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

Виноградный сахар (глюкозу) можно отличить от тростникового или свекловичного (сахарозы) еще по одной химической реакции, давно известной, простой и красивой. Называется она реакцией серебряного зеркала . Слово «серебряный» употреблено здесь не в переносном, а в самом прямом смысле: в ходе этой реакции на стекле появляется тонкий и блестящий слой серебра.

В аптеке купи пачку глюкозы, флакон нашатырного спирта и нитрат серебра. Должно быть, по опытам с фотографией и кольцами Лизеганга ты помнишь это вещество, более известное, впрочем, под названием «ляпис». Как и раньше, для нашего опыта вполне пригоден и ляписный карандаш, несмотря на то что в нем содержатся кое-какие примеси.

Суть реакции серебряного зеркала заключается в том, что глюкоза, в отличие от сахарозы, способна восстанавливать металлическое серебро из его соединений. И это серебро, если опыт поставлен правильно, оседает в виде тонкого слоя на стеклянной стенке сосуда.

Очень важное предупреждение: сосуд должен быть совершенно чистым. Советую тебе вести эту реакцию в пробирке или в прозрачном пузырьке, предварительно отмытом, что называется, до полного блеска, причем не снаружи, а изнутри. Например, вот так. Сначала, вооружившись ершиком, вымой пузырек с содой или со стиральным порошком. Потом положи его в кастрюльку с той же содой (или порошком), поставь на огонь и прокипяти. Наконец, промой несколько раз проточной водой.

В очень чистый сосуд налей примерно 20 мл, то есть столовую ложку, обыкновенной воды. Добавь растолченную таблетку глюкозы — обычно она весит полграмма. Взболтай воду, чтобы таблетка полностью растворилась, отставь сосуд в сторону и займись вторым раствором.

Наконечник от ляписного карандаша раствори в небольшом количестве воды и добавляй по каплям нашатырный спирт. Сначала появится осадок. Продолжай капать нашатырный спирт, и осадок будет понемногу растворяться. Как только он совсем исчезнет, прекрати добавлять нашатырный спирт и разбавь образовавшийся раствор водой примерно вдвое.

Теперь вернись к сосуду с раствором глюкозы. Влей в него второй раствор, чтобы заполнить сосуд почти доверху, размешай, нагрей на водяной бане, в кипящей воде. Теперь тебе уже вряд ли надо напоминать, что ни в коем случае нельзя держать его голыми руками. Возьми бельевую прищепку или самодельную держалку из проволоки. А еще лучше — сделай такую держалку, чтобы ее можно было положить на край кастрюльки и освободить руки.

Как бы то ни было, если пузырек отмыт как следует, то очень скоро на его стенках образуется блестящее серебряное зеркало. Может быть, оно окажется не таким красивым, как хотелось бы. Тогда повтори опыт, взяв новый столь же чистый сосуд и попробуй изменять соотношение первого и второго растворов. Обычно приходится брать поменьше раствора ляписа или, что то же, побольше раствора глюкозы.

Сахароза не дает реакции серебряного зеркала. Хочешь верь, хочешь проверь. А вот испытать раствор инвертного сахара очень советую. Опыт ставится так же, как с глюкозой, но самодельного инвертного сахара возьми в два-три раза больше. И еще посмотри, как будет вести себя какой-нибудь прозрачный сок из числа тех, которые, по твоим наблюдениям, содержат глюкозу. Возможно, что красивого зеркала на этот раз ты не получишь, но реакцию заметишь хотя бы по темным частичкам серебра, которые собираются в хлопья.

Напоследок займемся крахмалом. Не удивляйся, пожалуйста. Крахмал, хотя он и несладкий, тоже из семейства сахаров. Его огромная сложная молекула состоит из множества молекул глюкозы и других простых сахаров, соединенных одна с другой. В подходящих условиях крахмал распадается на составные части и становится сладким!

Но как бы нам обнаружить, что молекула крахмала, расщепляясь, становится меньше и меньше? С помощью йода. Помнишь, разбавленная йодная настойка окрашивает крахмал в синий цвет? Значит, чем меньше останется крахмала, тем слабее будет окраска. А когда все его молекулы распадутся на составные части, она и вовсе исчезнет.

В кастрюльку или в чистую консервную банку всыпь две чайные ложки крахмала, залей стаканом холодной воды, размешай и нагрей, все время размешивая, пока не получится прозрачный клейкий раствор — крахмальный клейстер. К нему надо добавить катализатор — кислоту. И тут возникает сложность. С лимонной кислотой молекулы крахмала будут расщепляться очень медленно. Уксус не годится, потому что он улетучивается при нагревании. По той же причине неудобно работать и с соляной кислотой: придется, во-первых, время от времени подбавлять ее в кастрюльку, во-вторых, хорошо проветривать помещение.

На заводах поступают так: добавляют немного разбавленной серной кислоты. Но я думаю, что тебе еще рано самостоятельно работать с таким едким веществом. Поэтому, пожалуйста, попроси старших приготовить тебе совсем немножко, буквально одну-две чайные ложки, разбавленной кислоты. Она продается в хозяйственных магазинах, но ради ложки не стоит покупать целую бутылку. Несколько капель кислоты можно одолжить у любого автомобилиста: серной кислотой заливают автомобильные аккумуляторы. Когда кто-либо из старших будет разбавлять для тебя кислоту водой — примерно вдесятеро, — то напомни ему, пожалуйста, что обязательно надо вливать кислоту в воду, а не наоборот, иначе можно обжечься. Даже несколькими каплями.

Когда серная кислота так сильно разбавлена, она уже не очень жгуча, но до дырки одежду может и проесть. Поэтому осторожно влей раствор кислоты в кастрюльку или банку с клейстером: там она так разбавлена, что уже совсем не опасна. Поставь смесь на слабый огонь, и пусть она себе потихоньку кипит. Если жидкость заметно выкипит, долей воды до прежнего уровня.

Вскоре после начала варки возьми пипеткой две-три капли горячей жидкости, капни на чистое стеклышко, дай немного остыть и другой пипеткой капни разбавленную йодную настойку. Как ты помнишь, должна появиться синяя окраска. Время от времени бери новую пробу смеси и проверяй ее йодом. Синяя окраска скоро сменится красно-бурой. Значит, дело идет на лад. Это образовались «осколки» молекул крахмала, их называют декстринами . А потом появляется вещество, похожее на сахарозу, — мальтоза , она же солодовый сахар. Мальтоза в свою очередь превращается в глюкозу, которую йод вообще никак не окрашивает. По мере того как крахмал с помощью катализатора — кислоты распадается на все более простые вещества, окраска с йодом будет меняться. Возможно, что полностью она не исчезнет, потому что готовый продукт — это не чистая глюкоза или мальтоза, а смесь многих веществ, которые образовались во время реакции. В таком виде его называют патокой и часто используют на кондитерских фабриках.