Глава II. Превращение жидкостей (реакции обменного разложения)
Обстановка "магического кабинета", где я собираюсь демонстрировать вам серию опытов, подтверждающих перечисленные выше свойства "трех китов химии", весьма несложна. Стол, пара совершенно одинаковых бутылок из бесцветного стекла, полдюжины тонкостенных чайных стаканов - вот и все, что пока мне понадобится.
Стол может быть заменен низеньким шкафом с раскрытыми дверцами, либо обыкновенным столом с табуретом или перевернутым вверх дном ящиком под ним. В последнем случае пространство между верхним краем стола, обращенным к зрителям, и полом должно быть закрыто свесившейся со стола скатертью.
Рис. 5. Пробирка
Стаканы, если не гнаться за сценичностью опытов, можно заменить пробирками (рис. 5) - открытыми цилиндриками с тоненькими стенками, применяемыми в лабораториях.
Рис. 6. Банка
На скрытой от взоров зрителей полке стола-шкафа помещаю запас реагентов (химических веществ, нужных для опытов): твердых - в баночках (рис. 6), растворенных - в склянках (рис. 7).
Рис. 7. Склянка
Те и другие - с притертыми стеклянными пробками; на тех и других наклеены ярлычки с названиями веществ, в них содержащихся. Тут же в углу, на всякий случай, - противоядия против некоторых ядовитых веществ, без которых в этой серии опытов не обойдешься[7].
Сядьте невдалеке против стола и смотрите внимательно: я начинаю.
У известного американского писателя Брет-Гарда в повести "История одной руды" есть такая сценка:
"Незнакомец обмакнул в склянку сухую былинку и стряхнул с нее каплю в воду. Вода осталась такой же чистой и прозрачной, как прежде.
- Теперь брось туда щепотку соли.
Кунго повиновался. В ту же минуту на поверхности воды показался беловатый пар, и вся вода стала молочного цвета.
- Это колдовство! - воскликнул Кунго.
- Это хлористое серебро! Неуч!"
Какая реакция описывается здесь романистом и верно ли она описана?
Следующий опыт даст вам ответ на эти вопросы.
На столе пустой стакан. Можете осмотреть его, - в нем нет ничего магического; стакан как стакан.
Два таких же стакана, наполовину налитых каждый, насколько можно судить по виду, прозрачной чистой водой, держу в правой и левой руке.
Я сливаю воду из обоих стаканов одновременно в стакан, который стоит на столе (рис. 8).
Рис. 8. Молоко из воды
Чудеса! Лил воду, а стакан наполнился... молоком.
Но стоит подождать несколько минут, и иллюзия рассеивается - густой белый творожистый осадок опускается на дно стакана, а вода над осадком снова становится прозрачной.
Поэтому, если, повторяя мой опыт, вы не захотите испортить его эффект, немедленно прячьте стакан с "молоком" в стол и переходите к другим фокусам. Я же открою вам секрет превращения.
В стаканах, которые я держал в руках, была налита не вода, а прозрачные водные растворы: в одном - обыкновенной поваренной соли (хлористого натрия), в другом - ляписа (азотнокислого серебра). Имейте в виду, что ляпис ядовит, обращайтесь с ним с особенной осторожностью, в руки не берите, вынимайте его из баночки, в которой храните, пинцетом (рис. 9); баночка должна быть из темного стекла, так как на свету ляпис разлагается. На этом, между прочим сообщу вам, и основано его применение в фотографии. Растворять азотнокислое серебро необходимо в перегнанной (дистиллированной) воде, купленной в аптеке, так как в обыкновенной воде оно дает муть.
Рис. 9. Пинцет
При сливании растворов произошла химическая реакция (взаимодействие) - соли обменялись металлами, входившими в их состав. Получились: хлористое серебро, нерастворимое в воде и вскоре осевшее в виде снежно-белого осадка, и азотнокислый натрий (селитра), оставшийся в растворе. В последнем нетрудно убедиться, если, осторожно слив жидкость с осадка, выпарить ее в фарфоровой чашечке на спиртовой лампе. Когда вода выкипит, на дне останутся кристаллики селитры.
Маленькое замечание практического характера: оттого-то и нельзя растворять ляпис в водопроводной воде, что самая, казалось бы, чистая и на вкус совершенно пресная вода содержит всегда в растворе хотя бы следы поваренной соли. В лабораториях пользуются описанной реакцией для определения количественного содержания в воде хлористого натрия. Осадив его полностью из отмеренного количества испытуемой воды, осадок высушивают и взвешивают. Химические соединения, в отличие от простой смеси веществ, происходят лишь при наличии строго определенных весовых отношений между составляющими их веществами. Зная вес образовавшегося хлористого серебра, химик умеет вычислить, какое количество соли было в испытуемой воде.
Вода и вино в одной бутылке (Химические индикаторы)
А теперь, если хотите, я могу налить вам либо вина, либо воды, по вашему указанию, из... одной и той же бутылки.
Пожалуйста, осмотрите ее перед началом опыта.
Это убедит вас, что в бутылке не вино, а самая обыкновенная вода.
Вы просите налить вина.
Наполняю из бутылки один из стоящих передо мною стаканов, и по красивой окраске жидкости вы можете судить что перед вами красное вино.
Но мне хочется выпить воды. Я переливаю вино в другой стакан, и оно снова превращается в воду (рис. 10).
Рис. 10. «Превращение вина в воду»
Но пить воду эту нельзя. И вот почему.
В бутылку налита действительно простая вода, но к ней было предварительно прибавлено несколько капель раствора фенолфталеина (ядовит!). На дно первого стакана я налил еще до начала опыта немного крепкого раствора соды, на дно второго - такой же раствор виннокаменной кислоты.
Фенолфталеин краснеет в щелочах и солях с преобладающими щелочными свойствами. Сода (углекислый натрий) как раз и есть такая соль. Она образована очень слабой угольной кислотой и резкой щелочью - едким натром. Кислоты разрушают эту окраску, поэтому при переливании окрасившегося от соды раствора в стакан с виннокаменной кислотой он снова обесцветился.
Кстати, о фенолфталеине.
Он постоянно применяется в химических лабораториях, служа для указания появления и исчезновения щелочной реакции растворов в так называемом объемном анализе веществ. Как и лакмус, он, следовательно, является химическим индикатором, то-есть указателем реакции.
Заменяя фенолфталеин другой искусственной органической краской - метилоранжем, дающим желтую окраску в щелочах и красную в кислотах, можно в нашем опыте налить из бутылки с водою в один стакан белого вина, в другой - красного, а в третий - чистой воды.
Но и в этом случае пить налитые "вина" нельзя!
Превращение воды в чернила и обратно
Передо мною две бутылки - одна с водою, другая - пустая, и четыре стакана. Лью в них воду из бутылки, и вы видите, что в четных по порядку стаканах она превращается в чернила, а в нечетных остается сама собою.
Отлейте немного полученных чернил в пузырек и при случае удостоверьтесь, что ими отлично можно писать.
Беру пустую бутылку и сливаю в нее содержимое из всех стаканов. Встряхиваю бутылку, взбалтываю жидкость. Как видите, бутылка полна чистой воды. Чернил как не бывало!
Чтобы показать вам этот фокус, я предварительно в воде первой бутылки растворил с пол-ложки таннина. Таннин - это сложное дубильное вещество, заключающееся в так называемых чернильных орешках, наростах на листьях дуба, происходящих от повреждения их особыми насекомыми (орехотворками). В состав его входит органическая дигалловая кислота. В четные стаканы я тоже заранее прилил по нескольку капель крепкого раствора хлорного железа. С этим соединением, как и с другими солями железа, таннин дает железо.
В бутылку, казавшуюся вам пустою, было мною налито на дно немного крепкого раствора щавелевой кислоты (ядовита!).
Совершенно таким же образом можно показать превращение воды в красные чернила и, наоборот, красных чернил в воду, заменив раствор таннина раствором салицилового натрия (лекарство против лихорадки). С ним, как видите, могут иметь дело не только больные, но и здоровые.
Первые применяют его для лечения, вторые - для развлечения и поучения.
Мнимая ошибка физиков (Обесцвечивание хлором)
Физика учит, что при смешении синего и желтого цветов получается составной зеленый цвет. В том же убеждены все живописцы. А между тем я легко могу доказать вам, что такое утверждение ошибочно. Синий и желтый - дополнительные цвета, взаимно уничтожающие друг друга. Растворы синей и желтой краски при сливании дают бесцветную смесь.
Смотрите сами. В этом стакане, как видите, синяя жидкость, в этом - желтая. Выливаю их в третий стакан. Перед вами прозрачная вода: синий и желтый цвета уничтожили друг друга...
