта.

Необходимо в горке из песка сделать углубление. Чем больше диаметр, тем толще будет "змея". Хорошо перетертую смесь селитры и сахара засыпают в углубление и заливают этиловым спиртом. Затем спирт поджигают, постепенно образуется "змея".

Реакция при этом происходит следующая:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 = 11C + 2N 2 + CO 2 + 15H 2 O.

Выделение токсичных веществ при опыте обязывает соблюдать технику безопасности.

"Фараонова змея" из пищевых продуктов

"Фараоновы змеи" получаются не только из медицинских препаратов или удобрений. Для опыта можно воспользоваться такими продуктами, как сахар и сода. Такие компоненты найдутся на любой кухне. Из речного песка формируется горка с углублением и пропитывается спиртом. Сахарную пудру и пищевую соду смешивают в соотношении 4:1 и высыпают в углубление. Спирт поджигают.

Смесь начинает чернеть и медленно разбухать. Когда спирт практически перестает гореть, из песка выползает несколько извивающихся "рептилий". Реакция следующая:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 O - + CO 2 ,

C 2 H 5 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O

Смесь разлагается на углекислый газ и водяные пары. Именно газы заставляют раздуваться и расти кальцинированную соду, которая не сгорает в процессе реакции.

Еще одна "рептилия" из таблетки

Существует еще один простой способ получить "фараонову змею" из лекарственных препаратов. Для этого потребуется приобрести в аптеке препарат "Уротропин". Вместо таблеток также можно использовать сухое горючее, содержащее это вещество. Еще понадобится раствор аммиачной селитры. Препарат "Уротропин" необходимо пропитать им. Однако нельзя сразу наносить на исходный материал весь раствор, поэтому необходимо добавлять по несколько капель и высушивать. При этом высыхание должно происходить при комнатной температуре.

После этого таблетку поджигают. В итоге получается даже не столько "змея", сколько "дракон". Однако, если разобраться, это тот же опыт "Фараоновы змеи". Но из-за свойств компонентов происходит более бурная реакция, что приводит к образованию объемной фигуре.

"Змея" из роданида ртути

Впервые химический опыт "Фараонова змея" получился у студента-медика в 1820 году. Фридрих Велер смешивал растворы нитрата ртути и тиоцианата аммония и получил белый кристаллический осадок. Получившийся осадок роданида ртути студент высушил и поджег просто ради любопытства. Из горящего вещества начала выползать черно-желтая змеевидная масса.

"Фараоновы змеи" из роданида ртути получаются просто. Вещество нужно поджечь на термостойкой поверхности. Последует реакция:

2Hg(NCS) 2 = 2HgS + C 3 N 4 + CS 2

CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2

Под термическим воздействием происходит разложение роданида ртути на сульфид ртути (придает "рептилии" черный цвет), нитрид углерода (отвечает за желтую окраску змеи) и сероуглерод (дисульфид углерода). Последний возгорается и разлагается на газы - углекислый газ и оксид серы, которые вспучивают нитрид углерода. Он, в свою очередь, захватывает и получаются черно-желтые "фараоновы змеи".

Данный опыт ни в коем случае нельзя проводить в домашний условиях! Кроме того, что выделяются токсичные газы, происходит выделение ртутных паров. Ртуть же ядовита сама по себе и может вызвать сильнейшее химическое отравление.

Безопасность при проведении опытов

Несмотря на то что большинство веществ, из которых могут получиться "фараоновы змеи", считаются безопасными, опыты нужно проводить очень аккуратно. Как видно из вышеприведенных формул, при разложении выделяются достаточно токсичные компоненты, которые могут привести к тяжелейшим отравлениям. Все опыты можно проводить на дому только в проветриваемом помещении или при наличии вытяжки высокой мощности. Опыты с роданидом ртути можно проводить только в специально оборудованной лаборатории, соблюдая все правила техники безопасности.

В заключение можно сказать, что, проводя на занятиях химический опыт "Фараоновы змеи", преподаватель может заинтересовать учеников своим предметом. Уроком, скорее всего, заинтересуются даже те, кто не понимает и не любит химию. А те, кто предпочитает практику вместо скучных теоретических выкладок, получат дополнительный стимул к изучению науки.

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра химии

Курсовая работа

по неорганической химии

«Синтез тиоцианата ртути(ΙΙ)»

Выполнила студентка гр. 430481:

Родичева А. С.

Научный руководитель:

доцент кафедры химии Бородина Л. П.

Тула 2009 г.

1. Введение

2. Литературный обзор

3. 2.1. Общая характеристика ртути

4. 2.1.1. Важнейшие характеристики ртути

5. 2.1.2. Получение ртути

6. 2.1.3. Применение ртути

7. 2.1.4. Отравление ртутью и ее соединениями

8. 2.2. Родан (SCN) 2

9. 2.3. Тиоциановая кислота

10. 2.3.1. Важнейшие характеристики тиоциановой кислоты

11. 2.3.2. Получение HCSN

12. 2.3.3. Применение роданистоводородной кислоты

13. 2.4. Тиоцианаты не органические

14. 2.4.1. Общая характеристика некоторых тиоцианатов

15. 2.4.2. Получение тиоцианатов

16. 2.4.3. Комплексные соединения тиоцианатов

17. 2.4.4. Применение тиоцианатов

18. 2.5. Тиоцианат (роданид) ртути (ΙΙ

19. 2.5.1. Историческая справка

20. 2.5.2. Получение Hg(SCN) 2

21. 2.5.3. Реакции характерные для Hg(SCN) 2

22. 2.5.4. Применение тиоцианата ртути (ΙΙ

23. 2.6 Токсикологический аспект

3. Экспериментальная часть.

5. Список используемой литературы

1. Введение

Целью данной курсовой работы является изучение способов синтеза тиоцианатов, в частности тиоцианат ртути (ΙΙ). Свойства соединений ртути(II) специфичны, поэтому они интересны для изучения.

Задачей данной работы является синтез тиоцианата ртути(II) и изучение его свойств.

Тиоцианаты щелочных металлов и аммония получают при улавливании цианистых соединений, содержащихся в коксовом газе, растворами соответствующих полисульфидов. Кроме того, NH 4 NCS получают взаимодействием NH 3 с CS 2 , a KNCS и NaNCS получают сплавлением KCN или NaCN с серой. Другие тиоцианаты синтезируют обменной реакцией сульфатов, нитратов или галогенидов металлов с тиоцианатом Ba, К или Na, или взаимодействием гидроксидов или карбонатов металлов с HNCS. CuSCN получаются из тиоцианатов щелочных металлов, гидросульфита натрия и сульфата меди. Ca(SCN) 2 *3H 2 O получают действием оксида кальция на тиоцианат аммония.

2. Литературный обзор

2.1. Общая характеристика ртути

Ртуть – один из семи металлов, известных с древнейших времен. В металлическом состоянии Hg - серебристо-белого цвета и при комнатной температуре находится в жидком состоянии и при небольшом нагревании легко переходит в пар.

Ртуть принадлежит к числу весьма редких элементов (в земной коре ее 4,5*10 -6 %. Примерно столько же Hg содержится в изверженных горных породах.) В земной коре Hg преимущественно рассеяна; осаждается из горячих вод, образуя ртутные руды (содержание в них ртути примерно 5-7%), известно 35 рудных минералов. В свободном виде она встречается в виде вкраплений в горные породы, но крайне редко, выделяется из морской воды.

2.1.1 Важнейшие характеристики ртути

Особенностью электронного строения атома ртути является полностью сформированная «подвнешняя» d 10 оболочка. Наличие замкнутой и поэтому очень стабильной d 10 электронной оболочки обуславливается несклонностью ртути проявлять в своих гетерогенных соединениях более высокую степень окисления, чем 2+. Вместе с тем валентные возможности ртути очень обширны, благодаря легкой деформируемости все той же d 10 электронной оболочки. Возникающий в результате деформации дополнительный эффект поляризации делает возможным образование ковалентных связей, что резко расширяет круг реализуемых реакций и соединений.

2.1.2 Получение ртути

Промышленным способом ее получают из основного минерала – сульфида (киновари) при окисленном обжиге:

HgS + O 2 = Hg + SO 2

Обжиговые газы, пройдя пылеуловительную камеру, поступают в трубчатый холодильник из нержавеющей стали или монель-металла. Жидкая ртуть стекает в железные приёмники. Для очистки сырую ртуть пропускают тонкой струйкой через высокий (1 – 1,5 м) сосуд с 10%-ной HNO 3 , промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме.

Возможно, также гидрометаллургическое извлечение ртути из руд и концентратов растворением HgS в сернистом натрии с последующим вытеснением ртути алюминием. Разработаны способы извлечения ртути электролизом сульфидных растворов.

2.1.3 Применение ртути

Ртуть имеет широкое применение. Например:ртутная соль хромовой кислоты– замечательная зеленая краска по керамике; cильный яд сулема HgCl 2 , крайне нужна в гальванопластике, в производстве оловянных и цинковых сплавов тонкой структуры, в процессах гравирования и литографии, даже в фотографии. Промышленный катализ тоже не обходится без соединений ртути. Один из способов получения уксусной кислоты и этилового спирта основан на реакции, открытой русским ученым М.Г. Кучеровым. Сырьем служит ацетилен. В присутствии катализаторов – солей двухвалентной ртути – он реагирует с водяным паром и превращается в уксусный альдегид. Окисляя это вещество, получают уксусную кислоту, восстанавливая – спирт. Те же соли помогают получать из нафталина фталевую кислоту – важный продукт основного органического синтеза.Ртутными красками покрывают днища кораблей, чтобы они не обрастали ракушками. Иначе корабль снижает скорость, перерасходуется топливо. Самая известная из красок такого типа делается на основе кислой ртутной соли мышьяковистой кислоты HgHAsO 4 . Хотя все ртутные соли ядовиты, многие из них используются медициной, и, пожалуй, это одно из самых древних их применений. Сулема HgCl 2 – яд, но и одно из первых антисептических средств. Цианид ртути использовали в производстве антисептического мыла. Желтую окись ртути до сих пор применяют при лечении глазных и кожных заболеваний. Каломель Hg 2 Cl 2 – общеизвестное слабительное средство. Органические антисептики на основе соединений ртути пригодны даже для обработки слизистых оболочек. Также ртуть используется для создания научных приборов (барометров, термометров, и т. д.) и амальгамирования золота и серебра.Все соли ртути ядовиты, и это требует большой осторожности при работе с ними.

2.1.4 Отравление ртутью и ее соединениями

Отравления ртутью и ее соединениями возможны на ртутных рудниках и заводах, при производстве некоторых измерительных приборов, ламп, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов и др.

Основную опасность представляют пары металлической ртути, выделение которых с открытых поверхностей возрастает при повышении температуры воздуха. При вдыхании ртуть попадает в кровь. В организме ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками; частично откладывается в печени, в почках, селезенке, ткани мозга и др. Токсическое действие связано с блокированием сульфгидрильных групп тканевых белков, нарушением деятельности головного мозга (в первую очередь, гипоталамуса). Из организма ртуть выводится через почки, кишечник, потовые железы и др.

Острые отравления ртутью и её парами встречаются редко. При хронических отравлениях наблюдаются эмоциональная неустойчивость, раздражительность, снижение работоспособности, нарушение сна, дрожание пальцев рук, снижение обоняния, головные боли. Характерный признак отравления – появление по краю дёсен каймы сине-черного цвета; поражение дёсен (разрыхленность, кровоточивость) может привести к гингивиту и стоматиту. При отравлениях органическими соединениями ртути (диэтилмеркурфосфатом, диэтилртутью, этилмеркурхлоридом) преобладают признаки одновременного поражения центральной нервной (энцефало-полиневрит) и сердечно-сосудистой систем, желудка, печени, почек. [ 5]

2.2 Родан

Родан, диродан, (SCN) 2 был впервые получен в свободном состоянии в 1919 году Зёдербекком при действии брома, растворенного в сероводороде, на роданид серебра:

2 AgSCN + Br 2 = 2 AgBr + ( SCN ) 2

(SCN) 2 устойчив только при понижении температуры. Расплав вскоре спонтанно разлагается с выделением желтого дыма и с образованием кирпично-красного аморфного твердого вещества. Немного устойчивее родан в растворах. Хорошо растворим в сероуглероде и четыреххлористом углероде. В органических растворителях происходит разложение, медленно при низких температурах, мгновенно при комнатной. При этом выделяется аморфное вещество, которое получил еще Либих, пытаясь приготовить свободный родан путем окисления цианадов хлором в водных растворах. (SCN) 2 тотчас разлагает воду.

3( SCN ) 2 + 4 H 2 O = HCN + 5 HNCS + H 2 SO 4

В химическом отношении свободный родан очень напоминает йод. Он вступает в реакцию с металлами. (SCN) 2 способен вытеснять свободный йод из иодидов и сам может быть вытеснен избытком йода:

I 2 + 2 SCN - = 2 I - + ( SCN ) 2