Химические эксперименты

Определить состав и концентрацию искусственных пищевых красителей в коммерческих напитках, измеряя их спектры поглощения.

Определить концентрацию белка в неизвестной пробе методом Брэдфорда с использованием калибровочной кривой по бычьему сывороточному альбумину (БСА).

Определить концентрацию глюкозы динитросалициловым (DNS) колориметрическим методом и понять химию восстанавливающих сахаров.

Определить концентрацию фосфатов в пробе воды молибдатно-аммониевым колориметрическим методом.

Определить концентрацию ионов железа(III) в пробе воды роданидным колориметрическим методом.

Проверить закон Бугера–Ламберта–Бера, измерив поглощение растворов CuSO₄ различных концентраций и построив калибровочную кривую.

Определить индивидуальные концентрации двух красителей в смешанном растворе, используя измерения поглощения на двух длинах волн и систему одновременных уравнений.

Определить количество ацетилсалициловой кислоты (аспирина) в коммерческих таблетках методом УФ-спектрофотометрии после гидролиза до салицилата.

Вырастить крупные прозрачные октаэдрические кристаллы квасцов (сульфата калия-алюминия) из пересыщенного раствора.

Вырастить крупные, хорошо оформленные кристаллы пентагидрата сульфата меди методом медленного испарения, демонстрируя пересыщение и образование кристаллической решётки.

Вырастить переливающиеся ступенчатые кристаллы висмута, расплавив металл и контролируя скорость охлаждения для формирования геометрических лестничных структур.

Разделить смесь соли и песка методом дробной кристаллизации, демонстрируя растворение, фильтрацию и кристаллизацию упариванием.

Наблюдать рост кристаллов салола под микроскопом в реальном времени, изучая нуклеацию, скорость роста кристаллов и влияние температуры на их морфологию.

Очистить загрязнённую бензойную кислоту перекристаллизацией из горячей воды, демонстрируя стандартный метод очистки органических твёрдых веществ.

Приготовить пересыщенный раствор ацетата натрия и вызвать мгновенную кристаллизацию, демонстрируя метастабильное пересыщение и экзотермическую кристаллизацию (горячий лёд).

Вырастить крупные кристаллы сахарозы на нити, изготовив леденцы и демонстрируя пересыщение и нуклеацию на примере съедобного продукта.

Показать, что магний способен восстанавливать CO₂, опровергая распространённое заблуждение, что CO₂ всегда тушит огонь.

Продемонстрировать концепцию показателя преломления, делая стеклянный предмет невидимым в жидкости с совпадающим показателем преломления.

Продемонстрировать переохлаждение, охлаждая очищенную воду ниже 0 °C без её замерзания, а затем вызывая мгновенную кристаллизацию.

Приготовить и исследовать неньютоновскую жидкость, ведущую себя как твёрдое тело или жидкость в зависимости от приложенной силы.

Наблюдать химическую осциллирующую реакцию, многократно проходящую через три различных цветовых состояния, и продемонстрировать нелинейную химическую кинетику.

Продемонстрировать понятие плотности жидкости, послойно расставляя несмешивающиеся жидкости разной плотности в высоком цилиндре.

Показать кинетику реакций и влияние концентрации и температуры на скорость реакции с помощью реакции иодных часов.

Продемонстрировать реакционную способность щелочных металлов, реагируя натрием с водой и наблюдая выделение водорода и образование гидроксида.

Показать каталитическое разложение пероксида водорода с помощью йодида калия, иллюстрируя катализ, экзотермические реакции и газовыделение.

Показать предельно экзотермическую реакцию окисления-восстановления, при которой алюминий восстанавливает оксид железа до жидкого металла.

Продемонстрировать хемилюминесценцию, окисляя люминол пероксидом водорода в присутствии катализатора и получая видимый синий свет.

Гальванически покрыть металлический ключ или монету медью, демонстрируя промышленный процесс электроосаждения и законы Фарадея.

Измерить электродвижущую силу (ЭДС) нескольких комбинаций гальванических ячеек и сравнить со стандартными значениями потенциалов восстановления.

Собрать концентрационный элемент из медных полуэлементов с разными концентрациями и проверить предсказание уравнения Нернста для потенциала ячейки.

Собрать простой гальванический элемент из лимона, медной монеты и цинкового гвоздя, чтобы показать, как химическая энергия превращается в электрическую.

Сравнить различные методы защиты от коррозии и понять принцип работы гальванической защиты (протекторных анодов).

Проверить электрохимический ряд активности, испытав, способны ли металлы вытеснять другие металлы из растворов.

Собрать элемент Даниэля, измерить стандартный потенциал ячейки и наблюдать электрохимические реакции на каждом электроде.

Разложить воду электролизом на водород и кислород и подтвердить объёмное соотношение 2:1, предсказанное стехиометрией.

Провести количественный электролиз раствора сульфата меди с медными электродами и проверить первый закон Фарадея.

Наблюдать бледно-желтовато-зелёное пламя ионов бария и понять, почему соединения бария требуют особых мер безопасности.

Наблюдать сиреневый/фиолетовый цвет пламени ионов калия и научиться использовать кобальтово-синее стекло для отличия от примеси натрия.

Наблюдать кирпично-красное или оранжево-красное пламя ионов кальция — элемента, содержащегося в известняке, мраморе и костях.

Наблюдать характерный карминово-красный цвет пламени ионов лития и сравнить его с пламенными тестами других щелочных металлов.

Наблюдать характерное сине-зелёное пламя ионов меди(II) — один из наиболее эффектных пламенных тестов.

Наблюдать характерное ярко-жёлтое пламя, возникающее при нагревании соединений натрия, и показать, как ионы металлов создают специфические цвета пламени.

Провести пламенные тесты шести различных металлических солей и составить справочную таблицу характерных цветов пламени для качественного анализа.

Наблюдать ярко-алое пламя ионов стронция, широко применяемое в красных фейерверках и аварийных факелах.

Получить CO₂ из реакции карбоната с кислотой и подтвердить его идентичность тестом с известковой водой.

Определить молярный объём водорода при комнатных условиях, взаимодействуя известную массу магниевой ленты с избытком соляной кислоты.

Измерить давление пара воды при различных температурах и проверить уравнение Клаузиуса–Клапейрона.

Продемонстрировать закон Шарля, измеряя длину окружности надутого воздухом шара при различных температурах.

Собрать картезианского водолаза, чтобы продемонстрировать сжимаемость газа и взаимосвязь между давлением и плавучестью.

Определить молярный объём бутана при НУ, измерив массу и объём газа, выпускаемого из зажигалки.

Получить водород из реакции цинка с соляной кислотой и собрать его методом вытеснения воды.

Проверить закон Бойля (P₁V₁ = P₂V₂), измерив объём захваченного газа при различных давлениях.

Проверить закон Грэма о диффузии, сравнив скорости, с которыми HCl и NH₃ проходят через стеклянную трубку.

Синтезировать дибензалацетон перекрёстной альдольной конденсацией бензальдегида и ацетона, демонстрируя образование связей углерод–углерод.

Изготовить мыло омылением растительного масла гидроксидом натрия, показав гидролиз сложноэфирных связей в триглицеридах.

Синтезировать ацетаминофен (парацетамол) ацетилированием п-аминофенола уксусным ангидридом, демонстрируя образование амидной связи.

Синтезировать нейлон 6,10 на границе раздела двух несмешивающихся растворов и вытянуть непрерывную нить из стакана.

Перевести растительное масло в биодизель (метиловые эфиры жирных кислот) основно-катализируемой переэтерификацией с метанолом.

Синтезировать аспирин (ацетилсалициловую кислоту) путём ацетилирования салициловой кислоты уксусным ангидридом и оценить чистоту продукта по температуре плавления.

Синтезировать изоамилацетат (банановое масло) реакцией Фишера уксусной кислоты с изоамиловым спиртом, показав, как сложные эфиры создают фруктовые ароматы.

Синтезировать люминол (3-аминофталгидразид) и показать его хемилюминесцентную реакцию с пероксидом водорода.

Приготовить слайм, сшивая поливиниловый спирт (ПВА) боратом натрия, и показать основы химии полимеров и неньютоновского поведения жидкостей.

Извлечь кофеин из чайных листьев жидкостной экстракцией дихлорметаном, показав принципы экстракции растворителем и выделения природных продуктов.

Синтезировать этилацетат (аромат жидкости для снятия лака) реакцией Фишера между уксусной кислотой и этанолом в присутствии серной кислоты.

Идентифицировать ионы переходных металлов по характерным цветам, которые они придают при сплавлении с буровым (тетраборат натрия) стекловидным шариком.

Применить несколько качественных тестов для идентификации неизвестных белых порошков, развивая навыки системного аналитического мышления.

Идентифицировать неизвестные катионы в растворе по классической схеме качественного анализа с использованием групповых реагентов.

Использовать йодный тест для выявления крахмала в различных пищевых продуктах и понять молекулярную основу синевато-чёрного окрашивания.

Определить относительную жёсткость проб воды, измеряя объём мыльного раствора, необходимый для образования устойчивой пены.

Использовать спектроскоп для наблюдения и измерения длин волн эмиссионных линий различных ионов металлов в пламени.

Наблюдать, как разные pH-индикаторы изменяют цвет при определённых значениях pH, и понять концепцию интервала перехода индикатора.

Определить, содержит ли органическое соединение атомы галогенов (Cl, Br, I), с помощью теста Байльштейна с медной проволокой.

Идентифицировать неизвестные анионы с помощью специфических реакций осаждения, разложения кислотой и окислительно-восстановительных тестов.

Разделить и идентифицировать растительные пигменты методом бумажной хроматографии и рассчитать коэффициенты Rf для каждого пигмента.

Продемонстрировать резко эндотермическую реакцию, при которой смесь охлаждается настолько, что замораживает воду на внешней стенке колбы.

Измерить энергетическую ценность (калорийность) различных продуктов питания, сжигая их и измеряя тепло, переданное воде.

Определить теплоту нейтрализации HCl и NaOH с помощью калориметра из пенополистирольного стакана.

Проверить закон Гесса, измерив тепловые эффекты трёх связанных реакций и показав, что ΔH₁ + ΔH₂ = ΔH₃.

Сравнить теплоту растворения разных солей (NaOH, CaCl₂, NH₄NO₃, KNO₃), показав, что растворение может быть как экзо-, так и эндотермическим.

Определить теплоту плавления льда, добавив известную массу льда к тёплой воде и измерив изменение температуры.

Косвенно определить теплоту сгорания магния с помощью закона Гесса, так как прямое измерение практически неосуществимо.

Определить удельную теплоёмкость нескольких металлов методом смешения и сравнить с табличными значениями.

Измерить изменение температуры при растворении нитрата аммония в воде, демонстрируя эндотермический процесс растворения, используемый в одноразовых холодных пакетах.

Количественно определить тепло, выделяемое при кристаллизации пересыщенного ацетата натрия, методом калориметрии.

Проанализировать смесь карбоната натрия и бикарбоната натрия путём титрования HCl с последовательным использованием двух индикаторов: фенолфталеина и метилового оранжевого.

Определить концентрацию гипохлорита натрия (NaOCl) в коммерческом отбеливателе методом йодометрического титрования тиосульфатом натрия.

Определить концентрацию раствора карбоната натрия путём его титрования соляной кислотой с метиловым оранжевым — индикатором, подходящим для кислых конечных точек.

Определить концентрацию неизвестного раствора соляной кислоты путём его титрования стандартизированным раствором гидроксида натрия с использованием фенолфталеина в качестве индикатора.

Определить общую жёсткость пробы воды путём титрования растворённых ионов Ca2+ и Mg2+ раствором ЭДТА с использованием эриохрома чёрного T в …

Провести кислотно-основное титрование с помощью измерений проводимости вместо индикатора и определить точку эквивалентности по графику зависимости проводимости от объёма.

Записать значения pH в ходе кислотно-основного титрования и построить полную S-образную кривую, показывающую точку эквивалентности и буферные области.

Определить кислотонейтрализующую способность коммерческой антацидной таблетки методом обратного титрования.

Определить концентрацию раствора сульфата железа(II) путём его титрования стандартизированным перманганатом калия — самоиндикаторным реагентом.

Определить концентрацию хлорид-ионов в растворе методом Мора, где нитрат серебра служит титрантом, а хромат калия — индикатором.

Определить содержание витамина C (аскорбиновой кислоты) в свежевыжатом фруктовом соке методом йодного титрования с крахмальным индикатором.