В качестве оснований чаще всего употребляются водные растворы щелочей - гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов.
Раствор едкого натра (водный раствор гидроксида натрия NaOH + H2O).
Мы приобретем твердый гидроксид натрия. Он продается в виде гранул, чешуек или пластинок. Гидроксид натрия чрезвычайно гигроскопичен и на воздухе быстро расплывается. Для приготовления раствора мы поместим его в химический стакан и осторожно растворим в холодной воде (сильное разогревание!). Концентрированный раствор едкого натра содержит около 40 % NаОН. Приготовим также более разбавленный (5 %-ный) раствор.
Способность щелочей вызывать ожоги часто недооценивают. На кожу щелочи часто действуют сильнее, чем кислоты, потому что они разрушают защитный слой жира. Особенно опасно попадание щелочей в глаза. Поэтому при работе с концентрированными щелочами мы будем соблюдать все необходимые меры предосторожности и всегда надевать защитные очки.
Концентрированные щелочи нельзя хранить в бутылках с притертыми пробками, потому что щелочь разъедает стекло и вызывает "заедание" пробок. Поэтому растворы щелочей закрывают резиновыми или полиэтиленовыми пробками.
Раствор едкого кали(раствор гидроксида калия в воде, КОН + Н2О) сходен по свойствам с раствором едкого натра, но вызывает еще более сильные ожоги и поэтому опаснее. Кроме того, едкое кали намного дороже едкого натра, так что мы вообще обойдемся без него.
Гидроксиды щелочноземельных металлов, прежде всего, кальция и бария, трудно растворимы в воде, но полученные при этом разбавленные растворы тоже проявляют все свойства щелочей. Хотя по сравнению с едким натром они менее опасны, все же нужно учитывать их способность вызывать ожоги, а для гидроксида бария, помимо того, его токсичность, свойственную также всем солям бария (Это не относится к сульфату бария, который настолько нетоксичен, что, например, используется в медицине для приема внутрь при рентгеноскопии желудка. Безвредность этой соли обусловлена ее исключительно низкой растворимостью. — Прим. перев).
Известковую и баритовую воду мы получим в результате энергичного и продолжительного встряхивания гидроксида кальция (гашеной извести) или соответственно гидроксида бария с водой и последующего фильтрования через мелкопористый фильтр.
Гидроксид аммония (аммиачная вода, NH4OH + Н2O) представляет собой водный раствор аммиака NH3 в воде. Ион аммония NH4+, хотя он, конечно, не является простым ионом одного элемента, ведет себя подобно ионам щелочных и щелочноземельных металлов, например, образует соли. Концентрированный водный раствор аммиака, поступающий в продажу, содержит около 25 % аммиака и имеет плотность приблизительно 0,91 г/см3. На воздухе он дымит газообразным аммиаком, имеющим очень резкий запах. Аммиак с парами кислот образует белый дым. Вдыхать аммиак в больших количествах опасно для здоровья.
Мы будем хранить этот раствор аммиака в тщательно закрытой склянке с резиновой или притертой пробкой на рабочем столе, а не в шкафу с другими реактивами. Приготовим также разбавленный (5 %-ный) раствор аммиака.
Сводная таблица важнейших органических и неорганических реактивов
В этой таблице собраны полезные и необходимые сведения о реактивах, использованных в наших опытах. Особое внимание уделено опасностям, которые могут возникнуть при работе с этими веществами.
В таблице приняты следующие обозначения:
А — горючие жидкости, которые не смешиваются с водой или смешиваются лишь частично и которые поэтому нельзя тушить водой:
Б — горючие жидкости, которые смешиваются с водой в любых соотношениях.
По своей пожароопасности все горючие жидкости (ЛВД) разделены на три группы:
I — температура вспышки ниже 21 °С;
II —температура вспышки от 21 до 55 °С:
III —температура вспышки от 55 до 100 °С.
| Название | Формула | Внешний вид | Опасность | Частота использования в книге | Примечания | ||||||||||||||||||||
| Неорганические реактивы | |||||||||||||||||||||||||
| Алюминий | Аl | Порошок, проволока, жесть | Безопасен | Часто | В некоторых случаях можно использовать алюминиевую краску и опилки | ||||||||||||||||||||
| Алюминия оксид (глинозем) | Al2O3 | Белый порошок | » | Редко | — | ||||||||||||||||||||
| Аммония нитрат (аммиачная селитра) | NH4NO3 | » » | В растворах безопа- сен; поддерживает горение | » | Не нагревать в закрытых со- судах, взрывоопасно | ||||||||||||||||||||
| сульфат | (NH4)2SO4 | » » | Безопасен | Часто | Можно использовать удобрение того же состава | ||||||||||||||||||||
| хлорид (нашатырь) | NH4CI | » » | » | » | Сублимирует при нагревании | ||||||||||||||||||||
| Бария хлорид | BaCl2 | » » | Соль ядовита | » | Использовать только в очень небольших количествах (1—2 г) в виде разбавленного раствора в дистиллированной воде для обнаружения SO42- иона | ||||||||||||||||||||
| Бром | Br2 | Красно-коричневая жидкость | В обращении требует большой осторожности; на коже вызывает ожоги; ядовит | Редко | Пары брома очень ядовиты; жидкость применять каплями; хранить в сосудах с хорошо притертыми пробками | ||||||||||||||||||||
| Висмут | Bi | Красноватые кусочки с характерным блеском | Безопасен | » | — | ||||||||||||||||||||
| Водорода пероксид (перекись водорода) | Н2О2 | Бесцветная жидкость | Сильный окислитель; взрывоопасен | Очень часто | 30%-ный раствор (пергидроль) требует большой осторожности; для многих опытов применим 10- или 3%-ный раствор | ||||||||||||||||||||
| Железа (III) оксид | Fe2O3 | Красный порошок | Безопасен | Часто | — | ||||||||||||||||||||
| (II) сульфат | FeSO4*7H2O | Светло-зеленые кри- сталлы | » | » | Получение: растворить железные опилки в разбавленной H2SO4 и выпарить раствор. Можно использовать соль Мора | ||||||||||||||||||||
| (II) сульфид | FeS | Темное вещество | » | » | На влажном воздухе дает ядовитый H2S; получение описано в книге | ||||||||||||||||||||
| (III) хлорид | FeCI3 | Коричнево-желтые частицы; гигроско- пичен | » | » | Получение: растворить железный порошок в неразбавленной НС1 и затем добавить Н2О2 до появления коричневой окраски | ||||||||||||||||||||
| Железо | Fe | Порошок, опилки, проволока | » | Очень часто | — | ||||||||||||||||||||
| Иод | Раствор I2 в спирте | Коричневый раствор | Требует осторожности при работе | Редко | Использовать по несколько миллилитров | ||||||||||||||||||||
| Калия бихромат | K2Cr2O7 | Оранжевые кристаллы | Сильный окислитель; ядовит | Очень часто | — | ||||||||||||||||||||
| бромид | КВг | Белый порошок | Безопасен | Редко | Можно купить в магазине фототоваров | ||||||||||||||||||||
| гексациано-(III)-феррат (желтая кровяная соль) | K4[Fe(CN)6] | Желтые кристаллы | Соль ядовита; нельзя нагревать кристаллы | » | — | ||||||||||||||||||||
| карбонат (поташ) | К2СО3 | Белый порошок | Безопасен | Часто | — | ||||||||||||||||||||
| нитрат (калийная селитра) | KNO3 | » » | Сильный окислитель | Очень часто | Не смешивать с горючими веществами | ||||||||||||||||||||
| перманганат | КMnО4 | Фиолетовые кристаллы | » » | То же | Оставляет коричневые пятна, которые можно удалить рас- твором тиосульфата натрия | ||||||||||||||||||||
| роданид (тноцианат) | KSCN | Белый порошок | Безопасен | Редко | Применять только в небольших количествах | ||||||||||||||||||||
| хлорид | КС1 | » » | » | Часто | |||||||||||||||||||||
| Кальция карбид («карбид») | СаС2 | Кусочки грязноватого цвета | В больших количе-ствах взрывоопасен; беречь от воды | Очень часто | Хранить в сухом состоянии | ||||||||||||||||||||
| карбонат | СаСО3 | Белый порошок | Безопасен | То же | Используют в виде порошка и кусочков мрамора для получения СО2 а также как слабое нейтрализующее средство | ||||||||||||||||||||
| оксид (негашеная известь) | СаО | Белый порошок; гиг- роскопичен | Беречь от воды | » | Едкое вещество; при взаимо- действии с водой выделяется большое количество тепла | ||||||||||||||||||||
| фосфат | Са3(РО4)2 | Белый порошок | Безопасен | Редко | Можно применить фосфорные удобрения | ||||||||||||||||||||
| хлорид | CaCl2*6H2O | Бесцветные кристаллы; очень гигроскопичен | » | Часто | Перед использованием в ка- честве осушающего сред- ства нагреть в тигле; ос- таток растереть в порошок | ||||||||||||||||||||
| Кобальта (II) хлорид | CoCl2*6H2O | Рубиновые кристаллы | » | Редко | — | ||||||||||||||||||||
| Магний | Mg | Порошок, опилки | Металл горюч | Очень часто | Можно заменить опилками сплава электрон; порошок Mg не смешивать с сильны- ми окислителями; не про- водить опыты на свой страх и риск | ||||||||||||||||||||
| Магния оксид (негаше- ная магнезия) | MgО | Белый порошок | Безопасен | Редко | — | ||||||||||||||||||||
| Марганца (IV) оксид (пиролюзит) | МnО2 | Черный порошок | » | Очень часто | Можно использовать поро- шок из использованной ба- тарейки для карманного фонарика | ||||||||||||||||||||
| Меди (II) оксид | CuO | » | » | Редко | Можно получить, осаждая из раствора медной соли раз- бавленным раствором NaOH и нагревая осадок Сu(ОН)2 | ||||||||||||||||||||
| сульфат (медный ку- порос) | CuSO4*5H2O | Голубые кристаллы | Соль ядовита | Очень часто | — | ||||||||||||||||||||
| Медь | Cu | Проволока, листы | Безопасен | Часто | — | ||||||||||||||||||||
| Натрия гндрокарбонат | NаНСО3 | Белый порошок | Безопасен | Очень часто | Применяется в домашнем хо- зяйстве (питьевая сода) | ||||||||||||||||||||
| дигидрофосфат | NaH2PO4 | » » | » | Редко | — | ||||||||||||||||||||
| карбонат (сода) | Na2CO3 *10Н2О | Крупные бесцветные кристаллы | » | Очень редко | Применяется в домашнем хо- зяйстве | ||||||||||||||||||||
| нитрат (натриевая селитра) | NaNO3 | Белый порошок | Поддерживает горение | Часто | При сильном нагревании пе- реходит в NaNO2 | ||||||||||||||||||||
| силикат | Раствор Na2SiO3 в Н2О | Бесцветный сироп | Безопасен | Очень часто | — | ||||||||||||||||||||
| сульфит | Na2SO3 | Белый порошок | » | Редко | Легко окисляется в растворе | ||||||||||||||||||||
| тиосульфат (гипосульфит — фиксаж для фотографии) | Na2S2O3 | Белые кристаллы | » | » | — | ||||||||||||||||||||
| хлорид (поваренная соль) | NaCl | Белый порошок | » | Очень часто | — | ||||||||||||||||||||
| Никель | Ni | Металл | » | Редко | |||||||||||||||||||||
| Никеля сульфат | NiSO4 | Зеленые кристаллы | » | » | — | ||||||||||||||||||||
| Олово | Sn | Металл | » | » | Припой; старые оловянные сосуды и т. д. Соли олова ядовиты | ||||||||||||||||||||
| Свинец | Pb | » | Вызывает сильные отравления, особенно пары | Часто | — | ||||||||||||||||||||
| Свинца диацетат (свин- цовый сахар) | Pb(CH3COO)2 | Белый порошок | Соль ядовита | Редко | Применять только в неболь-ших количествах. Получение: кусочки свинца залить уксусной кислотой | ||||||||||||||||||||
| Сера | S | Желтый порошок или кусочки | Легко горит | Очень часто | Применяется для окуривания | ||||||||||||||||||||
| Серебра нитрат (ляпис) | AgNO3 | Белый порошок | Соль ядовита | Часто | Применять сильно разбавлен-ный раствор в дистиллиро-ванной воде. (Осторожно! Едкое вещество! Оставляет черные пятна) Получение см. в книге. | ||||||||||||||||||||
| Цинк | Zn | Порошок, листы | Безопасен | Очень часто | — | ||||||||||||||||||||
| Цинка сульфат (цинковый купорос) | ZnSO4 | Бесцветные кристаллы | Соль ядовита | Редко | Получается взаимодействием Zn с разбавленной H2SO4 | ||||||||||||||||||||
| Органические реактивы | |||||||||||||||||||||||||
| Аминобензол (анилин) | C6H5NH2 | Коричневая (из-за примесей) жидкость | Ядовит, обращаться с большой осторожностью | » | Получение см. на стр. 153 | ||||||||||||||||||||
| Антоциан | - | Сине-фиолетовый раствор | Безопасен | Часто | Полезный индикатор: в ней- тральной среде — бледного голубовато-зеленого цвета, в кислой — краснеет, а в щелочной — желто-зеленый Получение: мелко нарублен- ную краснокочанную капусту залить спиртом, через некото-рое время отфильтровать; фильтрат держать в склянке из коричневого стекла | ||||||||||||||||||||
| Ацетон (пропанон) | СН3СОСН3 | Бесцветная жидкость с запахом горького миндаля | Б1; ядовит | Очень часто | Важнейший растворитель; хра-нить в хорошо закупоренной склянке | ||||||||||||||||||||
| Бензальдегид | C6H5CHO | Бесцветная жидкость | При больших концентрациях ядовит | Редко | - | ||||||||||||||||||||
| Бензин | — | Бесцветная жидкость | А1; пожароопасен | Часто | Можно использовать бензин для зажигалок | ||||||||||||||||||||
| Бензол | С6Н6 | » » | А1, пожароопасен; сам бензол и его пары ядовиты | Очень часто | Хранить в хорошо закрытом сосуде; застывает при +5 °С; пары ядовиты | ||||||||||||||||||||
| Бензолдикарбоновая кис- лота (фталевая кислота) | C6H4(COOH)2 | Белый порошок | Пары ядовиты | Часто | Получение ангидрида фтале- вой кислоты см. на стр. 215 | ||||||||||||||||||||
| Бепзолкарбоновая кис- лота (бензойная кислота) | С6Н5СООН | Белые хлопья | Относительно безо- пасна | Редко | Можно использовать в каче- стве слабого дезинфициру- ющего средства | ||||||||||||||||||||
| Бумага индикаторная универсальная | — | Оранжевые листки | Безопасна | Часто | Очень полезна, заменяет все остальные индикаторы | ||||||||||||||||||||
| Бутиловый спирт (бу- танол-1) | C4H9ОH | Бесцветная жидкость | АII | Редко | Осторожно! | ||||||||||||||||||||
| Винная кислота (диок- сиянтарная кислота) | С4Н6О6 | Белый порошок | Безопасна | » | Для приготовления фелинго-вой жидкости можно исполь-зовать калиево-натриевую соль виннокаменной кислоты (сегнетову соль) | ||||||||||||||||||||
| 1.3-Дигидроксибензол (резорцин) | С6Н4(ОН)2 | Светлые коричневые кристаллы | Безопасен | » | Хранить в хорошо закрытом сосуде, так как при взаимо- действии с кислородом воз- духа темнеет | ||||||||||||||||||||
| Диэтиловый эфир | С2Н5ОС2Н5 | Бесцветная жидкость | А1: ядовит; при работе требует особой осторожности | » | Кипит уже при 34,6 °С, чрезвычайно легко воспламе-няется. При хранении под влиянием света образуются взрывопоопасные пероксиды. Хранить только очень небольшие количества (лучше в виде смеси с этиловым спиртом) в сосуде из коричневого стекла; пробку обернуть алюминиевой фольгой | ||||||||||||||||||||
| Глицерин | С3Н5(ОН)2 | Маслянистая жид- кость | Относительно безопасен | Часто | — | ||||||||||||||||||||
| Глюкоза (виноградный сахар) | С6Н12О6 | Белый порошок | Безопасен | » | — | ||||||||||||||||||||
| Изоамнловый спирт (З'метилбутанол-1) | C5H11OH | Бесцветная жидкость | AII; ядовит | Редко | — | ||||||||||||||||||||
| Изобутиловый спирт (2-метилпропанол-1) | С4Н9ОН | » » | АII; ядовит | » | — | ||||||||||||||||||||
| Изопропиловый спирт (пропанол-2) | С3Н7ОН | » » | Б I; ядовит | » | Растворитель, похожий на этиловый спирт. (Осторожно! Не применять в пищу!) | ||||||||||||||||||||
| Индиго | C16H10O2N2 | Синий краситель | Безопасен | » | — | ||||||||||||||||||||
| Камфора | C10H16O | Белые комочки с едким запахом | В малых дозах безопасна | Часто | Можно приобрести в аптеке | ||||||||||||||||||||
| Коллодий | — | Вязкий раствор; легко испаряется | А1; относительно без- опасен | Редко | Можно приобрести в аптеке | ||||||||||||||||||||
| Крахмал | (С6Н10О5) | Белый порошок | Безопасен | Часто | Можно использовать рисовый крахмал или картофельную муку | ||||||||||||||||||||
| Лакмус | — | Раствор и смоченная бумага | » | Очень часто | Индикатор: в нейтральной среде — фиолетовый, в кислой — красный, в щелочной — синий | ||||||||||||||||||||
| Лимонная кислота | С6Н8О7 | Бесцветные кристаллы | Безопасна | Часто | Для подкисления косметики и продуктов питания часто используют также адипи-новую кислоту | ||||||||||||||||||||
| Масляная кислота | С3Н7СООН | Жидкость с неприятным запахом | Ядовита | Редко | — | ||||||||||||||||||||
| Метиловый оранжевый | — | Оранжевый порошок | Безопасен | » | В виде спиртового раствора — индикатор; в нейтральной среде — оранжевый, в кислой — красный, в щелочной — желтый | ||||||||||||||||||||
| Метиловый спирт (метанол) | СН3ОН | Бесцветная жидкость | Б 1; ядовит | Часто | Ядовит; применять в небольших количествах; склянку с метанолом пометить | ||||||||||||||||||||
| Мочевина | CO(NH2)2 | Белый порошок | Безопасна | Очень часто | Можно заменить удобрением из мочевины | ||||||||||||||||||||
| Муравьиная кислота | НСООН | Бесцветная жидкость с резким запахом | При концентрации выше 5 % ядовита | Часто | Концентрированная кислота очень едкая; применяется в качестве консервирующего средства | ||||||||||||||||||||
| Нафталин | С10Н8 | Белые хлопья с сильным запахом | Ядовит, обращаться осторожно | Редко | Средство против моли | ||||||||||||||||||||
| Парафин | — | Белая масса | Безопасен | Часто | Можно использовать парафиновую свечу | ||||||||||||||||||||
| Салициловая кислота | С6Н4(ОН)СООН | Белые хлопья | Безопасен | Очень часто | Применяется в качестве консервирующего средства | ||||||||||||||||||||
| Сероуглерод | CS2 | Бесцветная жидкость с неприятным запахом | А1, очень пожароопа-сен; сильный яд | Редко | Применять только в небольших количествах | ||||||||||||||||||||
| Толуол (метилбензол) | С6Н5CН3 | Бесцветная жидкость | А1; ядовит | » | — | ||||||||||||||||||||
| Уксусная кислота | СН3СООН | То же | Б II; концентрирован-ная кислота (выше 80%) ядовита | Очень часто | В большинстве случаев можно применять уксусную эссенцию | ||||||||||||||||||||
| Фенол (карболовая кислота) | С6Н5ОН | Бесцветные кристаллы или жидкость с 5% воды | Ядовит, работать очень осторожно | То же | Едкое вещество, оставляет на коже сильные ожоги; обожженные места смочить этиловым спиртом, только после этого обрабатывать водой | ||||||||||||||||||||
| Фенолфталеин | — | Белый порошок | Безопасен | а | В виде спиртового раствора — индикатор: в кислой среде — бесцветный, в щелочной — красный, получение см. стр. 216 | ||||||||||||||||||||
| Формальдегид (формалин) | НСНО | 40%-ный раствор газообразного формальдегида в воде | При концентрации выше 5% ядовит | » | Большие количества требуют-ся для опытов с пластмассами; склонен к полимеризации | ||||||||||||||||||||
| Четыреххлористый углерод (тетрахлорметан) | ССl4 | Бесцветная жидкость | Сам ССl4 и особенно его пары ядовиты | » | Важнейший растворитель; негорюч, поэтому применя-ется для удаления пятен | ||||||||||||||||||||
| Щавелевая кислота | (СООН)2 | Белые кристаллы | Относительно безопасен | Редко | Оксалат калия применяется для удаления пятен | ||||||||||||||||||||
| Этиловый спирт (этанол) | С2H5ОН | Бесцветная жидкость | Б1; алкоголь | Очень часто | В большинстве случаев можно применять денатурат (Ядовит!); иногда (косметика) необходимо применять этиловый спирт высокой степени очистки | ||||||||||||||||||||