«Черная змея» - это термин, который может относиться к двум похожим типам фейерверков , змее фараона и сахарной змее. «Змея фараона» или «змей фараона» - это оригинальная версия эксперимента с черной змеей. Он производит более впечатляющую змею, но его исполнение зависит от тиоцианата ртути (II) , который больше не используется широко из-за его токсичности. [1] Для «сахарной змеи» обычно используются бикарбонат натрия и сахар . [2]
После зажигания оба фейерверка испускают дым и извергают пепел, напоминающий змею, в результате реакции вспучивания . Они остаются на земле и не излучают искр, вспышек, снарядов или звука.
Змея фараона [ править ]
В змее фараона является более существенным эксперимент, но он требует больше мер предосторожности , чем сахар змеи из - за присутствие токсичных ртути паров ртути и других соединения. [1]
История [ править ]
Эта реакция была открыта Велером в 1821 году, вскоре после первого синтеза тиоцианата ртути. Он был описан как «извлечение из самого себя, в то же время червеобразных процессов, во много раз превышающее его прежнюю массу, очень легкого материала цвета графита». [ необходима цитата ] Некоторое время фейерверк под названием "Pharaoschlangen" был доступен для публики в Германии, но в конечном итоге был запрещен, когда токсические свойства продукта были обнаружены в результате смерти нескольких детей, которые по ошибке потребили полученное твердое вещество. [3]
Описание [ править ]
Эксперимент со змеей фараона проводится так же, как эксперимент с сахарной змеей, однако в первом эксперименте используется тиоцианат ртути (II) (Hg (SCN) 2 ) вместо сахарной пудры с пищевой содой. Это необходимо делать в вытяжном шкафу, потому что все соединения ртути опасны.
Химические реакции [ править ]
После воспламенения реагентов тиоцианат ртути (II) распадается с образованием сульфида ртути (II) (HgS), сероуглерода (CS 2 ) и нитрида углерода (C 3 N 4 ). Графитовый нитрид углерода , бледно-желтое твердое вещество, является основным компонентом золы. [1]
- 2 Hg (SCN) 2 (т) → 2 HgS (т) + CS 2 (л) + C 3 N 4 (т) [1]
Сероуглерод воспламеняется с образованием диоксида углерода (CO 2 ) и оксида серы (IV) (SO 2 ).
- CS 2 (l) + 3 O 2 (г) → CO 2 (г) + 2 SO 2 (г) [1]
В то время как нитрид углерода (C 3 N 4 ) распадается на газообразный азот и дициан.
- 2 C 3 N 4 (s) → 3 (CN) 2 (g) + N 2 (g) [1]
Когда сульфид ртути (II) (HgS) реагирует с кислородом (O 2 ), он образует серые пары ртути и диоксид серы . Если реакция проводится внутри контейнера, на его внутренней поверхности может наблюдаться серая пленка ртутного покрытия.
- HgS (s) + O 2 (g) → Hg (l) + SO 2 (g) [1]
Сахарная змея [ править ]
В отличие от угольной змеи , в которой вместо бикарбоната натрия происходит реакция серной кислоты , сахарная змея растет относительно быстрее и достигает значительно большего объема.
Описание [ править ]
В этом эксперименте используется твердое топливо. Твердым топливом может быть песок, достаточно покрытый этанолом или гексаметилентетрамином . Белая смесь сахарозы и бикарбоната натрия в конечном итоге станет черной, и змея вырастет примерно на 15–50 сантиметров (5,9–19,7 дюйма) после того, как ее зажжут. [4]
Химические реакции [ править ]
Когда змея зажжена, происходят три химические реакции . Бикарбонат натрия распадается на карбонат натрия , водяной пар и диоксид углерода : [2]
- 2 NaHCO 3 (т) → Na 2 CO 3 (т) + H 2 O (г) + CO 2 (г)
При сжигании сахарозы или этанола (реакция с кислородом воздуха) образуется углекислый газ и водяной пар : [2]
- C 12 H 22 O 11 (т) + 12 O 2 (г) → 12 CO 2 (г) + 11 H 2 O (г)
- C 2 H 5 OH (л) + 3 O 2 (г) → 2 CO 2 (г) + 3 H 2 O (г)
Некоторая часть сахарозы не горит, а просто разлагается при высокой температуре, выделяя элементарный углерод и водяной пар: [4]
- C 12 H 22 O 11 (т.) → 12 C (т.) + 11 H 2 O (г)
Углерод в реакции делает змею черной. В целом процесс достаточно экзотермичен, поэтому вода, образующаяся в реакциях, испаряется . Этот пар, в дополнение к продукту из углекислого газа , делает змею легкой и воздушной и позволяет ей вырасти до больших размеров из сравнительно небольшого количества исходного материала. [4]
Используйте [ редактировать ]
Это популярный в Индии фейерверк , которым дети играют во время фестиваля Дивали . Хотя Фонд исследований сундуков и Университет Пуны считают их токсичными, фейерверки из черной змеи все еще используются. Целью исследования было определить, какой фейерверк вызывает наибольшее загрязнение воздуха в Индии. Проведенное исследование показало, что фейерверк в виде змеи выделял самые высокие твердые частицы, способные проникать в легкие при вдыхании частиц дыма и, следовательно, причинять значительный ущерб. Другие петарды, которые выделяют огромное количество частиц дыма, включают фулджхади, пульпул, чакрис и аннар. [5]
См. Также [ править ]
- Химический вулкан
- Diet Coke и извержение Mentos
- Зубная паста слона
- Вспучивающийся
- Starlite
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e f g Хельменстин, Энн Мари (3 июня 2020 г.). «Как сделать фейерверк из змеи фараона» . Архивировано 17 октября 2019 года . Дата обращения 16 октября 2019 .
- ^ a b c Хельменстин, Энн Мари (3 июня 2020 г.). «Как сделать черную змею или светлячков» . Архивировано 14 октября 2019 года . Дата обращения 16 октября 2019 .
- ^ Дэвис, TL (1940). «Пиротехнические змеи». Журнал химического образования . 17 (6): 268–270. DOI : 10.1021 / ed017p268 .
- ^ a b c "Сахарная змея" . MEL Science . MEL Science 2015–2019. Архивировано 6 октября 2019 года . Проверено 28 октября 2019 года .
- ^ «Дивали 2016: Змеиные таблетки вызывают худшее загрязнение, за которым следуют Ladis» . Финансовый экспресс . 2016-10-25 . Проверено 14 ноября 2020 .
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с экспериментом с черной змеей . |
