Владимир Рюмин - Занимательная химия
Помните, герой "Мертвых душ" Павел Иванович Чичиков говорил о пользе наблюдения "коловращения людей?" Не менее поучительно оно и для химических соединений.
Я уже говорил, что угольный ангидрид из воздуха поглощается водой океанов и там улавливается организмами, входя в виде углекислой извести в состав их наружного скелета. Через миллионы лет известняки, образовавшиеся из остатков этих организмов, становятся частью суши. Обжигая их в специальных печах, люди разлагают углекислую известь и угольный ангидрид, уходящий опять в атмосферу или собираемый и утилизируемый для технических целей. Гашеная же известь в постройке снова поглощает из воздуха угольный газ и превращается в камнеподобную углекислую известь, выделяя при этом воду. Оттого-то и бывает первое время сыро в недавно отстроенных и оштукатуренных домах. Песок к известковому цементу прибавляется для большей пористости последнего, чтобы в него легче проникал воздух.
Как видно, наша химическая шутка наводит на далеко не шуточные рассуждения о вечном круговороте веществ в природе.
Ключевая вода в летний знойный день
Томительно-жаркий день. Мучает жажда, а все напитки нагрелись, и нет льда, чтобы их охладить. Где бы достать хоть стакан холодной воды?
А химия на что?
Берем миску или широкую банку и, налив ее до половины водой, растворяем до насыщения азотнокислый аммоний. Посмотрите, как понизилась температура воды. Посмотрите, как "запотела" банка снаружи. Это на ее холодных стенках осел водяной пар, всегда присутствующий в воздухе.
Опустите в банку тонкостенный или металлический стакан с теплой питьевой водой, и через несколько минут вы сможете утолить свою жажду освежающей студеной влагой.
Не выливайте раствора из банки. Слейте его в кастрюлю и поставьте на плиту. Выпарив воду, соберите остаток аммиачной соли, пока она не разложилась от жара, и спрячьте до нового случая, когда опять понадобится охладить ею воду.
Эта шутка опять напоминает о серьезных вещах. Растворение аммиачной селитры - реакция, сопровождающаяся поглощением тепла. При помощи подобного химического охлаждения можно получить искусственный лед; раньше его так и получали, только при посредстве других реактивов. Вы, следовательно, видите, что раствор не всегда простая смесь: нередко растворимое вещество химически соединяется с частью воды, то понижая ее температуру, то, наоборот, повышая. Так, если осторожно, капля по капле, лить по стеклянной палочке (во избежание брызг) серную кислоту в холодную воду, то можно довести раствор почти до кипения.
Делать этого все же не станем: стакан может лопнуть, и горячая кислота брызнет на лицо и руки. Поэтому никогда не следует также лить воду в серную кислоту: первые капли ее при этом моментально превращаются в пар и вызывают разбрызгивание кислоты.
Такое же выделение тепла происходит при соединении воды с некоторыми безводными солями и при их кристаллизации совместно с нею. На этом основаны "химические горелки" для теплых компрессов больным. Это резиновые подушки, наполненные кристаллами уксусно-натриевой соли. Согревая подушку, доводят кристаллы до плавления и растворения безводной соли в кристаллизационной воде. При нагревании соль поглощает тепло извне и разлагается на безводную соль и воду. При обратном процессе кристаллизации раствора, сопровождающемся соединением безводного вещества с водой, поглощенное тепло медленно выделяется, так что подушка в течение долгого времени остается горячей.
Как видите, нет такого химического явления, которое люди не сумели бы использовать для той или иной практической цели.
Что написано пером...
Величайший русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (столетие со дня рождения которого было отмечено в 1934 году Менделеевским съездом) рассказывал однажды:
"Еду я в Москве как-то на извозчике, а навстречу нам полицейские ведут кучку каких-то жуликов. Извозчик мой оборачивается и говорит: "ишь, химиков повели".
Не знал простак, что он вез одного из величайших в мире химиков, только не в том смысле, как он понимал это слово...
Бывают, не скрою, и между химиками "химики".
Один из таких лондонских "химиков" так умело подписал вексель, выданный им своему кредитору, что у того в руках оказался чистый вексельный бланк.
Дело в том, что хотя написанное и нельзя, по пословице, "вырубить топором", но иногда можно... смахнуть носовым платком, как мел с классной доски.
Простейшие из таких нацело исчезающих чернил можете приготовить, размешав в воде крахмал до густоты сливок и прилив к смеси йодной тинктуры. Вы уже знаете, что в одной капле йода крахмал синеет. Прилейте их несколько, и цвет раствора станет почти черным, а написанное им - темно-коричневым.
Когда такие "чернила" высохнут, смахните их платком: написанного как не бывало!
Уверен, что никто из вас не использует знания этого факта для каких-либо неблаговидных целей, да и современная научная экспертиза сделала такие успехи, что и в этом случае сможет восстановить следы написанного. Оттого и открываю вам этот секрет.
На этом мы с вами и покончим знакомство с химией как с источником занимательных развлечений, хотя источник этот нами далеко не исчерпан.
Заключение
Что же вы узнали, прочтя эту книжку и проделав хотя бы часть описанных в ней опытов?
Подведем итог.
Вы узнали, что такое химия, чем она занимается, какие многочисленные приложения во всех отраслях человеческой деятельности она имеет.
Вы ознакомились с двумя важнейшими законами химии: с законом неуничтожаемости вещества и с законом постоянства состава. Последний из них ("вещества соединяются друг с другом в определенных весовых отношениях") выяснил вам разницу между химическим соединением и простой смесью веществ.
Вы ознакомились с некоторыми химическими элементами и со многими соединениями их, главным образом с солями, кислотами и основаниями. Вы узнали многие из их свойств и их применения в практике, в том числе и в обыденной жизни.
Быть полезной трудящимся химия может только при социализме. В капиталистическом обществе ее достижениями господствующий класс пользуется во вред пролетариату (в военном деле, в фальсификации пищевых продуктов и пр.).
Проделывая описанные в книжке химические опыты, вы приобрели некоторые практические навыки в обращении с химическими реактивами и лабораторной аппаратурой, развили в себе аккуратность, осторожность и внимательность.
Что же, все это не плохо, все это вам пригодится, когда вы теперь приступите к систематическому изучению химии. Думаю, что после знакомства с моей книжкой химия не покажется вам сухой, скучной и далекой от жизни наукой.
Желаю же вам, товарищи, успехов в ее изучении!
Приложение I. Без чего нельзя делать опыты
Что должен знать каждый, желающий самостоятельно проделать опыты, описанные в этой книжке
Он должен знать:
как гнут и тянут стеклянные трубки,
как разрезают бутылки,
как нагревают, кипятят и выпаривают жидкости,
как обращаются со спиртовой лампочкой,
как измельчают и растворяют твердые вещества,
как фильтруют растворы.
Кроме того, он должен уметь обращаться с ядовитыми и огнеопасными веществами и знать, чем пособить себе в несчастном случае.
Как гнуть и тянуть стеклянные трубки
Держа трубку в пламени спиртовой лампочки в месте его наивысшей температуры, т. е. приблизительно на двух третях его высоты, все время вращают трубку, чтобы она нагревалась равномерно. Почувствовав, что стекло размягчилось, трубку медленно и не нажимая на нее сильно руками сгибают под желательным углом или дают ей согнуться самой (рис. 53).
Рис. 53. Сгибание стеклянной трубки
Правильно согнутая трубка не должна суживаться в месте перегиба.
Чтобы оттянуть конец трубки и получить узкий конец с небольшим отверстием, размягчают трубку в намеченном месте, как и при изгибе, и растягивают ее в стороны (рис. 54).
Рис. 54. Вытягивание стеклянной трубки
Дав остыть, быстрым движением ломают трубку, после чего слегка оплавляют острые края излома или, если это нужно, заплавляют отверстие.
Режут трубки острым краем трехгранного напильника, намечая им кольцо вокруг трубки и несколько углубив надрез в одном месте. Держа надрез углубленным местом вверх и для безопасности обернув натуго трубку полотенцем, быстро ломают ее. Острые края затупляют напильником или оплавляют в пламени спиртовой горелки.
Как разрезать бутылку
Существует несколько способов разрезки толстостенных бутылок и отрезки у них дна для обращения бутылки в стеклянный колокол или колпак. Одним из лучших будет следующий.
Отступив на два миллиметра от намеченной линии, по которой должна быть разрезана бутыль, обвертывают ее полосками пропускной бумаги шириной в 2-3 сантиметра, накладывая их одну на другую, пока толщина всего кольца не достигнет трех-четырех миллиметров. Таким же кольцом окружаем бутылку с другой стороны линии разреза, также отступив от нее на два миллиметра; между кольцами, следовательно, должен образоваться промежуток шириной в 4 миллиметра.
