Елена Качур - Увлекательная химия
…А ещё для того, чтобы создать вещество, надо знать его формулу.
– Что это за формула?
– Атомы в веществе не просто перемешаны, часто они соединены в одинаковые группки – молекулы. Атомы кислорода и водорода в воде держатся по трое: в каждой молекуле воды один атом кислорода и два атома водорода. Попробуем записать это: водород «Аш», потом цифра два – потому что атомов водорода два. В конце О – кислород. Получилась формула воды Н2O.
– Как здорово! Вода – аш-два-о! А ещё какие-нибудь формулы ты знаешь?
– Я их помню очень много. Они довольно сложные, но формулу поваренной соли ты запомнишь легко. В ней поровну атомов натрия и хлора, поэтому её формула простая – NaCl – натрий-хлор.
– Натрий-хлор – поваренная соль. Дядя Кузя, если мы знаем формулу, то можно запросто получить любое вещество! Например, если взять кислород и добавить к нему в два раза больше водорода, получится вода.
– Но проводить эту реакцию нужно очень осторожно. От малейшей искры смесь водорода с кислородом взорвётся. Поэтому такую смесь газов назвали гремучим газом.
– Ничего себе!
– Химия – наука очень интересная, но она не терпит незнаек и растяп. И если ты решил её изучать, то первым делом должен крепко-накрепко запомнить несколько правил безопасности. Никогда не смешивай химические вещества просто так – в результате могут получиться опасные вещества или даже прогремит взрыв. Не нагревай, не поджигай и уж тем более не бросай в костёр что попало – можно получить серьёзные ожоги.
– Что я, совсем глупый, что ли? Не буду, конечно.
– Не вздумай пробовать на вкус неизвестные вещества. Они могут оказаться ядовитыми или очень жгучими и нанесут настоящие раны. Нюхать неизвестные химические вещества тоже нельзя. Они могут обжечь нос, горло и лёгкие.
– Как же всё непросто… Но как же быть? Хоть химия и опасная, но она такая интересная!
– Всё очень просто. Ребятам всякие химические опыты можно проводить только вместе с понимающим взрослым.
– Дядя Кузя, а ты ведь и есть такой взрослый? Давай проведём какие-нибудь химические опыты?
– Хорошее предложение.
– Тогда нам надо отправиться в какую-нибудь лабораторию?
– Чевостик, множество интересных и совершенно безопасных химических опытов можно проделать на самой обыкновенной кухне. Мы возвращаемся домой.
Эксперименты на кухне
Кислоты
Как необычно! Мы дома, но наше путешествие-знакомство с химией продолжается!
– Сейчас мы проведём одну очень интересную химическую реакцию. Для неё нам понадобится сок лимона и немного пищевой соды. Она есть на кухне у любой хозяйки. Мы нальём в прозрачный стакан чистую воду. Добавим в неё щепотку соды. Хорошенько размешаем.
– Белый порошок соды растворился, в стакане снова прозрачная вода.
– Не вода, а раствор соды. Добавим к нему лимонный сок…
– Ой! Жидкость в стакане забурлила, со дна поднимаются прозрачные пузырьки какого-то газа.
– Его формула CO2. С – сокращённое название элемента углерода. О – кислород.
– А «два» означает, что рядом с каждым атомом углерода есть целых два атома кислорода.
– Ай да Чевостик! Правильно!
– Дядя Кузя, а что это за элемент углерод?
– Ещё один твой хороший знакомый. Из этого элемента состоит уголь. Графит – тёмно-серая серединка простого карандаша. И самый твёрдый камень на Земле – алмаз. Но вернёмся к нашему газу. У него есть название – углекислый газ.
Углерод встречается в самых разных формах и видах. Немного углерода есть и в человеке!
– Ой, да я же про него знаю! Мы вдыхаем кислород, а этот самый углекислый газ выдыхаем. Ты про это рассказывал, когда мы в путешествии узнавали, как устроен человек.
– Совершенно верно. А химические реакции, при которых выделяется этот газ, используют многие мамы и бабушки, когда готовят вкусные пирожки, блинчики и оладьи.
– А зачем в этих вкусностях газ, да ещё углекислый?
– Он помогает хозяйкам сделать тесто пышным, воздушным. Они добавляют в него специальный порошок для печения или пищевую соду с чем-то кислым, и в тесте начинает идти реакция, похожая на ту, что мы только что наблюдали.
– Пузырьки газа остаются в тесте, и блинчики получаются кружевными! Какой полезный газ. Только у нас в стакане их почти не осталось.
– Химическая реакция закончилась. Вся сода и лимонная кислота прореагировали.
– Дядя Кузя, а почему ты лимонный сок назвал кислотой? Потому что он кислый?
– Наоборот, это кислоты получили своё название из-за кислого вкуса. Кислоты – это название группы химических веществ. Некоторые кислоты мы буквально знаем на вкус: это щавелевая, яблочная, лимонная, молочная, уксусная кислоты. Всем известный и полезный витамин C – тоже кислота. Аскорбиновая.
– Теперь я буду знать, почему щавель и яблочки – кислые. Из-за кислот!
– Но большинство кислот никакого отношения к еде не имеют. И пробовать их нельзя ни в коем случае: многие кислоты очень жгучие, а некоторые ядовиты.
– А зачем химикам изучать такие вредные вещества?
– Кислоты вовсе не вредные, они приносят большую пользу. Например, серная кислота необходима для получения удобрений, без которых не вырастить хороший урожай. Без неё не сделать бумагу, краски, ткани, обувь, лекарства. У других кислот тоже много работы. У нас в желудке есть соляная кислота, её формула HCl. Эта кислота помогает нам переваривать пищу.
– Удивительные вещества эти кислоты. А какие ещё бывают группы веществ?
Эксперименты на кухне
Щёлочи и соли
– Об оксидах мы уже говорили. Кроме кислот и оксидов есть щёлочи. Они, как и кислоты, едкие, их нельзя пробовать и трогать, чтобы не обжечься.
– Но из них наверняка тоже получается что-то очень нужное.
– Например, моющие средства и мыло, которыми мы пользуемся каждый день. А теперь я хочу рассказать, как с помощью химии усмирить жгучую кислоту и едкую щёлочь. Для этого их нужно… смешать.
– Да разве так они не станут в два раза опасней?
– Наоборот! Они превратятся в раствор соли. Дело в том, что в любой кислоте обязательно есть атом водорода. А в каждой щёлочи есть неразлучная пара: атом кислорода с атомом водорода. Если смешать кислоту и щёлочь, водород из кислоты соединится с кислородом-водородом из щёлочи. И получится знакомая нам компания – два атома водорода и один кислорода.
– Да это же H2О! Вода! И она совсем не жгучая!
– Оставшиеся атомы кислоты и щёлочи тоже соединяются, и получается какая-нибудь соль. Соли – название ещё одной группы химических веществ.
– Я это запомню. Дядя Кузя, а теперь давай проделаем следующие химические реакции. Мне это занятие очень понравилось.
– Тогда предлагаю разобраться, где рядом с нами есть кислоты и щёлочи.
– А как мы это сделаем? Если кислоты нельзя брать в рот, а щёлочи лучше не трогать?
– Опасные кислоты и щёлочи у нас дома вряд ли водятся. А разобраться с теми, что имеются, нам поможет капуста. Правда, не обычная, а краснокочанная.
– Я её знаю, у неё листья красивого фиолетового цвета. Но как она поможет отличить кислоту от щёлочи, мне совершенно непонятно.
– Сейчас всё станет ясно. Для начала нам нужно выжать из капусты сок. Включаем соковыжималку… Готово!
– Получился сок тёмно-фиолетового цвета.
– Теперь нальём в стакан воду, добавим к ней лимонный сок, а потом прильём немного сока краснокочанной капусты.
– Ах! Фиолетовый капустный сок перекрасился! Он стал красным!
– Продолжим наши исследования. В другом стакане разведём в воде немного мыла. Как ты думаешь, Чевостик, если добавить к мыльной воде капустный сок, какой цвет получится?
– Красный? Или фиолетовый?
– Проверим. Раз, два, три, добавляю наш волшебный сок.
– Ох! Теперь он стал синим!
– И это ещё не всё! Я наполняю водой третий стакан, добавляю стиральный порошок. Снова приливаем наш сок…
– Получился раствор зелёного цвета! Дядя Кузя! Что за удивительные превращения? Ты знаешь, в чём дело?
– Знаю. В соке краснокочанной капусты есть вещество, которое в кислоте становится красным, а в щёлочи синим. Или зелёным, если щёлочь более едкая. В мыле есть совсем немного щёлочи, но этого достаточно, чтобы сок капусты её распознал.
– Необыкновенный сок!
– Узнавать кислоты и щёлочи умеют и другие вещества. Они называются индикаторы. Индикаторы есть в соке многих ягод и овощей: в чёрной смородине, тёмном винограде, свёкле. Между прочим, способность свёклы менять цвет повара используют, когда варят борщ.
