Светящиеся опыты Искры под водой

Разве можно поверить тому, что вещество при кристаллизации из водного раствора выделяет под водой сноп искр? Но попробуйте смешать 108 г сульфата калия K₂SO₄ и 100 г декагидрата сульфата натрия Na₂SO₄ ^. 10H₂O (глауберовой соли) и добавить порциями при помешивании немного горячей дистиллированной или кипяченой воды, пока все кристаллы не растворятся. Раствор оставьте в темноте для охлаждения и кристаллизации двойной соли Na₂SO₄ ^. 2K₂SO₄ ^. 10H₂O. Как только начнут выделяться кристаллы, раствор будет искриться: при 60 °С слабо, а по мере охлаждения все сильнее и сильнее. Когда кристаллов выпадет много, вы увидите целый сноп искр. Если провести стеклянной палочкой по выделившимся на дне сосуда кристаллам, то снова появятся искры. Свечение и образование искр вызваны тем, что при кристаллизации двойной соли, которая получается по реакции 2K₂SO₄ + Na₂SO₄ + 10H₂O = Na₂SO₄ ^. 2K₂SO₄ ^. 10H₂O, выделяется много энергии, почти полностью превращающейся в световую.

Двойные соли

Двойными называют соли, образованные двумя разными катионами с одним и тем же анионом. Например, при упаривании водного раствора, содержащего 1 моль сульфата калия K2SO4 и 1 моль сульфата алюминия Al2(SO4)3 выделяется не смесь этих солей, а однородные кристаллы "алюмокалиевых квасцов" - додекагидрата сульфата алюминия-калия KAl(SO4)2 . 12 H2O, имеющие характерную октаэдрическую форму. Двойные соли можно рассматривать как комплексные соединения, существующие только в кристаллическом состоянии. При растворении в воде они полностью распадаются на ионы. Так, квасцы диссоциируют на катионы калия K⁺ и гексаакваалюминия [Al(H₂O)₆]³⁺, сульфат-ионы SO₄^2-- и молекулы воды: KAl(SO₄)₂ ^. 12 H₂O = K⁺ + [Al(H₂O)₆]³⁺ + 2SO₄^2-- Поэтому химическое поведение водных растворов двойных солей не отличается от поведения составляющих их обычных солей.

Квасцы

Квасцы - групповое название двойных солей состава МЭ(SO₄)₂ ^. 12H₂O, где М - калий K, рубидий Rb, цезий Cs, аммоний NH₄, а Э - алюминий Al, хром Cr, железо Fe и другие элементы в степени окисления (+III), дающие при диссоциации солей трехзарядные катионы. Квасцы хорошо растворяются в воде, их водные растворы имеют вяжущий кисловатый вкус и кислую реакцию из-за гидролиза, например: [Al(H₂O)₆]³⁺ + H₂O <<здесь знак обратимости >> [Al(H₂O)₅(OH)]²⁺ + H₃O⁺ При нагревании квасцы сначала плавятся в содержащейся в них воде, а затем эту воду теряют, образуя безводные соли. Дальнейшее нагревание превращает квасцы в смесь оксидов металлов.

Оранжевый свет

Появление этого удивительного свечения также вызвано почти полным превращением энергии химической реакции в световую. Чтобы его наблюдать, приливают к насыщенному водному раствору гидрохинона C₆H₄(OH)₂ 10-15%-ный раствор карбоната калия K₂CO₃, формалин - водный раствор формальдегида HCHO и пергидроль - концентрированный раствор пероксида водорода H₂O₂. Свечение жидкости лучше наблюдать в темноте. Свечение вызвано окислительно-восстановительными реакциями превращения гидрохинона C₆H₄(OH)₂ в хинон (C₆H₄)O₂, а формальдегида HCHO - в муравьиную кислоту HCOOH: C₆H₄(OH)₂ + H₂O₂ = (C₆H₄)O₂ + 2H₂O, HCHO + H₂O₂ = HCOOH + H₂O Одновременно протекает реакция нейтрализации муравьиной кислоты карбонатом калия с образованием соли - формиата калия HCOOK и выделением диоксида углерода CO₂ (углекислого газа), поэтому раствор вспенивается: 2HCOOH + K₂CO₃ = 2HCOOK + CO₂ + H₂O