Chemická sopka s krakenom

Tento pokus spája dva klasické pokusy: dichrómanovú sopku a faraónove hady s tiokyanatanom. Dichróman amónny slúži ako „zapaľovač“: jeho rozklad uvoľní teplo, ktoré zapáli ukrytú guľôčku tiokyanatanu ortuťnatého. Zo sopky sa potom vynorí čierny had, kraken.

Dichróman amónny so vzorcom $(\text{NH}_4)_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ je oranžová kryštalická látka, ktorá sa pôsobením tepla (termicky) rozkladá na menej toxický zelený oxid chromitý $\text{Cr}_2\text{O}_3$. Rozklad opisuje rovnica:

$$(\text{NH}_4)_2\text{Cr}_2\text{O}_7 \xrightarrow{t} \text{Cr}_2\text{O}_3 + \text{N}_2 + 4\,\text{H}_2\text{O}$$

Ide o exotermickú reakciu, ktorá uvoľňuje teplo, preto po zapálení prebieha sama ďalej a sopka iskrí. Látka sa rozkladá na menšie molekuly: $\text{N}_2$ a $\text{H}_2\text{O}$ vznikajú vo forme plynov, ktoré nadvihnú vznikajúci $\text{Cr}_2\text{O}_3$. Preto to vyzerá, že oxidu chromitého je väčšie množstvo ako pôvodného $(\text{NH}_4)_2\text{Cr}_2\text{O}_7$.

Rozklad dichrómanu amónneho je vnútorná redoxná reakcia: oxidovadlo aj redukovadlo sú v jednej látke:

Prvok	Pred reakciou	Po reakcii	Čo sa s ním deje
chróm (Cr)	+VI v Cr2O72−	+III v Cr2O3	redukuje sa
dusík (N)	−III v NH4+	0 v N2	oxiduje sa

Teplo zo sopky zapáli tiokyanatan ortuťnatý $\text{Hg(SCN)}_2$, bielu toxickú pevnú látku. Tá sa teplom rozkladá a reakcia je sprevádzaná vznikom veľkého množstva plynov. Najprv vzniká sulfid ortuťnatý, sírouhlík a nitrid uhlíka:

$$2\,\text{Hg(SCN)}_2 \rightarrow 2\,\text{HgS} + \text{CS}_2 + \text{C}_3\text{N}_4$$

Sírouhlík ďalej horí na $\text{CO}_2$ a $\text{SO}_2$, z nitridu uhlíka sa uvoľňuje $\text{N}_2$. Plyny nafukujú pevné produkty do objemnej čiernej hmoty, ktorá pripomína hada alebo chápadlo krakena. Čiernu farbu dáva hmote najmä sulfid ortuťnatý. Ak by všetko úplne zhorelo, dal by sa dej zjednodušene zapísať ako:

$$2\,\text{Hg(SCN)}_2 + 9\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{HgO} + 4\,\text{SO}_2 + 4\,\text{CO}_2 + 2\,\text{N}_2$$

Podrobnejšie je rozklad vysvetlený v pokuse Faraónové hady s tiokyanatanom. Na tento experiment nadväzuje aj pokus Amoniakové svetlušky, kde sa oxid chromitý používa ako katalyzátor, alebo Dichrómanová sopka + zinok.