آزمایش کوه آتشفشان که در کتاب علوم پایه هشتم دانش‌آموزان آمده، آزمایشی است که با تجزیه یک ماده معدنی به نام دی‌کرومات آمونیوم همراه است. دی‌کرومات آمونیوم، ترکیبی با فرمول ۲Cr2O۷(NH4) بوده و زمانی که در معرض حرارت قرار می‌گیرد، مانند آتشفشان شعله‌ور می‌شود. این ماده معدنی در حقیقت نوعی نمک است که از یون‌های آمونیوم و دی‌کرومات تشکیل شده‌است. ماده‌ای به رنگ نارنجی با خاصیت اسیدی قوی و نقطه ذوب بالا که در آب حل می‌شود.
در نسخه اصلی این آزمایش از دی‌کرومات آمونیوم برای انجام آن استفاده می‌شود. اما این ماده در ترکیب با آب ماهیتی سرطان‌زا پیدا می‌کند. از این رو در زمان انجام آزمایش کوه آتشفشان با دی‌کرومات آمونیوم باید موارد احتیاطی را رعایت کنید. همچنین می‌توانید برای کاهش بروز خطرات احتمالی برای انجام این آزمایش از جوش شیرین استفاده کنید. در ادامه می‌توانید هر دو روش انجام این آزمایش را بخوانید.
شرح آزمایش کوه آتشفشان با جوش شیرین
برای انجام آزمایش کوه آتشفشان در خانه به لوازم زیر نیاز دارید:
- مایع ظرفشویی ۱۰ میلی‌لیتر
- آب گرم ۱۰۰ میلی‌لیتر
- سرکه سفید ۴۰۰ میلی‌لیتر
- رنگ خوراکی
- جوش شیرین ½ فنجان
- بطری
سرکه، آب، مایع ظرفشویی و دو قطره رنگ خوراکی را درون بطری خالی ریخته و مخلوط کنید. در ظرفی دیگر جوش شیرین را با نصف فنجان آب مخلوط کنید. در انتها محلول جوش شیرین را به بطری حاوی مخلوط سرکه بیفزایید. این کار باید با احتیاط انجام شود. چراکه محتویات درون بطری پس از افزودن محلول جوش شیرین فوران کرده و از بطری خارج می‌شود.
نتیجه آزمایش کوه آتشفشان با جوش شیرین
آزمایش کوه آتشفشان با سرکه و جوش شیرین، آزمایشی است که به واکنش میان سرکه و جوش شیرین می‌پردازد. این دو ماده در ترکیب با یک‌دیگر گاز دی‌اکسید کربن ایجاد می‌کنند که یک تغییر شیمیایی است. این همان گازی است که در تولید کربنات در نوشابه استفاده می‌شود. زمانی که بطری نوشابه را تکان می‌دهید گاز درون آن فوران کرده و به دلیل فضای کم موجود درون بطری، مانند یک آتشفشان از دهانه‌ی آن خارج می‌شود.
بیشتر بخوانید:
شرح آزمایش کوه آتشفشان با دی کرومات آمونیوم
برای انجام آزمایش کوه آتشفشان با دی‌کرومات به لوازم زیر نیاز دارید:
- دی‌کرومات آمونیوم ۵۰ گرم
- بشر بزرگ
- کپسول چینی یا یک ظرف بزرگ
- پنس
- الکل
- کبریت
دی‌کرومات را به شکل یک تپه بر روی ظرف بزرگ یا کپسول چینی قرار دهید. این ماده برای آتش گرفتن باید در معرض حرارت قرار گیرد. برای این کار می‌توانید کبریتی را روشن کرده و به دی‌کرومات نزدیک کنید. در این صورت ترکیب شما سریعا آتش می‌گیرد. همچنین می‌توانید پنبه‌ای را به مقداری الکل آغشته کرده و با کبریتی آن را آتش بزنید و به کمک یک پنس پنبه را به دی‌کرومات نزدیک کنید.
با این روش دی‌کرومات آهسته‌تر آتش گرفته و شما بهتر می‌توانید شاهد فرآیند سوختن این ماده معدنی باشید. در هر دو حالت، ابتدا دی‌کرومات آمونیوم پس از سوختن به صورت عمود از بالای تپه به درون آن فرو می‌ریزد. اما در ادامه به دلیل افزایش حجم ماده پس از سوختن و کم بودن فضای داخل تپه، از دهانه‌ی آن فوران کرده و به بیرون ریخته می‌شود. این مرحله با پرتاب جرقه‌های آتش به اطراف همراه است که برای جلوگیری از هرگونه آسیبی باید به سرعت بشر را بر روی دهانه آتشفشان قرار دهید. برای انجام این آزمایش حتما باید از دستکش استفاده کنید.
نتیجه آزمایش کوه آتشفشان با دی‌کرومات آمونیوم
مواد حاصل از این آزمایش بخار آب، نیتروژن و دی‌کرومات آمونیومی به رنگ سبز و خاکستری است. وزن مواد در انتهای آزمایش کمتر از حالت اولیه‌ی آن خواهدبود. سوختن دی‌کرومات نیاز به اکسیژن ندارد. به همین دلیل زمانی که شما بشر را برای جلوگیری از پرتاب جرقه‌های آتش بر روی آتشفشان قرار می‌دهید، فرآیند سوختن همچنان ادامه دارد. به همین دلیل این واکنش، یک واکنش تجزیه است. آزمایش کوه آتشفشان با دی‌کرومات آمونیوم یک واکنش شیمیایی و فیزیکی است. این فرایند در ابتدا گرماگیر بوده و نیاز به دریافت حرارت برای سوختن دارد اما در ادامه گرماده می‌شود.
منبع: sciencefun