Ферратный вулкан

Чтобы показать извержение ферратного вулкана, смешивают 3-5 г железного порошка или железной пудры с равным по массе количеством сухого нитрата калия КNO3, предварительно растертого в ступке. (Нитрат калия должен быть тщательно высушен!). Смесь помещают в углубление горки, сделанной из 4-5 столовых ложек сухого просеянного речного песка. В центре самой смеси также делают небольшое углубление. Далее раскаляют уголек в пламени газовой горелки и кидают его в середину смеси.

Начинается активное горение с выделением искр, белого дыма и сильным

разогревом. Масса раскаляется до ярко-желтого цвета и очень напоминает лаву.

 

При взаимодействии нитрата калия с железом образуется феррат(VI) калия

К2FeO4.

2KNO3 + Fe = K2FeO4 + 2NO

Неприятным моментом при выполнении опыта является то, что смесь нитрата калия и железного порошка довольно трудно поджечь: она вполне выдерживает действие пламени горелки в течение нескольких минут. Один из выходов – раскаленный уголек достаточных размеров. Смесь также можно поджечь с помощью узкого газо-воздушного пламени (стеклодувная горелка или поддув воздуха в пламя обычной горелки через пипетку ). В любом случае, перед демонстрацией опыта аудитории его необходимо тщательно отработать, в противном случае экспериментатор может попасть в неудобную ситуацию.

В некоторых источниках рекомендуют брать 2 массовых части КNO3 на 1 часть

железа. Однако такая смесь зажигается значительно хуже. Видимо, это соотношение

взято из методик по синтезу феррата калия. Но при демонстрации опыта «химический вулкан» главным является красота и надежность, а не синтез каких-либо веществ.

Если же необходимо получить именно феррат, то поступают по-другому. Смешивают 10 г порошка Fe и 20 г KNO3. Селитра перед опытом должна быть переплавлена и снова растерта в порошок, чтобы удалить даже минимальные следы влаги.

Смесь помещают на железный лист слоем толщиной 1 см., с краю насыпают небольшое

количество такой же смеси, но с соотношением компонентов 1:1. Последняя необходима для

того, чтобы зажечь основную массу. Смесь 1:1 поджигают бунзеновской горелкой. В результате

реакция распространяется на весь объем.

После охлаждения массы ее растворяют в 50 мл. ледяной воды и быстро фильтруют. В

результате получится красно-фиолетовый раствор феррата(VI) калия. К этому раствору быстро добавляют ледяной раствор BaCl2. Осадок феррата бария BaFeO4 фильтруют, промывают этанолом (без альдегидов) и сушат в эксикаторе. При подкислении исходного раствора (или добавления кислоты к осадку BaFeO4) сразу же происходит выделение кислорода O2 в результате восстановления Fe (VI) до Fe (III).