Fatti Incredibili
Il materiale molecolare nella nostra vita quotidiana è così prevedibile che spesso dimentichiamo quali cose incredibili possono accadere agli elementi di base.
Anche all'interno del nostro corpo avvengono molte reazioni chimiche sorprendenti.
Ecco alcune affascinanti e impressionanti reazioni chimiche e fisiche a forma di GIF che ti ricorderanno un corso di chimica.
reazioni chimiche
1. "Serpente del faraone" - il decadimento del tiocianato di mercurio
La combustione del tiocianato di mercurio lo fa decomporsi in altre tre sostanze chimiche. Queste tre sostanze chimiche a loro volta si decompongono in altre tre sostanze, il che porta allo spiegamento di un enorme "serpente".
2. Fiammifero acceso
La testa del fiammifero contiene fosforo rosso, zolfo e sale di Bertolet. Il calore generato dal fosforo decompone il sale di Bertolet e rilascia ossigeno durante il processo. L'ossigeno si combina con lo zolfo per produrre una fiamma di breve durata che usiamo per accendere una candela, per esempio.
3. Fuoco + idrogeno
Il gas idrogeno è più leggero dell'aria e può essere acceso con una fiamma o una scintilla, provocando un'esplosione spettacolare. Ecco perché l'elio è ora più comunemente usato dell'idrogeno per riempire i palloncini.
4. Mercurio + alluminio
Il mercurio penetra nello strato protettivo di ossido (ruggine) dell'alluminio, facendolo arrugginire molto più velocemente.
Esempi di reazioni chimiche
5. Veleno di serpente + sangue
Una goccia di veleno di vipera in una capsula di Petri piena di sangue la fa raggomitolare in un denso ammasso di materia solida. Questo è ciò che accade nel nostro corpo quando veniamo morsi da un serpente velenoso.
6. Soluzione di solfato di ferro + rame
Il ferro sostituisce il rame in soluzione, trasformando il solfato di rame in solfato di ferro. Il rame puro viene raccolto sul ferro.
7. Accensione del serbatoio del gas
8. Compressa di cloro + alcool medico in una bottiglia chiusa
La reazione porta ad un aumento della pressione e termina con la rottura del contenitore.
9. Polimerizzazione della p-nitroanilina
Su una gif, alcune gocce di acido solforico concentrato vengono aggiunte a mezzo cucchiaino di p-nitroanilina o 4-nitroanilina.
10. Sangue in perossido di idrogeno
Un enzima nel sangue chiamato catalasi converte il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno gassoso, creando una schiuma di bolle di ossigeno.
Esperimenti chimici
11. Gallio in acqua calda
Il gallio, utilizzato principalmente in elettronica, ha un punto di fusione di 29,4 gradi Celsius, il che significa che si scioglierà nelle tue mani.
12. Transizione lenta del beta stagno alla modifica alfa
A basse temperature, l'allotropo beta dello stagno (argento, metallico) si trasforma spontaneamente nell'allotropo alfa (grigio, polveroso).
13. Poliacrilato di sodio + acqua
Il poliacrilato di sodio, lo stesso materiale utilizzato nei pannolini per bambini, agisce come una spugna per assorbire l'umidità. Se mescolato con acqua, il composto si trasforma in un gel solido e l'acqua non è più un liquido e non può essere versata.
14. Il gas Radon 220 verrà iniettato nella camera a nebbia
La scia a forma di V è dovuta a due particelle alfa (nuclei di elio-4) che vengono rilasciate quando il radon si scompone in polonio e poi in piombo.
Esperimenti di chimica domestica
15. Palline di idrogel e acqua colorata
In questo caso avviene la diffusione. L'idrogel è un granulato polimerico che assorbe molto bene l'acqua.
16. Acetone + polistirolo
Il polistirolo è fatto di polistirolo che, una volta sciolto in acetone, rilascia aria nella schiuma, il che fa sembrare che tu stia dissolvendo una grande quantità di materiale in una piccola quantità di liquido.
17. Ghiaccio secco + sapone per i piatti
Il ghiaccio secco posto nell'acqua crea una nuvola, mentre il detersivo per piatti nell'acqua trattiene l'anidride carbonica e il vapore acqueo sotto forma di bolle.
18. Una goccia di detersivo aggiunta al latte con colorante alimentare
Il latte è principalmente acqua, ma contiene anche vitamine, minerali, proteine e minuscole goccioline di grasso sospese in soluzione.
Il detersivo per piatti scioglie i legami chimici che tengono in soluzione proteine e grassi. Le molecole di grasso si confondono mentre le molecole di sapone iniziano a correre per connettersi con le molecole di grasso fino a quando la soluzione non viene miscelata uniformemente.
19. Dentifricio per elefanti
Il lievito e l'acqua calda vengono versati in un contenitore con detersivo, acqua ossigenata e colorante alimentare. Il lievito funge da catalizzatore per il rilascio di ossigeno dal perossido di idrogeno, creando molte bolle. Come risultato si forma una reazione esotermica, con formazione di schiuma e rilascio di calore.
Esperimenti chimici (video)
20. Lampadina bruciata
Il filamento di tungsteno si rompe, provocando un cortocircuito elettrico che fa brillare il filamento.
21. Ferrofluido in un barattolo di vetro
Un ferrofluido è un liquido che diventa fortemente magnetizzato in presenza di un campo magnetico. Viene utilizzato nei dischi rigidi e nell'ingegneria meccanica.
Un altro ferrofluido.
22. Iodio + alluminio
L'ossidazione dell'alluminio finemente disperso avviene in acqua, formando vapori viola scuro.
23. Rubidio + acqua
Il rubidio reagisce molto rapidamente con l'acqua formando idrossido di rubidio e idrogeno gassoso. La reazione è così rapida che se effettuata in un recipiente di vetro potrebbe rompersi.
Prefazione
introduzione
§ 1. Il tema della sana chimica
§ 2. Saggio sullo sviluppo della sana chimica
§ 3. Metodi sperimentali di sana chimica
Capitolo 1. Campo sonoro e cavitazione ultrasonica
§ 4. Campo acustico e grandezze che lo caratterizzano (concetti base)
§ 5. Cavitazione acustica nei liquidi
§ 6. Germi di cavitazione nei liquidi
§ 7. Pulsazione e collasso delle bolle di cavitazione
§ 8. Dinamica di sviluppo dell'area di cavitazione
Capitolo 2. Studi sperimentali e teorici di reazioni sonochimiche e coioluminescenza
§ 9. Influenza di vari fattori sull'andamento delle reazioni sonochimiche e della coioluminescenza
§ 10. Soioluminescenza in vari liquidi
§ 11. Processi fisici che portano al verificarsi di reazioni chimiche del suono e soioluminescenza
§ 12. Studi spettrali della coioluminescenza
§ 13. Processi elementari primari e secondari in una bolla di cavitazione
§ 14. Classificazione delle reazioni chimiche ultrasoniche
§ 15. Sul meccanismo d'influenza dei gas sul corso delle reazioni chimiche del suono
§ 16. Campi acustici a bassa intensità
§ 17. Campi acustici a bassa frequenza
capitolo 3
§ 18. I principali modi di convertire l'energia delle vibrazioni acustiche
§ 19. Resa chimico-acustica dei prodotti di reazione (resa energetica)
§ 20. Rese chimico-acustiche iniziali dei prodotti di scissione dell'acqua ad ultrasuoni
§ 21. Rendimento energetico della coioluminescenza
§ 22. Dipendenza della velocità delle reazioni sonico-chimiche dall'intensità delle onde ultrasoniche
§ 23. Dipendenza della velocità dei processi fisico-chimici causati dalla cavitazione dall'intensità delle onde ultrasoniche
§ 24. Modelli quantitativi generali
§ 25. Sulla relazione tra i rendimenti energetici delle reazioni sonochimiche e la sonoluminescenza
Capitolo 4. Cinetica delle reazioni chimiche ultrasoniche
§ 26. Stato stazionario per la concentrazione di radicali, mediata sul periodo di oscillazione e sul volume (prima approssimazione)
§ 27. Variazione della concentrazione di radicali, mediata sul volume (seconda approssimazione)
§ 28. Modello di cavitazione-diffusione della distribuzione spazio-temporale dei radicali (terza approssimazione)
§ 29. Il posto dell'energia delle onde ultrasoniche tra gli altri metodi fisici per influenzare una sostanza
§ 30. Caratteristiche della propagazione del calore da una bolla di cavitazione
Capitolo 5
§ 31. Principali caratteristiche dei risultati sperimentali ottenuti
§ 32. Sonolisi di soluzioni di acido cloroacetico. Sulla comparsa di elettroni idratati nel campo delle onde ultrasoniche
§ 33. Ossidazione del solfato di ferro (II) nel campo delle onde ultrasoniche
§ 34. Recupero del solfato di cerio (IV) nel campo delle onde ultrasoniche
§ 35. Sintesi del perossido di idrogeno durante la sonolisi dell'acqua e delle soluzioni acquose di formiati
§ 36. Calcolo dei valori delle uscite chimico-acustiche iniziali
§ 37. Reazioni chimiche del suono in acqua e soluzioni acquose in atmosfera di azoto
§ 38. Iniziazione mediante onde ultrasoniche reazione a catena stereoisomerizzazione dell'acido etilene-1,2-dicarbossilico e dei suoi esteri
Conclusione. Prospettive per l'uso delle onde ultrasoniche nella scienza, nella tecnologia e nella medicina
Letteratura
Indice per soggetto
Chimica del suono
Chimica del suono (sonochimica)- una branca della chimica che studia l'interazione di potenti onde acustiche e gli effetti chimici e fisico-chimici che ne derivano. La sonochimica studia la cinetica e il meccanismo delle reazioni sonochimiche che si verificano nel volume di un campo sonoro. Il campo della chimica del suono comprende anche alcuni processi fisici e chimici in un campo sonoro: sonoluminescenza, dispersione di una sostanza sotto l'azione del suono, emulsionamento e altri processi chimici colloidali.
La sonochimica si concentra sullo studio delle reazioni chimiche che si verificano sotto l'azione delle vibrazioni acustiche - reazioni sonochimiche.
Di norma, i processi chimici del suono sono studiati nella gamma degli ultrasuoni (da 20 kHz a diversi MHz). Le vibrazioni sonore nella gamma dei kilohertz e nella gamma degli infrasuoni sono studiate molto meno frequentemente.
La chimica del suono studia i processi di cavitazione.
Storia della chimica del suono
Per la prima volta, l'effetto delle onde sonore sul corso dei processi chimici fu scoperto nel 1927 da Richard e Loomis, che scoprirono che sotto l'azione degli ultrasuoni lo ioduro di potassio si decompone in una soluzione acquosa con rilascio di iodio. Successivamente, sono state scoperte le seguenti reazioni chimiche del suono:
- sproporzione dell'azoto in acqua in ammoniaca e acido nitroso
- decomposizione di macromolecole di amido e gelatina in molecole più piccole
- stereoisomerizzazione a catena dell'acido maleico ad acido fumarico
- la formazione di radicali nell'interazione di acqua e tetracloruro di carbonio
- dimerizzazione e oligomerizzazione di composti di organosilicio e organostagno
Classificazione delle reazioni chimiche del suono
A seconda del meccanismo dei processi elementari primari e secondari, le reazioni chimiche del suono possono essere suddivise nelle seguenti classi:
- Reazioni redox in acqua che si verificano nella fase liquida tra sostanze disciolte e prodotti della scissione ultrasonica delle molecole d'acqua che si verificano in una bolla di cavitazione e passano in soluzione (il meccanismo di azione degli ultrasuoni è indiretto e per molti aspetti è simile alla radiolisi di sistemi acquosi).
- Reazioni all'interno della bolla tra gas disciolti e sostanze ad alta tensione di vapore (ad esempio, la sintesi di ossidi di azoto quando esposti agli ultrasuoni sull'acqua in cui l'aria è disciolta). Il meccanismo di queste reazioni è in gran parte analogo alla radiolisi in fase gassosa.
- Reazioni a catena in soluzione avviate non dai prodotti radicali della scissione dell'acqua, ma da un'altra sostanza che si scinde in una bolla di cavitazione (ad esempio, la reazione di isomerizzazione dell'acido maleico in acido fumarico, iniziata dal bromo o dai bromuri alchilici).
- Reazioni che coinvolgono macromolecole (ad esempio, la distruzione di molecole polimeriche e la polimerizzazione avviata da essa).
- Avvio ad ultrasuoni di un'esplosione in esplosivi liquidi o solidi (ad esempio, nitruro di iodio, tetranitrometano, trinitrotoluene).
- Reazioni chimico-soniche in sistemi non acquosi. Alcune di queste reazioni sono pirolisi e ossidazione di idrocarburi saturi, ossidazione di aldeidi e alcoli alifatici, scissione e dimerizzazione di alogenuri alchilici, reazioni di alogeno derivati con metalli (reazione di Wurtz), alchilazione di composti aromatici, produzione di tioammidi e tiocarbammati, sintesi di composti organometallici, reazione di Ullmann, reazioni di cicloaddizione, reazioni di scambio alogeno, produzione e reazioni di composti perfluoroalchilici, sintesi di carbene, sintesi di nitrili, ecc.
Metodi di chimica del suono
I seguenti metodi sono usati per studiare le reazioni chimiche del suono:
- Effetto piezoelettrico inverso ed effetto magnetostrizione per la generazione di vibrazioni sonore ad alta frequenza in un liquido
- Chimica analitica per lo studio dei prodotti di reazioni sonochimiche
Letteratura
- Margulis MA Fondamenti di chimica del suono. Reazioni chimiche in campi acustici. - M .: Scuola superiore, 1984. - 272 p. - 300 copie.
Fondazione Wikimedia. 2010 .
Guarda cos'è "Sound Chemistry" in altri dizionari:
Exist., numero di sinonimi: 2 sonochemistry (3) chemistry (43) Dizionario dei sinonimi ASIS. V.N. Trišin. 2013 ... Dizionario dei sinonimi
- "Introduzione alla vera chimica fisica". Manoscritto di MV Lomonosov. 1752 Sezione di chimica fisica della chimica ... Wikipedia
Questo termine ha altri significati, vedi Chimica (significati). Chimica (dall'arabo کيمياء, che presumibilmente ha avuto origine dalla parola egiziana km.t (nero), da cui il nome di Egitto, terra nera e piombo "nero ... ... Wikipedia
La sonochimica è l'applicazione degli ultrasuoni nelle reazioni e nei processi chimici. Il meccanismo che provoca effetti sonoro-chimici nei liquidi è il fenomeno della cavitazione acustica.
Il laboratorio ad ultrasuoni e i dispositivi industriali di Hielscher sono utilizzati in un'ampia gamma di processi sonico-chimici.
Reazioni chimiche sane
I seguenti effetti sonochimici possono essere osservati nelle reazioni e nei processi chimici:
- Aumentare la velocità di reazione
- Aumentare la resa della reazione
- Uso più efficiente dell'energia
- Metodi chimico-sonori per il passaggio da una reazione all'altra
- Miglioramento del catalizzatore di trasferimento interfacciale
- Esclusione del catalizzatore a trasferimento di fase
- Uso di reagenti grezzi o tecnici
- Attivazione di metalli e solidi
- Aumento reattività reagenti o catalizzatori ()
- Miglioramento della sintesi delle particelle
- Rivestimento di nanoparticelle
Cavitazione ultrasonica nei liquidi
Cavitazione significa "la formazione, la crescita e la distruzione esplosiva di bolle in un liquido. L'esplosione di cavitazione produce un intenso riscaldamento locale (~5000 K), alta pressione (~1000 atm.) ed enormi velocità di riscaldamento/raffreddamento (>109 K/s) e flussi di getto di liquido (~400 km/h)"
Le bolle di cavitazione sono bolle di vuoto. Il vuoto è creato da una superficie in rapido movimento da un lato e da un liquido inerte dall'altro. La differenza di pressione risultante serve anche a superare le forze coesive nel fluido. La cavitazione può essere ottenuta in vari modi, ad esempio ugelli Venturi, ugelli alta pressione, rotazione ad alta velocità o sensori a ultrasuoni. In tutti questi sistemi l'energia in ingresso viene convertita in attrito, turbolenza, onde e cavitazione. La parte dell'energia in ingresso che viene convertita in cavitazione dipende da diversi fattori che caratterizzano il movimento dell'apparecchiatura che genera la cavitazione nel liquido.
L'intensità dell'accelerazione è uno dei fattori più importanti che influenzano l'efficienza della trasformazione dell'energia in cavitazione. Una maggiore accelerazione crea una maggiore caduta di pressione, che a sua volta aumenta la possibilità di creare bolle di vuoto invece di onde che si propagano attraverso il fluido. Pertanto, maggiore è l'accelerazione, maggiore è la percentuale di energia che viene convertita in cavitazione. Nel caso dei sensori a ultrasuoni, l'intensità dell'accelerazione è caratterizzata dall'ampiezza delle oscillazioni. Ampiezze maggiori si traducono in una generazione di cavitazione più efficiente. I dispositivi industriali di Hielscher Ultrasonics possono produrre ampiezze fino a 115 µm. Queste ampiezze elevate consentono un elevato rapporto di trasferimento di potenza, che a sua volta consente densità di energia elevate fino a 100 W/cm³.
Oltre all'intensità, il fluido deve essere accelerato in modo tale da creare perdite minime in termini di turbolenza, attrito e formazione di onde. Per questo, il modo migliore sarebbe una direzione di movimento unidirezionale. Viene utilizzato l'ultrasuono, grazie alle sue seguenti azioni:
- preparazione di metalli attivati mediante riduzione di sali metallici
- generazione di metalli attivati mediante sonicazione
- sintesi sonico-chimica di particelle mediante precipitazione di ossidi metallici (Fe, Cr, Mn, Co) ad esempio per l'uso come catalizzatori
- impregnazione di metalli o alogenuri metallici su substrati
- preparazione di soluzioni di metalli attivati
- reazioni che coinvolgono metalli attraverso la formazione locale di sostanze organiche
- reazioni che coinvolgono solidi non metallici
- cristallizzazione e precipitazione di metalli, leghe, zeoliti e altri solidi
- cambiamento nella morfologia della superficie e nella dimensione delle particelle come risultato di collisioni ad alta velocità tra particelle
- formazione di materiali amorfi nanostrutturati inclusi metalli di transizione ad elevata area superficiale, leghe, carburi, ossidi e colloidi
- ingrandimento del cristallo
- livellamento e rimozione di rivestimenti di ossido passivante
- micromanipolazione (frazionamento) di piccole particelle
- preparazione di colloidi (Ag, Au, CdS di dimensioni Q)
- incorporazione di molecole ospiti in solidi con uno strato inorganico
- sonochimica dei polimeri
- degradazione e modifica dei polimeri
- sintesi polimerica
- sonolisi degli inquinanti organici in acqua
Apparecchiature chimiche del suono
La maggior parte dei processi sonico-chimici menzionati può essere adattata al funzionamento a flusso diretto. Saremo lieti di assistervi nella selezione di attrezzature chimiche adeguate alle vostre esigenze. Per la ricerca e il test di processo, si consiglia di utilizzare i nostri strumenti o dispositivi di laboratorio
Le reazioni chimiche fanno parte della nostra vita quotidiana. Cucinare in cucina, guidare un'auto, queste reazioni sono comuni. Questo elenco contiene le reazioni più sorprendenti e insolite che la maggior parte di noi non ha mai visto.
10. Sodio e acqua in gas di cloro
Il sodio è un elemento altamente combustibile. In questo video, vediamo una goccia d'acqua aggiunta al sodio in un pallone di cloro gassoso. Il giallo è il lavoro del sodio. Se combiniamo sodio e cloro, otteniamo il cloruro di sodio, cioè il normale sale da cucina.
9. Reazione del magnesio e del ghiaccio secco
Il magnesio è altamente infiammabile e brucia molto intensamente. In questo esperimento, vedi come il magnesio si accende in un guscio di ghiaccio secco - anidride carbonica congelata. Il magnesio può bruciare in anidride carbonica e azoto. A causa della luce intensa è stato utilizzato come flash nelle prime fotografie, oggi è ancora utilizzato nei razzi navali e nei fuochi d'artificio.
8. Reazione del sale e dei dolci di Berthollet
Il clorato di potassio è un composto di potassio, cloro e ossigeno. Quando il clorato di potassio viene riscaldato fino al suo punto di fusione, qualsiasi oggetto che viene a contatto con esso a questo punto causerà la rottura del clorato, provocando un'esplosione. Il gas che emerge dopo il decadimento è l'ossigeno. Per questo motivo, viene spesso utilizzato su aerei, stazioni spaziali e sottomarini come fonte di ossigeno. Anche l'incendio della stazione Mir è stato associato a questa sostanza.
7. Effetto Meissner
Quando un superconduttore viene raffreddato a una temperatura inferiore alla temperatura di transizione, diventa diamagnetico: cioè l'oggetto viene respinto dal campo magnetico, invece di esserne attratto.
6. Supersaturazione con acetato di sodio
Sì, sì, questo è il leggendario acetato di sodio. Penso che tutti ne abbiano già sentito parlare " ghiaccio liquido". Bene, non c'è altro da aggiungere)
5. Polimeri super assorbenti
Conosciuti anche come idrogel, sono in grado di assorbire una grandissima quantità di liquido in rapporto alla propria massa. Per questo motivo vengono utilizzati nell'industria dei pannolini, così come in altri settori in cui è richiesta protezione dall'acqua e da altri liquidi, come la costruzione di cavi sotterranei.
4. Esafluoruro di zolfo galleggiante
L'esafluoruro di zolfo è un gas incolore, non tossico e non infiammabile che non ha odore. Poiché è 5 volte più denso dell'aria, può essere versato in contenitori e gli oggetti leggeri immersi in esso galleggeranno come nell'acqua. Un'altra caratteristica divertente e del tutto innocua dell'uso di questo gas è che abbassa bruscamente la voce, cioè l'effetto è esattamente l'opposto di quello dell'elio. L'effetto può essere visto qui:
3. Elio superfluido
Quando l'elio viene raffreddato a -271 gradi Celsius, raggiunge il punto lambda. In questa fase (in forma liquida) è noto come elio II ed è superfluido. Quando passa attraverso i capillari più sottili, è impossibile misurarne la viscosità. Inoltre, "striscerà" alla ricerca di un'area calda, apparentemente per gli effetti della gravità. Incredibile!
2. Termite e azoto liquido
No, in questo video non verseranno azoto liquido sulle termiti.
La termite è una polvere di alluminio e ossido di metallo che produce una reazione alluminotermica nota come reazione della termite. Non è esplosivo, ma di conseguenza i lampi possono essere molto alta temperatura. Alcuni tipi di detonatori "iniziano" con la reazione della termite e la combustione avviene a una temperatura di diverse migliaia di gradi. Nella clip qui sotto, vediamo i tentativi di "raffreddare" la reazione della termite con azoto liquido.
1. Reazione di Briggs-Rauscher
Questa reazione è nota come reazione chimica oscillante. Secondo Wikipedia: "Una soluzione incolore appena preparata diventa lentamente ambra, poi diventa bruscamente blu scuro, quindi diventa lentamente di nuovo incolore; il processo viene ripetuto più volte in cerchio, fermandosi infine a un colore blu scuro, e il liquido stesso ha un forte odore di iodio". Il motivo è che durante la prima reazione vengono prodotte alcune sostanze che, a loro volta, provocano una seconda reazione e il processo si ripete fino all'esaurimento.
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