home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / faqs / sci / chem / Sci.chem_FAQ_-_Part_4_of_7 < prev    next >
Internet Message Format  |  1997-10-05  |  65KB

  1. From: B.Hamilton@irl.cri.nz (Bruce Hamilton)
  2. Newsgroups: sci.chem,sci.answers,news.answers
  3. Approved: news-answers-request@mit.edu
  4. Subject: Sci.chem FAQ - Part 4 of 7
  5. Followup-To: sci.chem
  6. Date: Sat, 04 Oct 1997 19:36:25 GMT
  7. Organization: Industrial Research Limited
  8. Expires: 2 November 1997 00:00:01 GMT
  9. Message-ID: <343693f7.6131749@Newshost.comnet.co.nz>
  10. X-Newsreader: Forte Free Agent 1.1/32.230
  11. NNTP-Posting-Host: ras2.wgtn.comnet.co.nz
  12. Lines: 1217
  13. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!news-out.internetmci.com!newsfeed.internetmci.com!199.0.154.56!ais.net!uunet!in5.uu.net!munnari.OZ.AU!comp.vuw.ac.nz!comnet.co.nz!ras2.wgtn.comnet.co.nz
  14. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.chem:104303 sci.answers:7176 news.answers:113854
  15.  
  16. Archive-name: sci/chem-faq/part4
  17. Posting-Frequency: monthly
  18. Last-modified: 2 October 1997
  19. Version: 1.16
  20.  
  21. Subject: 15. Chemical Demonstrations 
  22.  
  23. 15.1  Are there any good compilations of demonstrations? 
  24.  
  25. Yes. Good places to start are the four volume "Chemical Demonstrations"
  26. by B.Z.Shakhashiri [1], or the two volume "Chemical Demonstrations - A
  27. Sourcebook for teachers" by Summerlin and Ealy [2]. The Journal of Chemical 
  28. Education is also an excellent on-going source of novel demonstrations 
  29. and developments of traditional demonstrations. 
  30.  
  31. 15.2  What are good outdoor demonstrations for under 12s?
  32. 15.3  What are good outdoor demonstrations for over 12s? 
  33. 15.4  What are good indoor demonstrations for under 12s?
  34. 15.5  What are good indoor demonstrations for over 12s? 
  35.  
  36. While waiting for a promised contribution, here is my only contribution,
  37. and some from my sci.chem archives. Unfortunately, enthusiastic editing
  38. by others allows some of the culprits to go uncredited :-).
  39.  
  40. The ability of water-miscible solvents to mask the hydrophobic nature of 
  41. Goretex can be demonstrated. Goretex is just a porous PTFE, the same 
  42. material as PTFE filters - such as Millipore HF. You can easily filter 
  43. liquid water through porous PTFE, provided the filter is previously wetted
  44. with a water-miscible solvent ( usually ethanol ). If a filter is set up on 
  45. a vacuum flask, ensure the filter is completely wetted with ethanol, turn on 
  46. the vacuum, and immediately add water - it rapidly filters through. Once it 
  47. has stopped, it only takes about 15 seconds for the air to dry the filter, 
  48. then ask a student to filter more water from the same flask. No chance. 
  49. Pour off the water, surreptitiously add a few mls of ethanol, immediately 
  50. followed by the same water - and watch it filter through again :-). 
  51.  
  52. This is the nearest equivalent our laboratory has to the workshop practice
  53. of sending an apprentice out to purchase a spark plug for a diesel engine. 
  54. It does relate slightly to the real world - indicating why "breathing"
  55. fabrics like Goretex should not be used with solvents. 
  56.  
  57. From: brom@yoyo.cc.monash.edu.au (David Bromage) Date: Tue, 14 Sep 1993
  58. Subj: Re: Need: A safe chemical display 
  59.  
  60.   The so-called "Blue Bottle Reaction" might be useful.
  61.  
  62.   Half fill a 1 litre flask with water and add 10g of NaOH, then add 10g
  63.   of glucose and up to 1ml of 1% methylene blue. Stopper the flask and
  64.   swirl gently to dissolve the contents. On standing for a few minutes the
  65.   solution should turn colourless. When the flask is shaken the solution
  66.   will turn blue then decolorise on standing.
  67.   Methylene blue exists in solution as a reduced colourless form and an
  68.   oxidised blur form. The initially blue dye is reduced by the alkaline
  69.   form of glucose and re-oxidised by dissolved oxygen. When the solution
  70.   is shaken, atmospheric oxygen enters into solution at a more rapid rate
  71.   than when left standing. The dye acts here as a catalyst whose colour
  72.   indicates the redox state.
  73.  
  74. [ This demonstration, and different coloured versions of it, have recently 
  75. been discussed in the J.Chem.Ed.[3]. ]
  76.   
  77.   How about a chemical garden?
  78.  
  79.   Make up (or dilute a commercial preparation) of sodium silicate to
  80.   1.1g/ml. Place this solution in a large glass container then add 'lumps'
  81.   or large crystals of salts to be grown. Lumps should not be more than
  82.   0.5cm in diameter. As a salt dissolves it forms an insoluble silicate
  83.   which forms a membrane around the lump of salt. The membrane is
  84.   permeable to water which enters and dissolves more salt. The resulting
  85.   pressure bursts the membrane releasing more salt solution to form more
  86.   membrane. As the salt solution is less dense than the silicate solution,
  87.   the membrane grows as a convoluted vertical tube.
  88.  
  89.         Salt                     Colour        Growth time 
  90.   Ferric chloride                brown           1 hour
  91.   Ferrous sulphate             grey-green        3 hours
  92.   Cobalt chloride                purple          5 hours
  93.   Chromium chloride            grey-green        6 hours
  94.   Nickel sulphate            yellow-green      ~24 hours
  95.   Cupric sulphate                blue          ~24 hours
  96.   Potassium aluminium sulphate   white          ~1 day
  97.  
  98.   To produce a "garden" which is not completely overgrown with the faster
  99.   species it is necessary to take growth rates into account. Distilled
  100.   water should be used as Ca and Fe in tap water can cause cloudiness.
  101.  
  102.   If you really want oscillating reactions, I know of two.
  103.  
  104.   A. Iodate reaction.
  105.   Make up 3 solutions
  106.   1) Dilute 200ml of 100 vol hydrogen peroxide to 500ml
  107.   2) dissolve 21g of potassium iodate (KIO3) and 1.5ml of conc sulphuric
  108.      acid in 500ml of water.
  109.   3) Dissolve 7.8g of malonic acid and 1.4g of manganese sulphate in 400ml
  110.      of water and add 1.5g of starch in 100ml of water.
  111.  
  112.   Add equal volumes (50-100ml) of each solution to a flask in any order.
  113.   Colourless-blue oscillations should start within 2 minutes. If not, try
  114.   10-20% variations in relative volumes. (try increasing 2 first).
  115.   Oscillations should last up to 10 minutes but I my experience have lasted
  116.   up to 3 hours.
  117.  
  118.   B. The Belusov reaction 
  119.   Prepare 5 solutions.
  120.   1) 58g of malonic acid on 500ml of water
  121.   2) 6M sulphuric acid
  122.   3) 21g of potassium bromate (KBrO3) in 500ml of water
  123.   4) Dilute 5ml of solution 2 to 500ml then add 1.75g of cerous sulphate.
  124.   5) 1.6g of 1,10-phenanthroline and 0.7g of ferrous sulphate in 100ml of
  125.      water (or commercial ferroin solution to 0.025M)
  126.  
  127.   Mix together 50ml of 1 to 4 and 5ml of solution 5. Blue-pink oscillations
  128.   should start within a few minutes.
  129.  
  130.   For either oscillating reaction the choice exists of complete mixing with
  131.   uniform oscillations or waves of colour (eg in a measuring cylinder).
  132.   Some interchange of reagents is possible. The Bray reaction omits
  133.   malonic acid from the Iodate reaction. Malonic acid can be replaced by
  134.   citric or succinic acids. 
  135.  
  136. [ There have been several good discussions [4,5], and recipe compilations 
  137. [6], for many popular oscillating chemical reactions.]  
  138.  
  139.   A particularly dramatic 'trick' is not to burn paper. Make up a solution
  140.   containing 57% v/v ethanol and 43% v/v water with 5% w/w sodium
  141.   chloride. Soak a filter circle in the solution and hold it near a flame
  142.   (with tongs) just long enough to ignite. After the flames die down the
  143.   filter circle will still be intact. The ethanol burns but just enough
  144.   water remains in the paper to prevent ignition. NaCl is added to provide
  145.   a more convincing flame. To add drama, 'burn' a banknote - but ensure
  146.   that all of the note, especially the corners, is soaked. 
  147.  
  148. From: lmartin@uclink.berkeley.edu (Lonnie C Martin) Date: 17 Feb 1993
  149. Subj: Re: Growing a Silver Tree in Beaker?
  150.  
  151.   In article <...> xslkkk@oryx.com (kenneth k konvicka) writes:
  152.   >Am trying to do a demo for elementary school kids.  How do you grow a tree 
  153.   >of silver using copper wire(?) submerged in a solution of AgNO3?  Saw one 
  154.   >in high school physics class about a thousand years ago at good ol' Reagan 
  155.   >HS, Austin, Tx.  Was really beautiful.  The silver formed nice large 
  156.   >plates.  Any demonstration books you could steer me toward? 
  157.  
  158.   What you have described is about all there is to it. I do this 
  159.   demonstration for the chemistry classes here at Berkeley about twice a 
  160.   year, or so. Just make a "tree" out of copper wire (you might clean it 
  161.   with sandpaper or steel wool) so that it will fit into a beaker of your 
  162.   choice (we use 4 litre here), and pour in the silver nitrate solution. 
  163.   I think we use 0.1 molar, but as long as the concentration is fairly close 
  164.   to that, it will work just fine.
  165.  
  166.   It is not necessary to make the tree very "bushy".  The silver will fill it
  167.   out nicely with fuzzy thick hanging globs of crystals.  The solution will
  168.   change from colourless to blue, as copper nitrate is formed. A very nice
  169.   experiment.  You can expect this to take on the order of an hour to get
  170.   fully developed.
  171.  
  172. From: flatter@rose-hulman.edu (Neil Flatter)   Date: Tue, 14 Sep 1993
  173. Subj: Re: Need: A safe chemical display
  174.                                                                          
  175.   We use cobalt (II) chloride in a saturated sodium chloride solution to 
  176.   demonstrate cooling coils.  It changes from red/pink to a blue/purple when 
  177.   heated and reverses as it is cooled.  We cycle it through a condenser from 
  178.   a distillation to illustrate that portion of a simple set-up.
  179.  
  180. Subject: Stupid lab tricks -Compiled-  VERY LONG   Date: 7 Jul 92
  181.  
  182. From: Nazman <nasadk@rpi.edu>
  183.  
  184.   Ever try taking an empty ditto fluid can, put some water in it, heat it 
  185.   until steam is coming out, cap it back up and let it cool off?. You would
  186.   be surprised what a little air pressure can do. That one amazed me when I 
  187.   was young.
  188.  
  189.   I was amazed again when I saw a brief description on TV of how science 
  190.   teachers are trying to make science fun again. Four teachers on stage, set 
  191.   up a few ring stands and a few bunsen burners, and placed a 55 gallon oil 
  192.   drum on top. Boiled the water, capped it. Put a hell of a dent in the drum 
  193.   when it collapsed.
  194.  
  195.   A favourite of mine requires a little preparation, but is great fun. Try 
  196.   tearing an aluminum can in half. Kinda difficult. Now, if you take an empty 
  197.   can, gently score around the circumference on the inside, (the inside is 
  198.   coated to prevent a reaction between the soda and the can) and fill the can 
  199.   with a solution of warm water and Copper(II)Chloride (CuCl2) so that the 
  200.   solution is just above the score mark. Let this sit for a few minutes.
  201.   You are done with the solution when the outside of the can appears brownish
  202.   (blackish) where the score mark is. Gently pour out the solution (keep it)
  203.   and let the can sit. When ready, hold the top of the can in one hand and 
  204.   the bottom in the other, and break like you are breaking a stick in half.
  205.  
  206.   Two bits of advice :
  207.   BE CAREFUL!. You will end up with the sharp edge of the can, which can cut 
  208.   severely!
  209.  
  210.   Try this ahead of time just to make sure you get it right. Wait too long,
  211.   and when you pick up the can, it will split due to the weight of the 
  212.   solution. Don't wait long enough and it won't work. My guess is about 
  213.   5 minutes
  214.   
  215.   P.S. This is more of a demonstration of structure of an aluminum can, but
  216.   if you want to demonstrate the "strength" before you rip it in half, place 
  217.   the can on the floor, so it is sitting like it normally would, and balance 
  218.   on one foot off the top of the can. It helps to have something nearby to 
  219.   hold on to, and the can cannot have any dents. You would be surprised how 
  220.   strong an empty can is. I weigh about 190 lbs, and have stood on an empty 
  221.   soda can for 30 seconds, get off the can, and not have it collapse. This 
  222.   takes some practice, so give it a try.
  223.  
  224. From: A_ROSATI@GUVAX.GEORGETOWN.EDU  <Anthony V. Rosati>      
  225.  
  226.   You can followup the bromophenol blue trick by brewing a cup of tea
  227.   and, while they watch, add some lemon juice. The color will lighten.
  228.   There is an indicator in tea that changes with the acidity of
  229.   ascorbic acid.
  230.  
  231.   Another neat trick is to demonstrate the dehydration capacity of
  232.   concentrated sulfuric acid. Take a 500 mL beaker about one third full
  233.   of white table-sugar. Then add about a half-inch to one inches worth
  234.   of concentrated sulfuric acid. (This demonstration _MUST_ be conducted
  235.   in a hood) Let it sit for about five minutes. Within that time, the
  236.   sulfuric acid will seep in, start turning the color of the sugar
  237.   brown, and then black, followed by an intense, hot dehydration. The
  238.   sugar will start to form a jet black, smelly, sticky column that rises
  239.   out of the beaker. It is really impressive.....
  240.  
  241.   You might want to also look up "oscillating reactions" in your
  242.   chemistry library. Many of these are simple to set up and generate
  243.   neat color cycles that would impress the kids!
  244.  
  245. From: mfrancis@ucsd.edu < Lyn Francisco >
  246.                           
  247.   1.  Take a balloon, blow it up, tie it, then stick it in a vat of
  248.   liquid nitrogen.  Wait until it shrinks (around 3 s or so), take it
  249.   out, and then watch it inflate in your hands.  This will very nicely
  250.   illustrate the relation between temperature and pressure.
  251.  
  252.   2.  We did this during a demonstration to let the world know about
  253.   ACS on campus.  Take a large container (like one of those 10-gallon
  254.   water containers, cut in half or something), fill it up with water,
  255.   then put in one can of the original Coke and one can of diet Coke.
  256.   Make sure that both cans are unopened.  Now, drop a few pieces of
  257.   dry ice in the container.  The original Coke should drop to the
  258.   bottom, and the diet Coke stay up toward the top.  It was cool, and
  259.   attracted all the frat-types and non-science people to our table.
  260.     
  261. From: dfield@nike.calpoly.edu < Dan Field >
  262.  
  263.   If you really want to fire them up, my favorite has always been the 
  264.   hydrogen balloons. Just fill up several balloons, one color with air or 
  265.   He, another with H2, and another with 2H2 + O2. You can fill them ahead of 
  266.   time, or better yet if demonstration time allows, use the products of one 
  267.   of your demonstration reactions to fill the balloons.  Light a candle on 
  268.   a  L O N G  stick, dim the lights, and pop!, boom!,  B  O  O  O  M !!.  
  269.   You'll have instantly created little monsters, young pyromaniacs virtually 
  270.   guaranteed to associate some excitement with chemistry. 
  271.  
  272. [ Warning - the sound level of such explosions has recently been found to  
  273.  exceed health and safety guidelines, and people should read the article
  274.  before demonstrating this experiment to students or children [7]. ]
  275.   
  276. From: edremy@d31ha0.Stanford.edu < Eric R.>
  277.         
  278.   There are lots of things you can do with liquid N2.  Try freezing a
  279.   banana and using it as a hammer.  (Follow by using an unfrozen banana:
  280.   kids love it!)  Simply adding some to a test tube and (lightly!) corking
  281.   it is fun, provided you're careful with the cork.  Shattering a
  282.   superball is also good.
  283.  
  284.   However, my personal favorite for spectacular demos is the HCl fountain.
  285.   Ascii graphics follow
  286.  
  287.  
  288.                         ---------
  289.                         \       /  Top flask is filled with HCl gas
  290.                          \     S   S=rubber stopper w/ hole for needle
  291.                           \   /
  292.                            -|-
  293.                           / | \    Run tube from top into bottom
  294.                          /--|--\   Bottom flask filled with water and
  295.                         /   |   \  acid/base indicator.
  296.                        -----------
  297.  
  298.   MAKE SURE THAT THESE FLASKS ARE VACUUM SAFE!!!
  299.  
  300.   To start this whole extravaganza, inject 20-30 cc of water into the top
  301.   flask.  The HCl gas goes into solution, creating a partial vacuum, sucking
  302.   the water up from the bottom.  As the water spurts out of the tube, it
  303.   collects more HCl (And changes color as it becomes acid) and accelerates
  304.   the reaction...  Quite impressive.
  305.  
  306.   We used to do this for our chemistry magic show every year.  The only
  307.   problem is that the failure mode is somewhat dangerous: One year the
  308.   top flask had a flaw and imploded, sending glass and HCl everywhere.
  309.   Best to do behind a shield
  310.  
  311. From: Bill
  312.   
  313.   I believe that the same thing can be done with ammonia. 
  314.   The same precautions apply.
  315.  
  316. From: ?
  317.  
  318.   Bubble H2 through a soap solution and you get bubbles that float up.
  319.   Have them float through a bunsen burner flame suspended over the table and
  320.   they explode. VERY NEAT effect.
  321.  
  322. From: joec@morgan.com <Joe>
  323.  
  324.   USUAL WARNINGS: many chemicals are poisonous and some reactions
  325.                   may be difficult to control. Use your head.
  326.  
  327.   Best done indoors
  328.   -----------------
  329.   Dissolve silver nitrate in warm water. Get some copper wire
  330.   and clean it with steel wool. Insert copper wire (preferably coiled
  331.   at one end) in the solution and it will immediately dull. Some time later,
  332.   silver crystals will be CLEARLY visibly growing on the copper.
  333.   The best effect is to let it sit overnight. The resulting
  334.   effect is downright beautiful
  335.  
  336.   Dissolve Cobalt Chloride in warm water. Put some Aluminum foil
  337.   in it and watch it tarnish. Clean, polished Aluminum works
  338.   best but household aluminum foil also works (just slower).
  339.   The Aluminum slowly disappears and Cobalt metal shows up at the bottom.
  340.   This is a slow one but it does work.
  341.  
  342.   Light an alcohol lamp, i.e. denatured alcohol and bring a magnet near
  343.   the flame but not above it- to the side. Watch the flame get pulled in
  344.   the direction of the magnet.
  345.  
  346.   Sprinkle iron filings over the same alcohol lamp and watch sparks fly!
  347.  
  348.   Ignite some Magnesium ribbon and drop into an atmosphere of CO2. It
  349.   will continue to burn with lots of noise and sparks. Carbon dust will
  350.   rain down as a byproduct.
  351.  
  352.   Mix water and household (3 in 1) oil. Note the phase boundary.
  353.   Add soap and shake. Watch the phase boundary disappear.
  354.  
  355.   Heat up a piece of blackboard chalk with a propane torch. Chalk
  356.   is CaCO3 - heating it up will drive off CO2, leaving CaO (also known
  357.   as lime). Heating up lime will cause the it to emit a whitish light,
  358.   which is where the phrase 'limelight' comes from. 
  359.   [ Note - not all blackboard chalk is CaCO3 - test carefully first ]
  360.  
  361.   Do these outdoors:
  362.   ------------------
  363.  
  364.   Get some KMnO4 and pour into a small pile. Depress the center of
  365.   the pile slightly and add a drop or two of Glycerine and stand back.
  366.   Something between 1-5 minutes later, it will burst into flame.
  367.   When it dies down, drop some more glycerine on it to have it flare up
  368.   again. Be careful disposing of the KMnO4 left over - its a powerful
  369.   oxidizer.
  370.  
  371.   We also do THERMITE periodically (Aluminum powder and rust). Details for
  372.   those who ask - it burns *BRIGHT* and *HOT*.
  373.  
  374.   Drop some dry ice chunks into a 2 liter PLASTIC soda bottle 1/2 full with
  375.   warm water which is then quickly sealed. Get at least 50' ft back rather
  376.   quickly. The pressure will build up and detonate with a LOUD *BOOM* after
  377.   a brief and unpredictable time. The bottle will break into many hundreds
  378.   of parts (don't use GLASS!) and you will get a mist cloud some 20-30'
  379.   across. Note: It is quite LOUD and may scare a younger audience.
  380.  
  381.   Make Hydrogen soap bubbles and set them off. Get an erlenmeyer flask and
  382.   fit a cork into the top and route a glass tube through the tube and
  383.   have it bend down and into a jay of soapy water. Remove the cork and
  384.   drop in Zinc metal and pour in somewhat dilute HCl. Put the
  385.   cork back in and let the H2 bubble into the soapy water. This will
  386.   make H2 soap bubbles. Let them break free and ignite them with a light
  387.   match on long pole.
  388.  
  389.   Thermite reaction
  390.  
  391.   First of all....this is a fairly vigorous reaction so take the usual
  392.   precautions:
  393.   1-Do it outside, preferably on sand or dirt. Since it burns at 4000 degrees
  394.     fahrenheit, it will melt most anything. By the way, a nuclear explosion
  395.     burns at 8000 and the surface of our Sun burns at 10000. It will readily
  396.     melt rock salt, beach sand, etc.  You get the idea.
  397.   2-It can spray sparks around. Keep it away from combustible materials. The 
  398.     burning sparks are either molten Aluminum or molten Iron.
  399.   3-It is VERY bright so you shouldn't stare at it.
  400.   4-It puts out lots of smoke.
  401.  
  402.   Here is how I do it.
  403.  
  404.   Ingredients:
  405.   1-Aluminum powder
  406.   2-Iron Rust (Red-Fe2O3).
  407.  
  408.   Grind carefully and separately into a powder-like consistency.
  409.   Mix in roughly equal proportions, by volume with an excess of rust.
  410.   Mix thoroughly to get an even color.
  411.   Pour the powder mixture on the ground in a pile.
  412.   Get magnesium ribbon and lay it on top of the pile, and press partially
  413.   into the pile. Do not smother the Mg ribbon. Ignite the ribbon with a 
  414.   propane torch and get back quickly.
  415.  
  416.   When done, be careful...it will leave molten, glowing red iron as a 
  417.   byproduct.
  418.   You can make rust by mixing household clorox with steel wool pads and let 
  419.   sit overnight and then filtering out the rust.
  420.   Have fun and be careful.
  421.  
  422.   Usual disclaimers apply
  423.  
  424. From: gallivan@after.math.uiuc.edu < Justin Gallivan >
  425.  
  426.   This works nicely with soap bubbles in a dish.  If you have the H2 and O2
  427.   tanks available, Try a few with the H2 only which makes a nice quiet
  428.   flame and add the O2 later for a little shock value.  You may want to
  429.   try this first for safety's sake but it always went off without a hitch in
  430.   my general chemistry days.
  431.  
  432. From: Rob 
  433.  
  434.   I hope I'm not too late.  An extremely simple trick is done with a chunk 
  435.   of styrofoam (larger the better) and some acetone, which is an excellent
  436.   theta-solvent for styrofoam.
  437.  
  438.   Simply spray the acetone out of a bottle onto the styrofoam, and the
  439.   styrofoam rapidly decomposes, losing its structure, and appears to
  440.   actually be melting.  It is quite a "dramatic" demonstration, and can be
  441.   offset against how nicely styrofoam coffee cups hold water/coffee, but not
  442.   acetone.
  443.  
  444. From: ?
  445.   
  446.   I thought this one was neat...
  447.  
  448.   Take a bottle (should be reasonable size, like a ketchup bottle)
  449.   fill it to within 2" of the top, color light blue (not opaque!)
  450.   with methylene blue.  Drop in a NaOH pellet and a few drops of
  451.   Karo clear syrup.  Other reducing sugars might work; I just know
  452.   it works with this syrup.  (Or did; the last time I tried it was
  453.   almost 20 years ago, and they may have changed the formula since
  454.   then.)
  455.  
  456.   Over a period of a few minutes, the blue color will fade.  Shake
  457.   the bottle, and suddenly it's blue again.  Leave it, and it will
  458.   slowly fade.  It'll last for a couple of days, until random
  459.   microbes do in the sugar I suppose.
  460.  
  461. From: ? 
  462.  
  463.   A "Bottle of fire" for lighting bunsen burners and such:
  464.  
  465.   Get a dark, heat-resistant glass bottle, and put just enough pentane
  466.   in it to wet the sides.  (i.e., rinse it with pentane and dump out
  467.   the excess.)  Light the top of the bottle.  The flame will burn down
  468.   into the neck of the bottle a little, but be almost invisible to the
  469.   audience.  Pick up the bottle, turn it over, and flames will pour
  470.   out.  Set it down, and the flames seem to go out.
  471.  
  472.   When Dr. Toffel did this, someone said "There's something in the
  473.   bottle!" He said "Nope," poured some water from the faucet into the
  474.   bottle, dumped fire and water into the sink, then showed that the
  475.   bottle would still "pour fire".  (This probably takes some practice.)
  476.  
  477. From: mvp@hsv3.lsil.com < Mike Van Pelt >
  478.  
  479.   Portable bunsen burner:
  480.   Bubble air through a test tube of pentane, and run this to
  481.   your bunsen burner.  You can use a large balloon as your air source,
  482.   or have a vict...  I mean, volunteer, blow through the tube.
  483.  
  484. From: Howard Clase.
  485.  
  486.   One experiment that I like was you make a solution of lead nitrate,
  487.   which is clear, and a solution of some iodide salt (potassium iodide), 
  488.   which is also clear.  When you mix the two of them together you form 
  489.   a yellow solid - lead iodide.
  490.  
  491.   This is only half of it!   If you don't use too much of the chemicals
  492.   to produce your "instant orange juice" - but DON'T let anyone drink it. 
  493.   You will find that the lead iodide will dissolve if you heat the solution.
  494. On
  495.   Cooling it re-precipitates as beautiful golden spangles.
  496.  
  497. From: mgray1@metz.une.oz.au < Matthew Gray >
  498.  
  499.   Another exciting and easy impress all trick is to get two solutions, one
  500.   of Ag(I) and another of Cu(I), usually both hexamine complexes. When 
  501.   these two are mixed, a redox reaction takes place, producing a silver 
  502.   mirror effect. Other reducing metals can be used, such as iron, but I 
  503.   haven't tried these myself.
  504.  
  505. From: ?
  506.  
  507.   Grind some potassium permanganate to a fine powder (to speed up the 
  508.   reaction). Put it in a small heap (1 teaspoon) on a tile, make a dent in 
  509.   the top and pour one drop of glycerine in the hole.  After about 10-15 
  510.   seconds the heap will catch fire.
  511.  
  512. From: torin.walker@rose.com
  513.  
  514.   Here are some that are rather interesting. All of these tests have been
  515.   performed in my workshop and are all safe (with the exception of the 
  516.   handling of HCl and the irritating effect of experiment #2). Experiment #3 
  517.   is by far the most fascinating.
  518.  
  519.   1 Copper Sulfate couple grams in a test tube.
  520.     Sodium Bicarbonate - same as above.
  521.  
  522.     These two liquids are transparent but when mixed, turn into a soft blue
  523.     opaque suspension.
  524.  
  525.   2 Glycerin and HCl
  526.  
  527.     Takes a long time (couple of hours) to complete but when these two clear
  528.     liquids are mixed together, it turns from clear to a deep transparent red
  529.     and slowly goes brown. Warning - this is extremely irritating to the eyes 
  530.     if you are exposed to it for a while - usually, an hour is enough to 
  531.     really get you annoyed.
  532.  
  533.   3 (My favorite) Acetone (you can buy large tins of this stuff (1L) at a
  534.     hardware store in the automotive section (usually with the bondo and 
  535.     other body repair supplies) and styrofoam (a large bag of popcorn type 
  536.     packaging filler will be needed.)
  537.  
  538.     When styrofoam is placed in acetone, the styrofoam ( large volume of 
  539.     styrofoam for a small volume of acetone ) dissolves and becomes a wet, 
  540.     play-dough like substance that feels cold to the touch.
  541.  
  542.     This experiment is harmless unless swallowed :-) and should prove to be
  543.     quite interesting to the students.
  544.  
  545.     The coldness is due to the evaporation of the acetone from your skin 
  546.     (ever use nail polish remover? That's acetone.) The acetone will 
  547.     eventually all evaporate (a 2 inch sphere of this will take a day or two) 
  548.     and the result will be a porous (trapped acetone bubbles) material that 
  549.     can be molded to any shape you wish.
  550.  
  551. From; David O'Driscoll. University of Central Queensland...
  552.  
  553.   Hope someone hasn't already done this one, I have been studying for 
  554.   exams so have not been reading all of them.
  555.  
  556.   The one we use at our high school demos are pH clocks....
  557.   quite good as they are not static displays.
  558.  
  559.   First, take three or four large (1L) beakers and 3/4 fill them then
  560.   take your favourite pH indicators (ones with good colours), and add a
  561.   few drops to them, then add some dilute sodium hydroxide or something
  562.   to make them slightly basic. Next add a handful of dry ice to each beaker.
  563.  
  564.   This creates a nice bubbling mixture with good visual effects, what happens
  565.   is obvious (I hope!!!). Some of the CO2 is dissolved in the water, turning 
  566.   the mixture acidic and when the end-point of the indicator is reached the 
  567.   colour changes - sometimes quite dramatically. The kids seem to like it and 
  568.   the chemistry is not too involved.
  569.  
  570. From:webbb@mbf.UUCP ( Bryan Webb )
  571.  
  572.   I didn't see the originating message of this thread, but from the
  573.   responses that have made it here, I think this is the kind of stuff
  574.   you might be looking for.  In earlier times, I've done these:
  575.  
  576.   1) Place a small pile (several grams) of powdered magnesium on a surface
  577.      you don't care about in an environment provided with plenty of
  578.      ventilation.  On top of this, place a couple of grams of powdered
  579.      iodine (well, as close as you can get to it, though that might not
  580.      be crucial).  Now, put a couple drops of water on the iodine ...
  581.      enough to also contact the magnesium ... and stand back.  The heat
  582.      of the reaction vaporizes some of the remaining iodine into a purple
  583.      vapor.
  584.  
  585.   2) This is pretty dangerous, so be very careful.  Take a couple of grams
  586.      of red phosphorous and place on top of a couple of grams of potassium
  587.      iodate.  Rapidly stand back...  spontaneous combustion.  My experience
  588.      was a time delay of a couple of seconds, but I wouldn't want to count
  589.      on it...  I discovered this accidentally... boy was I surprised.  The
  590.      speed of the reaction may be related to the humidity.
  591.  
  592.   3) Potassium dichromate is normally bright orange at room temperatures.  If
  593.      it is cooled to liquid nitrogen temperatures, it becomes yellow.  If
  594.      heated, it becomes a deeper red color.  I'm not aware of any other
  595.      inorganics that have this range of color change when the temperature
  596.      is varied.
  597.  
  598.   4) Ahhh, my favorite...  When I was in high school, I took the 2nd year
  599.      chemistry class that was offered.  We had the resources of the
  600.      school at our disposal, so long as the experiment we wanted to do
  601.      was "in a book".  The book I had was "Chemistry Magic", and described
  602.      an "experiment" where some cotton balls were placed on a fireproof
  603.      surface, a few grams of Sodium Peroxide was placed on top, and then
  604.      you put a drop or two of water that will wet at least a little bit
  605.      of both the peroxide and the cotton.
  606.  
  607.      It's a long story, but I this experiment worked, at least on other
  608.      cellulose objects like paper towels.  In fact, the fire in the
  609.      metal trash basket was hot enough to melt/burn away the bottom,
  610.      the linoleum underneath, and some of the concrete in the floor.
  611.      The flames formed a "solid" yellow flame and lots of thick white
  612.      smoke (containing NaOH dust).  You really don't want to breathe
  613.      this stuff.  We didn't, anyway :-)
  614.  
  615.   5) Oh, another thing we did in that class was take the gas outlet used
  616.      for the bunsen burners and direct it into a test tube that was
  617.      partially submerged in liquid nitrogen.  (The whole system was
  618.      sealed.)  The gas condenses into a liquid...  the only problem
  619.      was safe disposal.  It helps to plan ahead! :-)
  620.  
  621.   [ Note that nuke@reed.edu subsequently supplied the following warning ] 
  622.     " If you decide to try this be aware that liquid nitrogen will condense 
  623.       liquid oxygen in a vessel open to the air immersed in it. Liquid O2 
  624.       forms explosive mixtures with many organics. IF you still want to try 
  625.       it, immerse the tube in the nitrogen and then immediately run the gas 
  626.       in. only do a little bit. How much you get depends on what proportion 
  627.       of weights of low hydrocarbons the gas contains ( I think methane 
  628.       condenses at this temp, but not quantitatively like some stuff, unless 
  629.       there is a large surface area)."
  630.  
  631.   6) One of my classmates made luciferin [sic].  It's a liquid that
  632.      glows in the dark for about 12 hours.  That was fun too!
  633.  
  634.   Happy researching!              
  635.   Standard disclaimers apply; I'm not sure my company would have hired
  636.   me if they had the foregoing admissions before them.
  637.   Non-standard disclaimers too: I don't recommend you do any of these things
  638.   either.
  639.  
  640. From: fred@theory.chem.pitt.edu < fred >
  641.  
  642.   If you would like to condense out methane gas in a relatively safe way,
  643.   fill a balloon with the gas and THEN condense the gas with liquid N2.
  644.   You can use scissors to cut the balloon, and pour the liquid CH4 into
  645.   a beaker with water in it (notice that it floats, forms ice, etc.) and
  646.   light it.  Only the fumes burn as they mix with atmospheric oxygen.
  647.   This makes a fair "olympic torch."  Wear goggles etc.
  648.  
  649. From: Larry (Call me "Lefty") C
  650.   
  651.   One that can be safely performed with a long enough spatula.
  652.   Mix Calcium Carbide with any strong oxidizer (KMnO4, NaNO3, even MnO2
  653.   works). Proportions aren't real important here.
  654.  
  655.   Using face shield, gloves, lab coat and long spatula, drop a SMALL
  656.   amount (say, 1 gram or so) of this into common household bleach.
  657.   Acetylene and chlorine are evolved, which immediately, uh... exploded
  658.   Delightful chlorinated hydrocarbons result, unfortunately :(
  659.  
  660. 15.6  How do I safely perform the Glowing Pickle experiment?
  661.  
  662. This experiment consists of electrically heating a vegetable that has been 
  663. soaked in a brine solution to conduct electricity. Because this experiment 
  664. involves electricity at dangerous voltages, the experiment should be 
  665. performed on special apparatus under qualified supervision. I'm not going 
  666. to detail the equipment and procedures, as they have been described in
  667. an Journal of Chemical Education article [8]. The experiment has not just
  668. been limited to table salt and pickles, many other vegetables and salts 
  669. that produce different colours have been investigated and described in the
  670. same issue of the Journal of Chemical Education [9]. People intending to 
  671. perform the experiment should obtain both articles.
  672.  
  673. 15.7  How do I make Slime?.
  674.  
  675. " Slime " is a trademarked commodity obtained by cross-linking guar gum and 
  676. borax, and is marketed by the Mattel Toy Corporation. The slime produced for 
  677. demonstrations is usually made by cross-linking a poly vinyl alcohol (PVA) 
  678. product using borate. The normal method is to carefully prepare a 4% 
  679. mass/volume aqueous solution of a hydrolysed high molecular weight PVA
  680. ( >100,000 ) - available from Eastman Kodak. Commercial PVA-based adhesives 
  681. ( such as Elmer's Glue ) will also produce a reasonable quality slime, as 
  682. will polymeric materials that have multiple hydroxyl groups and can form
  683. highly-hydrated gels, such as guar gum - but some experimentation may be 
  684. required to ascertain optimum ratios. 
  685.  
  686. High MW polymers are difficult to dissolve in solvents ( including water ), 
  687. and the best method is to carefully sprinkle the powder over a beaker of 
  688. water that is being gently stirred, and continue gentle stirring until a 
  689. uniform solution with no gelatinous lumps is obtained. 
  690.  
  691. Any grade of borax ( Na2B4O7.10H2O ) can be used to prepare a 4% mass/mass 
  692. aqueous solution. The slime is made by vigorously mixing the two solutions 
  693. in the ratio of 1-2 parts of the borax solution to 10 parts of the PVA
  694. solution using a paddle stirrer. Details of a suitable procedure for use in
  695. classrooms have been published [10]. A firmer, less messy, slime can be 
  696. prepared from an 8% PVA solution - using equal ratios of the 4% borax 
  697. solution [11].
  698.  
  699. The properties of slime indicate that the cross-linking mechanism does not 
  700. consist of strong covalent bonds. Borax hydrolyses in water to form a boric 
  701. acid-borate buffer with an approximate pH of 9.
  702.  
  703.   B(OH)3  +  2H2O  <==>  (B(OH)4)-  +  H3O+    pK = 9.2
  704.  
  705. The borate ion is tetrafunctional when interacting with the alcohol groups
  706. of polyols, and thus builds the cross-linking structure. PVA has about 1-2% 
  707. of 1,2 diols amongst the remaining 98-99% of 1,3 diols. To obtain the desired 
  708. properties, the bonds between the borate and the PVA must be weak, and it is 
  709. believed they are hydrogen bonds ( shown as ... below ). 
  710.  
  711.    PVA         Borate          PVA
  712.  
  713.              H              H
  714.              |              |
  715.        O-H...O        O-H...O
  716.     \ /       \      /       \ /
  717.    H-C         \    /         C-H
  718.     /            B-            \
  719.    CH2         /    \           CH2
  720.     \         /      \         /
  721.    H-C-O...H-O        O...H-O-C-H
  722.     /  |              |        \
  723.        H              H         
  724.  
  725. Although individual hydrogen bonds are weak, the large number of available
  726. OH groups in highly-hydrolysed PVA will result in a hydrated, 3-dimensional, 
  727. gel, rather than a borate precipitate. The continual breaking and reforming
  728. of the bonds under low mechanical stress, and the large amount of water
  729. incorporated into the gel, are responsible for the rheological properties of
  730. the hydrated gel. Slime can be broken down by reducing the concentration of 
  731. borate by titration with a strong acid, and details of such a procedure have 
  732. been recently published [12].  
  733.  
  734. ------------------------------
  735.  
  736. Subject: 16. Laboratory Procedures
  737.      
  738. 16.1  What are the best drying agents for liquids and gases?
  739.  
  740. The Rubber Handbook lists the traditional information on drying agents
  741. that involve on chemical action.  This lists phosphorus pentoxide and 
  742. magnesium perchlorate as the most effective desiccants. However, later 
  743. work by Burfield [1-9] has demonstrated that much of the traditional
  744. information is misleading. He found that the efficiency of the desiccant 
  745. is strongly dependent upon the solvent. He also found that Drierite 
  746. ( anhydrous calcium sulphate ) is only a moderately efficient desiccant for 
  747. organic solvents [9], and that correctly prepared molecular sieves are 
  748. often the preferred desiccant [2]. His publications are highly recommended.
  749.  
  750. 16.2  What is the effect of oven drying on volumetric glassware?
  751.  
  752. Many older laboratory texts insist that volumetric glassware should not
  753. be oven dried because of the danger of irreversible and unpredictable
  754. volume changes. However most modern laboratory glassware is now made of
  755. Pyrex, and work by D.R.Burfield has demonstrated that low temperature
  756. drying does not significantly affect the calibration of volumetric
  757. glassware [10]. He demonstrated that exposing volumetric flasks and
  758. pipettes to 320C, either continuously or thermally cycled, resulted in no 
  759. significant detectable change to the calibration. He concluded that
  760. "oven temperatures in the range of 110-150C should provide efficient drying
  761. of glassware with no risk of discernible volume changes, even after 
  762. prolonged use, providing that Pyrex glass is the material of construction".  
  763.  
  764. 16.3  What does the Karl Fischer titration measure?
  765.  
  766. In 1935 Karl Fischer used the reaction between iodine, sulfur dioxide, and 
  767. water to produce a technique for quantifying water [11]. In aqueous solution, 
  768. the reaction can be presented as I2 + SO2 + 2H2O <=> 2HI + H2SO4.
  769. He used anhydrous methanol to dissolve the I2 and SO2, and added pyridine
  770. to move the equilibrium to the right by reacting the acidic products. 
  771.  
  772. Fischer assumed his modifications did not change the reaction and one mole of 
  773. iodine was equivalent to two moles of water. Smith et al.[12], demonstrated
  774. that both the methanol and pyridine participate in the reaction and one mole
  775. of iodine is equivalent to one mole of water. They suggested two steps:- 
  776. (1)  SO2 + I2 + H2O + 3RN -> 2RN.HI + RN(SO2)O
  777. (2)  RN(SO2)0 + CH3OH -> RN(SO4CH3)H    (where R = base = C5H5 for pyridine)
  778.  
  779. This was further investigated by E.Scholz [13], who proposed:
  780. (1)  CH3OH + SO2 + RN -> (RNH)SO3CH3
  781. (2)  H20 + I2 + (RNH)SO3CH3 + 2RN -> (RNH)SO4CH3 + 2(RNH)I   (where R = Base)
  782.  
  783. The advantage of the Karl Fischer titration is that it has few interferences
  784. and can quantify water from < 1ppm to 100% in diverse samples, ranging from 
  785. gases to polymers. It will measure all water that is made available to the
  786. reagent. the endpoint is usually ascertained using a dead-stop endpoint,
  787. and for low water levels coulometric techniques are used to quantitatively
  788. produce the iodine by anodic oxidation of iodide. The procedures are 
  789. described in detail in ASTM, AOAC etc.
  790.  
  791. 16.4  What does the Dean and Stark distillation measure?
  792.  
  793. The Dean and Stark procedure can be used to measure the water content of
  794. a diverse range of samples, and has been extensively used in industrial
  795. laboratories to measure water in petroleum oils. The technique can measure
  796. % levels of water, but is not as accurate as the Karl Fischer titration,
  797. and is not applicable to samples where the water is not liberated by the
  798. solvent. The sample is mixed with a solvent ( usually a toluene/xylene mix ) 
  799. and refluxed under a condenser using a special receiver. There are two common 
  800. designs of receivers, one for solvents that are heavier than water, and the 
  801. more common one for solvents that are lighter than water - illustrations will
  802. be shown in most laboratory glassware supplier catalogues. 
  803.  
  804. The water and solvent are refluxed, and as they condense the two phases 
  805. separate as they run into the receiver. The water remains in the receiver 
  806. while the solvent returns to the flask. The Dean and Stark technique is also 
  807. useful for removing unwanted water from reactions, eg the synthesis of 
  808. dibutyl ether by the elimination of water from two molecules of n-butanol 
  809. using acidic conditions. An example of this is provided in the preparation 
  810. of dibutyl ether described in Vogel, and detailed procedures for the 
  811. determination of water using Dean and Stark are provided in ASTM and AOAC.
  812.   
  813. 16.5  What does Kjeldahl nitrogen measure?
  814.  
  815. The Kjeldahl procedure is routinely used to measure the protein nitrogen 
  816. content of organic compounds, especially natural foodstuffs. Contrary to 
  817. popular belief, the procedure does not determine total nitrogen on all 
  818. organic compounds, as it is not applicable to materials containing N-O or 
  819. N-N linkages without modifications to the method. This discrepancy is 
  820. becoming of more significance as automated nitrogen analysers using other 
  821. techniques are producing different results because they measure the total 
  822. nitrogen present.
  823.  
  824. The method usually involves high temperature ( 390C ) digestion of the 
  825. sample using concentrated sulfuric acid, a catalyst ( Cu, Hg, or Se ), 
  826. and a salt to elevate the acid boiling point. In some cases 30% hydrogen
  827. peroxide is also used, making the digestion effectively a high-temperature 
  828. piranha solution attack on the organic matter. After digestion, the sample
  829. is made strongly alkaline and the ammonia is steam distilled into a boric 
  830. acid solution, and aliquots are titrated against a standard acid using an
  831. indicator solution endpoint.
  832.  
  833. Some organics compounds require aggressive digestion conditions to make 
  834. all the organic nitrogen available, consequently Kjeldahl procedures should 
  835. not normally be used on samples that may have N-O or N-N bonds. Details of 
  836. procedures for foods are in the AOAC handbooks, and general Kjeldahl 
  837. procedures are detailed in the ASTM volumes. 
  838.  
  839. 16.6  What does a Soxhlet extractor do?
  840.  
  841. The soxhlet extractor enables solids to be extracted with fresh warm solvent 
  842. that does not contain the extract. This can dramatically increase the
  843. extraction rate, as the sample is contacting fresh warm solvent. The sample 
  844. is placed inside a cellulose or ceramic thimble and placed in the extractor. 
  845. The extractor is connected to a flask containing the extraction solvent, and 
  846. a condenser is connected above the extractor. The solvent is boiled, and the
  847. standard extractor has a bypass arm that the vapour passes through to reach 
  848. the condenser, where it condenses and drips onto the sample in the thimble. 
  849. Once the solvent reaches the top of the siphon arm, the solvent and extract 
  850. are siphoned back into the lower flask. The solvent reboils, and the cycle
  851. is repeated until the sample is completely extracted, and the extract is
  852. in the lower flask.
  853.  
  854. There is an alternative design where the hot solvent vapour passes around 
  855. the thimble, thus boiling the solvent in the thimble - this can be a problem 
  856. if low-boiling azeotropes form. Procedures for using soxhlet extractors are 
  857. described ( along with illustrations which might make the above description 
  858. comprehensible :-) ), in Vogel and many other introductory organic laboratory
  859. texts.
  860.  
  861. 16.7  What is the best method for cleaning glassware?.
  862.  
  863. As scientific glassware can be used for a variety of purposes, from the
  864. ultra-trace determination of sub-ppq levels of dioxin, to measuring % 
  865. concentrations of inorganic elements, there is no single cleaning method that
  866. is "best" for all circumstances. Difficult and intractable deposits often 
  867. involve the use of hazardous and corrosive chemicals, and details of the 
  868. necessary safety precautions for each cleaning solution should obtained 
  869. before attempting to clean glassware. The use of heat and/or ultrasonic 
  870. agitation can greatly improve the removal rate of many deposits, especially 
  871. inorganic and crystalline deposits.
  872.  
  873. Whilst the semiconductor industry use piranha solution ( refer Section 
  874. 12.9 ), and several other reactive and toxic chemicals for cleaning, those
  875. reagents can react dangerously with the residues found in laboratories, and 
  876. their use is prohibited in some institutions. Such chemicals should only be 
  877. used after extensive prior consultation with laboratory management and safety
  878. staff - to either identify safer alternatives, or to ensure that appropriate 
  879. protective and safety systems are in place.
  880.  
  881. If the probable composition of material deposited on the glassware is known,
  882. then the most appropriate cleaning agent can be readily selected. There are
  883. several safe aqueous cleaning solutions that are routinely used. If possible,
  884. glassware should be washed or soaked immediately with an appropriate solvent 
  885. for the residue. This will make subsequent cleaning easier, but all traces
  886. organic solvents must be removed before using any cleaning solution.
  887.  
  888. The most common aqueous-based soaking solutions are commercial formulations 
  889. that usually contain alkalis, chelating agents, and/or surfactants, and can 
  890. be used either at ambient temperature, or temperatures up to boiling ( with 
  891. ventilation - caustic fumes are noxious ). These are very effective for 
  892. general grime, most labels, pyrogens, and many common chemical residues, and 
  893. well known examples include RBS-35, Decon, Alconox, and Pyroneg. Their main
  894. advantages are low toxicity and ease of disposal.
  895.  
  896. The next common strategy involves physical abrasion to remove deposits
  897. inside flasks, usually with a bottle brush and an aqueous cleaning solvent
  898. ( like those above ) or a suitable organic solvent. A refinement is to add
  899. sand, pumice, glass spheres, or walnut shell chips, along with some water 
  900. or solvent, and shake vigorously. It's important that the sand should not 
  901. have sharp edges - as it can scratch the glass. It has been suggested that 
  902. table salt in solvent ( eg petroleum spirit, methylene chloride, acetone ) 
  903. is superior, as it doesn't scratch the glass, can be easily removed by 
  904. washing with water, and has minimal disposal problems [14].   
  905.  
  906. The traditional glassware cleaning solution is "chromic acid", and many
  907. analytical chemistry texts detail the preparation [15,16]. Chromium (VI) is 
  908. highly toxic ( mutagenic, carcinogenic ), and disposal is expensive, as all 
  909. solutions containing more than 5 mg/l of chromium are considered hazardous 
  910. waste in the USA. Disposal of chromic acid requires a two-stage process, 
  911. involving bisulfite addition to reduce Cr(VI) to Cr(III), followed by 
  912. neutralisation of the acid. There have also been several reports of 
  913. spontaneous explosions of chromic acid cleaning solutions [17,18,19], 
  914. consequently the use of chromic acid for cleaning glassware is declining,
  915. and several alternative glassware cleaners have recently been evaluated [20].
  916.  
  917.  
  918. Sodium dichromate dihydrate is usually used to prepare chromic acid, as 
  919. potassium dichromate is less soluble in sulfuric acid. One technique is to 
  920. dissolve 140g of technical grade sodium dichromate dihydrate in approximately
  921. 100 ml of water. Add two litres of technical grade 98% sulfuric acid to a 4-5
  922. litre glass beaker that is sitting in a cold water bath in a fume cupboard. 
  923. Carefully stir the acid gently and pour a few mls of the dichromate solution 
  924. slowly into the acid. Keep repeating the addition every few seconds - after 
  925. the previous dose has been dispersed. As long as the stirring is gentle and 
  926. continuous, little or no splattering should occur, but the solution will 
  927. become quite warm. Allow to cool before storing in a glass-stoppered reagent 
  928. bottle. Always ensure that the stopper is sufficiently loose to release any 
  929. gas pressure. Never use a screw-capped or similar types of sealed containers. 
  930.  
  931. If made correctly, the chromic acid solution should have no precipitate, will 
  932. be a deep red colour, and will last for years in a glass-stoppered bottle. 
  933. Ensure the glassware to be cleaned does not have any residual organic 
  934. solvents. Chromic acid is very effective at around 80C, but an overnight soak
  935. at ambient temperature is commonly used. If the solution develops a green 
  936. hue, it is exhausted and should be disposed of, or regenerated, using 
  937. appropriate procedures. Slowly pouring used acid down a drain with the cold 
  938. water tap fully open is no longer considered appropriate. There is a recent
  939. report of a technique to regenerate chromic acid cleaning solution ( by 
  940. distillation of water and oleum ) that reduces disposal quantities [21]. 
  941.  
  942. The major problems with chromic acid are the multiple rinses, and perhaps 
  943. even alkaline EDTA treatment [16], that are necessary to remove all the 
  944. chromium from glassware - especially if it is required for cell culture or
  945. trace analysis, and the increasing problems of safe and legal disposal of 
  946. spent solutions.
  947.  
  948. An alternative to chromic acid is "Nochromix", which is commercial solid 
  949. formulation that contains 90-95% of ammonium persulfate ( ((NH4)2)S208 )
  950. along with surfactants and other additives. The powder is dissolved in 
  951. water and mixed with 98% sulfuric acid. The solution is clear, but turns
  952. orange as the oxidizer is consumed, and further additions of solid are
  953. routinely required. It is available from Godax Laboratories, New York.
  954.  
  955. A similar bath that is reported to be very effective can be made by the 
  956. addition of 19 grams of reagent grade ammonium persulfate to two litres of 
  957. reagent grade 98% sulfuric acid [22]. Add more ammonium persulfate and acid 
  958. every few weeks, as necessary.  
  959.  
  960. One popular replacement for chromic acid in organic laboratories has been 
  961. alcoholic sodium hydroxide or potassium hydroxide solutions. These remove 
  962. most deposits, with metals and hydrocarbons greases ( Apiezon ), as notable
  963. exceptions. One advantage they have is that they will remove silicone grease
  964. deposits from joints and stopcocks, especially if warmed to 65C, and the
  965. glassware immersed for up to 10 minutes [23]. Prolonged immersion, even at 
  966. ambient temperature, will damage ground-glass joints, dissolve glass sinters, 
  967. and will leave glass surfaces translucent or opaque. The solution can be 
  968. prepared by either adding two litres of 95% ethanol to 120 mls of water 
  969. containing 120 grams of sodium hydroxide [16], or by dissolving 100 grams of 
  970. potassium hydroxide in 50 ml of water and, after cooling, make up to one 
  971. litre [15].  
  972.  
  973. Solutions based on hydrofluoric acid, usually containing 1-5% of HF, also 
  974. rapidly attack glass, and destroy sinters, but are very effective for removal 
  975. of carbonaceous and fine silica deposits. They also remove silicone greases,
  976. but alcoholic caustic solutions are preferred [23,24,25]. Hydrofluoric acid 
  977. is corrosive and extremely nasty if it comes in contact with humans. It 
  978. requires extensive safety precautions before use. For most deposits, only a 
  979. few minutes are required, and ultrasonic agitation often assists the removal
  980. of deposits. Cleaned glassware usually remains transparent. Cleaners 
  981. containing HF should not be used on volumetric glassware.  
  982.  
  983. Another acidic solution, comprising of a 3:1 mixture of concentrated sulfuric
  984. acid and fuming nitric acid, is also extremely effective for removing grease 
  985. and dirt, but also requires extensive safety precautions. The grease and dirt
  986. can often be removed more safely using hot aqueous-based cleaners.
  987.  
  988. If you have intractable organic-based deposits in flasks without standard 
  989. ground glass ( or clear glass ) joints, then some deposits can be carefully 
  990. burned off in a glass annealing furnace. The glass needs to carefully 
  991. follow a slow heating and cooling schedule to minimise thermal stresses and
  992. distortion. My experience has been that standard joints do tend to freeze
  993. more often after such treatment. Also note that glassblowers may not want 
  994. to coat their annealing furnace with your rubbish, so they may prohibit 
  995. the use of their furnace for such activity.
  996.  
  997. ------------------------------
  998.  
  999. Subject: 17. Preparation of chemicals
  1000.      
  1001. 17.1  Where do I find laboratory-scale procedures for organics?
  1002.  
  1003. The best introductory handbooks are practical textbooks, eg "Organic" Vogel 
  1004. and "EPOC" Vogel. They provide a diverse range of experiments that soon help 
  1005. develop synthetic skills. If you master the preparations in Vogel you are 
  1006. at the stage where you can start to obtain papers from organic chemistry
  1007. journals and reproduce their syntheses. There are also several texts that
  1008. discuss techniques for purifying laboratory chemicals, eg [1] The parameters 
  1009. of common specialist synthetic procedures usually are fully described in 
  1010. specialist texts that will only normally be available in chemistry department 
  1011. libraries ( eg Palladium Reagents in Organic Syntheses [2]). Most educational 
  1012. institutions will have a structured laboratory programme to develop skills.
  1013.  
  1014. 17.2  Where do I find laboratory-scale procedures for inorganics? 
  1015.  
  1016. Most synthetic chemistry of inorganics appears to be devoted more to complex 
  1017. organometallics, superacids and superconductors than common inorganics, but 
  1018. it is worth considering that, of the top fifteen industrial chemicals 
  1019. produced, the only organic compounds are ethylene, propylene, ethylene 
  1020. dichloride and urea. There are specialist texts available that describe how 
  1021. to purify inorganic laboratory reagents, eg [1]. I expect some inorganic 
  1022. chemists to berate me for not knowing the standard inorganic synthesis 
  1023. textbooks. ;-) 
  1024.  
  1025. 17.3  Where do I find industrial chemical process details? 
  1026.  
  1027. The standard text for common processes remains Shreve, and I must admit that 
  1028. I enjoy reading the 1945 first edition to obtain a good overview of an
  1029. industry. McKetta provides excellent process design details, along with
  1030. comparisons of various processes. Kirk Othmer provides an excellent update 
  1031. on the various processes and chemicals used extensively today. Kirk Othmer
  1032. remains the first port of call, but Ullmann is a close second. Both of these
  1033. provide extensive references to more specific texts.
  1034.  
  1035. Industry journals, eg Hydrocarbon Processing, offer annual reviews of the 
  1036. processes used in their industry. Patent literature has to be treated 
  1037. cautiously, as it is not always immediately obvious which patents detail 
  1038. actual viable processes. Chemical engineering texts, eg Perry, provide 
  1039. comprehensive detail of the equipment and operational parameters.   
  1040.  
  1041. ------------------------------
  1042.  
  1043. Subject: 18. Sensory properties of chemicals
  1044.      
  1045. 18.1  How do light sticks work?, and how can I make one?
  1046.  
  1047. From: perks@umbc.edu (Mark Perks)    Date: 15 Sep 1994 
  1048. Subject: Re: Chemiluminescence Sticks
  1049.  
  1050.   Chemical Demonstrations [[1] v.1 p.146- ], by Bassam Shakhashiri, offers a 
  1051.   thorough discussion of Cyalume lightsticks. Professor Shakhashiri is at 
  1052.   the University of Wisconsin, Madison, I believe.
  1053.  
  1054.         "The Cyalume lightstick contains dilute hydrogen peroxide in a
  1055.   phthalic ester solvent contained in a thin glass ampoule, which is
  1056.   surrounded by a solution containing a phenyl oxalate ester and the
  1057.   fluorescent dye 9,10-bis(phenylethynyl)anthracene...When the ampoule is
  1058.   broken, the H2O2 and oxalate ester react.."
  1059.         
  1060. From: chideste@pt.Cyanamid.COM (Dale Chidester)  Date: Mon, 13 Mar 1995
  1061. Subject: Re: How to make chemical light ?
  1062.  
  1063.   The following produce rather spectacular results.  Chemicals are 
  1064.   available through Fluka and Aldrich.  The dyes are expensive.
  1065.  
  1066.   Dyes:-
  1067.   9,10-bis(phenylethynyl)anthracene (BPEA) (yellow) [10075-85-1] Fluka 15146
  1068.   9,10-diphenylanthracene (DPA)             (blue)  [1499-10-1]  Fluka 42785
  1069.   5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (rubrene) (red)  [517-51-1]   Fluka 84027
  1070.   
  1071.   Other reagents required:-
  1072.   bis(2-carbopentyloxy-3,5,6-trichlorophenyl)oxalate (CPPO) 
  1073.                                               [75203-51-9]  Aldrich 39,325-8
  1074.   bis(2-ethylhexyl)phthalate (DOP) (solvent)        [117-81-7]   Fluka 80032
  1075.   sodium salicylate (catalyst)                      [54-21-7]    Fluka 71945
  1076.   35% hydrogen peroxide                             [7722-84-1]  Fluka 95299
  1077.  
  1078.   Saturate solvent with dye and CPPO. Sonicate to help solvation. Start with 
  1079.   about 50 mg dye (BPEA, DPA or rubrene) in 10 g solvent with 50 mg CPPO and 
  1080.   5 mg sodium salicylate.  CPPO is limiting reagent.
  1081.   Put small quantity (20 drops) in a small vial and add equal volume of 
  1082.   hydrogen peroxide.  Mix vigorously. There will be two phases. Avoid skin 
  1083.   contact! Don't cap tightly!  
  1084.  
  1085.   The following explanation of the chemistry was provided:-
  1086.   From: sbonds@jarthur.claremont.edu (007)
  1087.  
  1088.   All of the material below is taken from a chemical demonstrations book 
  1089.   [[1], v.1, p.146 ].
  1090.  
  1091.   The oxidant is hydrogen peroxide contained in a phthalate ester solvent.  
  1092.   The concentration is very low, less than 0.5%.  The fluorescing solution 
  1093.   consists of a phenyl oxalate ester and a fluorescent dye.  The dye used is 
  1094.   9,10-bis-(phenylethynyl)anthracene (for green) or 9,10-diphenylanthracene 
  1095.   (for blue).
  1096.  
  1097.   Here is the reaction sequence:
  1098.  
  1099.   1)  (Ph)-O-CO-CO-O-(Ph) + H2O2 --> (Ph)-O-CO-CO-O-OH + (Ph)-OH
  1100.  
  1101.   2)          (Ph)-O-CO-CO-O-OH  -->  O-O
  1102.                                       | |    +  (Ph)-OH
  1103.                                      OC-CO
  1104.  
  1105.   3)                 C2O4 + Dye  --> Dye* + 2CO2
  1106.  
  1107.   4)                        Dye* --> Dye + hv
  1108.  
  1109.   In 1) The hydrogen peroxide oxidizes the phenyl oxalate ester to a 
  1110.   peroxyacid ester and phenol. The unstable peroxyacid ester decomposes to 
  1111.   the cyclic peroxy compound and more phenol in step 2). The cyclic peroxy 
  1112.   compound is again unstable and gives off energy to the dye as it decomposes
  1113.   to the very stable carbon dioxide. The dye then radiates this energy as 
  1114.   light.
  1115.  
  1116. An alternative chemiluminescence demonstration involves the H2O2 oxidation
  1117. of lucigenin ( bis-N-methylacridinium nitrate [2315-97-1] Aldrich B4,920-3 ),
  1118. [ [1] v.1 p.180-185 ] which has recently been modified to provide a slow
  1119. colour change across the visible spectrum [2]. One of the reagents in that
  1120. lucigenin oxidation ( Rhodamine B ) is a mutagen and suspected carcinogen.  
  1121.  
  1122. 18.2  How do hand warmers work?, and how can I make one?
  1123.  
  1124. They consist of an aqueous solution of sodium acetate with a small "clicker"
  1125. disk to impart a physical shock. The solute is dissolved into solution by 
  1126. prior warming. when the heat is required, the disk is "clicked" to shock the 
  1127. solution, and this causes the sodium acetate to crystallise from the now
  1128. supersaturated solution. The heat of crystallisation is slowly released.  
  1129.  
  1130. 18.3  What are the chemicals that give fruity aromas? 
  1131.  
  1132. Most of the desirable food aromas come from low to medium molecular weight
  1133. organic compounds - usually alcohols, aldehydes, esters, ketones, and 
  1134. lactones. These may be " natural " ( extracted from natural sources ),
  1135. " nature-identical " ( synthetic, but identical to known natural compounds ), 
  1136. and " artificial " ( synthetic, not found in nature ). The perceived aroma of
  1137. molecules can change dramatically with minor isomeric or structural changes,
  1138. and common fruity aromas are usually complex mixtures of several compounds.
  1139.  
  1140. Because man-made chemicals are frequently made from chemicals derived from 
  1141. fossil fuels, the isotopic ratios of the carbon atoms has been used to 
  1142. discriminate between natural and nature-identical chemicals. Natural 
  1143. processes usually involve the use of enzymes that selectively produce a
  1144. specific isomer, and some man-made aromas are now produced enzymatically.
  1145. Chiral chemistry, often utilising chiral chromatography that was initially
  1146. developed for pharmaceuticals, is now also being used for the production
  1147. and testing of man-made aromas, as enantiomerically-pure aroma chemicals 
  1148. command premium prices.
  1149.  
  1150. Some chemicals are listed below, along with their use in either fragrances 
  1151. and/or flavours, and boiling point ( 760 mmHg, unless otherwise stated ).
  1152. Some of them are also considered toxic, and thus their use may be controlled. 
  1153. Volume A11 of Ullmann has an excellent monograph on flavours and fragrances,
  1154. and more detail can be obtained from the journal Perfumer and Flavorist. 
  1155. The catalogues of well-known suppliers such as Dragoco GmbH ( Germany ), 
  1156. L.Givaudin and Cie ( Switzerland ), and Takasago Perfumery Company ( Japan ),
  1157. also contain information on chemical composition and health and safety.  
  1158.    
  1159. Chemical                              BP        CAS RN      Application 
  1160.                                       C (mmHg)
  1161. acetoin                              148      [513-86-0]   butter
  1162. acetophenone                         202      [98-86-2]    orange blossom
  1163. benzyl acetate                       206      [140-11-4]   jasmine
  1164. butyl acetate                        125      [123-86-4]   apple
  1165. 2,3-butanedione                       88      [431-03-8]   butter
  1166. (+)-carvone                          230      [2244-16-8]  caraway, dill
  1167. (-)-carvone                          230      [6485-40-1]  spearmint
  1168. citral                               229      [5392-40-5]  lemon
  1169. citronellal                          207      [2385-77-5]  balm mint
  1170. decanal                              208      [112-31-2]   citrus
  1171. dihydromyrcenol                       78 (1)  [18479-58-8] lavender
  1172. 2,6-dimethyl-2-heptanol              171      [13254-34-7] freesia
  1173. ethyl butyrate                       120      [105-54-4]   pineapple
  1174. ethyl 2t-4c-decadienoate              71 (45) [3025-30-7]  pear
  1175. ethyl hexanoate                      168      [123-66-0]   pineapple
  1176. ethyl isovalerate                    132      [108-64-4]   blueberry
  1177. ethyl 2-methylbutyrate               133      [7452-79-1]  apple
  1178. geraniol                             229      [1066-24-1]  roselike
  1179. hexyl acetate                        169      [142-92-7]   pear
  1180. hexyl salicylate                     168 (12) [6259-76-3]  azalea
  1181. 1-(4-hydroxyphenyl)-3-butanone                [5471-51-2]  raspberry
  1182. isoamyl acetate                      143      [123-92-2]   banana
  1183. (+)-limonene                         176      [5989-27-5]  lemon
  1184. linalool                             198      [78-70-6]    lily of the valley
  1185. linalyl acetate                      220      [115-95-7]   bergamot
  1186. 8-mercapto-p-menthan-3-one            57 (8)  [38462-22-5] blackcurrant
  1187. 1-p-methene-8-thiol                   40 (1)  [71159-90-5] grapefruit
  1188. 3-methyl-2-cyclopenten-2-ol-1-one             [80-71-7]    caramel
  1189. 4-methyl-2(2-methyl-1-propenyl)tetrahydropyran               
  1190.                                       70 (12) [16490-43-1] rose
  1191. myrcenol                              78 (50) [543-39-5]   lime
  1192. 2t-6c-nonadien-1-ol                   98 (11) [28069-72-9] violet
  1193. 3-octanol                            175      [20296-29-1] mushroom
  1194. 1-octen-3-ol                          84 (25) [3391-86-4]  mushroom
  1195. phenethyl acetate                    238      [103-45-7]   rose
  1196. phenethyl alcohol                    220      [60-12-8]    rose
  1197. phenethyl isoamyl ether                       [56011-02-0] chamomile
  1198. 2-propenyl hexanoate                                       pineapple
  1199. alpha-pinene                         156      [80-56-8]    pine 
  1200. alpha-terpineol                      217      [98-55-5]    lilac
  1201. alpha-trichloromethylbenzyl acetate           [90-17-5]    rose
  1202.  
  1203. 18.4  What is the most obnoxious smelling compound?
  1204.  
  1205. Many low molecular weight sulfur-containing compounds tend to induce adverse
  1206. reactions in people, even if they have not encountered them before, eg the
  1207. glandular emissions of skunk (n-butyl mercaptan, dicrotyl sulfide).
  1208. Butyric acid reminds people of vomit, and cadaverine ( 1,5 Pentadiamine ) 
  1209. reminds people of rotten tissue, but without an earlier association, they 
  1210. may not regard them as unusually obnoxious.
  1211.  
  1212. 18.5  What is the nicest smelling compound?
  1213.  
  1214. Aside from thinking about your stomach, when the smell of cooking foods
  1215. is attractive, then most people like the smell of flowers and citrus fruits.
  1216. These are volatile, aromatic, oils, whose major components are complex 
  1217. mixtures of medium volatility compounds, often derived from terpenes, eg 
  1218. Oil of Rose ( 70 - 75% geraniol = (E)-3,7-dimethyl-2,6-octadiene-1-ol ),
  1219. Oil of Bergamot ( 36 - 45% linalyl acetate = 3,7-dimethyl-1,6-octadien-3-yl 
  1220. acetate ).  Many aromatic oils are mixtures of terpene esters ( oil of 
  1221. geranium = 20 - 35% geraniol esters ) or aldehydes ( oil of lemon grass = 
  1222. 75 - 85% citral = 3,7-dimethyl-2,6-octadienal ). Merck briefly describes
  1223. nearly 100 volatile oils, from Oil of Amber to Oil of Yarrow, along with 
  1224. typical applications. Flower perfumes are complex blends of compounds, and 
  1225. detailed compositions of your favourite smell are often available in the 
  1226. journal " Perfumer and Flavorist ".
  1227.  
  1228. Expensive flower petal perfumes, such as rose and jasmine, are produced
  1229. using extracts obtained by the traditional "enfleurage" process ( refer to
  1230. Section 24.4 ).
  1231.