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

Однако, может быть, ты считаешь, что свет не так уж нужен для образования кислорода? Прекрасно: поставь точно такой же опыт в темноте.

Ты уже не раз заглядывал в кухонный шкаф, чтобы достать оттуда вещества для химических опытов. Ничего удивительного в этом нет. Наверное, и даже скорее всего, первыми химиками на земле были женщины, которые готовили пищу, в то время как мужчины уходили на охоту. В кастрюле с борщом или на противне, где покрывается румяной корочкой пирог, идет одновременно столько сложных химических превращений, что и нынешние химики, очень много знающие, не всегда могут до конца в них разобраться.

Чтобы не запутаться, давай возьмем для опытов что-нибудь доступное и хорошо изученное. Например, сахар. Тем более что, занимаясь летними чудесами, ты уже ставил с ним кое-какие опыты. Тот сахар, что в сахарнице, носит химическое имя сахарозы. Его ближайшие родственники, сладкие и не очень, зовутся так: сахара. Или так: углеводы. Это одно и то же.

Сахарозу ты можешь лизать, грызть, класть в чай и кашу. Для того она и предназначена. А все другие вещества, которые получатся в опытах, без специального разрешения не пробуй. Не то сладкие чудеса обернутся горьким разочарованием.

Необычное явление, которое ты сейчас увидишь своими глазами, с научной точки зрения очень сложно. А делается просто. И не надо никаких веществ, кроме сахара. Запасись двумя-тремя кусками рафинада да столовой ложкой песку, желательно крупного, в виде кристалликов. Вот и все пока.

Нет, не все, еще нужно темное помещение. Скажем, ванная, чулан, стенной шкаф. Предупреди, чтобы не открывали несколько минут дверь и не включали свет. Посиди в темноте, чтобы привыкнуть к ней, чтобы зрение стало острее. А потом — за опыты. Их всего два.

Первый опыт — с рафинадом. Крепко зажми кусок сахара в руке и с силой чиркни им несколько раз по какой-нибудь не очень гладкой поверхности. Скажем, по цементу. Или по шероховатой плитке, которой настилают полы в ванных комнатах и на лестничных клетках. Если ты подберешь подходящий материал и наловчишься чиркать по нему кусочком сахара, то глаз, привыкший к темноте, заметит, как за сахаром будут тянуться светящиеся полосы. Правда, они почти сразу гаснут.

Может быть, у вас дома есть кофейная мельница с прозрачной крышкой. В таком случае попробуй смолоть в ней кусок рафинада (опять же, разумеется, в темноте). И на этот раз сахар будет отчетливо светиться. Но отчего?

Когда ты прижимаешь кристаллики сахара к твердой поверхности, то благодаря сильному трению вспыхивают крошечные электрические искорки. Так короче всего можно объяснить это чудо. У второго чуда объяснение то же; для него тебе потребуется ступка с пестиком, хорошо бы фарфоровая.

Как и прежде, останься на несколько минут в темной комнате. Заранее насыпь в ступку немного сахарного песку. Привыкнув к темноте, не спеша, круговыми движениями растирай песок. Потом двигай пестик быстрее, быстрее, еще быстрее. И вот уже в ступке светится холодным голубым светом кольцо из мельчайших искр.

Когда потренируешься, когда опыт будет получаться у тебя безупречно, можешь пригласить с собой в темноту зрителей. Помни, что если опыт со ступкой делать не торопясь, не убыстряя движения, то вместо кольца будут появляться отдельные искры — и это тоже производит впечатление.

Перейдем теперь к превращению сахара. В столовую ложку, желательно старую, положи сахарного песку и подержи над огнем. Образуется клейкая, коричневая, приятно пахнущая масса, именуемая жженым сахаром, или карамелью . Возможно, ты видел, как мама или бабушка готовили ее для кулинарных надобностей; мороженое крем-брюле приобретает цвет и запах тоже благодаря жженому сахару. Его, понятное дело, на вкус пробовать можно — если ложка была чистая.

А что будет, если нагреть кусок сахара прямо на огне? Проверим. Зажми кусочек сахара пинцетом или щипцами и внеси его в пламя свечи или спички. Сахар никак не загорается. А когда держишь его подольше, то появляется знакомый запах карамели и коричневатая окраска.

Чуть-чуть изменим опыт. Прямо на кусок сахара насыпь немного пепла от сигареты (и это, насколько я знаю, единственный случай, когда от курения есть хоть какой-то толк — не для здоровья, конечно, а для химического опыта). Итак, насыпав пепел и поднеся кусок сахара к пламени, ты увидишь, что на этот раз он загорается! Правда, сахар горит не очень ярко и по ходу горения плавится, но все-таки горит. Что с ним произошло?

Занимаясь летними чудесами, ты испытывал содержащиеся в растениях ингибиторы. То есть такие вещества, которые замедляют химические реакции. И может быть, подумал тогда: а вдруг бывают вещества и с противоположным действием — такие, что не замедляют, а, напротив, ускоряют реакции?

Такие вещества действительно есть. Их называют катализаторами. Во всей огромной химической промышленности найдется не так уж много реакций, которые обходятся без катализаторов. Когда реакция идет недостаточно быстро, для нее подбирают катализатор — и дело ускоряется в десятки и сотни раз.

Вещества, которые содержатся в табачном пепле, послужили катализатором горения сахара. А в следующем опыте катализатором будет кислота. С ее помощью ты превратишь один сахар в два. Говоря точнее, превратишь сахарозу (ту, что в сахарнице) в глюкозу и фруктозу . Глюкозу называют также виноградным сахаром, а фруктозу — фруктовым сахаром.

На заводах, готовящих для нас вкусные вещи, скажем сиропы и варенья, часто совершают такое превращение. Ты знаешь, что домашнее варенье засахаривается, когда оно долго стоит без употребления. Из жидкости выделяются кристаллы сахара, прямо как в опытах по кристаллизации. Они хрустят на зубах, и вообще, варенье совсем не то, что было раньше…

С тем вареньем, которое продается в магазине, такая беда случается гораздо реже. Смесь глюкозы и фруктозы, то есть виноградного и фруктового сахара, почти не кристаллизуется при хранении. Получают же ее при нагревании из обычного сахара, используя при этом катализатор. В промышленности — серную кислоту. Но она едкая, с ней лучше дела не иметь. Мы вполне обойдемся лимонной кислотой, гораздо более слабой, зато безопасной, даже если ее немножко съесть.

Четыре-пять ложек сахарного песку раствори в половине стакана горячей воды. Стакан должен быть с тонкими стенками (иначе он может лопнуть). Еще надежнее взять эмалированную кружку. Прямо в горячий раствор брось щепотку лимонной кислоты или, если есть желание и возможность, выжми сок из четверти лимона. В этом соке, разумеется, тоже есть лимонная кислота.