Chemie ist eine der faszinierendsten (und manchmal gefährlichsten) Wissenschaften. Während einige chemische Reaktionen Teil unseres täglichen Lebens sind — wie das Mischen von Zucker mit Kaffee -, sind andere komplexer und erfordern kontrollierte Bedingungen, um die Auswirkungen zu visualisieren. Dies gilt insbesondere für Situationen, in denen die Reaktion zu Feuer, gefährlichen Dämpfen, einer Explosion oder Funkenschauern führen kann.

Der sicherste Weg, diese Art von Reaktionen zu erleben, besteht darin, aus der Ferne zuzusehen — beispielsweise über Ihren Computerbildschirm. Im Folgenden finden Sie 18 eindrucksvolle Videos, die Ihre Leidenschaft für chemische Reaktionen entfachen werden.

Diethylzink und Luft

Diethylzink ist eine sehr instabile Verbindung. Es reagiert heftig und entzündet sich, wenn es mit Wasser, Luft und fast allem in Kontakt kommt, was entweder ein Elektronenpaar aufnehmen oder ein Proton abgeben kann. Es wird in versiegelten Rohren mit Kohlendioxid geliefert und kann als Flugzeugtreibstoff verwendet werden. Wenn es in diesem Video mit Sauerstoff in Kontakt kommt, verbrennt es unter Bildung von Zinkoxid, CO2 und Wasser.

2. Cäsium und Wasser

Cäsium ist eines der reaktivsten Alkalimetalle. Wenn es mit Wasser in Kontakt kommt, reagiert es unter Bildung von Cäsiumhydroxid und Wasserstoffgas. Diese Reaktion erfolgt so schnell, dass sich um das Cäsium herum eine Wasserstoffblase bildet, die an die Oberfläche steigt, die dann das Cäsium dem Wasser aussetzt und eine weitere exotherme Reaktion verursacht, wodurch das Wasserstoffgas entzündet wird. Dieser Zyklus wiederholt sich, bis das gesamte Cäsium erschöpft ist.

Cäsium wird am häufigsten als Bohrflüssigkeit verwendet. Es ist auch nützlich bei der Herstellung von speziellen optischen Gläsern, Strahlungsüberwachungsgeräten und in Atomuhren.

Calciumgluconat und Wärme

Stickstofftriiodid und Stickstoff

Sie können diese anorganische Verbindung zu Hause herstellen, beachten Sie jedoch, dass sie sehr gefährlich ist. Die Verbindung wird durch die sorgfältige Reaktion von Jod und Ammoniak gebildet, indem Jod mit einer wässrigen Ammoniaklösung umgesetzt wird. Das Ergebnis ist ein extrem empfindlicher Kontaktsprengstoff. Kleine Mengen explodieren mit einem lauten, scharfen Schnappschuss, wenn sie sogar leicht mit einer Feder berührt werden, wodurch eine violette Joddampfwolke freigesetzt wird.

Ammoniumdichromat und Wärme

Bei Raumtemperatur existiert Ammoniumdichromat – auch bekannt als „Vesuvfeuer“ – als orangefarbene Kristalle. Wenn es gezündet wird, zersetzt es sich exotherm und erzeugt Funken, Dampf und Stickstoffgas, wie ein Mini-Vulkanausbruch. Es produziert auch grüne Chrom (lll) Oxid „Asche.“ Ammoniumdichromat wurde in der Pyrotechnik, Fotografie und Lithographie verwendet. Es kann auch als Beizmittel zum Färben von Pigmenten verwendet werden.

Wasserstoffperoxid und Kaliumiodid

Wenn Wasserstoffperoxid und Kaliumiodid in richtigen Anteilen gemischt werden, zersetzt sich das Wasserstoffperoxid sehr schnell. Dieser Reaktion wird häufig Seife zugesetzt, um eine schaumige Substanz zu erzeugen, die manchmal als „Elefantenzahnpasta“ bezeichnet wird.

Das Seifenwasser fängt den Sauerstoff ein, ein Produkt der Reaktion, und dies erzeugt viele Blasen. Während Wasserstoffperoxid häufig als Desinfektionsmittel verwendet wird, kann Kaliumiodid als Medikament verwendet werden — es wird zur Behandlung von Hyperthyreose eingesetzt.

Kaliumchlorat und Zucker

Gummibärchen sind im Wesentlichen nur Saccharose und Kaliumchlorat wird in Sprengstoffen, Feuerwerkskörpern und Streichhölzern verwendet. Wenn jedoch Gummibärchen in Kaliumchlorat getropft werden und ein Tropfen Schwefelsäure als Katalysator zugegeben wird, reagieren die beiden Chemikalien heftig miteinander und setzen große Mengen Wärmeenergie, eine spektakuläre violette Flamme und viel Rauch frei in einer stark exothermen Verbrennungsreaktion.

Belousov-Zhabotinsky (BZ) -Reaktion

Die BZ-Reaktion ist eine Familie oszillierender chemischer Reaktionen, die durch die Kombination von Brom und einer Säure gebildet werden. Die Reaktion ist ein Paradebeispiel für die Nichtgleichgewichtsthermodynamik und führt zu den farbenfrohen chemischen Schwingungen, die Sie in diesem Video sehen.

Stickstoffmonoxid und Schwefelkohlenstoff

Oft als „bellender Hund“ bezeichnet, ist dies eine chemische Reaktion, die aus der Zündung von Schwefelkohlenstoff und Stickstoffmonoxid oder Lachgas in einem langen Rohr resultiert. Die Reaktion erzeugt einen hellblauen Blitz und ein bellendes oder wufendes Geräusch.

Wenn das Gemisch gezündet wird, wandert eine Verbrennungswelle das Rohr hinunter. Das Gas vor der Wellenfront wird komprimiert und explodiert in einem Abstand, der von der Länge des Rohrs abhängt. Die exotherme Zersetzungsreaktion zwischen Stickstoffmonoxid (Oxidationsmittel) und Schwefelkohlenstoff (Kraftstoff) bildet Stickstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Schwefel. Im April 1853 führte Justus von Liebig, der als einer der wichtigsten Begründer der modernen organischen Chemie gilt, vor dem bayerischen Königshaus die Bellende-Hunde-Reaktion durch. Leider zerbrach der Glasbehälter und verletzte die Familie und Liebig selbst.

NaK–Legierung und Wasser

NaK-Legierung ist eine Metalllegierung, die durch Mischen von Natrium und Kalium in Abwesenheit von Luft – normalerweise unter Kerosin – gebildet wird. Diese extrem reaktive Legierung reagiert mit Luft, aber eine noch heftigere Reaktion tritt auf, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommt. Die durch diese Reaktion abgegebene Wärme schmilzt Natrium und Kalium schnell und reicht oft aus, um das erzeugte Wasserstoffgas zu entzünden.

Während die Reaktion einfach erscheinen mag, sind die Wissenschaftler immer noch verwirrt darüber, warum der Prozess so schnell abläuft.

Thermit und Eis

Haben Sie jemals daran gedacht, dass das Mischen von Feuer und Eis zu einem Boom führen könnte?

Dies geschieht, wenn Sie ein wenig Hilfe von Thermit erhalten, einer Mischung aus Aluminiumpulver und dem Oxid eines Metalls wie Eisen. Wenn diese Mischung gezündet wird, gibt es eine exotherme Oxidations-Reduktions-Reaktion, d.h. Eine chemische Reaktion, bei der Elektronen zwischen den beiden Substanzen übertragen werden. Die Reaktion erzeugt große Mengen an Wärme als Flamme und Funken, und ein Strom von geschmolzenem Eisen und Aluminiumoxid.

Wenn das Thermit auf Eis gelegt und mit Hilfe einer Flamme entzündet wird, wird das Eis sofort in Brand gesetzt und eine große Wärmemenge in Form einer Explosion freigesetzt. Es gibt keinen wissenschaftlichen Konsens darüber, warum Thermit in Kombination mit Eis eine Explosion verursacht. Aber eines ist aus dem Demonstrationsvideo ziemlich klar — versuchen Sie es nicht zu Hause!

Briggs-Rauscher Oszillierende Uhr

Die Briggs-Rauscher-Reaktion ist eine der wenigen oszillierenden chemischen Reaktionen. Die drei für diese Beobachtung erforderlichen Lösungen sind eine verdünnte Mischung aus Schwefelsäure (H2SO4) und Kaliumiodat (KIO3), eine verdünnte Mischung aus Malonsäure (HOOOCCH2COOH), Mangansulfatmonohydrat (MnSO4. H2O) und Vitexstärke und zuletzt verdünntes Wasserstoffperoxid (H2O2).

Die Reaktion erzeugt visuell beeindruckende Effekte, wenn sich die Farbe der Lösung hin und her ändert. Zur Initiierung der Reaktion werden die drei farblosen Lösungen miteinander vermischt. Die resultierende Lösung wechselt die Farbe wiederholt 3 bis 5 Minuten lang von klar über bernsteinfarben bis tiefblau, bevor sie als dunkelblaue Farbe endet.

Unterkühlungswasser

In diesem Experiment wird gereinigtes Wasser unter seinen Gefrierpunkt abgekühlt und dann mit einem einzigen Wasserhahn zu Eis kristallisiert. Dies kann zu Hause mit einer Flasche destilliertem Wasser erfolgen. Lassen Sie es einfach etwa zwei Stunden ungestört im Gefrierschrank abkühlen. Dann nehmen Sie es heraus und schütteln oder tippen Sie darauf.
Da das Wasser keine Verunreinigungen aufweist, haben Wassermoleküle keinen Kern, um den sich feste Kristalle bilden. Die externe Energie, die in Form eines Hahns bereitgestellt wird, bewirkt, dass die unterkühlten Wassermoleküle durch Keimbildung feste Kristalle bilden und eine Kettenreaktion auslösen, die das Wasser in der gesamten Flasche schnell kristallisiert.

Ferrofluid und Magnetfelder

Ferrofluid besteht aus nanoskaligen ferromagnetischen Partikeln, die in einer Trägerflüssigkeit wie organischem Lösungsmittel oder Öl suspendiert sind. Die magnetischen Partikel sind ebenfalls mit einem Tensid beschichtet, um ein Verklumpen zu verhindern. Sie wurden ursprünglich in den 1960er Jahren vom NASA Research Center entdeckt, um Methoden zur Kontrolle von Flüssigkeiten im Weltraum zu finden.

Wenn Ferrofluide starken Magnetfeldern ausgesetzt werden, erzeugen sie spektakuläre Formen und Muster. Diese Flüssigkeiten können hergestellt werden, indem Anteile von Fe (II) -Salz und Fe (III) -salzen in einer basischen Lösung zu Fe3O4 kombiniert werden.

Die riesige Trockeneisblase

Wenn Sie etwas Trockeneis (gefrorenes Kohlendioxid) finden können, versuchen Sie dieses Experiment, um eine riesige Blase zu Hause zu produzieren — achten Sie jedoch darauf, die richtigen Vorsichtsmaßnahmen mit dem Trockeneis zu treffen!

Nimm eine Schüssel und fülle sie zur Hälfte mit Wasser. Flüssigseife in Wasser spritzen und umrühren. Machen Sie die Ränder der Schüssel mit den Fingern nass und geben Sie Trockeneis in die Lösung. Tauchen Sie einen kreisförmigen Stoffstreifen in Seifenwasser und ziehen Sie ihn über den gesamten Rand der Schüssel. Warten Sie einen Moment, während das Trockeneisgas in der Seifenblase eingeschlossen wird, die sich allmählich ausdehnt, wenn sich das CO2-Gas ausdehnt.

Quecksilberthiocyanat und Hitze

Wenn Quecksilber (II) thiocyanat gezündet wird, führt dies zu einer schnellen exothermen Reaktion, die eine wachsende schlangenartige Säule und bunte Flammen erzeugt, ein Effekt, der auch als Pharaonenschlange bekannt ist. Quecksilberthiocyanat wurde früher in Feuerwerkskörpern verwendet. Alle Quecksilberverbindungen sind giftig, und der sicherste Weg, dieses Experiment durchzuführen, ist in einer Abzugshaube.

Der Meissner—Effekt

Wenn ein Supraleiter unter seine Übergangstemperatur abgekühlt wird, wird er diamagnetisch – wodurch er über einem Magneten schwebt. Dieser Effekt hat zu dem Konzept des reibungslosen Transports geführt, bei dem ein Objekt entlang einer Spur schweben kann, anstatt an den Rädern befestigt zu sein. Dieser Effekt lässt sich aber auch im Labor leicht nachbilden. Sie benötigen einen Supraleiter und einen Neodym-Magneten sowie flüssigen Stickstoff. Kühlen Sie den Supraleiter mit flüssigem Stickstoff ab und legen Sie den Magneten darauf, um die Levitation zu beobachten.

Superflüssiges Helium

Ein superflüssiger Zustand ist ein Materiezustand, in dem sich Materie wie eine Flüssigkeit ohne Viskosität verhält. Der Punkt, an dem ein Fluid in ein Suprafluid übergeht, wird Lambda-Punkt genannt. Das Abkühlen von Helium auf seinen Lambda-Punkt (-271 ° C) macht es zu einem supraflüssigen Helium II.

Die Fähigkeit von Helium, bei sehr niedrigen Temperaturen flüssig zu bleiben, ermöglicht es ihm, ein Bose-Einstein-Kondensat zu bilden, und einzelne Partikel überlappen sich, bis sie sich wie ein großes Teilchen verhalten. In diesem reibungslosen Zustand wird das Helium Dinge tun, die andere Flüssigkeiten nicht können, wie sich durch moleküldünne Risse bewegen, der Schwerkraft trotzen, indem sie die Seiten einer Schale hochklettern, und in einem sich bewegenden Behälter bewegungslos bleiben.