Το πείραμα αυτό, είναι ένα μόνο από τα δεκάδες «μαγικά» πειράματα που κλείνουν πονηρά το μάτι στην λογική και τις αισθήσεις. Σαν το μάγο που σαγηνεύει το πλήθος και το οδηγεί στην ψευδαίσθηση, κάνοντας το να βλέπει μόνο εκείνο που αυτός επιθυμεί, έτσι και η Χημεία γοητεύει τον αμύητο με τα έργα της φλερτάροντας συχνά με το υπερφυσικό και ανεξήγητο. Με την  μαγεία και τον αποκρυφισμό θεωρείται, αν και άδικα, ότι  η «προεπιστήμη» της αλχημείας  έστρωσε τον δρόμο στην επιστήμη της χημείας. Αν και οι αλχημιστικές θεωρίες αντιμετωπίσθηκαν με περιφρόνηση και υπεροψία, περιείχαν , όπως παραδέχθηκαν πολλά χρόνια αργότερα μεγάλοι χημικοί με πρώτο τον Μαρσελέν Μπερτελό (Pierre Eugène Marcellin Berthelo) το 1884, ένα πλήθος σεβαστών επιστημονικών ιδεών. Διότι μπορεί οι αλχημιστές να κάνανε συχνές αναφορές σε μυστικισμό και υπερφυσικές και φιλοσοφικές δοξασίες, αλλά οι προσπάθειές σους για μετουσίωση της ύλης ήταν πολύ σημαντικές και έβαλαν τον σπόρο για την δημιουργία μιας σύγχρονης επιστήμης της ύλης και των μεταμορφώσεών της. Στο συλλογικό υποσυνείδητο όμως οι αλχημιστές καταχωρήθηκαν όχι σαν ερευνητές επιστήμονες, αλλά σαν αποκρυφιστές μάγοι. Υπέστησαν ανελέητες διώξεις τόσο από την πλευρά της Εκκλησίας, η οποία ανέκαθεν έτρεφε απέχθεια σε  οποιονδήποτε νεωτερισμό, αλλά και από την πλευρά της κρατικής εξουσίας που έβλεπε τους αλχημιστές σαν τσαρλατάνους και απατεώνες και προσπαθούσε με απάνθρωπα βασανιστήρια να τους αποσπάσει το μυστικό του «μεγάλου έργου», δηλαδή της μετουσίωσης ευτελών μετάλλων σε χρυσό μέσω της φιλοσοφικής λίθου. Σε ορισμένες περιόδους τα πράγματα γίνονταν πολύ δύσκολα γι αυτούς. Όπως αναφέρει ο Δρ. Ουίλιαμ Νιούμαν , καθηγητής Ιστορίας και Φιλοσοφίας της Επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα, «υπήρχαν πολλοί τσαρλατάνοι , ειδικά στις βασιλικές αυλές της Ευρώπης. Αν κάποιος αλχημιστής κρίνονταν ένοχος για απόπειρα παραπλάνησης του Βασιλιά, του φορούσαν ένα φανταχτερό μεταλλιζέ ένδυμα και τον κρεμούσαν σε μια αγχόνη καλυμμένη με χρυσόχαρτο»⁽¹⁾. Είναι όμως εκπληκτικό ότι το βασικό αξίωμα της Αλχημείας που συνοψίζεται στην λατινική ρήση «OMNIA IN UNUM”  δηλαδή η ενότητα της ύλης όχι μόνο σε επίπεδο γης αλλά Σύμπαντος, αποτελεί μετά από τόσα χρόνια την κατακλείδα της επιστημονικής γνώσης. Πράγματι, η  θεωρία το Αϊνστάιν θεωρεί  ότι ύλη και ενέργεια αποτελούν δύο όψεις της ίδιας οντότητας με την μία να μετατρέπεται στην άλλη, ενώ

σύμφωνα με την θερμοδυναμική η συνολική ενέργεια του σύμπαντος παραμένει σταθερή. ⁽²⁾

Στην τρέχουσα ενότητα δεν θα ασχοληθούμε όμως με την μαγεία της αλχημείας, αλλά με μικρά «θαύματα» της σύγχρονης χημείας. Προσοχή όμως! Όλα τα εντυπωσιακά πειράματα που αναφέρονται πρέπει να γίνονται από έμπειρους ενήλικες,  με όλα τα απαιτούμενα μέτρα ασφαλείας και με σεβασμό στις υποδείξεις.

Ένα σημείο το οποίο αξίζει να επισημάνουμε είναι ότι όλα αυτά τα «μαγικά» της Χημείας, οι ίδιοι οι χημικοί τα αντιμετωπίζουν απόλυτα φυσιολογικά κάτω από το πρίσμα της επιστημονικής λογικής και εξήγησης. Το να ανάψει στα καλά καθούμενα ένα σβηστό κερί δίχως εξωτερική παρέμβαση αγγίζει τα όρια του «θαύματος». Εν τούτοις για ένα σχετικά έμπειρο χημικό, η αυτόματη ανάφλεξη δεν είναι τίποτε περισσότερο από μια ισχυρά εξώθερμη χημική αντίδραση με εύφλεκτα αντιδρώντα. Ο φώσφορος είναι γνωστός για την χημική του δραστικότητα και την ιδιότητά του να αναφλέγεται όταν έρθει σε επαφή με τον αέρα γι αυτό και φυλάγεται σε νερό. Όταν επικαλυφθεί με υγρό διαλύτη, συνήθως διθειάνθρακα, δεν αναφλέγεται. Αν επομένως το φυτίλι ενός κεριού επικαλυφθεί με ένα παρόμοιο διάλυμα φωσφόρου σε διθειάνθρακα θα παραμείνει σβηστό μέχρι να εξατμισθεί ο πτητικός οργανικός διαλύτης. Τότε ο φώσφορος θα αντιδράσει με τον αέρα και αυτόματα θα πάρει φωτιά. Μάλιστα ο χρόνος ανάφλεξης εξαρτάται από την περιεκτικότητα  του διαλύματος και το είδος του διαλύτη. Εντυπωσιακό αλλά απόλυτα αιτιολογημένο.  Θέλετε κι άλλο ένα παράδειγμα  αυτόματης ανάφλεξης; Ευχαρίστως να σας δώσουμε την συνταγή για να προκαλέσετε αυτόματη ανάφλεξη , δίχως εξωτερική φλόγα, και απανθράκωση της ζάχαρης.⁽³⁾

Ø Σε κάψα από πορσελάνη βάλτε 2-3 κουταλάκια ζάχαρης (C₁₂H₂₂O₁₁) και 2-3 κουταλάκια χλωρικού καλίου (KClO₃)

Ø Με γουδάκι ομογενοποιείστε το μείγμα.

Ø Προσθέστε  με προσοχή 3-4 σταγόνες πυκνού θειικού οξέος.  (Προσοχή! Το οξύ αν πέσει στο δέρμα προκαλεί σοβαρά εγκαύματα. Στην περίπτωση αυτή απαιτείται άμεσο πλύσιμο με άφθονο νερό)

Ø Η Ζάχαρη απανθρακώνεται και καίγεται με λαμπρή φλόγα.

Και η εξήγηση:   Το οξύ προκαλεί αφυδάτωση του υδατάνθρακα  σύμφωνα με την αντίδραση      C₁₂H₂₂O₁₁   ®  12 C  +  11 H₂O

Η θερμότητα που παράγεται από την προηγούμενη εξώθερμη αντίδραση διασπά το χλωρικό κάλιο και ελευθερώνει οξυγόνο.     KClO₃  ®  KCl  +  3/2 O₂

To παραγόμενο οξυγόνο προκαλεί την καύση του άνθρακα.

C  +  O₂  ® CO₂ .

Συνέχεια στα «μαγικά» μας. Σύμφωνα με την κλασική Αριστοτέλεια λογική ισχύει για την ανάμειξη λευκό + λευκό = λευκό  ή κίτρινο + κίτρινο= κίτρινο. Σύμφωνα όμως με την «χημική λογική»  αν αναμείξουμε δύο άχρωμα διαλύματα μπορεί να προκύψει μωβ ή κίτρινο ή κάποιο άλλο χρώμα και θα έλεγα ότι μάλλον αυτός είναι ο κανόνας παρά η εξαίρεση. Θα σας περιγράψω δύο πολύ απλά πειραματάκια ιδανικά για παράσταση «μαγείας».

Πείραμα 1^ο: Σε νερό διαλύετε λίγη σόδα φαγητού και με το διάλυμα διαβρέχετε ένα φίλτρο καφέ ή χαρτοπετσέτα. Στο άκρο μιας μπατονέτας καθαρισμού   ρίχνετε μία-δύο σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεϊνης (Υπάρχει σε κάθε σχολικό εργαστήριο). Με την μπατονέτα γράψτε κάτι στην χαρτοπετσέτα και θα εκπλαγείτε από τα πανέμορφα κόκκινα γράμματα που προήλθαν από την ένωση δύο άχρωμων διαλυμάτων. Η εξήγηση είναι απλούστατη. Η φαινολοφθαλεϊνη είναι δείκτης που  είναι άχρωμος σε ουδέτερα, ή όξινα διαλύματα και  παίρνει κόκκινο χρώμα σε βασικά διαλύματα όπως αυτό της μαγειρικής σόδας.

Πείραμα 2^ο: Σε φιάλη αναψυκτικού τοποθετείστε αραιό διάλυμα νιτρικού μολύβδου, (Pb(NO₃)₂ (το νερό οπωσδήποτε να είναι απιοντισμένο). Στο εσωτερικό του πώματος  της φιάλης έχουμε κολλήσει δίχως να μας δουν τρίτοι 2-3 κρυστάλλους ιωδιούχου καλίου (KI). (Τα αντιδραστήρια αυτά υπάρχουν σε όλα τα σχολικά εργαστήρια) Βιδώνουμε  το πώμα και καλούμε ένα από τους θεατές να κουνήσει τη φιάλη πάνω κάτω ισχυρά. Θα σχηματισθεί εντυπωσιακό κίτρινο ίζημα από ιωδιούχο μόλυβδο. Στην περίπτωση αυτή επομένως ισχύει το «παράδοξο»  ότι άχρωμο+άχρωμο=κίτρινο.

ΣΗΜ: Το στερεό μείγμα μετά το πείραμα να μην ρίχνεται στην αποχέτευση αλλά να διαχειρίζεται σαν χημικό απόβλητο επιβαρυντικό για το περιβάλλον.

Και συνεχίζουμε με μια «μαγική» καύση αυτή τη φορά. Αν σας διαβεβαίωνε κάποιος ότι υπάρχουν μέταλλα που κόβονται σαν το βούτυρο με μαχαίρι, είναι ελαφριά, επιπλέουν στο νερό και κυρίως μόλις έλθουν σε επαφή μ’ αυτό αναφλέγονται με μικρή έκρηξη θα τον κοιτάγατε με επιφύλαξη. Κι όμως είναι αλήθεια. Αν ρίξετε ένα μικρό κομμάτι νατρίου (μέγεθος μπιζελιού ή φακής) σε μια λεκάνη ή μεγάλο ποτήρι με νερό, τότε θα δείτε με έκπληξη ένα φλεγόμενο μέταλλο να τρέχει σαν τρελό δεξιά αριστερά. Μάλιστα αν ρίξετε στο νερό 2-3 σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεϊνη το νερό θα χρωματισθεί κόκκινο λόγω της βάσης που παράγεται και το «μαγικό» σας θα είναι ακόμη πιο εντυπωσιακό. Η εξήγηση είναι και πάλι απλή. Το νάτριο είναι ένα πολύ δραστικό αλκαλιμέταλλο και αντιδρά με το νερό παράγοντας την ισχυρή βάση υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) , υδρογόνο. Η αντίδραση παράγει μεγάλο ποσό θερμότητας και το παραγόμενο υδρογόνο αναφλέγεται.⁽¹⁾

Ας μείνουμε στις καύσεις με ένα ακόμη εντυπωσιακό πείραμα που μπορεί να σας αφήσει και μια μικρή …χρηματική αμοιβή.  Βάλτε στοίχημα με την παρέα σας ότι μπορείτε να βάλετε φωτιά σε ένα χαρτονόμισμα (των 20 ευρώ σε πρώτη φάση, ας μην το ρισκάρετε με πενηντάρικο) δίχως να το κάψετε. Αν ακολουθήσετε με προσοχή τις οδηγίες που ακολουθούν το εικοσάρικο το έχετε στην τσέπη, «σιγουράκι» σας λέω.

Ø Σε μικρό ποτήρι αναμείξτε ίσους όγκους νερού και οινοπνεύματος.

Ø Βουτήξτε ένα χαρτονόμισμα στο μείγμα ώστε να υγραθεί καλά.

Ø Σε  κάψα πορσελάνης ή πιατάκι καφέ τοποθετείστε το βρεγμένο χαρτονόμισμα και βάλτε του φωτιά.

Ø Θα παρατηρήσετε ότι για αρκετή ώρα καίει μια ασθενής  φλόγα, αλλά το χαρτονόμισμα, όταν η φλόγα σβήσει είναι άθικτο.

Εξήγηση: Το μείγμα περιέχει μεγάλη ποσότητα νερού το οποίο απορροφά σημαντικό μέρος από την εκλυόμενη θερμότητα λόγω καύσης της αιθανόλης, για να εξαερωθεί και να γίνει ατμός. Αυτό έχει συνέπεια η θερμοκρασία να μην ανεβαίνει σε υψηλά επίπεδα κάτι που θα προκαλούσε την απανθράκωση του μαντηλιού και την καύση του.

Και από την φλόγα περνάμε στον πάγο. Αυτή τη φορά θα δούμε πως μπορείτε να κολλήσετε μια κωνική φιάλη σε μια ξύλινη σανίδα μόνο με νερό. Το πείραμα αυτό καλύτερα να γίνετε σε εξωτερικό χώρο.

Ø Σε   ξύλινη σανίδα ρίξτε λίγο νερό και απλώστε το  σχηματίζοντας κύκλο διαμέτρου περίπου ενός νεροπότηρου.

Ø Σε   κωνική φιάλη  250 mL ή κάποιο γυάλινο βάζο με επίπεδη βάση, βάλτε  λίγο νερό και διαλύστε  δύο κουταλιές σούπας υδροξείδιο του βαρίου ( Ba(OH)₂)

Ø Προσθέστε  μια δύο κουταλιές  αμμωνιακού  άλατος όπως το νιτρικό αμμώνιο,  ανακατώστε γρήγορα και έντονα και αφού ελευθερωθεί η αμμωνία την οποία δεν πρέπει να αναπνέετε, πωματίστε την φιάλη.    Θα παρατηρήσετε εντυπωσιακή πτώση της θερμοκρασίας.

Ø Τοποθετείστε τώρα την φιάλη στην βρεγμένη σανίδα, ( να μια πιο ήπια χρήση της), και πιέστε την για μερικά δευτερόλεπτα.

Ø Αν προσπαθήσετε να σηκώσετε την φιάλη  θα διαπιστώσετε ότι η θα σηκωθεί και η  σανίδα που έχει κολλήσει  μ’ αυτή.

Εξήγηση: Η αντίδραση που πραγματοποιείται είναι η εξής:

NH₄NO₃  +  Ba(OH)₂.8 H₂O  ®  2 NH₃  +  Ba(NO₃)₂  +  10 H₂O, ΔΗ=+80,3Kcal

H αντίδραση είναι ισχυρά ενδόθερμη   , δηλαδή  πραγματοποιείται με απορρόφηση θερμότητας από το περιβάλλον, που στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι το νερό με το ποτήρι. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η θερμοκρασία του χημικού συστήματος να ελαττωθεί σημαντικά και το νερό της σανίδας να παγώνει .

Ο Χριστός πριν από 2000 χρόνια περίπου έκανε το θαύμα του και μετέτρεψε το νερό σε κρασί στον γάμο της Κανά. Ένας σύγχρονος χημικός μπορεί να πετύχει το ανάποδο, δηλαδή να μετατρέψει το «κρασί» σε νερό. Εντάξει , θαύμα δεν το λες, αλλά τον θαυμασμό τον προκαλεί σίγουρα η επόμενη παρουσίαση.

Ø Σε διαφανή πλαστική φιάλη αναψυκτικού (1,5L) ρίξτε ένα μικρό κουταλάκι θειώδους νατρίου (Na₂SO₃) και ελάχιστο νερό.

Ø Σε μια άλλη παρόμοια φιάλη ή σε μεγάλο ποτήρι ζέσεως του ενός λίτρου, διαλύστε λίγους κρυστάλλους υπερμαγγανικού καλίου (KΜnO₄) και ανακατώστε καλά.

Ø Στο διάλυμα ιώδους χρώματος που σχηματίσθηκε, προσθέστε 15-20 σταγόνες πυκνού διαλύματος θειικού οξέος (με μεγάλη προσοχή) και ανακατώστε.

Ø Αδειάζοντας το ιώδες διάλυμα του ποτηριού στη φιάλη με το θειώδες νάτριο, θα παρατηρήσετε ένα ταχύτατο, και εκπληκτικό αποχρωματισμό του.

  Μια ακόμη εντυπωσιακή παραλλαγή του αποχρωματισμού του υπερμαγγανικού καλίου από θειώδες νάτριο.

Ø Βρέξτε εσωτερικά το βιδωτό καπάκι διαφανούς πλαστικής φιάλης εμφιαλωμένου νερού.

Ø Ρίξτε σκόνη θειώδους νατρίου σ’ αυτό, ώστε να συγκρατηθεί από το νερό και να κολλήσει στο καπάκι.

Ø Στο μπουκάλι τοποθετήστε διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου στο οποίο έχετε προσθέσει  μερικές σταγόνες  θειικού οξέος, αφήνοντας και κάποιο κενό χώρο. (Προσοχή στο θειικό οξύ διότι προκαλεί σοβαρά εγκαύματα. Αν πέσει στο χέρι σας ξεπλένετε αμέσως με άφθονο νερό)

Ø Βιδώστε και αναταράξτε   οπότε θα παρατηρήσετε  ότι το διάλυμα αποχρωματίζεται.

Εξήγηση: Πραγματοποιείται η εξής αντίδραση:

KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ 2MnSO₄ + K₂SO₄ +5Na₂SO₄ +3H₂O. Όπως βλέπουμε το KMnO₄ που έχει βαθύ ιώδες χρώμα καταναλώνεται, ενώ παράγεται το MnSO₄ που είναι άχρωμο.

Τα όμορφα και παράξενα της Χημείας είναι πολλά και θα γέμιζε πολυσέλιδο βιβλίο η αναλυτική τους παρουσίαση.  Αναφέρω επιγραμματικά μόνο ορισμένα και δίπλα μια διαδικτυακή παραπομπή για τους ερευνητικούς αναγνώστες που ενδιαφέρονται.

Μπορείτε να αντικαταστήσετε τις μπαταρίες σε μια απλή ηλεκτρονική διάταξη όπως ρολόι, αριθμομηχανή κλπ με μια μπαταρία λεμονιού ή πορτοκαλιού.

https://www.youtube.com/watch?v=PjFxcnUTfG8

Μπορείτε να κόψετε στα δύο ένα κουτάκι αναψυκτικού  δίχως μαχαίρι, χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα χαλκού. ⁽⁴⁾

https://klouras.chem.upatras.gr/attachments/article/7/3.%20Chem_Week(2011)_Experiments.pdf

Μπορείτε να δημιουργήσετε ένα διαφορετικό αφρό Υδρογόνου στον οποίο θα προκαλέσετε μια εκρηκτική ανάφλεξη. ⁽⁵⁾

https://www.youtube.com/watch?v=aquz01BzOzQ

Μπορείτε να ξετρυπώσετε τα «φίδια του Φαραώ» από την χημική τους φωλιά.⁽⁵⁾

https://www.patrasevents.gr/article/230406-fidi-tou-farao-to-entiposiako-ximiko-peirama-video

Μπορείτε να εξαφανίσετε σε δευτερόλεπτα δύσκολο λεκέ Ιωδίου με διάλυμα θειώδους νατρίου. ⁽⁵⁾

https://www.youtube.com/watch?v=uo9GF5QN_oc

 

Μπορείτε να εξαναγκάσετε ένα διάλυμα να κάνει περιοδικές χρωματικές ταλαντώσεις μεταξύ δύο διαφορετικών χρωμάτων, ή να αλλάζει διαδοχικά χρώματα σαν τον χαμαιλέοντα και πολλά πολλά ακόμη αν έχετε μεράκι και λίγη «τρέλα». Η χημεία είναι δίπλα σας για να σας εκπλήξει ευχάριστα με τα απίθανα «κόλπα» της,  που όλα όμως πατάνε σε στιβαρό επιστημονικό υπόβαθρο.

 (Το άρθρο είναι από το βιβλίο “ΑΠΟ ΜΙΚΡΟΣ ΜΙΣΟΥΣΑ ΤΗ ΧΗΜΕΙΑ – Η ΧΗΜΕΙΑ ΑΛΛΙΩΣ” του Τζιανουδάκη Λεωνίδα, εκδόσεις Carpe librum, Αθήνα 2025, και επιτρέπω την διδακτική αξιοποίησή του.)

Τιμητική αναφορά στο στοιχείο της ενότητας F (fluorum – Φθόριο):    (λατινικά: fluorum, αγγλικά: fluorine)   Το φθόριο είναι εξαιρετικά δραστικό και δηλητηριώδες χημικό στοιχείο. Το χημικά καθαρό φθόριο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι ανοιχτοκίτρινο διατομικό αέριο. Είναι το ελαφρύτερο από τα αλογόνα και το πιο ηλεκτραρνητικό από όλα τα χημικά στοιχεία. Το φθόριο είναι το 24^o σε αφθονία χημικό στοιχείο στο σύμπαν και το 13^o σε αφθονία στο φλοιό της Γης. Έχει μεγάλη χημική δραστικότητα, σχηματίζοντας χημικές ενώσεις σχεδόν με όλα τα άλλα χημικά στοιχεία, ακόμη και με κάποια από τα ευγενή αέρια. Για πρώτη φορά προτάθηκε ότι είναι χημικό στοιχείο το 1811, αλλά αποδείχθηκε δύσκολη και (ιδιαίτερα) επικίνδυνη η προσπάθεια να διαχωριστεί από τις ενώσεις του. Αρκετοί από τους πρώτους πειραματιστές που το επιχείρησαν σκοτώθηκαν ή κάηκαν άσχημα κατά τις απόπειρές τους να το διαχωρίσουν. Το 1886, όμως, ο γάλλος χημικός Ανρί Μουασάν (Henri Moissan) πέτυχε να απομονώσει στοιχειακό φθόριο, χρησιμοποιώντας ηλεκτρόλυση σε χαμηλή θερμοκρασία, μια διεργασία που χρησιμοποιείται ακόμη από τη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή του φθορίου. Η κυριότερη βιομηχανική εφαρμογή του στοιχειακού φθορίου είναι ο εμπλουτισμός του ουρανίου, ο οποίος άρχισε να εφαρμόζεται από το Πρόγραμμα Μανχάταν, κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου.

Εξαιτίας του υψηλού κόστους διαχωρισμού του καθαρού χημικού στοιχείου από τις ενώσεις του, σχεδόν σε όλες τις εμπορικές εφαρμογές του το φθόριο παραμένει σε μορφή κάποιας ένωσής του, κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.

 

ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ

1. Roger Highfield «Επιστήμη και Μαγεία» εκδ. Τραυλός
2. Ζακ Καρλ – Μισελ Γκρανζέ, «η αλχημεία», εκδ. Αστάρτη
3. Τζιανουδάκη Λεωνίδα, «Πειραματίζεσθαι» οδηγός πειραμάτων χημείας, www.chemview.gr .
4. Κλούρας Νικόλαος, «με την δύναμη της χημείας», 25 πειράματα χημείας.
5. https://www.youtube.com/c/tzianleo 144 μαγνητοσκοπημένα πειράματα χημείας