همه نکات در مورد آزمایش کوه آتشفشان
آزمایش کوه آتشفشان یکی از اولین آزمایش هایی است که همه افراد در دوران مدرسه در درس علوم پایه ششم تجربه می کنند. آزمایش کوه آتشفشان در واقع تجزیه ماده ای معدنی به نام دی کرومات آمونیوم است که در حین حرارت دیدن به صورت آتش فشان شعله ور می شود.آزمایش کوه آتشفشان با سرکه و جوش شیرین هم در خانه به راحتی قابل ساخت و انجام است.
دی کرومات آمونیوم یک ترکیب معدنی با فرمول (۲Cr2O7(NH4 است. در این ترکیب ، مانند همه کرومات ها و دی کرومات ها ، کروم در حالت اکسیداسیون ۶+ قرار دارد که معمولاً به عنوان کروم هگزا والان شناخته می شود. دی کرومات آمونیوم نمکی است که از یون های آمونیوم و یون های دی کرومات تشکیل شده است.
این ترکیب شیمیایی یک جامد یونی با نقطه ذوب بالا و به رنگ نارنجی است که در آب محلول است. انحلال این ترکیب در آب به دلیل جاذبه‌های یون – دوقطبی، پیوند هیدروژنی و همچنین نیروهای دوقطبی – دوقطبی صورت می گیرد. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این زمینه ارائه می گردد.
دی کرومات آمونیوم یک ماده اکسید کننده قوی است و اغلب با واکنش شدید با هر ماده کاهشی واکنش نشان می دهد. هرچه ماده کاهش دهنده قوی تر باشد واکنش شدیدتر خواهد بود. همچنین از این ترکیب برای تحریک اکسیداسیون الکل ها و تیول ها استفاده می شود. این واكنش ها در شرايط نسبتاً ملایم بازده خوبی ارائه می دهند. این ترکیب همچنین در اکسیداسیون الکل های آلیفاتیک به آلدهیدها و کتون های مربوطه در شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار می گیرد و بازدهی نسبتاً خوبی دارد.
این ترکیب به دلیل تولید آتشفشان های ظاهری در آزمایشات رو میزی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، این تظاهرات به دلیل ماهیت سرطان زا بودن در مدارس ممنوع شده است ولی همچنان در کارهای پیروتکنیک مورد استفاده قرار می گیرد.
وسایل مورد نیاز برای آزمایش کوه آتشفشان
- دی کرومات آمونيوم ۵۰گرم به شکل خرد شده
- بشر بزرگ
- کپسول چينی یا ظرف فلزی
- ورقه يا مقوای بزرگ
- الکل
- پنبه
- کبريت یا فندک
- پنس
روش انجام آزمایش کوه آتشفشان
برای شروع کار دی کرومات آمونيوم را وزن کرده و به شکل تپه در کپسول چینی یا ظرف فلزی می ریزیم ابتدا با کبریت سعی می کنیم آنرا روشن کنیم. در صورت خلوص بالا دی کرومات با کبریت مشتعل می شود ولی اگر با کبریت آتش نگرفت پنبه ای را به الکل آغشته کرده و پس از آتش زدن آن با کبریت با پنس آنرا به قله تپه دی کرومات آمونیوم نزدیک کنید.
دی کرومات آمونیوم پس از مشتعل شدن با زاویه قائم سوخته و سر تپه به داخل فرو می ریزد. پس از اتمام واکنش برعکس شروع می شود یعنی از داخل فرورفتگی به سمت بالا درست مانند آتشفشان دی کرومات آمونیوم شروع به سوختن می کند و با جلوه ای ویژه جرقه های آن به اطراف پخش می شود.
از آنجاییکه امکان پرتاب جرقه ها تا مسافت یک الی یک و نیم متر امکان پذیر است با شروع واکنش از قسمت پایین تپه به بالا باید به سرعت بشر را روی آن قرار دهید. این مسئله تاثیری در روند آزمایش ندارد زیرا سوختن دی کرومات آمونیوم نیازمند اکسیژن نیست و پخش شعله ها تا اتمام و سوختن همه مواد ادامه خواهد یافت.
در پایان آزمایش خواهید دید که حجم مواد اولیه علیرغم سوختن افزایش یافته است و اینکه برای سوختن به اکسیژن نیازی نیست. بنابراین می توان نتیجه گرفت که این واکنش سوختن نیست زیرا بدون اکسیژن نیز ادامه می یابد و به نوعی یک واکنش تجزیه است .
محصول این واکنش بخار آب ، نیتروژن و دی کرومات آمونیوم سبز – خاکستری است. وزن ماده باقی مانده نیز کمتر از ماده اولیه است زیرا بخشی از آن به صورت بخار آب و نیتروژن خارج شده است.
احتیاطات لازم در آزمایش کوه آتشفشان
دی کرومات آمونیوم ، مانند تمام ترکیبات کروم (VI) بسیار سمی ، یک ماده سرطان زای اثبات شده و یک ماده تحریک کننده قوی است. این ترکیب شیمیایی نباید در مجاورت مواد اشتعال زا قرار بگیرد.
علاوه بر این توجه داشته باشید که در حین آزمایش از دستکش استفاده کرده و پس از انجام آزمایش حتما دست ها را با آب و صابون بشوئید.
نتیجه گیری :
آزمایش کوه آتشفشان یک واکنش شیمیایی و فیزیکی هست که واکنش برای شروع نیاز به کمی حرارت دارد و واکنش گرماگیر اما خودش گرماده است .
