همه نکات در مورد آزمایش کوه آتشفشان

خواندن این مطلب 4 دقیقه زمان میبرد

آزمایش کوه آتشفشان یکی از اولین آزمایش هایی است که همه افراد در دوران مدرسه در درس علوم پایه ششم تجربه می کنند. آزمایش کوه آتشفشان در واقع تجزیه ماده ای معدنی به نام دی کرومات آمونیوم است که در حین حرارت دیدن به صورت آتش فشان شعله ور می شود.آزمایش کوه آتشفشان با سرکه و جوش شیرین هم در خانه به راحتی قابل ساخت و انجام است.

دی کرومات آمونیوم یک ترکیب معدنی با فرمول (۲Cr2O7(NH4 است. در این ترکیب ، مانند همه کرومات ها و دی کرومات ها ، کروم در حالت اکسیداسیون ۶+ قرار دارد که معمولاً به عنوان کروم هگزا والان شناخته می شود. دی کرومات آمونیوم نمکی است که از یون های آمونیوم و یون های دی کرومات تشکیل شده است.

این ترکیب شیمیایی یک جامد یونی با نقطه ذوب بالا و به رنگ نارنجی است که در آب محلول است. انحلال این ترکیب در آب به دلیل جاذبه‌های یون – دوقطبی، پیوند هیدروژنی و هم‌چنین نیروهای دوقطبی – دوقطبی صورت می گیرد. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این زمینه ارائه می گردد.

دی کرومات آمونیوم یک ماده اکسید کننده قوی است و اغلب با واکنش شدید با هر ماده کاهشی واکنش نشان می دهد. هرچه ماده کاهش دهنده قوی تر باشد واکنش شدیدتر خواهد بود. همچنین از این ترکیب برای تحریک اکسیداسیون الکل ها و تیول ها استفاده می شود. این واكنش ها در شرايط نسبتاً ملایم بازده خوبی ارائه می دهند. این ترکیب همچنین در اکسیداسیون الکل های آلیفاتیک به آلدهیدها و کتون های مربوطه در شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار می گیرد و بازدهی نسبتاً خوبی دارد.

این ترکیب به دلیل تولید آتشفشان های ظاهری در آزمایشات رو میزی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، این تظاهرات به دلیل ماهیت سرطان زا بودن در مدارس ممنوع شده است ولی همچنان در کارهای پیروتکنیک مورد استفاده قرار می گیرد.

فهرست مطالب

وسایل مورد نیاز برای آزمایش کوه آتشفشان

دی کرومات آمونيوم ۵۰گرم به شکل خرد شده
بشر بزرگ
کپسول چينی یا ظرف فلزی
ورقه يا مقوای بزرگ
الکل
پنبه
کبريت یا فندک
پنس

روش انجام آزمایش کوه آتشفشان

برای شروع کار دی کرومات آمونيوم را وزن کرده و به شکل تپه در کپسول چینی یا ظرف فلزی می ریزیم ابتدا با کبریت سعی می کنیم آنرا روشن کنیم. در صورت خلوص بالا دی کرومات با کبریت مشتعل می شود ولی اگر با کبریت آتش نگرفت پنبه ای را به الکل آغشته کرده و پس از آتش زدن آن با کبریت با پنس آنرا به قله تپه دی کرومات آمونیوم نزدیک کنید.

دی کرومات آمونیوم پس از مشتعل شدن با زاویه قائم سوخته و سر تپه به داخل فرو می ریزد. پس از اتمام واکنش برعکس شروع می شود یعنی از داخل فرورفتگی به سمت بالا درست مانند آتشفشان دی کرومات آمونیوم شروع به سوختن می کند و با جلوه ای ویژه جرقه های آن به اطراف پخش می شود.

از آنجاییکه امکان پرتاب جرقه ها تا مسافت یک الی یک و نیم متر امکان پذیر است با شروع واکنش از قسمت پایین تپه به بالا باید به سرعت بشر را روی آن قرار دهید. این مسئله تاثیری در روند آزمایش ندارد زیرا سوختن دی کرومات آمونیوم نیازمند اکسیژن نیست و پخش شعله ها تا اتمام و سوختن همه مواد ادامه خواهد یافت.

در پایان آزمایش خواهید دید که حجم مواد اولیه علیرغم سوختن افزایش یافته است و اینکه برای سوختن به اکسیژن نیازی نیست. بنابراین می توان نتیجه گرفت که این واکنش سوختن نیست زیرا بدون اکسیژن نیز ادامه می یابد و به نوعی یک واکنش تجزیه است .

محصول این واکنش بخار آب ، نیتروژن و دی کرومات آمونیوم سبز – خاکستری است. وزن ماده باقی مانده نیز کمتر از ماده اولیه است زیرا بخشی از آن به صورت بخار آب و نیتروژن خارج شده است.

احتیاطات لازم در آزمایش کوه آتشفشان

دی کرومات آمونیوم ، مانند تمام ترکیبات کروم (VI) بسیار سمی ، یک ماده سرطان زای اثبات شده و یک ماده تحریک کننده قوی است. این ترکیب شیمیایی نباید در مجاورت مواد اشتعال زا قرار بگیرد. علاوه بر این توجه داشته باشید که در حین آزمایش از دستکش استفاده کرده و پس از انجام آزمایش حتما دست ها را با آب و صابون بشوئید.

آزمایش کوه آتشفشان با سرکه و جوش شیرین

کوه آتشفشان با مواد بسیاری قابل انجام است و شما می توانید آن را مواد ساده ای که در خانه دارید، انجام دهید. برای این آزمایش نیاز به سرکه، جوش شیرین، یک ظرف بزرگ برای واکنش و تعدادی پارچه و دستمال دارید. برای شروع آزمایش مقداری جوش شیرین یا بی کربنات سدیم را در ظرف بریزید. این ترکیب یک باز است و در ترکیب با یک اسید وارد واکنش شدید می شود و آتشفشان مصنوعی ایجاد می کند.

پس از ریختن جوش شیرین در ظرف، سرکه را به آن اضافه کنید و کمی از ظرف فاصله بگیرید. با ترکیب این دو ماده واکنش شدیدی رخ می دهد و آب و دی اکسید کربن تولید می شود. دی اکسید کربن همان گازی است که در بطری نوشابه وجود دارد و موقع باز کردن درب بطری به سرعت بیرون می زند. بنابراین در این آزمایش نیز باعث فوران آتشفشانی مواد شده و منظره زیبایی مانند کوه آتشفشان برای شما به وجود می آورد.

برای زیباتر شدن و جلوه بیشتر این آزمایش شما می توانید مقداری رنگ خوراکی را نیز در آب حل کرده و به همراه با سرکه به جوش شیرین اضافه کنید. توجه داشته باشید که حتما از دستکش و عینک استفاده کنید و از ظرف آزمایش دور بمانید تا دچار آسیب دیدگی نشوید. تا پایان واکنش هرگز به ظرف و مواد درگیر دست نزنید و حتما آزمایش را با حضور بزرگترها انجام دهید تا مراقب اوضاع باشند.

بهتر است آزمایش کوه آتشفشان با سرکه و جوش شیرین را در فضای باز انجام دهید تا گازهای تولید شده وارد محیط خانه نشوند. این آزمایش نسبت به آزمایش کوه آتشفشان با دی کرومات با مواد کم خطر انجام می شود. با اینحال باید احتیاط کنید و خیلی به ظرف آزمایش نزدیک نشوید زیرا پرتاب مواد به طرف شما ممکن است باعث آسیب شود.