Олег Ольгин - Опыты без взрывов
В школьной лаборатории или в химическом кружке требуемый раствор йода можно приготовить точнее: 1 л его должен содержать 1,27 г йода. Но растворимость йода в воде при комнатной температуре очень мала (всего 0,3 г/л), поэтому в раствор придется добавить немного йодида калия или йодида натрия, в присутствии которых растворимость йода в воде сильно возрастает. Одна из этих солей непременно есть в аптечном растворе йода.
Приступим теперь к анализу яблок. Здесь мы встретимся с таким затруднением: в яблоках содержится фермент аскорбиноксидаза, в присутствии которого аскорбиновая кислота быстро окисляется на воздухе. Чтобы этого не произошло, анализ надо проводить в кислой среде.
Тонким ножом из нержавеющей стали вырежьте из предварительно взвешенного яблока пробу в виде ломтика, от кожуры до сердцевины с семечками. Витамин С распределен в толще яблока неравномерно, а мы хотим сделать анализ не какой-то одной зоны, а яблока в целом. Этот ломтик перенесите в фарфоровую ступку с разбавленной соляной кислотой и тщательно разотрите пестиком. Добавьте раствор крахмала и титруйте смесь разбавленным раствором иода. Массу пробы определим по разности: взвесим яблоко до анализа, целиком, а затем еще раз, без ломтика.
Но точен ли наш способ? Ведь в соке есть не только витамин С, но и другие органические вещества, которые тоже могут реагировать с йодом (хотя и медленнее, чем аскорбиновая кислота). И все же способ достаточно точен. Вот какие результаты были получены при одном из определений.
Из купленных в аптеке плодов шиповника приготовили отвар - 25 г плодов на 0,5 л воды. По йодному методу содержание витамина С, в расчете на сухие плоды, составило 3,8% (по справочным данным, в сухом веществе плодов шиповника содержится 4,5% витамина С), В свежевыжатом соке апельсина оказалось 0,05% витамина, а в консервированном - 0,075% (по справочным данным, - 0,04%). Если учесть, что в различных плодах даже одного сорта содержание витаминов, как правило, колеблется, то следует признать, что метод дает достаточно полное представление о содержании витамина С.
Итак, вы научились быстро и довольно точно определять аскорбиновую кислоту. Теперь перед вами открывается огромное поле деятельности. Можно исследовать самые разные фрукты и ягоды (сок которых не окрашен сам по себе в красный цвет); можно узнать, зависит ли содержание витамина от сорта. Помните только, что растворенная аскорбиновая кислота на воздухе окисляется, опыты надо проводить со свежевыжатым соком.
Вот несколько тем для исследований. Найдите содержание аскорбиновой кислоты в только что сорванных плодах и в тех, что хранились неделю, месяц, полгода. Иногда говорят, что железным ножом нельзя резать фрукты - от этого витамин С разрушается. Проверьте, так ли это, подержав сок в железной посуде. (Кстати, если вы будете сравнивать содержание витамина в свежем соке и в консервиpованнoм, то учтите, что последний может содержать специально добавленную аскорбиновую кислоту.) Наконец, проследите, как меняется содержание витамина С в соке при его нагревании и сами сделайте из этих опытов выводы.
МИНДАЛЬ - ГОРЬКИЙ И СЛАДКИЙ
Миндаль, который употребляют в пищу, обычно бывает сладким. Но встречается и горький миндаль, близкий родственник сладкого - их плоды по виду практически неотличимы. Просто так, как орех, горький миндаль не погрызешь, но и он зря не пропадает. Во-первых, из него получают масло, применяемое в медицине, и, во-вторых, используют как добавку в пищевой промышленности, да и при домашней готовке: у горького миндаля гораздо сильнее аромат. Тот самый аромат, который и называют миндальным.
Отличить горький миндаль от сладкого можно в ту же секунду, как разгрызешь ядрышко. Но мы попытаемся найти и химические различия. Не для аналитических целей - опыт, пожалуй, слишком сложен, чтобы применять его каждый раз для распознавания миндаля, а для того, чтобы разобраться в некоторых любопытных подробностях из жизни розоцветных, ибо к этому семейству и принадлежит миндаль.
Итак, опыт. Очистите несколько зернышек миндаля, снимите с семян плотную оболочку и хорошенько растолките их, добавив 5-10 мл воды. Полученную жидкость профильтруйте, отберите около 10 капель фильтрата и смешайте с несколькими каплями разбавленного (приблизительно 10%-ного) раствора едкого натра. Реакция смеси должна быть щелочной, поэтому добавляйте раствор щелочи до тех пор, пока не появится устойчивое окрашивание с раствором фенолфталеина. Можно использовать для этой цели и самодельный индикатор.
Следующая операция: добавьте каплю раствора железного купороса FeSO4*7Н2О, нагрейте смесь до кипения, профильтруйте и прибавьте к фильтрату несколько капель соляной кислоты. Теперь реакция смеси должна быть кислой (вновь проведите пробу с индикатором). И последнее ваше действие: капните одну каплю раствора хлорида железа FeCl3. Вот теперь станет ясно, что у вас за миндаль. Если он был сладким, то ничего не произойдет. Но если он горький, то после добавления хлорида железа мгновенно выпадет красивый синий осадок, это берлинская лазурь, вещество состава Fe4[Fe(CN)6]3.
Горький миндаль, давший красивую цветную реакцию, содержит сложное вещество, которое называется амигдалином. И в этом же миндале есть фермент гликозидаза, который способен разлагать амигдалин в присутствии воды на более простые вещества. После сложной цепочки превращений, которую мы простоты ради опустим, образуется ферроцианид натрия Na4[Fe(CN)6]. Именно он с последней каплей хлорида железа и дает такое яркое окрашивание.
Но отчего же сладкий миндаль не даст такой реакции? В нем нет амигдалина. Но фермент гликозидаза есть, и этим можно воспользоваться для еще одного опыта.
Горький миндаль заменим на этот раз сливовыми, персиковыми пли вишневыми косточками: и слива, и персик, и вишня - тоже из семейства розоцветных, у них немало общего с миндалем. В том числе - амигдалин в семенах,
Извлеките семена из зернышек (но только не подвергавшихся нагреву - это не должны быть косточки из компота или варенья; из замороженных плодов или из свежих - пожалуйста). Смешайте их пополам со сладким миндалем, добавьте воду, профильтруйте жидкость и продолжайте опыт, как с горьким миндалем. Как только вы добавите в конце последнюю каплю раствора хлорида железа, вновь образуется синяя берлинская лазурь.
Амигдалин в этом опыте - из косточек вишни, персика или сливы, а разрушающий его фермент - из сладкого миндаля. Вот так, с помощью разных плодов, мы получили, наконец, тот же эффект, что и с горьким миндалем.
Попутно - важное замечание. Врачи не советуют хранить слишком долго домашние заготовки из вишни и сливы, если они не были сварены. Вся опасность в косточках. При превращениях амигдалина могут образоваться и вредные для здоровья вещества, хотя для этого требуется долгое время (свежие косточки безопасны).
Теперь, разобравшись что к чему, вы можете смело давать советы. Первый из них: хотя это и хлопотно, лучше для спокойствия удалять из плодов косточки. И второй: компоты и варенья вреда не принесут даже с косточками, потому что при нагревании разрушаются ферменты, которые разлагают амигдалин. Если хотите, поставьте опыт с вареными зернышками - никакой окраски не появится.
4. ПРИЯТНОЕ С ПОЛЕЗНЫМ
Химические опыты можно ставить с разными целями: чтобы удовлетворить любопытство, приятно и разумно занять досуг, проверить на практике то, что известно по книгам. А еще в результате химических превращений можно получить полезные - для вас, для дома, для школы - вещества или смеси веществ. Причем вы приготовите их своими руками! Это могут быть самодельные краски, или красивый (сугубо химический) новогодний подарок, или значок, которого ни у кого нет...
Многие опыты из этого раздела (как, впрочем, и из последующих) лучше ставить в химическом кружке. Во-первых, сообща приятнее работать. Во-вторых, можно сделать нечто полезное для школы или клуба. И наконец, если возникнут затруднения - с постановкой опыта, с посудой или с реактивами, - то преодолеть их гораздо проще в кружке, нежели дома.
Начнем с красок - масляных и акварельных.
МАСЛЯНЫЕ КРАСКИ
Всякая масляная краска - это смесь олифы с пигментами, т. е. с красящими веществами. Как их приготовить самостоятельно, будет рассказано дальше, а сейчас займемся основой масляной краски - олифой.
Разумеется, олифу (как и некоторые пигменты) можно купить в магазине. Но для юного химика такое решение было бы слишком неинтересным. Если уж ставить опыты, то надо и олифу приготовить самостоятельно. Однако прежде надо уяснить, что она собой представляет.
Натуральную олифу готовят на растительных маслах. Такиx масел множество; некоторые из них способны высыхать на воздухе (льняное, конопляное). Другие высыхают лишь отчасти, и поэтому называются полувысыхающими (например, подсолнечное масло). А некоторые масла не высыхают вовсе - оливковое из оливок, касторовое из клещевины.
