Основы химии и занимательные опыты.

Гроссе Э., Вайсмантель X.

Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты.

Chemie selbst erlebt. Das kannst auch du das chemie-experimentierbuch 2-е русское изд. - Л.:Химия, 1985—Лейпциг, 1974. Перевод с немецкого Л. Н. Исаевой под ред. Р. Б. Добротина (гл. 1—3) и А. Б. Томчина (гл. 4—8)

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

За эти годы первые читатели стали взрослыми, а книжки, естественно, истрепались. И сейчас мы рады предложить новому читательскому поколению второе… Не только увлечь юного читателя наукой, не только привить ему практические… Что же касается подробностей экономической географии ГДР, некоторых специфических для этой страны деталей быта,…

ХОЧУ СТАТЬ ХИМИКОМ

Но Либих, еще учась в гимназии, занимался экспериментальной химией. Страстное увлечение химическими опытами помогло ему в дальнейшей… В наше время желание стать химиком никого не рассмешит, напротив, химическая… Эта книга должна помочь юным химикам глубже вникнуть в современные проблемы химии. Рассматриваемые здесь опыты…

ВОДА И ВОЗДУХ-САМОЕ ДЕШЕВОЕ СЫРЬЕ

Вода встречается на Земле почти повсеместно, 70 % земной поверхности занимает мировой океан; более 1,5 триллионов тонн воды содержатся в этом… Без круговорота воды Земля имела бы совсем другой вид. Современное строение… Без воды не было бы жизни на Земле. Все живое нуждается в воде, которая является одновременно и важнейшей составной…

ОПЫТЫ С ВОДОЙ

Тот, кто когда-нибудь занимался хотя бы несколько часов химией, знает, что вода — это химическое соединение. А ее химическая формула — Н2О — всем…  

Разложим воду

В пробирку из тугоплавкого стекла насыплем порошок железа (в продаже имеется металлический порошок, можно взять и очень тонкие металлические опилки)… Для успеха опыта необходимо, чтобы порошок железа, начиная с сухого конца… Горелку установим под пробиркой таким образом, чтобы наиболее горячая внешняя кромка несветящегося пламени обтекала…

Магний—активный, но под защитой

Неблагородные металлы, такие как натрий или калий, бурно реагируют с водой с образованием оснований. Магний тоже уже при комнатной температуре может… 2Мg + 2Н2O ® 2Mg(OH)2 + Н2 Однако образующийся гидроксид магния растворяется в воде очень плохо. Он остается на металле в виде тонкой пленки,…

Электролитическое разложение воды

Для разложения воды электрическим током чаще всего используют аппарат Гофмана. Кто не располагает таким аппаратом, может сам легко построить… Наполним изготовленный электролизный сосуд примерно на две трети водой, в… Ячейка готова. Теперь замкнем электрическую цепь. На обоих электродах выделяется газ: на положительном полюсе (аноде)…

Поэкспериментируем с газами

Если при электролизе использовать достаточно мощный источник тока (например, аккумулятор), то можно получить значительные количества обоих газов и… В наполненной водородом пробирке осуществим пробу на гремучий газ. Вообще, она… С помощью нашего электролизного устройства мы можем также получить чистый гремучий газ и взорвать его. Для этого…

Обнаруживаем кристаллизационную воду

Адсорбированная вода

Как известно, атомы в соединениях склонны к образованию заполненных электронных оболочек. В нашем случае (с водой) это означает, что оба электрона… Соединение молекул воды можно представить себе как притяжение разноименно…  

Получение кислорода простыми способами

Укрепим пробирку из тугоплавкого стекла на штативе и внесем в нее 5 г порошкообразной селитры (нитрата калия KNO3 или нитрата натрия NaNO3).… Процесс протекает следующим образом: нагревание

Сожжем железо

В чистом кислороде сгорит также тонкая железная проволока. Придадим ей спиралеобразную форму и укрепим на одном из концов пропитанного парафином… 3Fe + 2O2 ® Fe3O4 Кислород — газ без цвета, запаха и вкуса, частично растворимый в воде; 1 литр кислорода при 0 °С и 760 мм рт. ст.…

Атомарный кислород

О3 ® О2 + О Если на налитую в фарфоровую чашку концентрированную серную кислоту насыпать… В высоких (30—45 км) слоях воздуха, в так называемой озоносфере, озон возникает под влиянием ультрафиолетовых лучей…

ЛЁЙНА ЗАДОХНУЛАСЬ БЫ БЕЗ АЗОТА

Если бы в начале нашего века учитель географии в немецкой гимназии спросил своего ученика о Лёине, то он едва ли получил бы удовлетворительный… Нынешний ученик на такой же вопрос учителя без особого труда ответит, что… В 1908 г. руководитель института физической химии и электрохимии в технической высшей школе в Карлсруэ доктор Габер…

Аммиачный фонтан

Аммиак — бесцветный газ. Он раздражает дыхательные пути, а в больших концентрациях ядовит. Аммиак легче воздуха, 1 л газа весит 0,7709 г. Он… Из продажного 25%-ного раствора аммиака (гидроксида аммония, NH4OH,…

Получим азотную кислоту

4NH3 + 5O2 ® 4NO + 6H2O 4NO+ 2O2 ® 4NO2 4NO2 + O2 + 2Н2О ® 4HNO3

Получим диоксид углерода

около 1000 0С. СаСО3 ——————®CaO + CO2 известняк жженая

Опыты с диоксидом углерода

Са(ОН)2 + СО2 ® СaСО3 + H2O нерастворим СаСО3 + Н2O + СО2— Са(НСО3)2,

СОЛЬ=ОСНОВАНИЕ + КИСЛОТА

  Еще в древности арабы получали соли выщелачиванием из золы растений (От… ГДР располагает значительными месторождениями каменной и калийной соли. Соли являются важнейшим сырьем для xимической…

ОПЫТЫ С ХЛОРОМ

 

Теперь займемся хлором, который получается при электролизе раствора поваренной соли. Но имеющегося у нас количества мало для дальнейших опытов. Поэтому надо получить газ из других соединений хлора. Самым подходящим и дешевым исходным веществом является соляная кислота.

 

Получим хлор

Эрленмейеровскую колбу на 250 мл закроем пробкой с двумя отверстиями. В одно вставим капельную воронку, в другое — согнутую под прямым углом… Перманганат калия КМnО4 (калиевая соль марганцевой кислоты НМnО4) является… 2КМnО4 + 16НСl ® 2КС1 + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2

Простые опыты с хлором

Заполним хлором несколько больших пробирок, для этого подведем в них сверху газ, используя опущенную на дно сосуда трубку. Хлор в 2,5 раза тяжелее… В первую пробирку поместим зеленые листочки и цветы разной окраски, в другую —… Части растений, лакмусовая бумага, следы карандаша (кроме простого), а также некоторые окрашенные лоскутки ткани…

Синтез хлористого водорода

Для синтеза нам нужны два аппарата для получения газов. В одном будем получать водород из разбавленной серной кислоты и цинка, а в другом — хлор из… Закроем ламповое стекло или широкий стеклянный цилиндр двумя пробками с двумя… Газообразный хлористый водород растворяется в первой промывной склянке (абсорбере), в результате получается соляная…

КАК ИЗГОТОВЛЯЮТ СОДУ

Еще в давние времена были известны стекло и мыло. Для их изготовления применяли карбонат натрия (соду), который добывали на берегах содовых озер в… Сода имеет исключительно важное значение для народного хозяйства. Она… В районах Магдебурга и Галле в достаточном количестве имеются исходные продукты для производства соды — известь,…

Получение соды

Для этого опыта применим аппарат, в котором при небольшом давлении получим диоксид углерода (углекислый газ). Подсоединим к газоотводной трубке… Применяя трубку длиной 30 см и диаметром 2 см, мы используем 60 мл… Примерно через 20 мин после начала опыта раствор помутнеет — это началось выделение гидрокарбоната натрия. Теперь…

КРОВЬ ХИМИИ

Нет кислоты, которая была бы нужнее и применялась бы чаще, чем серная. Главным образом ее применяют в качестве полуфабриката; многочисленные… Почти половину всей производимой в ГДР серной кислоты (это составляет около… Почти всем предприятиям металлургической и горнодобывающей промышленности серная кислота необходима для обогащения…

СЕРА И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ

Сера широко распространена на Земле. Многочисленные залежи серы в свободном состоянии находятся в Мексике, Польше, на острове Сицилия, в США, СССР и… Сера входит в состав различных минералов: ее можно обнаружить в морской воде в…  

Растворяем серу

Пары серы взаимодействуют с раскаленным углем с образованием дисульфида углерода CS2 (сероуглерода), огнеопасной жидкости с неприятным запахом. Он… Если медленно испарять на часовом стекле раствор небольшого количества серы в… Другая форма — моноклинная или b-сера получится, если терпеливо выкристаллизовывать из толуола иглы длиной около 1 см…

Осторожно! Яд!

Как известно, в природе сера часто встречается в соединениях с металлами в форме сульфидов металлов. Широко используемый в лабораториях сульфид… Сульфид железа используют для получения сероводорода, который применяют в… FeS + 2НСl® H2S­ + FeCl2

Получаем сульфиды

 

Чтобы рассмотреть окраску выпадающих в осадок сульфидов металлов, пропустим сероводород через растворы различных солей металлов. Сульфиды марганца, цинка, кобальта, никеля и железа выпадут, если в растворе создать щелочную среду (например, добавив гидроксид аммония). В солянокислом растворе выпадают сульфиды свинца, меди, висмута, кадмия, сурьмы и олова. Внесем наши наблюдения в таблицу, которая нам пригодится для дальнейших опытов.

 

Горение сероводорода

Сделав предварительно пробу на гремучий газ, подожжем сероводород, выходящий из оттянутой на конце стеклянной трубки. Сероводород горит с появлением… 2H2S + 3O2 ® 2Н2О + 2SO2­ В результате сгорания возникает оксид серы (IV) или сернистый газ. Его легко определить по резкому запаху и по…

ДВА МЕТОДА ДЛЯ ОДНОГО ПРОДУКТА

 

Сера сгорает с появлением бледно-голубого пламени. При этом образуется бесцветный газ с резким запахом — оксид серы (IV) SO₂. Он ядовит и раздражает дыхательные пути, поэтому мы должны стараться не вдыхать его.

 

Эксперименты с сернистой кислотой

Оксид серы (IV) — сернистый газ — чрезвычайно хорошо растворяется в воде, в результате этого образуется сернистая кислота: Н2O + SO2 ® Н2SО3 Она убивает микробы и обладает отбеливающим действием. На пивоваренных и винодельческих заводах серой окуривают бочки.…

Камерный способ

Когда колба заполнится газом, закроем ее пробкой с тремя отверстиями. В одно, как показано на рисунке, вставим согнутую под прямым углом стеклянную… 4HNO3 + Сu ® Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2­ Концентрация кислоты должна составлять около 60% (масс.). Внимание! NO2 — сильный яд!

Контактный способ

При производстве серной кислоты применяют различное сырье. Чистая сера стала применяться в ГДР только недавно. В большинстве случаев на предприятиях… 4FeS2 + 11O2 ® 2Fe2O3 + 8SO2­ Образующийся оксид железа (III) удаляется из печи в виде окалины и перерабатывается далее на предприятиях по получению…

Кислота из гипса

Если сульфидов металлов мало (как, например, в ГДР), то исходными продуктами для получения серной кислоты могут служить ангидрит CaSO4 и гипс… Способы получения серной кислоты из ангидрита будут иметь значение и в… Сульфаты можно разложить, применяя высокую (до 2000 °С) температуру. Мюллер установил, что температуру разложения…

Получим ксилолит

ЦЕННЫЕ СИЛИКАТЫ

Кремний — второй по распространенности (после кислорода) элемент в литосфере нашей планеты (почти 28 %). Он встречается преимущественно в виде… К сожалению, химические опыты с силикатами проводить нелегко, так как…

Выделение кремневой кислоты из жидкого стекла

В пробирку с разбавленным наполовину жидким стеклом будем добавлять по капле соляную кислоту. Мы заметим появление густого белого осадка кремневой… В следующих опытах рассмотрим свойства силикагеля с различным содержанием… Свежий гель кремневой кислоты, в котором на молекулу SiO2 приходится 300 молекул Н2О, очень подвижен. Если же на…

Цемент с наполнителем дает бетон

Высококачественный портландцемент получают, обжигая смесь известняка, глины или мергеля и железистых отходов, например доменных шлаков. Этот процесс… После того, как мы провели уже ряд описанных в предыдущем разделе опытов с… Сначала сделаем простую форму для получения цементных брусков. Для этого разделим плоскую сигарную коробку с помощью…

МЕТАЛЛЫ - ОСНОВА ТЕХНИКИ

МЕТАЛЛЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Почти все важнейшие части орудий производства, начиная с простейших механизмов и кончая сложными машинами, изготовлены из металлов. Хотя широко… Перечислим некоторые характерные свойства металлов: металлы можно отливать,… Сплавляя металлы или вводя в них небольшие добавки неметаллов, можно получать материалы, отвечающие специальным…

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

По экспериментальной химии металлов и их соединений можно было бы написать объемистую книгу. До сих пор, изучая с помощью несложных опытов некоторые… Для этих опытов нам понадобятся образцы чистых металлов или их сплавов,… Наряду с этими образцами воспользуемся также соединениями металлов, которые можно приобрести, так же как и другие…

Обнаружение калия и натрия

В несветящемся пламени бунзеновской горелки будем держать палочки магнезии до тех пор, пока не исчезнет начальная окраска пламени. Затем нанесем на… Калий окрашивает пламя в красно-фиолетовый цвет. Чтобы избавиться от мешающего… При наличии небольшого количества солей лития можно наблюдать окрашивание этим элементом пламени в чудесный красный…

МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНОЙ ПОДГРУППЫ I ГРУППЫ

В противоположность щелочным металлам, медь, серебро и золото очень инертны. Они обладают незначительным сродством к кислороду, их оксиды очень… Общими свойствами щелочных металлов и металлов подгруппы меди являются их… Некоторые свойства и характерные реакции рассматриваемых металлов изучим в следующих опытах.

Окисление и восстановление меди

В несветящееся пламя бунзеновской горелки внесем пинцетом кусочек медной проволоки. Медь начнет интенсивно окисляться: сначала на поверхности… Если внести окисленную медь в восстановительную зону пламени бунзеновской… Летучие соединения меди окрашивают пламя в зеленый цвет. В этом мы убедимся, если погрузим медную проволоку в соляную…

Обнаружение меди в сплавах

Наконец, растворим немного металла в азотной кислоте. Как при всех аналитических реакциях, будем применять как можно меньшее количество вещества.… Зальем в пробирке металл азотной кислотой. Он растворится с образованием… Если раствор окрасится в голубовато-зеленый цвет, то, вероятно, в сплаве присутствует медь. Чтобы убедиться в этом…

Опыты с серебром

Мы часто использовали раствор нитрата серебра для определения соляной кислоты или хлоридов. Так как нитрат серебра нелегко достать, то получим… Сначала растворим наш металл в чистой азотной кислоте, разбавленной водой в… Тем временем приготовим крепкий раствор поваренной соли в дистиллированной воде и будем добавлять его к азотнокислому…

Основной процесс фотографии

В умеренно темном помещении осадим некоторое количество хлорида серебра из раствора, слегка подогреем его, чтобы осадок уплотнился, и отфильтруем,… Во втором опыте добавим к некоторому количеству хлорида серебра раствор… AgCl + 2Na2S2O3 ® Na3[Ag(S2O3)2] + NaCl

Пробирное искусство

Для быстрого определения подлинности золотых и серебряных изделий проводят так называемую пробу на выдержку. Прежде всего с предмета (в незаметном… Для определения серебра приготовим пробирную кислоту из 1 части чистой азотной… Чтобы идентифицировать золото, смочим исследуемую пробу 30 %-ным раствором азотной кислоты. Если металл не…

Свойства и обнаружение магния

Можно получить безопасную вспышку магния, если немного порошка магния поместить в открытый конец стеклянной трубки длиной не менее 60 см, а затем… Магний очень бурно реагирует с твердыми окислителями, как это видно из… Разотрем в ступке кусочек перманганата калия величиной с горошину и насыплем порошок на лист бумаги. Потом смешаем его…

Обнаружение кальция

Кальций в природе встречается в виде соединений. Для обнаружения кальция к водному раствору вещества добавляют некоторое количество раствора…

МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНОЙ ПОДГРУППЫ II ГРУППЫ

Из металлов побочной подгруппы II группы рассмотрим здесь только цинк. Хотя цинк активнее железа, он обладает большей стойкостью в атмосфере, так…

Опыты с цинком

Для проведения пробы на цинк растворим кусочек металла в соляной кислоте, разбавим ее и нейтрализуем раствором едкого натра, который осторожно… Если к осадку гидроксида цинка добавить разбавленной соляной кислоты, то он… Для обнаружения цинка осадим гидроксид цинка едким натром из раствора, содержащего цинк, отфильтруем осадок и накалим…

МЕТАЛЛЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ III ГРУППЫ

Алюминий—важнейший легкий металл

Оксид алюминия плавится при 2700 °С в кислородно-водородной горелке или в электрической дуге. Переплавленный оксид алюминия обладает большой… Оксид алюминия можно получить в виде серовато-белого порошка, если кусок… Чтобы расплавить металл, положим кусочек алюминия в маленький фарфоровый тигель, который закроем крышкой для…

Олово — необходимый, но редкий элемент

Олово известно людям с давних времен, когда начинала развиваться металлургия, так как бронза, которая дала название целой эпохе развития… Олово сейчас — ценнейший цветной металл, с которым необходимо обходиться очень… Имея кусочек чистого олова, можно изучить свойства металла. Если нагревать его в тигле, то при 200 °С в результате…

МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНОЙ ПОДГРУППЫ VI ГРУППЫ

Благодаря защитной пленке оксида хром чрезвычайно коррозионно стоек, поэтому его применяют для получения защитных и декоративных покрытий. Хром и… Металлы этой подгруппы могут проявлять в соединениях самую различную…  

Цветные осадки с хромом

Почти все соединения хрома и их растворы интенсивно окрашены. Имея бесцветный раствор или белый осадок, мы можем с большой долей вероятности сделать… Бихромат калия К2Сr2O7 — самое, пожалуй, известное из соединений хрома и… Часть его растворим в воде (она приобретет желтый цвет), а другую часть оставим на черепке. Соль при нагревании…

Обнаружение молибдена и вольфрама

Растворим кусочки вольфрамовой или молибденовой проволоки в азотной кислоте, к которой осторожно добавим концентрированный раствор пероксида… И вольфрам, и молибден окислятся, образуя оксиды шестивалентных металлов WO3 и… В щелочном растворе эти оксиды переходят в соли молибденовой или вольфрамовой кислоты. Молибдаты и вольфраматы можно…

МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНОЙ ПОДГРУППЫ VII ГРУППЫ

Однако вернемся к марганцу. Хотя после железа это второй по распространенности в земной коре тяжелый металл, в чистом виде он не встречается.… Важнейшими соединениями марганца являются пиролюзит МnО2 и перманганат калия… Растворим кусочек исследуемого марганца в разбавленной соляной кислоте, выпарим раствор на открытом воздухе или под…

ПЕРЕХОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ VIII ГРУППЫ

Кроме железа, кобальта и никеля к переходным металлам относятся шесть элементов платиновой группы. Ими мы заниматься не станем, поскольку их у нас нет. Вместо этого подробно займемся определением важнейших металлов подгруппы железа.

Железо—самый употребительный металл

Рассмотрим сначала поведение металла в пламени. Если дунуть в стеклянную трубку, наполненную железными опилками, так, чтобы они влетели в… Чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10 % примесей, из них… Закаливать можно только сорта стали с содержанием углерода 0,5—1,7 %, а также многие легированные стали. Процесс…

Кобальт—компонент магнита

Реакции обнаружения лучше всего провести с небольшим количеством хлорида кобальта (II) CoCl2, растворенным в воде. Мы уже указывали раньше на… Проведем с разбавленным раствором несколько реакций. При добавлении гидроксида… Сульфид аммония (NH4)2S даст черный осадок сульфида кобальта, который не растворяется в разбавленных кислотах.

Никель удовлетворяет самым строгим требованиям

Никель наряду с хромом является важнейшим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и механическую прочность. Так,… Чистый никель применяют для получения гальванических покрытий. Из чистого… Растворим кусочек металла в азотной кислоте — в крайнем случае осторожно нагреем. (Осторожно! Ядовитые пары! Работать…

АНАЛИТИКА - ПРОБНЫЙ КАМЕНЬ ДЛЯ ЮНОГО ХИМИКА

По поводу изученных реакций обнаружения металлов и их соединений необходимо сделать несколько общих замечаний. Мы познакомились прежде всего с… Различают качественный и количественный анализ, в зависимости от того,… Нельзя недооценивать значение аналитической химии. Аналитические задачи постоянно решаются и на промышленных…

ПОЛУЧИМ МЕТАЛЛЫ

В промышленности получение металлов начинается с добычи руды. Наибольшее значение имеют сульфидные и оксидные руды, такие как магнетит Fe3O4, пирит… Например, доля меди в медистых сланцах Мансфельда составляет не более 3 %, а… Из оксидов чистые металлы получают путем восстановления углеродом или другими средствами. Доменный процесс является…

ПРОМЫВКА И ОБЖИГ РУД

Начнем с некоторых опытов по подготовке руды. Так как у нас вряд ли найдется руда, искусственно приготовим обедненную руду. Добавляя раствор соды в…

Обогащение руды

Подобным образом обогащают в технике медные, свинцовые, молибденовые и урановые руды. Для этого руды необходимо тонко размолоть, смешать с водой,…

Обжиг руды

Будем нагревать сульфид до красного каления в тугоплавкой трубке с помощью сильной бунзеновской горелки (со щелевой насадкой) и пропускать над ним… 2MeS +3O2 ® 2МеО + 2SO2 Процесс обжига тяжелых металлов экзотермичен, то есть идет с выделением тепла. Поэтому после начала реакции можно…

ВЫПЛАВКА МЕДИ И СВИНЦА В ЛАБОРАТОРНОМ ТИГЛЕ

Самым простым и дешевым восстановителем оксидных руд является углерод. Раньше для металлургической переработки оксидов применяли древесный уголь, а… Установку укрепим на треножнике и будем нагревать снизу сильным несветящимся…

Восстановление оксида меди

Смесь поместим в маленький фарфоровый тигель, который неплотно закроем крышкой, чтобы образующийся углекислый газ мог улетучиваться. Будем сильно…  

Свинец из свинцового глета

В качестве исходного вещества используем оксид свинца (II), иначе называемый свинцовым глетом. Этот тяжелый желтый порошок применяют для…

МЕТАЛЛ ИЗ ПИРОЛЮЗИТА

Металлические оксиды можно разложить при взаимодействии с более активными металлами, которые вытесняют менее активные из соединений с кислородом. В…  

Получим марганец

Смешаем 6 г оксида марганца (пиролюзита) МnО2 и 2 г алюминиевых опилок или очень тонкой стружки. Смесь положим на большой фарфоровый или глиняный… Алюминий превращается в оксид алюминия по следующему уравнению: 3МnО2 + 4Аl ® 2Аl2О3 + 3Мn

ПОЛУЧЕНИЕ МАГНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ РАСПЛАВА

 

Магний из карналлита

Английский химик Дэви в 1809 г. впервые получил натрий и калий путем электролиза расплава их соединений. Мы попытаемся получить таким же образом… Прежде всего для электролиза понадобится сильный источник постоянного тока.… В качестве электролита для получения магния используем карналлит, смешанный хлорид калия — магния состава…

ЖЕЛЕЗО И НИКЕЛЬ В НЕОБЫЧНОЙ ФОРМЕ

 

Металлы можно получать также, нагревая легкоразлагаемые соединения. Так, большинство солей благородных металлов при нагревании распадаются на компоненты. Таким же образом можно получить неблагородные металлы в виде очень тонкого порошка, который чрезвычайно химически активен. Это мы можем изучить прежде всего на примере железа.

Получим железную пыль

Никель по тому же рецепту

Из раствора сульфата никеля осадим, добавляя соду, карбонат никеля, который при взаимодействии с водой (гидролиз) частично переходит в гидроксид… Кроме этого, можно приготовить соль с помощью реакции двойного обмена.… NiSO4 + 2NaHCOO ® Ni(HCOO)2 + Na2SO4

ИЗ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РЕЦЕПТОВ

Общий рецепт для получения сплава: сначала расплавляют компонент с наивысшей точкой плавления и добавляют затем остальные компоненты. По этой…

Сплавы свинца

Поместим в тигель несколько граммов свинца и расплавим его. Затем добавим олово и хорошо перемешаем расплав железной проволокой. Возьмем тигель… Тот, кто хочет получить полное представление о термическом поведении сплава,…

Закалка стали

Мы удовлетворимся некоторыми простыми опытами. Для экспериментов по закалке возьмем отслужившие лезвия безопасной бритвы. Применим не только простые… Если на закрытой плитке или на масляной бане (Осторожно!) нагреть лезвия до… Исключительные механические свойства при отличной коррозионной стойкости имеют высоколегированные, и потому дорогие,…

НЕБОЛЬШОЙ КУРС ЭЛЕКТРОХИМИИ МЕТАЛЛОВ

Мы уже познакомились с электролизом растворов хлоридов щелочных металлов и получением металлов с помощью расплавов Сейчас попробуем на нескольких…

РЯД НАПРЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Так выглядит, по новейшим представлениям, ряд напряжений для важнейших металлов и водорода. (О ряде напряженно уже упоминалось. Здесь этот ряд… Если из двух любых металлов ряда изготовить электроды гальванического… Сущность ряда напряжения установим из нескольких простых опытов, для которых нам понадобятся источник тока и…

Металлические покрытия, "деревья" и "ледяные узоры" без тока

Растворим около 10 г кристаллического сульфата меди в 100 мл воды и погрузим в раствор стальную иглу или кусочек железной жести. (Рекомендуем… В следующих опытах опустим в раствор сульфата меди небольшие полоски цинковой… В свою очередь, медь может вытеснять металлы, стоящие ниже в ряду напряжений, то есть менее активные. На тонкую…

ЗАГЛЯНЕМ ЗА КУЛИСЫ

Чтобы сформулировать закономерности протекающих процессов, мы можем ограничиться рассмотрением катионов, а анионы исключить, так как они сами в… Me1 + Me22+ ® Ме12+ + Ме2 причем для первого опыта Ме1 = Fe, Me2 = Сu. Итак, процесс состоит в обмене зарядами (электронами) между атомами и…

Сущность гальванического элемента

Проиллюстрируем теперь несколькими опытами приведенные выше несколько абстрактные рассуждения (которые к тому же представляют собой грубое… Сначала наполним химический стакан вместимостью 250 мл до середины 10 %-ным… Пока концы проволоки не соединены друг с другом, мы будем наблюдать растворение цинка, которое сопровождается…

НАНЕСЕНИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

 

Осаждение металлов из водных растворов с помощью электрического тока является процессом, обратным электролитическому растворению, с которым мы познакомились при рассмотрении гальванических элементов. Прежде всего исследуем осаждение меди, которое используют в медном кулонометре для измерения количества электричества.

 

Металл осаждается током

Отогнув концы двух пластин из тонкой листовой меди, подвесим их на противоположных стенках химического стакана или, лучше, маленького стеклянного… Электролит приготовим по следующему рецепту: 125 г кристаллического сульфата… Готовым раствором наполним кулонометр и включим в цепь переменное сопротивление, амперметр и свинцовый аккумулятор. С…

ХИМИЯ УГЛЕРОДА

ЗАГЛЯНЕМ В ПРОШЛОЕ

В те далекие времена в атмосфере не было чистого кислорода, но было много углекислого газа (диоксида углерода). Растения - точно так же, как и… Соединения углерода, которые накапливались в растениях ранних эпох, большей… Нефть и природный газ возникали на дне огромных озер и морей, где было необычайно много водорослей и водных животных.…

Получим болотный газ

Постепенно образуются пузырьки газа, заполняющие воронку. После этого можно с осторожностью приоткрыть зажим и тотчас поджечь выделяющийся газ.… Метан - первое в ряду соединение углерода. Он содержит только углерод и… Однако изображенная здесь формула не дает полного представления о пространственном строении молекулы метана.…

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Углерод конечно, нельзя отнести к числу наиболее распространенных химических элементов. В земной коре его всего лишь 0,12 %. Но от всех остальных элементов он отличается исключительным разнообразием химических соединений. Число известных в настоящее время соединений углерода более чем вдвое превышает количество соединений всех остальных элементов, вместе взятых.

Такое своеобразие углерода объясняется особыми способностями его атомов к образованию химических связей. Как правило углерод четырехвалентен. Его атомы могут присоединяться друг к другу с образованием более или менее длинных цепей а также колец. Остающиеся при этом свободные единицы валентности легко насыщаются водородом. В результате получаются углеводороды. С простейшим из них — метаном — мы уже познакомились. Следующий, более сложный углеводород называется этаном. Его молекула содержит два атома углерода и шесть атомов водорода. Присоединение третьего атома углерода и насыщение свободных валентностей водородом приводит к образованию пропана с формулой C₃H₈. Следующий углеводород с четырьмя атомами углерода называется бутаном и имеет состав С₄Н₁₀. Так же можно составить все более длинные углеродные цепи. Сейчас известны члены ряда с более чем 100 атомами углерода. Углеводороды от метана до бутана при нормальных условиях газообразны. Начиная с пентана у которого пять атомов углерода, они представляют собой жидкости. Соединения, содержащие 17 и больше атомов углерода, при комнатной температуре являются твердыми веществами.

Углеводороды метан, этан, пропан, бутан и т. д. образуют ряд соединений, очень близких друг к другу по строению и химическим свойствам. В таблице "Ряд алканов" указаны названия и формулы важнейших членов этого ряда. Очевидно, что каждое последующее вещество отличается по составу от предыдущего наличием дополнительной группы СН₂. Новому общая формула углеводородов с п атомами углерода С_nН_2n+2. Таким образом, число атомов водорода в молекуле на 2 больше, чем удвоенное число атомов углерода. Эти два дополнительных атома водорода находятся по концам углеродной цепи. Такой ряд соединений называется гомологическим рядом. Названия отдельных членов приведенного ряда углеводородов оканчиваются суффиксом «ан», и все вместе они называются алканами.

Ряд алканов

Число атомов углерода	Брутто-формула	Название	Число атомов углерода	Брутто-формула	Названия
	CH4	Метан		C7H16	Гептан
	C2H6	Этан		C8H18	Октан
	C3H8	Пропан		C9H20	Нонан
	C4H10	Бутан		C10H22	Декан
	C5H12	Пентан	п	CnH2n+2	Алкан
	C6H14	Гексан

Жидкие и твердые алканы содержатся, главным образом, в нефти, а также в смоле, полученной из бурого угля. Алканы преимущественно с шестью — десятью атомами углерода, например октан, входят в состав бензина. Следующие за ними в ряду жидкие алканы — главная составная часть дизельного топлива и смазочных масел. Смесь твердых углеводородов этого ряда получила название парафин.

Известны алканы не только с прямой, но и с разветвленной углеродной цепью. Например, для углеводорода С₄Н₁₀ возможны два варианта строения:

Для следующего за ним углеводорода С₅Н₁₂ возможны уже три структуры:

 

ЭТЕН - НЕНАСЫЩЕННЫЙ УГЛЕВОДОРОД

В алканах все свободные валентности атомов углерода насыщены атомами водорода. Поэтому их называют еще насыщенными углеводородами, В отличие от них, ненасыщенные углеводороды содержат меньше водорода. Свободные валентности соседних атомов углерода взаимодействуют в них друг с другом и образуют двойные или тройные связи. В структурных формулах такие связи изображаются двумя или тремя черточками между соответствующими атомами углерода. Очевидно, что ненасыщенные углеводороды, если расположить их в порядке увеличения числа атомов углерода, тоже образуют гомологические ряды. Простейшие и в то же время наиболее важные в технике ненасыщенные углеводороды имеют в молекуле одну двойную или тройную связь. В первом случае они называются алкенами, а во втором - алкинами.

Первые представители этого ряда - этен (этилен) (Н₂С=СН₂) и этин (ацетилен) (НСºСН). Этен и этин являются важнейшими промежуточными продуктами в технологии органического синтеза. Оба эти газа в настоящее время производятся во всем мире в огромных количествах путем каталитической переработки углеводородов нефти. Кроме того, большое значение имеет способ получения этина из карбида кальция и воды.

Изучение свойств ненасыщенных углеводородов начнем с этена, который легко можно получить из спирта и серной кислоты.

Соберем простой прибор. Для этого понадобятся две пробирки. К одной из них подберем пробку с двумя отверстиями и вставим в нее изогнутую стеклянную трубку и термометр со шкалой до 250 °С. Все соединения должны быть достаточно плотными, чтобы образующийся газ мог выходить только через трубку.

В пробирку поместим 2 мл денатурированного спирта и осторожно, малыми порциями, добавим 5 мл концентрированной серной кислоты (только в защитных очках!). При этом смесь очень сильно разогреется, и мы сразу же почувствуем приятный запах - это выделяется этен, пока в малом количестве. Можно добавить в пробирку еще 1-2 г мелкого чистого песка, чтобы ускорить реакцию. Однако можно этого и не делать.

Во вторую пробирку нальем 5-10 мл 10%-ного раствора соды (карбоната натрия) и добавим несколько капель раствора перманганата калия. Раствор должен получиться интенсивно фиолетовым, но не слишком темным. Он называется реактивом Байера (В советской химической литературе способ определения строения непредельных соединений путем их окисления разбавленным раствором перманганата калия получил название реакции Вагнера. Эта реакция была открыта Е.Е. Вагнером в 1887 году и описана в «Журнале Русского физико-химического общества» за 1888 г., т. 20, стр. 72 – Прим. перев.)

Теперь соберем прибор и будем нагревать первую пробирку горелкой Бунзена до тех пор, пока термометр, погруженный в смесь спирта с серной кислотой, не покажет 150-170 °С.

По стеклянной трубке отводится газообразный этен (теперь мы легко узнаем его по приятному запаху). Пропустим его через реактив Байера. Вскоре раствор обесцветится и одновременно выделятся коричневые хлопья оксида марганца (IV).

Если найдется немного бромной воды, можно разбавить ее водой в соотношении 1:1 и через полученную бурую жидкость пропустить этен. (Осторожно! Пары брома действуют на глаза и дыхательные пути). (Об опасности работы с бромом см. стр. 218. Места, обожженные бромом, следует тщательно протереть бензином до отсутствия запаха брома, а затем втереть в кожу глицерин. Немедленно после ожога бром можно смыть также бензолом или 10 %–ным раствором тиосульфата (гипосульфита) натрия. Последний продается в магазинах фототоваров. – Прим. перев.)

Окраска бромной воды исчезнет. После этого можно поджечь этен, все еще выделяющийся из изогнутой стеклянной трубки. Он горит светящемся, слегка коптящим пламенем.

Ненасыщенные углеводороды, в противоположность насыщенным, легко вступают в химические реакции. Так, в нашем опыте этен окислялся кислородом из перманганата калия, а перманганат калия при этом восстанавливался. Так же, как правило, ведут себя по отношению к реактиву Байера и другие ненасыщенные углеводороды. Реакционная способность этих веществ объясняется тем, что их двойные или тройные связи расщепляются с образованием простых связей. При этом за счет свободных валентностей присоединяются атомы или группы атомов, например кислород или бром.

Уравнения реакций:

СН₂=СН₂ + ½ О₂ + Н₂О ® НО-СН₂-СН₂-ОН

СН₂=СН₂ + Br₂ ® Br-CH₂-CH₂-Br

Применение этена и этина (ацетилена) в промышленности обусловлено тем, что, в отличие от алканов, они обладают высокой реакционной способностью. Именно благодаря ей на основе этена и этина можно построить множество различных органических соединений.

 

ОБНАРУЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ

Большинство органических соединений состоит преимущественно из углерода и водорода. Уже знакомые нам углеводороды содержат только эти два элемента. В остальных же органических соединениях, со многими из которых мы познакомимся позже, содержатся еще один или несколько других элементов, чаще всего кислород, галогены (хлор, бром, йод), азот и сера.

Приведенные ниже простые опыты во многих случаях пригодны для качественного определения азота, галогенов и серы.

Обнаружение азота

Обнаружение галогенов

Обнаружение серы

На кончике шпателя возьмем пробу исследуемого вещества и поместим ее в маленькую фарфоровую чашку. Добавим немного концентрированной или лучше…   С помощью этих реакций можно испытать на содержание азота, серы или хлора самые разнообразные органические вещества.…

Получение карбида кальция

Верхний электрод приведем в соприкосновение со смесью, создавая электрическую дугу. Смесь проводит ток благодаря кусочкам угля. Пусть дуга горит… После остывания смесь превращается в расплав, который, если опыт прошел… Если же электродуговой печи в лаборатории нет, то легко можно получить газ из имеющегося в продаже карбида кальция.…

ВИННЫЙ СПИРТ И ЕГО РОДСТВЕННИКИ

Система прежде всего! Вступая в мир органической химии, можно сразу же заблудиться, если предварительно не ознакомиться с классами органических… Мы уже знакомы с насыщенными и ненасыщенными углеводородами Насыщенные… Наряду с углеводородами большое значение имеют такие органические соединения, которые содержат еще кислород.…

Получение этаналя

При окислении этанола образуется этаналь (уксусный альдегид) и далее этановая кислота (уксусная кислота). Сильные окислители сразу превращают… Неоднократно упоминавшийся этаналь, или уксусный альдегид, — важнейший… Нальем в пробирку 2 мл спирта (денатурата) и добавим 5 мл 20%-ной серной кислоты и 3 г тонкоизмельченного бихромата…

РАСТВОРИТЕЛИ В БЫТУ И ТЕХНИКЕ

В наши дни органические растворители можно найти в любом доме. Кому не приходилось пятновыводителем удалять пятна жира или смолы с одежды? Все лаки,… Органические растворители требуются почти на любом производстве. Жиры и масла… С некоторыми главными растворителями, например бензином и спиртом, многим наверняка приходилось встречаться. При…

Пропанон растворяет жир

Следующим важным представителем группы растворителей является пропанон (ацетон). При сухой перегонке древесины мы получили кальциевую соль уксусной кислоты -… Для получения ацетона поместим несколько граммов древесноуксусного порошка в пробирку из тугоплавкого стекла. Пробирку…

ПРОИЗВОДНЫЕ БЕНЗОЛА

Углеродный скелет органических соединений, которые мы рассматривали до сих пор, представлял собой прямые или разветвленные цепи. Немецкий химик… Бензол - бесцветная жидкость, которая кипит при 80,2 °С и затвердевает при 5,5… Бензол очень огнеопасен! Поместим несколько капель его на часовое стекло и осторожно поднесем горящую спичку. Бензол…

Нитробензол из бензола

В отличие от углеводородов с открытой цепью, у которых это очень затруднительно, в ароматические углеводороды легко можно ввести нитрогруппу NO2. … Для получения нитробензола нам понадобятся вначале 15 мл бензола, 20 мл… Прежде всего, подготовим все необходимое оборудование. Подберем колбу Эрленмейера вместимостью 125 мл с резиновой…

Анилин - родоначальник красителей

Нитробензол для нас - так же, как и для химической промышленности - только промежуточный продукт. Мы тоже двинемся дальше и получим из него путем… Чтобы получить аминогруппу NН2, мы должны в нитрогруппе заместить кислород… Проведем опыт следующим образом. В колбу Эрленмейера - такую же, как при получении нитробензола - поместим 10 г…

Другие представители ароматического ряда

Из других производных бензола упомянем здесь только фенол, толуол и нафталин. Фенол тоже был впервые обнаружен Рунге в каменноугольной смоле. Он… Чистый фенол - твердое вещество, которое плавится при 40,8 °С и кипит при… В связи с ростом производства пластмасс фенол стал одним из важнейших промежуточных продуктов химической…

Материалы на любой вкус

 

ПЛАСТМАССЫ ВЧЕРА, СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

У металлов очень древняя история. Например, история меди насчитывает 7700 лет, а предметы из железа и стали были известны 4000 лет назад в Китае, Индии, Вавилоне и Ассирии. В отличие от металлов, синтетические материалы - пластмассы, синтетические эластомеры - каучуки и резины, химические волокна, силиконы - начали производить немногим более 50 лет назад. Несмотря на это, они во многих отношениях превосходят давно известные материалы. Правда, у каждого из них, как и у природных материалов, есть свои недостатки, и при выборе, разумеется, приходится их учитывать и сопоставлять с достоинствами. Главное преимущество пластмасс по сравнению с металлами заключается в том, что их свойства легче регулировать. Поэтому пластмассы быстрее и лучше можно приспособить к требованиям практики. К преимуществам пластмасс относятся также низкая плотность, отсутствие у большинства из них запаха и вкуса, высокая стойкость по отношению к атмосферной коррозии, к кислотам и щелочам. Кроме того, изделиям из пластмассы легко можно придать любую форму. Наконец, большинство пластмасс превосходно поддается крашению и обладает отличными электро- и теплоизоляционными свойствами. Зато устойчивость к высоким температурам и нередко прочность у них меньше, а тепловое расширение обычно больше, чем у металлов. Кроме того, некоторые пластмассы горючи.

ЗАМЕНИТЕЛЬ?

В тяжелые времена, в годы бедствий и потрясений создавались так называемые "эрзацы" - заменители отсутствующих веществ. Например, в первую мировую войну вместо тканей из шерсти и хлопка были предложены ткани из бумаги. Во время второй мировой войны появилось такое мыло из глины, у которого не было ничего общего с обычным мылом, кроме названия и формы кусков. Разумеется, это были очень плохие заменители.

Тогда синтетические материалы тоже должны были служить заменителями. Из-за отсутствия выбора часто приходилось использовать такие типы пластмасс, которые для данного случая не подходили или не были доведены до требуемого качества и достаточно проверены. Конечно, все это повредило репутации синтетических материалов. Однако в наши дни их уже нельзя рассматривать просто как заменители.

Правда, они и теперь часто применяются вместо природных материалов, но тогда, когда существенно превосходят их. Если вначале опыт работы с синтетическими материалами бывал неудачным, то причиной чаще всего было их неправильное использование. Многие инженеры старой школы считали новые материалы неполноценными. Во всех неудачах у них всегда был виноват, конечно, заменитель.

В наши дни практика заставила многих скептиков отказаться от своих прежних взглядов. Приведем лишь один пример. Вкладыши подшипников для сельскохозяйственных машин, для гребных валов, прокатных линий и вагонов сегодня могут изготавливаться из фенопластов. Они намного легче бронзовых или из сурьмянистого свинца - плотность фенопластов составляет приблизительно 1,7 г/см³, а бронзы - 8 г/см³. Кроме того, они долговечнее, и смазкой для них может служить вода. В прокатных станах вкладыши подшипников из фенопластов работают в 120 раз дольше, чем из сурьмянистого свинца.

 

В высокоразвитой химической промышленности ГДР производству синтетических материалов принадлежит особое место. Главное внимание уделяется изготовлению наиболее ценных типов пластмасс, а важнейшей задачей считается все более полное использование тех многообразных возможностей, которые предоставляет недавно созданная в ГДР нефтехимическая промышленность. Наряду с давно известными пластиками, служащими для изготовления предметов широкого потребления, промышленность выпускает все больше новых пластмасс специального назначения. В среднем 70—80 % стоимости всей выпускаемой в ГДР продукции приходится на долю материалов. Непрерывный научно-технический прогресс, автоматизация производства и повышение производительности труда — как сейчас, так и тем более в будущем — немыслимы без новых материалов. В самом деле, борьба за экономию материалов тесно связана с применением полимеров во всех отраслях народного хозяйства. Ведь пластмассы гораздо легче поддаются обработке, чем катаная сталь, и при их переработке получается меньше отходов. Но преимущество пластмасс не только в этом. Пластмассовые детали машин и аппаратов легче, устойчивее к коррозии и обычно дешевле. Можно не сомневаться в том, что в будущем соотношение между использованием пластмасс и конструкционной стали существенно изменится в пользу пластмасс. По самым осторожным прогнозам это соотношение по массе вместо 1 : 23 в наши дни к 1980 г. изменится до 1 :10.

ВЕЛИКАНЫ СРЕДИ МОЛЕКУЛ

В соответствии с государственным стандартом "пластмассами называются материалы, основной составной частью которых являются такие высокомолекулярные органические соединения, которые образуются в результате синтеза или же превращений природных продуктов. При переработке в определенных условиях они, как правило, проявляют пластичность и способность к формованию или деформации".

Молекулярная масса воды составляет 18 условных единиц, а виноградного сахара - 180. Хотя молекула виноградного сахара очень велика по сравнению с молекулой воды, ее еще нельзя назвать гигантской. Гигантские молекулы - химики называют их макромолекулами (от греческого makros - большой) - содержат от тысячи до нескольких миллионов атомов. Их относительную молекулярную массу нельзя выразить определенным числом, мы можем указать для нее лишь пределы.

Человек научился создавать макромолекулы вначале в лаборатории, а позднее - в промышленном масштабе из соединений простого строения - так называемых мономеров. Число молекул мономеров, которые соединяются друг с другом и образуют молекулу полимера, мы называем степенью полимеризации. Слово "полимер" образовано от греческих слов polys (много) и meros (часть). Физические свойства полимеров сильно зависят от степени полимеризации. Кроме того, они зависят и от того, как соединяются друг с другом молекулы мономеров. Образованные из них макромолекулы могут представлять собой прямые или разветвленные цепи, а также клубки или сети. Все эти типы полимеров показаны наC:tempTextschemmaterialsplastmass2jpeg.htm рисунке.

Сверху мы видим прямую цепь, ниже - разветвленную цепь, еще ниже - клубок и сеть. При растяжении полимера значительная часть цепей в клубке выстраивается параллельно друг другу. Такой сдвиг молекул в отношении одной главной оси вызывает изменение прочности - она увеличивается по направлению растяжения. При нагревании цепи молекул таких пластмасс обычно легко сдвигаются относительно друг друга. При этом пластмассы размягчаются и приобретают текучесть. Такие пластмассы мы будем называть термопластами.

Напротив, если цепи атомов в молекулах полимера соединены между собой мостиками и образуют сетку, то даже при воздействии тепла сдвиг таких цепей относительно друг друга невозможен. Такие пластмассы называются реактопластами. (Другими словами, реактопласты — это такие пластмассы, которые получаются из низкомолекулярных мономеров, и отверждаются под действием тепла, катализаторов или отвердителей с образованием полимеров трехмерной структуры. Таким образом, при переработке в изделия реактопласты необратимо теряют способность переходить в вязкотекучее состояние. В отличие от них, при формовании термопластов не происходит отвердения, и они в изделии сохраняют способность вновь переходить в вязкотекучее состояние. В 1973 г. мировое производство пластмасс достигло 43 млн. т. Из них около 75 % приходилось на долю термопластов (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.). В дальнейшем доля термопластов в общем производстве пластмасс будет еще больше увеличиваться, — Прим. перев.)

В ГДР их называют дуропластами (от латинского durus – твердый). В самом деле, из всех пластмасс тверже всего те, которые имеют сетку трехмерной структуры, т.е. такие, у которых соединение цепей происходит по всем трем осям координат. Эти пластмассы стойки и к действию растворителей.

 

ИССЛЕДУЕМ ПЛАСТМАССЫ

"За свою продукцию ручаюсь головой" - эти слова сегодня часто можно услышать на предприятиях. Однако готовую продукцию высокого качества можно изготовить только из безупречных исходных материалов. Поэтому пластмассы всегда подвергают очень тщательному испытанию. Результатами этого строгого экзамена интересуются обе стороны - и те, кто производят пластмассы, и те, кто занимаются их переработкой. Первые всегда стремятся улучшить качество выпускаемой продукции, а вторым важно выяснить, какие материалы можно использовать для тех или иных целей.

В число этих испытаний входят измерение прочности на растяжение, твердости, прочности на изгиб, эластичности, паро- и газопроницаемости, прочности к истиранию, плотности, водопоглощения, исследование поведения при нагревании, воздействии света и в электрическом поле. Наряду с этим важнейшую роль играет изучение стойкости пластмасс по отношению к различным химическим реактивам.

У читателя, вероятно, найдется образец какой-нибудь пластмассы для исследования. Сначала выясним, из чего она состоит, как называется и для чего используется. Ответить на эти вопросы не всегда легко. Некоторые сведения мы могли бы получить, определив химический состав. С этой целью нам понадобилось бы поместить в пробирку 100-200 мг исследуемого сухого образца и расплавить его вместе с металлическим натрием, нагревая пробирку почти до размягчения стекла. Плав мы могли бы потом растворить в воде и в полученном растворе обнаружить:

азот - при добавлении сульфата железа (II), хлорида железа (III) и разбавленной соляной кислоты (образование берлинской лазури);

серу - при действии пентацианонитрозилферрата(Ш), или нитропруссида натрия (фиолетовое окрашивание);

хлор - при действии нитрата серебра в присутствии азотной кислоты (осадок хлорида серебра, обнаружению мешают некоторые азотсодержащие соединения);

фосфор - при добавлении азотной кислоты, упаривании раствора и последующем действии молибдата аммония (желтый осадок).

Однако многим читателям металлический натрий недоступен. Кроме того, ввиду опасности работы с ним, начинающим химикам не стоит проводить анализ этим методом. Вместо этого ограничимся более простым определением хлора - пробой Бейльштейна, которая нам уже знакома. Для этого раскалим медную проволоку в несветящейся зоне пламени горелки Бунзена до исчезновения зеленого окрашивания. На конце этой проволоки внесем в пламя горелки пробу исследуемой пластмассы. Если она содержит хлор или другие галогены, то образуются летучие галогениды меди, которые окрашивают пламя в интенсивный зеленый цвет.

Для большинства обычно применяемых пластмасс нам удастся решить поставленную задачу даже в том случае, если мы ограничимся только определением плотности, температуры размягчения и плавления, пробой на сгорание, а также исследованием кислотности продуктов разложения и поведения пластмассы по отношению к некоторым химическим реактивам. Полученные данные сверим с приведенными в таблице "Свойства пластмасс".

Определение плотности

Взвесим образец пластмассы, не содержащий пузырей, определим его объем по вытеснению воды или путем непосредственного измерения и вычислим плотность (в г/см³), пользуясь формулой:

p = m/V

где m-масса образца, г; V-объем образца, см³.

В случае смесей различных типов пластмасс или пластмасс с добавками - наполнителями - полученные значения колеблются в некоторых пределах.

Проба на плавление

Сначала выясним, плавится ли исследуемая пластмасса вообще. Для этого внесем ее в струю горячего воздуха, нагретого горелкой, или нагреем исследуемый образец на металлической или асбестовой подставке. В зависимости от того, что будет происходить с пластмассой, мы сможем отнести ее к термо- или реактопластам. Правда, не исключено, что наш образец не относится ни к одной из этих групп. Об этом мы поговорим позднее.

Температура размягчения

Для поливинилхлорида, у которого температура размягчения составляет 75-77 °С, и для полистирола с температурой размягчения 80-100 °С вместо масла…

Температура текучести

Аналогично можно определить и температуру текучести, т. е. тот интервал температуры, в котором пластмассы приобретают текучесть. Однако напомним, что некоторые пластмассы разлагаются раньше, чем достигается температура текучести.

Проба на сгорание

Исследование продуктов разложения

В маленьких пробирках нагреем измельченные пробы различных пластмасс и обратим внимание на запах, цвет и реакцию на лакмусовую бумагу образующихся продуктов разложения. (Нюхать осторожно! Некоторые пластмассы, например политетрафторэтилен, образуют ядовитые продукты разложения.)

Химическая стойкость

  Химическое наименование Техническое наименование (в ГДР) Плотность, г/см3 Проба на плав-ление … КАК УЛУЧШАЮТ ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Опыты с тринитратом целлюлозы

При обработке смесью спирта и эфира (1 : 1), пропаноном (ацетоном) или этилэтанатом (этилацетатом) тринитрат целлюлозы набухает или, иными словами,… ДРЕВЕСИНА И ПЛАСТМАССЫ

Изготовим пергаментную бумагу

Пластмассовым пинцетом - мы можем изготовить его сами из жесткого поливинилхлорида (винипласта) - поместим шесть пронумерованных карандашом проб… Испытаем прочность нашей "пергаментной бумаги" на разрыв. Для этого,… Необработанная бумага (полоска шириной 1 см из круглого фильтра) порвется скорее всего при нагрузке 450 г, тогда как…

Изготовим прозрачную фенолоформальдегидную смолу

Чтобы ознакомиться в общих чертах с процессом образования смолы, смешаем в пробирке приблизительно 2 г кристаллического фенола (или 4 мл раствора) с… Попробуем теперь разобраться, какие химические реакции происходят при…

Теплоизоляция

Немного пенопласта обычно нетрудно приобрести - он используется для упаковки, украшения витрин под Новый год и для других целей. Испытаем его теплоизоляционную способность. В простейшем варианте возьмем два достаточно больших химических стакана разного диаметра, поставив их один в другой и пространство между ними заполним пиатермом. Если во внутренний стакан налить горячую воду, то окажется, что она очень долго не остывает. В этом мы можем убедиться с помощью термометра.

Изготовление пенопласта

Изготовление мочевиноформальдегидной смолы

Выдержим пробирку не менее 20 минут в кипящей водяной бане. При этом мочевиноформальдегидная смола отверждается. Разбив пробирку, мы извлечем из нее… Мочевиноформальдегидные пластики служат для изготовления товаров бытового… Приготовим карбамидный клей

Прядение дедерона (капрона) из расплава

Разумеется, пробирку можно нагревать и током горячего воздуха, получаемым при продувании воздуха через нагретую стеклянную или металлическую трубку.… Этот опыт можно провести быстрее, хотя и не так изящно. В этом случае можно… 6. ЦЕННЫЕ «МЕЛОЧИ»

КРАСИТЕЛИ ИЗ ВОЛЬФЕНА

В 1826, 1840 и 1841 гг. Унфердорбен, Фрицше и Зинин независимо друг от друга получили из индиго анилин. В 1834 г. Рунге обнаружил анилин в… Уже в 1911 г. фирмы Германии экспортировали 22 000 т синтетического индиго.… В Германии на основе достижений науки быстро развивалась мощная анилинокрасочная промышленность. Возникло гигантское…

ТАЙНА ЦВЕТА

Его точное химическое название—n,n'-диметиламиноазобензолсульфонат натрия. Мы… Органические красители не случайно имеют сложное строение. Исследования многих химиков позволили установить связь…

СИНТЕЗИРУЕМ КРАСИТЕЛИ ИЗ АНИЛИНА

Мовеин в пробирке

 

Синтезируем Анилиновый желтый

Попробуем использовать его для крашения ткани. Для этого нужно фильтрованием отделить краситель от раствора, затем промыть на фильтре холодной водой… Теперь попробуем разобраться, что происходило в колбе. Сначала у нас…

Анилиновый черный—краситель для хлопка

В пробирке к 0,5 мл анилина прильем равный объем концентрированной соляной кислоты, смесь взболтаем и медленно добавим 7 мл воды. Затем прильем к…  

ПОЛУЧИМ ФТАЛЕИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ

Рассматривая его структурную формулу, мы видим, что она состоит из двух колец,… Из нафталина путем каталитического окисления получается фталевая (1,2-бензолдикарбоновая) кислота, а из нее при…

Фталевый ангидрид из фталевой кислоты

На песочной бане медленно нагреем в фарфоровой чашке небольшое количество… Получение индикатора фенолфталеина

Чем подцвечивают воду в ванне

Проведем опыт точно так же, как и получение фенолфталеина, только вместо гидроксибензола (фенола) возьмем один из его аналогов— 1,3-дигидроксибензол… Плав получается густым и имеет кроваво-красную окраску. Дадим ему застыть и… Одну каплю раствора добавим в большую пробирку с водой и перемешаем. Если теперь посмотреть на раствор против света,…

Прекрасный, как заря

Эозин мы найдем и в губной помаде, и в составе краски для знаков опасности; кондитеры применяют его для окраски сладостей, биологи — для окрашивания… Для получения эозина нужно иметь несколько капель брома, поэтому опыт можно… К остатку полученного нами ранее флуоресцеина в фарфоровой чашке добавим 1—2 капли брома и слегка нагреем. После…

ХИМИЯ В БОРЬБЕ С БОЛЕЗНЯМИ

Крупнейший в ГДР завод лекарственных препаратов «Иенафарм» в г. Иена вырос на базе маленькой лаборатории предприятия «Иенауэр Гласверке Шотт». В… Педантичнейшая аккуратность, соблюдение порядка и чистоты, тщательная проверка… Производство важнейших антибактериальных препаратов — антибиотиков, например пенициллина и стрептомицина, —…

ПРОСТОЕ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО

 

Изготовим лекарство

Как показывает сложное название препарата, он образуется в результате соединения двух составных частей — гексаметилентетрамина и… В гексаметилентетрамине шесть метиленовых грудп СН2 связаны с четырьмя… Чтобы его получить, нальем 12,5 мл формалина в маленькую (около 100 мл) колбу Эрленмейера и тщательно охладим ее…

ВОКРУГ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

Это один из важнейших лекарственных препаратов, который отлично помогал еще нашим бабушкам и дедушкам. Недаром его аптечное название — аспирин —… Салициловой кислоте соответствует следующая формула:

Опыты с салициловой кислотой

Салициловая кислота и многие ее производные дают с солями трехвалентного железа интенсивное фиолетовое окрашивание. Растворим немного салициловой… Возьмем навеску 0,5 г салициловой кислоты, внесем ее в химический стакан и при… Салициловая кислота вступает и в некоторые другие реакции, которые могут служить для ее обнаружения и в то же время…

ДУШИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА, КОСМЕТИКА И МОЮЩИЕ СРЕДСТВА

Это отрывок из истории носильщика и трех женщин из Багдада, одной из прекраснейших сказок «Тысячи и одной ночи». Чудесная цветочная вода,… В средневековой Европе духи не употребляли. После античных времен они снова… Мы всегда радуемся приятным ароматам. Однако вкусы изменились — одурманивающие благовония Востока и резкий, навязчивый…

БЛАГОУХАЮЩАЯ РЕТОРТА

Душистые вещества содержатся в растениях обычно в виде маленьких капелек в особых клетках. Они встречаются не только в цветах, но и в листьях, в…   Терпинен — циклический углеводород. Он встречается в незначительных количествах во многих эфирных маслах. Лимонен —…

Получим эфирные масла

Вначале получим тминное масло. Для этого нам понадобится 20 г тмина (Тмин можно собрать или купить в аптеке. — Прим. перев.). Измельчим его в ступке… Проведем перегонку в течение не менее часа. За это время в приемнике собирается около 100 мл воды, на поверхности…

ДУШИСТЫЕ ЭФИРЫ

Сложные эфиры образуются при взаимодействии спиртов с карболовыми кислотами. При этом отщепляется вода R—ОН + НООС— R1 Û R-ООС— R1 + Н2О спирт + кислота Û сложный эфир + вода

Получим сложные эфиры

Этилметанат (этилформиат, муравьиноэтиловый эфир), образующийся из этанола (этилового спирта) и метановой (муравьиной) кислоты. Этот эфир добавляют… Бутилэтанат (бутилацетат, уксуснобутиловый эфир) — из бутанола (бутилового… Изобутилэтанат (изобутилацетат, уксусноизобутиловый эфир) образуется соответственно из 2-метилпропанола-1…

Препаративное получение сложного эфира

В круглодонную колбу поместим 10 г салициловой кислоты и 15 мл метанола. (Осторожно! Яд!). Охладим смесь холодной водой и осторожно, малыми… По приведенной методике можно самостоятельно синтезировать в несколько большем… Впрочем, самостоятельно синтезированные душистые вещества, конечно, нельзя использовать для приготовления фруктовых…

Душистые алканали из мыла

Высшие алканали и алканолы являются важными промежуточными продуктами и получаются путем синтеза из жирных кислот при действии на них водорода под… Нагреем несколько граммов мелко нарезанного ядрового мыла или еще лучше…  

Фруктовая эссенция и изовалериановая кислота из изоамилового спирта

Одновременно снова соберем прибор, который мы уже использовали для получения метилсалицилата. Нальем в колбу раствор 10—12 г бихромата калия в 15 мл… Если теперь добавить около 25 мл воды и провести перегонку с прямым… Хромовая смесь — смесь бихромата калия и серной кислоты — является сильным окислителем. При ее действии из…

Аромат сирени из... скипидара!

В колбу Эрленмейера вместимостью 100 мл нальем 15 мл чистого, обязательно живичного скипидара и 30 мл азотной кислоты, предварительно вдвое… Технический терпинеол применяется для отдушивания мыл, а будучи тщательно очищен, становится незаменимым компонентом…

ДУХИ

Итак, мы синтезировали и исследовали свойства целого ряда душистых веществ. Однако, сравнивая их запах с ароматом купленных в магазине дорогих духов, нельзя не разочароваться. Дело в том, что фабричным духам аромат придает отнюдь не одно вещество. Современные духи — продукт смешения множества композиций, каждая из которые опять-таки содержит множество душистых веществ как природного, так и синтетического происхождения,

Например, новая композиция с запахом сирени имеет следующий состав:

Терпинеол 11% Иланг-иланговое масло 1%

Фенилэтиловый спирт 11% Бувардия 1%

Сирень 1094 11,5% Бензилацетат 1%

Гелиотропин 6,5% Амилкоричный альдегид 1%

Гидроксицитронеллаль 6,5% Анисовый альдегид 0,3%

Коричный спирт 4,5% Метилантранилат 0,2%

Настой цибета 0,8%

Лишь при смешивании нескольких подобных композиций получаются настоящие духи. Для создания таких произведений парфюмерного искусства нужен не только многолетний опыт, но и способность к творчеству, талант художника. С давнего времени и до сих пор общепризнанным международным центром, из которого распространяются новые моды в парфюмерии, является город Сюрен во Франции (Сюрен теперь — западный пригород Парижа, расположен на левом берегу Сены. — Прим. перев.). Однако в настоящее время ценные синтетические душистые вещества во все возрастающих количествах вывозятся из ГДР даже в эту столицу парфюмерии. Готовые духи из ГДР и Советского Союза тоже не уступают сегодня всемирно известным французским маркам и пользуются большим спросом на мировом рынке.

Только во времена наших прабабушек самыми любимыми были чистые или смешанные цветочные ароматы, например сирени, роз, нарциссов. Позднее в моду вошел запах орхидей, а в наши дни почти исключительным предпочтением пользуются фантазийные духи, обладающие свежим цветочным ароматом со слабым «животным» оттенком, сближающим запах духов с запахом кожи человека. При изготовлении таких духов вначале создают так называемый ведущий запах обычно с помощью природного или синтетического цитрусового или бергамотового масла. Затем для контраста, с целью создания яркого, выразительного оттенка добавляют высшие альдегиды. Нельзя обойтись и без свежего запаха зелени и для плавного перехода к нему — цветочного запаха. «Животный» запах, запах тела обеспечивается добавлением синтетических веществ типа амбры и мускуса. Эти вещества, кроме того, придают аромату стойкость. Они способствуют тому, чтобы летучие компоненты духов не исчезали слишком быстро и дольше держались на коже или платье.

В заключение изготовим самостоятельно духи по законам нынешней моды.

Изготовим духи

 

КРАСОТА - С ПОМОЩЬЮ ХИМИИ

Все мы применяем зубную пасту и давно привыкли к этому, а ведь этой привычки не было даже в прошлом веке, не говоря уже о более далеких временах!… Наряду с этими общепринятыми парфюмерно-косметическими изделиями предложены и… Пожалуй, алхимики средневековья смогли бы работать в лаборатории, где создаются новые косметические препараты. Ведь…

Займемся косметикой

Лосьон для бритья. Растворим 0,1 части масла перечной мяты или 0,05 части продажного ментола, 0,06 части ванилина или несколько большее количество… Затем растворим 5 частей ледяной уксусной кислоты в 75 частях дистиллированной… Огуречный лосьон для лица. Разотрем огурец, выдавим из него сок и смешаем 25 частей этого сока с 5 частями…

ПОЛЕЗНАЯ ПЕНА

Важнейшими из моющих средств до сих пор остаются мыла. Химики называют мылами соли высших жирных кислот, включающие ионы щелочных металлов — прежде… Очень давно люди научились расщеплять жиры путем кипячения с растворами…

МЫЛО ИЗ УГЛЯ

Сравнение формул насыщенного углеводорода (алкана) и жирной кислоты показывает, что жирная кислота образуется из углеводорода в результате… СН3 - ...СН2 ...- СН3 + 3О2 ® СН3 - ...СН2... - СООН + Н2О алкан жирная кислота

Изготовление мыла из синтетических жирных кислот

Наше мыло коричневое и содержит еще много парафина. Если мы изготовляли его из твердого парафина, то оно выйдет к тому же довольно хрупким. Этот…  

Как действуют моющие средства

Эффективность моющего средства зависит от нескольких факторов. Во-первых, существенную роль играет способность переносить грязевые частицы, которая,… Важнейшей и вместе с тем легче всего определяемой характеристикой моющей… Чтобы увеличить поверхность жидкости, необходимо вывести из глубины на поверхность дополнительные молекулы, а для…

ХИМИЯ ЖИЗНИ

ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ КАК ХИМИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Однако, если пока не рассматривать человека именно в этом плане, то можно сказать, что его организм поистине подобен химическому комбинату с… Человеческий организм не может не только расти и развиваться, но и просто… Кроме того, организму требуется энергия — как для обеспечения соответствующей температуры тела, так и для совершения…

ОПЫТЫ С САХАРОМ

Сахар горит?

В организме сахар «сгорает», разумеется, не в результате воспламенения, а под влиянием органических катализаторов при более низкой температуре. Этот…

Из чего состоит сахар

Общая формула углеводов Сm(Н2О)m, где m и п— целые числа. Большинство углеводов — отсюда и происходит их название — можно представить себе… Приведенная здесь формула одного из углеводов свидетельствует о том, что их… Когда гидроксильная группа присоединяется к ненасыщенной связи альдегидной группы СН=О, молекула приобретает…

Сварим искусственный мед

Приготовим искусственный мед по следующему рецепту. В фарфоровой чашке или химическом стакане к 70 г сахара прильем 30 мл кипящей воды. При… При промышленном получении искусственного меда в него вводят еще…  

Реакции моносахаридов

Во-первых, подействуем на глюкозу реактивом Фелинга, который можно быстро приготовить из двух исходных растворов Фелинга. При нагревании выпадает… Для приготовления второго реактива к малому количеству раствора нитрата… Пробирки, используемые для этих опытов, предварительно нужно тщательно вымыть!

Осахаривание картофеля и древесины

Начнем с гидролиза крахмала — главной составной части картофеля и зерна хлебных злаков. Раньше картофельный крахмал хозяйки готовили дома сами. Для этого картофелины… Но лучше возьмем для опыта готовый картофельный или рисовый крахмал. Около 20 г крахмала размешаем в кашицу с равным…

Получим молочный сахар

Мы получим молочный сахар из молочной сыворотки, которая остается на сыродельных заводах после отделения от молока жира и белка с помощью сычужного… При скисании молока молочный сахар под влиянием бактерий превращается в…  

Осахарим вату

В промышленности из целлюлозы или непосредственно из древесины, которая, как известно, состоит преимущественно из целлюлозы, при обработке кислотами… Нам понадобится несколько миллилитров «дымящей» соляной кислоты. Для ее… С помощью отводной стеклянной трубки введем хлористый водород в пробирку с тщательно охлажденной соляной кислотой. При…

ЖИРЫ-ТОПЛИВО ДЛЯ ОРГАНИЗМА

Нам известно и то, что жиры являются важнейшими продуктами питания. Кислорода в них гораздо меньше, чем в углеводах. Поэтому жиры обладают… По происхождению жиры подразделяются на растительные и животные. Они не… Ограничимся тем, что обнаружим жиры в ядрах орехов, семенах мака, подсолнуха или других растений. Малое количество…

Обнаружение жиров

Другой своеобразный способ обнаружения жира основан на том, что он растекается тонким слоем на поверхности воды. Если на поверхность воды, не… Кроме того, мы можем поместить в пробирку малое количество масла или кусочек… В быту часто — иногда в чрезмерном изобилии — применяются многие жиры — для варки, поджаривания, печения и…

Отверждение жиров—не так уж это просто!

Соединим пробирку, которая служит реактором, с прибором для выделения водорода. Конец отводной трубки, по которой в пробирку поступает водород,… После того как пропускание газа прекращено, в пробирке выпадают хлопья,… Это сало, конечно, еще не маргарин. Но именно оно служит сырьем для промышленного изготовления маргарина.

БЕЛОК НЕ ТОЛЬКО В ЯЙЦЕ

Белки представляют собой сложнейшие химические соединения. Составные же части их имеют простое строение. Немецкий химик Фишер, основоположник химии… Простейшая аминокислота — глицин, или аминоэтановая (аминоуксусная) кислота.… Характерно, что молекула глицина включает в себя группу NH2 наряду с группой СООН, присущей карбоновым кислотам.…

Как распознать белок?

Одну из групп белков составляют альбумины, которые растворяются в воде, но свертываются при длительном нагревании полученных растворов. Альбумины… Можно использовать и сыворотку коровьей или свиной крови. Осторожно нагреем… К нейтральному или, лучше, к подкисленному раствору белка добавим равный объем спирта (денатурата). При этом тоже…

Приготовим суповой концентрат

Во второй колбе или в глиняном горшочке смешаем мелко нарезанные или растертые овощи и пряности, например 20 г сельдерея, 15 г репчатого лука или… Конечно, полученный концентрат можно использовать для приготовления супа… В последние годы в качестве добавки, улучшающей вкус пищи, а также укрепляющего средства стали применять одну из…

ЧТО ВО ЧТО ПРЕВРАЩАЕТСЯ?

 

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

 

Обнаружение геминана с помощью реакции Тейхмана

Эта реакция позволяет обнаружить следы высохшей крови и на ткани. Для этого обработаем такое пятно водой, содержащей углекислый газ, например…  

Обнаружение крови с использованием бензидина

В 5 л крови, содержащейся в организме человека, находится 25 биллионов красных кровяных телец, а в них — от 600 до 800 г гемоглобина. К 1 г чистого… Теперь мы знаем, что при обмене веществ кровь играет важнейшую роль…  

Действие желчи

  «Искусственный желудок» Если удастся найти свиной желудок, его нужно вывернуть, промыть водой и тупым ножом соскоблить слизистую оболочку в…

Обнаружение холестерина в яичном желтке

Можно обнаружить холестерин и с помощью другой цветной реакции — по методу Сальковского. В этом случае несколько миллилитров вытяжки смешивают с… Красивую цветную реакцию получают также при обнаружении желчного пигмента в… Присутствие желчного пигмента в моче свидетельствует о заболевании человека. Вообще при распознавании некоторых…

ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД В РАСТЕНИЯХ

Важнейший элемент — углерод — растения поглощают из воздуха в виде его диоксида (углекислого газа) благодаря своим листьям. Все другие вещества они… Образование в клетках растений виноградного сахара происходит в соответствии с… 6СО2 + 6Н2О + энергия ® С6Н12О6 + 6О2

Разделение зеленого красителя листьев методом колоночной адсорбционной хроматографии

Вместо смеси этих трех растворителей можно взять 50 мл пропанона (ацетона).… Отфильтруем раствор хлорофилла от остатков растительных клеток и песка. В проходящем свете фильтрат выглядит…

Разделение красителей из растений методом бумажной хроматографии

Правильно выбрать бумагу для хроматографии нелегко. Лучшие результаты получаются только при использовании бумаги из чистого хлопка. Выпускаются… Но продвигаться по бумаге они будут с различной скоростью. Медленнее всех поднимается желто-зеленый хлорофилл b,…

Крахмал в листьях и в маргарине

nС6Н12О6®(C6H12O6)n + nН2О глюкоза крахмал При этом он получается и накапливается в соответствующих частях растений в виде мелких зернышек, которые хорошо видны…

Обнаружение крахмала в маргарине

При нагревании на малом огне газовой горелки или на водяной бане расплавим малое количество маргарина. Водный слой, образующийся внизу, под слоем жира, отберем пипеткой, поместим его в другую пробирку, разбавим вдвое содой и нагреем до кипения. После остывания добавим 2 капли раствора йода. Жидкость приобретает синий цвет.

Обнаружение крахмала в листе сирени

Вечером подготовим для опыта лист сирени — часть его (прямо на кусте) закроем с обеих сторон, завернув в алюминиевую фольгу или другой…

АГРОНОМ В РОЛИ ХИМИКА

Нужны ли людям такие земли? Каждую минуту только в странах социалистического содружества рождается 90… Хватит ли на Земле хлеба для всех?

ВСЛЕД ЗА ЛИБИХОМ

В то время уже не было недостатка в попытках повышения плодородия почвы. Первые успехи вскоре сменились разочарованием. Оказалось, что при внесении… Чего только не предлагали в качестве удобрения! Тут были и всевозможные отходы… Авторы всех этих предложений не знали, что нужно растениям для роста. Для того чтобы получить представление об этом,…

АНАЛИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Многие реакции в аналитической химии основаны на том, что к пробе вещества неизвестного строения или его раствора добавляют один или несколько… Большинство минеральных удобрений нам удастся растворить в воде. Если же это…  

Обнаружение катионов

Чтобы надежнее доказать присутствие иона аммония, на часовом стекле добавим к пробе вещества 2—3 капли разбавленного раствора едкого натра. Накроем… NH4+ + ОН- ® NH3 + Н2О На верхнем стекле происходит обратная реакция. Верхнее стекло нужно подготовить заранее и накрыть им нижнее стекло…

Обнаружение анионов

Если исследуемого вещества слишком мало, то опыт нужно провести полумикрометодом, как указано в разделе «Опыты с диоксидом углерода». Хлорид-ион С1-. 0,5—1 мл исследуемого водного раствора или содовой вытяжки… Сульфат-ион SO42-. Сульфаты обнаруживаются с помощью раствора хлорида бария. Подкислим исследуемый раствор…

ХИМИЯ ПОМОГАЕТ СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ

В результате сотрудничества агрономов, химиков и тружеников села появляются все новые методы удобрения почвы. Например, возникла идея обработки… Здесь можно было бы назвать сотни названий, под которыми от) поступают в…  

Изготовим инсектицид

Для получения этого инсектицида пропустим через бензол газообразный хлор. Мы получим его в приборе для выделения газа, добавляя по каплям соляную… Прибор установим на открытом воздухе или в вытяжном шкафу. Опыт нельзя… Полученный нами препарат представляет собой, впрочем, смесь нескольких пространственных изомеров, обладающих…

АРСЕНАЛ ЮНОГО ХИМИКА

ЧТО НАМ ПОНАДОДИТСЯ?

Во избежание, с одной стороны, лишних расходов, а, с другой стороны, обычно раздражающего во время работы отсутствия под рукой необходимых вещей,… Так же обстоит дело и с химическими реактивами. Вместо коллекционирования…  

РАБОЧЕЕ МЕСТО

При многих опытах могут выделяться неприятно пахнущие, едкие или даже ядовитые газы и пары, поэтому рабочее место должно хорошо проветриваться. Оно… Конечно, очень желательно, чтобы вблизи от рабочего места был подвод воды и… Теперь, когда вместе с родителями удалось выбрать подходящее место для работы, можно заняться его оборудованием. Чтобы…

Как оборудовать лабораторный стол

Прежде всего тщательно проверим его на устойчивость: если он качается, опыты могут плохо кончиться. Важнее всего хорошо оборудовать крышу стола. Покрытие для лабораторного стола… В результате верхняя часть стола приобретает форму большой кюветы. Она стойка к кислотам и негорюча, но не выдержит…

Что всегда нужно иметь под рукой

Промывалка, всегда заполненная водой. С помощью промывалки можно, например, быстро удалить попавшие на кожу брызги кислоты. Небольшое количество перевязочных материалов, перечень которых приведен на… Бутылки с 3 %-ным уксусом и 3 %-ным раствором питьевой соды (гидрокарбоната натрия). Если немного кислоты или щелочи…

ПРОСТОЕ ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Простая стеклянная посуда

Пробирки для полумикроанализа меньше по размерам и дешевле. Проведение опытов в таких маленьких пробирках позволяет экономить реактивы. Почти незаменимы пробирки с боковым отводом. Целесообразно приобрести три… Стеклянные трубки из простого легкоплавкого стекла по-стоянно будут нужны для соединения сосудов. Трубок с внутренним…

Фарфоровая посуда

Выпарительные чашки нужны для упаривания растворов. Одна, две диаметром 60 мм и одна диаметром 100 мм. Тигли незаменимы для прокаливания твердых веществ, плавления металлов и т. д.… Ступки с пестиком служат для измельчения твердых веществ. Кроме того, целесообразно приобрести так называемую ступку…

Мерная посуда

Мерные цилиндры позволяют быстро, хотя и не очень точно измерить объем… Пипетки. Для очень точного измерения объемов жидкости химики используют пипетки и мерные колбы. Пипетками называют…

Термометры

По возможности нужно приобрести ртутный термометр от 0 до 360 °С. Однако для большинства опытов подойдет и более дешевый термометр до 120 °С. В опытах, которые проводятся при охлаждении, можно использовать термометр, служащий для измерения температуры за окном.

Весы

Химия стала точной наукой лишь после того, как Лавуазье и другие химики применили очень точные весы. Безусловно, простые весы необходимы и для наших опытов. Нам понадобится взвешивать от 100 мг до 50 г. Поэтому даже чувствительные кухонные весы для наших целей слишком грубы. Почтовые весы для взвешивания писем и бандеролей тоже недостаточно чувствительны. Очень хорошо подойдут ручные или аптечные весы с чашками, чувствительность которых достигает 10 мг. Их можно подвесить на любом штативе. Однако эти весы не дешевы. При наличии сноровки и умения преодолевать трудности можно попытаться изготовить простые весы самостоятельно.

 

Горелки, электроплитки и принадлежности к ним

Принцип действия бунзеновской горелки хорошо знаком всем из школьного курса. Самое горячее пламя получается при полностью открытом доступе воздуха.… Если подача воздуха слишком велика или недостаточно давление газа в сети, то… Для нагревания трубок очень удобна насадка со щелевидным отверстием, дающая широкое пламя. Большую посуду - стаканы,…

Стеклянная тара

Бутылками же из-под молока, пива и вина мы совсем не будем пользоваться, чтобы наверняка не перепутать химические реактивы с продуктами питания… Для большинства жидкостей годятся простые стеклянные бутылки с корковыми или… Если реактивы сильно разъедают корковые пробки или алюминиевую фольгу (щелочи, многие кислоты), то их надо закрывать…

Вспомогательные приспособления

Поэтому при покупке необходимо внимательно выбрать пробки нужного размера. Периодическое смазывание глицерином позволяет дольше сохранить резиновые… Шланги. Нам потребуется несколько метров тонкостенного резинового шланга для… Зажимы. Понадобится не менее двух зажимов, из них один винтовой.

Химическая посуда специального назначения

Стеклянные холодильники состоят из внутренней трубки и окружающей ее рубашки или муфты. Внутренняя трубка у холодильников Либиха (прямых… Можно изготовить самодельный холодильник, вставив узкую стеклянную трубку в… При выполнении опытов, описанных в этой книге, удобен простой и эффективный холодильник собственного изготовления.…

Приборы для опытов по электрохимии

При работе с такими источниками питания можно без опасения дотрагиваться до голых проводов. Разумеется, и при низком напряжении контакты должны быть… Между источником тока и электролитической ячейкой в большинстве случаев… Количественные электрохимические опыты возможны только при измерении сил тока. Если удастся приобрести амперметр или…

Опыты с электрической дугой

Как известно, электрическая дуга образуется, если кратковременно привести в соприкосновение два электрода из угля или металла, а затем раздвинуть их… При опытах с электрической дугой необходимы все меры предосторожности,…  

ОБРАБОТКА СТЕКЛА

Стеклянные трубки незаменимы для соединения частей самых разнообразных приборов. Для этой цели купленные длинные стеклянные трубки приходится резать, оплавлять и сгибать. Поэтому каждый юный химик должен усвоить основные правила работы со стеклом.

Горелка

Для многих простых операций подойдет хорошая горелка Бунзена. Для сгибания стеклянных трубок очень удобна дополняющая ее насадка со щелевидным…  

Резка трубок

Чтобы вставить стеклянную трубку в пробку или надеть на нее резиновый шланг, смочим конец трубки глицерином или, в крайнем случае водой, чтобы… Толстые стеклянные трубки (диаметром более 25 мм) разрезать таким способом не…  

Сгибание трубок

Просто согнуть стеклянную трубку удастся каждому начинающему экспериментатору. А вот согнуть ее так, чтобы в месте сгиба не было сужения, складки,… При сгибании толстой трубки один конец ее нужно закрыть пробкой и после… Еще более толстые трубки и все крупные предметы из стекла, например, колбы, нужно предварительно равномерно нагревать…

Растягивание трубок

Чтобы этот заостренный конец был не слишком тонким, нужно нагревать достаточно сильно и растягивать трубку совсем медленно, одновременно вращая ее.…  

Дополнительные советы

Чтобы припаять одну трубку к другой под углом, в требуемом месте спая одну из трубок сильно нагревают до размягчения коротким пламенем паяльной… Если нужно выдуть шар, то трубку оттягивают и заплавляют ее. При непрерывном… Все эти стеклодувные работы требуют, как мы уже говорили, немало терпения, так что вначале не обойдется без…

ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ

Иначе обстоит дело с химическими реактивами в узком смысле слова, т. е. с такими соединениями, которые можно приобрести только в аптеках,… Те читатели, которые живут и учатся неподалеку от крупного химического… Кроме того, учтем, что все сто реактивов ни в коем случае не понадобятся нам с самого начала все сразу. Напротив,…

ГЛАВНЫЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

Кроме того, учтем, что концентрированные кислоты, а при длительном воздействии и разбавленные кислоты прожигают почти любую одежду. Поэтому… Соляная кислота НСl (хлористоводородная кислота) представляет собой раствор… Концентрированная соляная кислота (максимальная концентрация 39 %, плотность 1,19 г/см3) на воздухе дымит вследствие…

ВАЖНЕЙШИЕ ОСНОВАНИЯ

Раствор едкого натра (водный раствор гидроксида натрия NaOH + H2O). Мы приобретем твердый гидроксид натрия. Он продается в виде гранул, чешуек или… Способность щелочей вызывать ожоги часто недооценивают. На кожу щелочи часто действуют сильнее, чем кислоты, потому…