Weird Science

Cynk i siarka

Gwałt­owna reak­cja

Cynk jest pier­wiast­kiem z klasy metali przej­ścio­wych. Został odkryty w Indiach lub Chi­nach w cza­sach sta­ro­żyt­nych, ale do Europy zawędro­wał dopiero w XVII wieku. Cynk jest mięk­kim, kru­chym meta­lem o błękit­no­bia­łej bar­wie.

Ilustracja

źródło: http://upload.wiki­me­dia.org/wiki­pe­dia/com­mons/f/f9/Zinc_frag­ment_sub­li­med_and_1cm3_cube.jpg, dostęp: 15.04.2012

Siarka nato­miast jest nie­me­ta­lem. Pier­wia­stek ten posiada kilka odmian alo­tro­po­wych, z których trzy naj­ważn­iej­sze to siarka rom­bowa, jed­no­sko­śna i amor­ficzna. Siarka jest sub­stan­cją kry­sta­liczną, o bar­wie żółtej. W zwy­kłych warun­kach jest sto­sun­kowo kru­cha.

Ilustracja

źródło: http://upload.wiki­me­dia.org/wiki­pe­dia/com­mons/4/44/Sul­fur-sam­ple.jpg, dostęp: 15.04.2012

Cynk i siarka wyka­zują duże wza­jemne powi­no­wac­two i łatwo wcho­dzą ze sobą w reak­cje. Reak­cja łącze­nia tych dwóch pier­wiast­ków jest bar­dzo gwałt­owna i egzo­ter­miczna, a dodat­kowo zapew­nia cie­kawy efekt wizu­alny.

Potrzebne sub­stan­cje

Sza­nowny czy­tel­nik zapewne domy­śla się już, że będziemy potrze­bo­wać dwóch sub­stan­cji:

Zarówno cynk, jak i siarka muszą być jak naj­do­kład­niej sprosz­ko­wane. W przy­padku siarki wystar­czy roz­drob­nie­nie w moździeżu.

Ostrze­że­nie: Reak­cja ma bar­dzo gwałt­owny prze­bieg, należy koniecz­nie sto­so­wać oku­lary och­ronne! Mie­sza­niny sprosz­ko­wa­nego cynku i siarki nie wolno prze­cho­wy­wać! Doświad­cze­nie należy prze­pro­wa­dzać pod wyciągiem lub na zew­nątrz. Autor nie bie­rze jakiej­kol­wiek odpo­wie­dzial­no­ści za wszel­kie mogące pow­stać szkody. Robisz to na wła­sne ryzyko!

Wyko­na­nie

Sprosz­ko­wany cynk i siarkę należy ostrożnie wymie­szać w sto­sunku wago­wym 2:1. Nie­wielką ilość mie­sza­niny (około 3-4g) trzeba usy­pać w ksz­tałcie stożka na nie­pal­nej powierzchni, na przy­kład na płytce azbe­sto­wej, cera­micz­nej lub meta­lo­wej. Reak­cję naj­le­piej prze­pro­wa­dzać na zew­nątrz z powodu dużej ilo­ści pow­sta­jącego dymu. Do zai­ni­cjo­wa­nia reak­cji jest konieczne lokalne pod­grza­nie mie­sza­niny. Dobrym roz­wiąza­niem jest lont piro­tech­niczny. Pro­sty lont do tego typu doświad­czeń można wyko­nać samo­dziel­nie; wystar­czy natrzeć pasek bibuły chlo­ra­nem(V) potasu. Efekt doświad­cze­nia można zoba­czyć na fil­mie:

Reak­cja trwa tylko uła­mek sekundy; pow­staje chmura zie­lon­kawo-żółt­ego pło­mie­nia oraz duża ilość dymu. Wyraźnie sły­szalny jest też dźw­ięk towa­rzy­szący reak­cji. Oprócz dymu pow­staje duża ilość siarczku cynku, który opada w postaci pyłu. Z racji bar­dzo krót­k­iego trwa­nia chmury ognia foto­gra­fo­wa­nie efektu przed­sta­wia pewną trud­ność. Mimo wszystko poni­żej przed­sta­wiam dwa ujęcia:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ilustracja:

Kliknij aby powiększyć

W cza­sie trwa­nia reak­cji często docho­dzi do bar­dzo efek­tow­nego zja­wi­ska pow­sta­wa­nia ogni­stej chmurki w cha­rak­te­ry­stycz­nym ksz­tałcie grzyba. Efekt ten trwa bar­dzo krótko i naj­ła­twiej zaob­ser­wo­wać go kiedy doświad­cze­nie prze­pro­wa­dzamy w ciem­no­ści. Poni­żej przed­sta­wiam spo­wol­nione, poklat­kowe zdjęcia:

Ilustracja

Wyja­śnie­nie

Z che­micz­nego punktu widze­nia jest to naj­zwy­klej­sza reak­cja syn­tezy. Po lokal­nym ogrza­niu cynk zaczyna rea­go­wać z siarką według rów­na­nia:

Ilustracja

Reak­cja ta jest sil­nie egzo­ter­miczna, więc po ini­cja­cji pod­trzy­muje się już sama.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa