kemia on yksi lumoavimmista (ja joskus vaarallisimmista) tieteistä. Vaikka jotkin kemialliset reaktiot ovat osa jokapäiväistä elämäämme — kuten sokerin sekoittaminen kahviin — toiset ovat monimutkaisempia ja vaativat valvottuja olosuhteita vaikutusten havainnollistamiseksi. Tämä pätee erityisesti tilanteisiin, joissa reaktio voi johtaa tulipaloon, vaarallisiin kaasuihin, räjähdykseen tai kipinäsuihkuihin.

turvallisin tapa kokea tämäntyyppiset reaktiot on katsella kaukaa — kuten tietokoneen ruudun läpi. Alla on 18 silmiinpistävää videota, jotka sytyttävät intohimosi kemiallisiin reaktioihin.

Dietyylitsiini ja ilma

Dietyylitsiini on hyvin epästabiili yhdiste. Se reagoi rajusti ja syttyy, kun se joutuu kosketuksiin veden, ilman ja melkein minkä tahansa sellaisen kanssa, joka voi joko vastaanottaa elektroniparin tai luovuttaa protonin. Sitä kuljetetaan suljetuissa putkissa hiilidioksidilla ja sitä voidaan käyttää lentokoneiden polttoaineena. Tässä videossa, kun se joutuu kosketuksiin hapen kanssa, se palaa muodostaen sinkkioksidia, CO2: ta ja vettä.

2. Cesium ja vesi

Cesium on yksi reaktiivisimmista alkalimetalleista. Joutuessaan kosketuksiin veden kanssa se reagoi muodostaen cesiumhydroksidia ja vetykaasua. Tämä reaktio tapahtuu niin nopeasti, että cesiumin ympärille muodostuu vetykupla, joka nousee pintaan, joka sitten altistaa cesiumin vedelle aiheuttaen edelleen eksotermisen reaktion, jolloin vetykaasu syttyy. Tämä sykli toistuu, kunnes kaikki cesium on käytetty loppuun.

cesiumia käytetään yleisimmin porausnesteenä. Siitä on hyötyä myös erityisissä optisissa laseissa, säteilynvalvontalaitteissa ja atomikelloissa.

kalsiumglukonaattia ja lämpöä

Typpitrijodidi ja kosketus

voit valmistaa tätä epäorgaanista yhdistettä kotona, mutta muista, että se on hyvin vaarallista. Yhdistettä muodostuu jodin ja ammoniakin huolellisella reaktiolla, kun jodi reagoi ammoniakin vesiliuoksen kanssa. Tuloksena on erittäin herkkä kosketusräjähde. Pienet määrät räjähtävät voimakkaalla, terävällä napsahduksella, kun niitä kosketetaan edes kevyesti höyhenellä, vapauttaen violetin jodihöyrypilven.

Ammoniumdikromaatti ja lämpö

huoneenlämpötilassa ammoniumdikromaatti – joka tunnetaan myös nimellä ”Vesuvian Fire” – esiintyy oransseina kiteinä. Syttyessään se hajoaa eksotermisesti tuottaen kipinöitä, höyryä ja typpikaasua, kuten pieni tulivuorenpurkaus. Se tuottaa myös vihreää Kromi (lll) oksidi ”tuhkaa.”Ammoniumdikromaattia on käytetty pyrotekniikassa, valokuvauksessa ja litografiassa. Sitä voidaan käyttää myös peitteenä pigmenttien värjäyksessä.

vetyperoksidi ja kaliumjodidi

kun vetyperoksidia ja kaliumjodidia sekoitetaan oikeissa suhteissa, vetyperoksidi hajoaa hyvin nopeasti. Tähän reaktioon lisätään usein saippuaa, jolloin syntyy vaahtoavaa ainetta, jota kutsutaan joskus ”elefanttihammastahnaksi”.

saippuavesi vangitsee hapen, joka on reaktion tuote, ja tämä synnyttää monia kuplia. Vetyperoksidia käytetään usein desinfiointiaineena, mutta kaliumjodidia voidaan käyttää lääkkeenä-sitä käytetään kilpirauhasen liikatoiminnan hoitoon.

kaliumkloraatti ja sokeri

nallekarkit ovat käytännössä vain sakkaroosia ja kaliumkloraattia käytetään räjähteissä, ilotulitteissa ja tulitikuissa. Mutta kun nallekarkkeja pudotetaan kaliumkloraattiin ja katalyyttinä lisätään pisara rikkihappoa, nämä kaksi kemikaalia reagoivat voimakkaasti keskenään vapauttaen suuria määriä lämpöenergiaa, näyttävän purppuraisen liekin ja suuren määrän savua erittäin eksotermisessä palamisreaktiossa.

Belousov-Zhabotinsky (BZ) – reaktio

BZ-reaktio on bromin ja hapon yhdistelmästä muodostuva värähtelevien kemiallisten reaktioiden perhe. Reaktio on malliesimerkki tasapainottomasta termodynamiikasta ja johtaa värikkäisiin kemiallisiin heilahduksiin, joita näette tässä videossa.

typpimonoksidi ja Hiilidisulfidi

kutsutaan usein ”haukkuva koira” – reaktioksi, tämä on kemiallinen reaktio, joka syntyy hiilidisulfidin ja typpimonoksidin eli ilokaasun syttymisestä pitkässä putkessa. Reaktio tuottaa kirkkaan sinisen välähdyksen ja haukkuvan tai haukottelevan äänen.

seoksen syttyessä palamisaalto kulkee putkea pitkin. Aaltorintaman edellä oleva kaasu tiivistyy ja räjähtää etäisyydellä, joka riippuu putken pituudesta. Typpimonoksidin (hapetin) ja hiilidisulfidin (polttoaine) välisessä eksotermisessä hajoamisreaktiossa muodostuu typpeä, hiilimonoksidia, hiilidioksidia, rikkidioksidia ja rikkiä.

huhtikuussa 1853 Justus von Liebig, jota pidetään yhtenä modernin orgaanisen kemian tärkeimmistä perustajista, suoritti haukkuvan koiran reaktion Baijerin kuningasperheen edessä. Valitettavasti lasiastia särkyi vahingoittaen perhettä ja Liebigiä itseään.

NaK – seos ja vesi

NaK-seos on metalliseos, joka on muodostunut sekoittamalla natriumia ja kaliumia ilman puuttuessa-yleensä petrolin alla. Tämä äärimmäisen reaktiivinen seos reagoi ilman kanssa, mutta vielä rajumpi reaktio tapahtuu joutuessaan kosketuksiin veden kanssa. Tämän reaktion synnyttämä lämpö sulattaa nopeasti natriumin ja kaliumin ja riittää usein sytyttämään syntyneen vetykaasun.

vaikka reaktio voi vaikuttaa suoraviivaiselta, tutkijat ovat edelleen ymmällään siitä, miksi prosessi tapahtuu niin nopeasti.

termiitti ja jää

Oletko koskaan ajatellut, että tulen ja jään sekoittaminen yhteen voisi johtaa buumiin?

näin käy, kun saa hieman apua termiitistä, joka on alumiinijauheen ja metallin oksidin, kuten raudan, seos. Kun tämä seos sytytetään, tapahtuu eksoterminen hapetus-pelkistysreaktio eli Kemiallinen reaktio, jossa elektronit siirtyvät kahden aineen välillä. Reaktio tuottaa suuria määriä lämpöä liekkinä ja kipinöinä sekä sulan rauta-ja alumiinioksidivirran.

kun termiitti asetetaan jään päälle ja sytytetään liekin avulla, jää syttyy välittömästi tuleen ja suuri määrä lämpöä vapautuu räjähdyksen muodossa. Ei ole tieteellistä yksimielisyyttä siitä, miksi termiitti aiheuttaa räjähdyksen yhdistettynä jäähän. Mutta yksi asia on aika selvä esittelyvideolta — älä kokeile tätä kotona!

Briggs-Rauscher Oskilloiva kello

Briggs-Rauscher-reaktio on yksi hyvin harvoista värähtelevistä kemiallisista reaktioista. Tässä havainnoinnissa tarvittavat kolme liuosta ovat laimennettu rikkihapon (H2SO4) ja Kaliumjodaatin (KIO3) seos, malonihapon (HOOOCCH2COOH) laimennettu seos, Mangaanisulfaattimonohydraatti (MnSO4. H2O) ja vitex-tärkkelys ja lopuksi laimennettu vetyperoksidi (H2O2).

reaktio tuottaa visuaalisesti tainnuttavia vaikutuksia liuoksen värin vaihtuessa edestakaisin. Reaktion käynnistämiseksi kolme väritöntä liuosta sekoitetaan keskenään. Tuloksena oleva liuos pyörii vaihtaen väriä kirkkaasta meripihkasta syvänsiniseen toistuvasti 3-5 minuuttia ennen kuin se päätyy tummansiniseksi väriksi.

Alijäähtynyt vesi

tässä kokeessa puhdistettu vesi jäähdytetään jäätymispisteensä alapuolelle ja sitten kiteytyy jääksi yhdellä hanalla. Tämä voidaan tehdä kotona pullo tislattua vettä. Anna sen yksinkertaisesti jäähtyä pakastimessa rauhassa noin kaksi tuntia. Ota se sitten pois ja ravista tai taputa.
koska vedessä ei ole epäpuhtauksia, vesimolekyyleillä ei ole ydintä, jonka ympärille muodostaa kiinteitä kiteitä. Vesihanan muodossa annettava ulkoinen energia saa supercooliset vesimolekyylit muodostamaan nukleaation kautta kiinteitä kiteitä ja aloittaa ketjureaktion, joka kiteyttää veden nopeasti koko pulloon.

Ferrofluidi-ja magneettikentät

Ferrofluidi koostuu nanomittaisista ferromagneettisista hiukkasista, jotka on ripustettu kantonesteeseen, kuten orgaaniseen liuottimeen tai öljyyn. Magneettiset hiukkaset päällystetään myös pinta-aktiivisella aineella paakkuuntumisen estämiseksi. Ne löysi alun perin Nasan tutkimuskeskus 1960-luvulla osana tutkimusta, jonka tarkoituksena oli löytää menetelmiä nesteiden hallitsemiseksi avaruudessa.

voimakkaille magneettikentille altistuessaan ferrofluidit tuottavat näyttäviä muotoja ja kuvioita. Näitä nesteitä voidaan valmistaa yhdistämällä osuudet Fe(II) suolaa ja FE (III) suoloja emäksisessä liuoksessa muodostaen Fe3O4: ää.

jättimäinen Kuivajääkupla

Jos löydät kuivajäätä (jäätynyttä hiilidioksidia), kokeile tätä koetta tuottaa jättikupla kotona — muista kuitenkin ryhtyä asianmukaisiin varotoimiin kuivajään kanssa!

ota kulho ja täytä se puoliksi vedellä. Ruiskuta nestesaippuaa veteen ja sekoita se. Kostuta kulhon reunat sormin ja lisää kuivajää liuokseen. Kasta Pyöreä kangaskaistale saippuaveteen ja vedä se koko kulhon reunan yli. Odota hetki, kun kuivajääkaasu jää jumiin saippuakuplan sisälle, joka alkaa laajeta vähitellen CO2-kaasun laajetessa.

Elohopeatiosyanaatti ja lämpö

kun elohopea (II) Tiosyanaatti syttyy, seurauksena on nopea eksoterminen reaktio, joka saa aikaan kasvavan käärmemäisen pylvään ja värikkäitä liekkejä, mikä ilmiö tunnetaan myös nimellä Faaraon käärme. Elohopeatiosyanaattia käytettiin aiemmin ilotulitteissa. Kaikki elohopeayhdisteet ovat myrkyllisiä, ja turvallisin tapa suorittaa tämä koe on vetokaapissa.

Meissnerin vaikutus

jäähdyttää suprajohtimen alle sen siirtymälämpötilan, jolloin se kelluu magneetin yläpuolella. Tämä vaikutus on johtanut käsitteeseen kitkaton kuljetus, jossa esine voidaan leijua rataa pitkin sen sijaan, että se olisi kiinnitetty pyöriin. Tämä vaikutus voidaan kuitenkin helposti kopioida myös laboratoriossa. Tarvitaan suprajohde ja neodyymimagneetti sekä nestemäistä typpeä. Jäähdytä suprajohde nestemäisellä typellä ja aseta magneetti päälle tarkkailemaan levitaatiota.

Superfluidi Helium

superfluidi on aineen olotila, jossa aine käyttäytyy kuin fluidi, jonka viskositeetti on nolla. Kohtaa, jossa neste siirtyy superfluidiin, kutsutaan lambda-pisteeksi. Heliumin jäähdyttäminen lambda-pisteeseen (-271° C) tekee siitä superfluidin, jota kutsutaan Helium II: ksi.

heliumin kyky pysyä nestemäisenä hyvin alhaisissa lämpötiloissa mahdollistaa sen, että se muodostaa Bosen-Einsteinin kondensaatin ja yksittäiset hiukkaset limittyvät, kunnes ne käyttäytyvät kuin yksi iso hiukkanen. Tässä kitkattomassa tilassa helium tekee asioita, joita muut nesteet eivät voi, kuten liikkuu molekyylin ohuiden halkeamien läpi, uhmaa painovoimaa kiipeämällä astian sivuille ja pysyy liikkumattomana liikkuvassa astiassa.