Czarny wąż (fajerwerk) - Black snake (firework)
„Czarny wąż” to termin, który może odnosić się do dwóch podobnych rodzajów fajerwerków , węża faraona i węża cukru. „Wąż faraona” lub „wąż faraona” to oryginalna wersja eksperymentu z czarnym wężem. Wytwarza bardziej imponującego węża, ale jego wykonanie zależy od rodanku rtęci (II) , który nie jest już w powszechnym użyciu ze względu na jego toksyczność. W przypadku „węża cukrowego” powszechnie stosowanymi chemikaliami są wodorowęglan sodu i cukier .
Po zapaleniu oba fajerwerki emitują dym i wyrzucają popiół przypominający węża poprzez reakcję pęcznienia . Pozostają na ziemi i nie emitują iskier, flar, pocisków ani dźwięku.
Wąż faraona
Na wąż faraona jest bardziej dramatyczny eksperyment, jednak wymaga większej ostrożności niż węża cukru w związku z obecnością toksycznej rtęci oparów i innych związków rtęci.
Historia
Reakcja ta została odkryta przez Wöhlera w 1821 roku, wkrótce po pierwszej syntezie tiocyjanianu rtęci. Opisywano go jako „wywijający się z siebie w tym samym czasie robaczywe procesy, do wielokrotnie swej dawnej objętości, z bardzo lekkiego materiału o barwie grafitu”. Przez pewien czas produkt fajerwerków o nazwie „Pharaoschlangen” był dostępny publicznie w Niemczech, ale ostatecznie został zakazany, gdy odkryto toksyczne właściwości produktu w wyniku śmierci kilkorga dzieci, które przez pomyłkę skonsumowały powstałe ciało stałe.
Opis
Eksperyment faraona z wężem przeprowadza się w taki sam sposób jak eksperyment z wężem cukrowym, z tym że ten pierwszy wykorzystuje tiocyjanian rtęci(II) (Hg(SCN) 2 ) zamiast cukru pudru z sodą oczyszczoną. Należy to zrobić pod wyciągiem, ponieważ wszystkie związki rtęci są niebezpieczne.
Reakcje chemiczne
Po zapaleniu odczynników tiocyjanian rtęci(II) rozpada się, tworząc siarczek rtęci(II) (HgS), dwusiarczek węgla (CS 2 ) i azotek węgla (C 3 N 4 ). Głównym składnikiem popiołu jest grafitowy azotek węgla , bladożółte ciało stałe.
- 2 Hg(SCN) 2 (s) → 2 HgS(s) + CS 2 (l) + C 3 N 4 (s)
Dwusiarczek węgla zapala się na dwutlenek węgla (CO 2 ) i tlenek siarki (IV) (SO 2 ).
- CS 2 (l) + 3 O 2 (g) → CO 2 (g) + 2 SO 2 (g)
Podczas gdy azotek węgla (C 3 N 4 ) rozpadnie się na gazowy azot i dicyjanian
- 2 C 3 N 4 (s) → 3 (CN) 2 (g) + N 2 (g)
Kiedy siarczek rtęci(II) (HgS) reaguje z tlenem (O 2 ), tworzy szare pary rtęci i dwutlenek siarki . Jeśli reakcja zachodzi wewnątrz pojemnika, na jego wewnętrznej powierzchni można zaobserwować szary film powłoki rtęciowej.
- HgS (s) + O 2 (G) → Hg (l) + SO 2 (g)
Cukrowy wąż
W przeciwieństwie do węża węglowego , który polega na reakcji kwasu siarkowego zamiast wodorowęglanu sodu , wąż cukrowy rośnie stosunkowo szybciej i do znacznie większej objętości.
Opis
W tym eksperymencie stosuje się paliwo stałe. Paliwem stałym może być piasek wystarczająco pokryty etanolem lub heksametylenotetraaminą . Biała mieszanina sacharozy i wodorowęglanu sodu w końcu zmieni kolor na czarny, a wąż będzie rósł około 15-50 centymetrów (5,9-19,7 cala) długo po zapaleniu.
Reakcje chemiczne
Gdy wąż jest zapalony, zachodzą trzy reakcje chemiczne . Wodorowęglan sodu rozkłada się na węglan sodu , parę wodną i dwutlenek węgla :
- 2 NaHCO 3 (s) → Na 2 CO 3 (s) + H 2 O (g) + CO 2 (g)
Spalanie sacharozy lub etanolu (reakcja z tlenem w powietrzu) wytwarza gazowy dwutlenek węgla i parę wodną :
- C 12 H 22 O 11 (s) + 12 O 2 (g) → 12 CO 2 (g) + 11 H 2 O (g)
- C 2 H 5 OH (I) + 3O 2 (G) → 2CO 2 (g) + 3 H 2 O (g)
Część sacharozy nie pali się, a jedynie rozkłada się w wysokiej temperaturze, wydzielając węgiel pierwiastkowy i parę wodną:
- C 12 H 22 O 11 (s) → 12 C (s) + 11 H 2 O (g)
Węgiel w reakcji sprawia, że wąż jest czarny. Cały proces jest na tyle egzotermiczny , że woda wytworzona w reakcjach ulega odparowaniu . Para ta, oprócz produktu w postaci dwutlenku węgla , sprawia, że wąż jest lekki i przewiewny oraz pozwala mu urosnąć do dużych rozmiarów z porównywalnie małej ilości materiału wyjściowego.
Posługiwać się
Jest to popularna petarda w Indiach , którą dzieci bawią się podczas święta Diwali . Choć przez fundację Chest Research i Uniwersytet Pune został uznany za toksyczny, fajerwerki z czarnym wężem są nadal w użyciu. Celem badania było określenie, które fajerwerki powodują największe zanieczyszczenie powietrza w Indiach. Przeprowadzone badania wykazały, że fajerwerki wężowe emitowały najwięcej pyłu zawieszonego, zdolnego do wnikania do płuc poprzez wdychanie cząsteczek dymu i w konsekwencji powodowania znacznych szkód. Inne petardy, które emitują ogromne ilości cząsteczek dymu, to fuljhadi, pulpul, chakris i annar.