Ольгерт Ольгин - Чудеса на выбор, или химические опыты для новичков

Я не сразу догадался, как мне назвать чудеса, которые собраны в этой главе. Сам посуди: опыты, которые ты сейчас будешь делать, наглядно показывают, как идут химические процессы, используемые для серьезных дел.

Сначала я решил: пусть чудеса будут наглядными. Но потом засомневался: а разве бывают какие-нибудь другие чудеса? Тогда, может быть, назвать их показательными? И это как-то странно — зачем же делать чудеса, которые ничего не показывают? Наконец, придумал: поучительные! Пусть юный химик, проделывая эти опыты, немного поучится, пусть познакомится на простых примерах со сложными химическими процессами.

Прошлые чудеса мы закончили кристаллами, нынешние кристаллами начнем.

Выращивать кристаллы — не пустая забава. Кристаллизация — очень распространенный в химии процесс, редко какое производство без него обходится. Но, конечно, на заводах выращивают кристаллы не ради красоты. Там задача, сам понимаешь несколько иная. Но если заодно получается красиво — разве это плохо?

А иногда и вправду бывает красиво. Например, когда выращивают искусственные ярко-красные рубины. И не только для украшений. В наручных часах очень твердые рубины играют, к примеру, роль опор для вращающихся деталей. А теперь научились выращивать и синтетические алмазы, самые твердые на свете кристаллы…

Надеюсь, ты не огорчишься, узнав, что ни рубинов, ни алмазов, ни других драгоценных камней мы с тобой вырастить не сможем. Но и то, что нам по плечу, тоже, поверь мне, достаточно красиво.

Все кристаллы мы будем получать из насыщенных растворов , то есть из таких, в которых растворено так много вещества, что больше оно уже не растворяется. Воду будем нагревать, тогда она вместит больше вещества. Ты знаешь, что сахар лучше и быстрее растворяется в горячем чае, чем в холодной воде из-под крана.

Раствор готовь так: в горячую (но не кипящую) воду насыпай порциями вещество и размешивай стеклянной или деревянной палочкой до полного растворения. Как только вещество перестанет растворяться, это значит, что при данной температуре раствор насыщен. Потом, когда он будет охлаждаться, когда вода станет постепенно испаряться из него, «лишнее» вещество выпадет в виде кристалликов.

Советую начать с вещества попроще — с поваренной соли и сахарного песка. В двух тонких стаканах приготовь горячие насыщенные растворы. Сверху положи палочку или карандаш, вокруг которых обмотана нитка. К свободному концу нитки привесь какой-нибудь маленький груз, хотя бы пуговичку, чтобы нить распрямилась и висела в растворе вертикально, не доставая немного до дна. Оставь стакан в покое на два-три дня. Ты увидишь, что нитка обросла кристалликами: в одном сосуде сахарными, в другом — соляными.

Повтори такие опыты с другими веществами: нашатырем, хлоридом кальция, тиосульфатом натрия, стиральной (кальцинированной) содой, бурой из аптеки, горькой солью (сульфатом магния), медным купоросом, селитрой. Внимательно разглядывай каждый раз образовавшиеся кристаллы: многие из них окажутся разной формы. Одни похожи на кубики, другие — на иглы, третьи — на причудливые многогранники. Разглядывать небольшие кристаллы удобнее через лупу.

Теперь немного усложним опыт. Какое-нибудь вещество, о котором ты заведомо знаешь, что оно хорошо образует кристаллы, попробуем кристаллизовать по-разному. Можешь взять любущ соль из приведенного выше списка, а можешь дополнить этот список по результатам собственных наблюдений.

Нагревая воду и добавляя вещество, приготовь, как и прежде, горячий насыщенный раствор. Но нитку в него не опускай. В миску или в кастрюлю налей холодную воду из-под крана (не помешают несколько кубиков льда из морозильника), поставь в нее стакан с раствором. Очень быстро выпадет множество мелких кристаллов. Они настолько мелкие, что по виду похожи на порошок.

Теперь ты знаешь: чтобы получить маленькие кристаллы, надо охлаждать раствор быстро. И можешь предположить, что для крупных кристаллов раствор желательно охлаждать помедленнее. Совершенно верно!

Приготовь новую порцию насыщенного раствора. (Впрочем, если мелким кристаллам нет применения, можешь просто еще раз нагреть их вместе с остывшим раствором — он снова станет насыщенным.) Как бы то ни было, на сей раз не позволяй раствору остывать быстро. Для этого обложи сосуд ватой или закутай в старое полотенце. А еще лучше — налей жидкость в термос, закрой его пробкой и оставь на день-другой. Не забудь только после этого самым тщательным образом, и не один раз, отмыть термос до полного блеска с помощью раствора соды или специальных средств для мытья посуды.

При медленном охлаждении на дно сосуда выпадут значительно более крупные кристаллы. Иногда они получаются аккуратными, иногда соединяются один с другим, образуя причудливые сростки. Если они слишком уж срослись, то приготовь новый раствор, взяв побольше воды или поменьше соли.

Еще одно предупреждение. Вещества, с которыми ты работаешь, могут оказаться не очень чистыми. Если в растворе очутилась грязь, его сразу после нагревания надо профильтровать . Вставь в носик воронки кусочек ваты и перелей через воронку приготовленный тобою раствор в другой сосуд. Воронку советую ополоснуть кипятком, чтобы раствор, соприкасаясь с нею, не остывал. Иначе кристаллизация может начаться прямо в носике…

Выпавшие на дно крупные кристаллы можешь показывать родным и знакомым, а можешь, если хватит терпения, вырастить из них еще более крупные, просто исключительно красивые кристаллы той же поваренной соли, или медного купороса, или селитры. Замечательные кристаллы получаются из квасцов. Их продают иногда в фотомагазинах, бывают они и в аптеках — из квасцов делают кровоостанавливающие карандаши. Есть разные квасцы, это целая группа солей; какие ты сумеешь купить, не имеет значения, а если купишь разные, то это только к лучшему.

Итак, собери кристаллы, осевшие на дно при медленном охлаждении, обсуши их на салфетке или на листе промокательной бумаги и положи во флакончики с плотно закрывающимися пробками. Насыщенные растворы не выливай — в них ты и будешь выращивать красивые большие кристаллы. Чтобы не перепутать растворы, если у тебя их несколько, сделай этикетки и приклей к банкам.

Из кристаллов каждого сорта найди самый привлекательный (необязательно самый ровный), обвяжи его тонкой шелковой или капроновой ниткой, например из старого чулка, и опусти в раствор соответствующей соли. Можешь намотать нитку на карандаш, положенный на края банки, а сверху накрыть бумажной крышкой, чтобы в банку не попадала пыль. В крышке не забудь проколоть несколько дырок, чтобы вода могла испаряться из банки. Если тебе удобнее, то привяжи нитку к спичке, а спичку продень в одну из дырок в бумажной крышке. Тяжесть-то невелика, и спичка выдержит.