Если ты не достанешь гашеную известь, вот рецепт для ее самостоятельного приготовления: разбавь водой аптечный раствор хлорида кальция и добавляй по каплям нашатырный спирт, пока не появится обильная белая муть. И в этом случае дай жидкости отстояться. Прозрачный раствор, который ты перельешь в другой стакан, окажется той же самой известковой водой.
Теперь возьми бутылку с лимонадом или другим шипучим напитком, открой и сразу вставь в горлышко пробку с трубкой или замажь трубку тестом. Другой конец трубки опусти в стакан с прозрачной известковой водой. Из лимонада побегут пузырьки углекислого газа. Если они бегут медленно, поставь бутылку в теплую воду. Эти пузырьки, попадая в известковую воду, делают ее мутной, белесой, словно молоко. На самом деле здесь образуется вещество, которое химики называют карбонатом кальция. Его знает каждый школьник. И ты с ним не раз имел дело. Потому что карбонат кальция — это самый обычный мел. И понятно, что мелкие его частицы делают воду похожей на молоко.
Но не торопись прекращать опыт! Пожертвуй на науку еще одну бутылку лимонада (тем более что после опыта его можно и выпить, хотя, увы, он будет почти без пузырьков). Вновь быстро закрой бутылку пробкой или тестом и продолжай пропускать углекислый газ через известковую воду. Пройдет не так уж много времени, и раствор опять станет прозрачным! Это углекислый газ вступил в реакцию с только что образовавшимся мелом и появилось новое вещество — гидрокарбонат кальция. Оно, в отличие от мела, хорошо растворяется в воде.
Углекислый газ для таких опытов можно получить и без лимонада. Вообще без всяких устройств и приборов. С помощью твоих собственных легких.
Ты наверняка знаешь, что воздух, который мы выдыхаем, содержит много углекислого газа. А если так, то, значит, и от него должна мутнеть известковая вода. Давай проверим.
Известковую воду придется приготовить заново (она не может стоять долго — помутнеет сама по себе). Когда она отстоится, слей, как и прежде, прозрачный раствор в чистый стакан.
Каким бы способом ты ни получил известковую воду, налей ее в небольшой аптечный флакончик (или в пробирку, если она у тебя есть), вставь стеклянную трубочку или соломинку и подуй в нее несколько раз, стараясь дышать поглубже. Вода замутится, а это верный признак того, что в воздухе, который ты выдыхаешь, есть углекислый газ. Если хочешь, дай подышать в трубочку и приятелям, только не забывай перед каждым опытом менять мутную известковую воду на прозрачную.
Такой опыт можно сделать и цветным, чтобы, к примеру, показывать фокус. Дело в том, что известковая вода, как и стиральная сода, окрашивается фенолфталеином в красный цвет. А когда содержащаяся в ней гашеная известь превращается в мел, фенолфталеин на нее больше не действует, и окраска исчезает.
Догадался, как будет выглядеть опыт?
Вот так: в свежую известковую воду добавим несколько капель раствора фенолфталеина, нальем красный раствор в пробирку или пузырек и подуем через трубку. Красное станет белесым.
А вот вариант этого опыта: немножко стиральной соды, буквально на кончике ложки, насыпь в пузырек, залей (но не доверху) водой, капни 2–3 капли фенолфталеина. А потом подуй в розовый раствор. Окраска и на этот раз пропадет, только жидкость будет не мутной, а прозрачной.
Разминка подходит к концу, еще немного — и примемся с тобой за чудеса посерьезнее. Какое бы химическое упражнение сделать напоследок? Давай вот это — с «марганцовкой»[1] из аптечки. Если ты внимательно прочитаешь, что написано на этикетке, то узнаешь, что полное химическое имя этого вещества — перманганат калия. Почти черные крупинки перманганата, растворяясь в воде, дают яркий фиолетово-красный раствор. Совсем малое количество вещества, буквально щепотка, может окрасить много литров воды. Брось несколько крупинок в стакан, залей водой и размешай.
Вылей половину раствора в раковину и долей стакан водой доверху (старайся выливать так, чтобы не запачкать раковину, иначе потом ее придется долго отмывать). Опять отлей половину стакана и долей воды. И так — еще десять, даже двадцать раз. Цвет будет постепенно бледнеть, но очень долго он останется розовым, хотя, кажется, при таком разбавлении там, в воде, и нет уже почти «марганцовки».
У тебя, конечно, остался от предыдущих опытов сульфит натрия — тот, что из фотомагазина. Немножко сульфита — скажем, четверть чайной ложки или даже меньше — раствори в пузырьке с водой. А в три других пузырька налей, но не доверху, растворы перманганата калия. В первом раствор пусть будет темно-фиолетовым. Во втором пузырьке раствор надо разбавить посильнее, чтобы он стал розово-красным. А в третьем — еще сильнее, до бледно-розового цвета.
Когда закончишь эти приготовления, добавь во все три пузырька раствор сульфита натрия, приготовленный с самого начала. Бледно-розовая жидкость станет почти бесцветной, розово-красная — бурой. А там, где был фиолетовый раствор, появятся густые бурые хлопья. Это из «марганцовки» образовалось вещество, которое называют диоксидом (или двуокисью) марганца. То же вещество и оставляет бурый налет на раковине, если вовремя не смыть его проточной водой. Трешь его, трешь — а ему хоть бы что…
Если испачкал химически, то химически надо и отчищать. Попробуй добавить в склянку с побуревшим раствором аптечную перекись водорода и несколько капель уксуса (или несколько щепоток лимонной кислоты). Посмотри, что произойдет с окраской.
Теперь ты знаешь рецепт на тот случай, если нечаянно испачкаешь раковину «марганцовкой»: добавь к перекиси водорода немного кислоты, смочи этим раствором тряпочку и протри раковину разок-другой. А потом смой чистой водой, и раковина вновь станет белой. Можно обойтись и одной лимонной кислотой, без перекиси, но тогда тереть придется дольше и сильнее.
В молекулах перманганата калия много кислорода, того самого кислорода, который всем нам необходим для дыхания. И в подходящих условиях молекулы отдают лишний кислород. Тогда говорят, что они окисляют какое-нибудь вещество. В нашем недавнем опыте перманганат калия окислял сульфат натрия. А вообще-то про него говорят, что он сильный окислитель: может отдавать кислород разным веществам. И при этом так изменять их, что они из вредных становятся безвредными. Поэтому-то «марганцовку» и держат в аптечках: она обеззараживает ранки, уничтожает многих опасных микробов. Каким образом? Да окислением!
Проверим-ка эти свойства на таком нехитром опыте. В один пузырек налей чистую свежую воду, в другой — долго стоявшую воду, а еще лучше из болотца или старой лужи. В оба пузырькц добавь немного окислителя — розовый раствор перманганата калия. В чистой воде он и останется розовым. А в воде из лужи обесцветится. В стоячей воде скапливаются, особенно в теплую погоду, многие малополезные вещества. «Марганцовка» их окисляет, разрушает, а сама при этом обесцвечивается.
Кстати, опытные туристы берут с собой в поход немного «марганцовки». Даже если после кипячения вода вызывает сомнение — можно ли ее пить? — то несколько крупинок этого вещества сделают ее вполне безопасной. Только не стоит класть много «марганцовки»: бледно-розовый раствор — то, что надо.
Чудеса для разминки на этом заканчиваются. Надо полагать, ты потренировался, набрался опыта, понял, что многое тебе под силу. А может быть, и узнал кое-что полезное. С таким багажом смело можно двигаться дальше.
За какие чудеса примемся? Да за какие хочешь. На выбор!
Глава вторая. Разноцветные чудеса
Может быть, тебе потому предлагают чудеса поярче, что ты еще маленький? Чудеса для забавы? Ничего подобного. И умудренные опытом химики очень часто вытворяют такие цветные фантазии в своих колбах — залюбуешься! И не ради забавы, а для дела. Есть даже специальное название — «цветные реакции», его можно встретить в самых серьезных химических книгах.
Чудеса красивые и серьезные одновременно — это как раз то, что нам с тобой нужно!
Индикаторы, принимая то один, то другой цвет, помогали нам отличить кислоту от основания. Например, уксус от нашатырного спирта. Но часто этого недостаточно. Как, скажем, отличить одну кислоту от другой? Для этой очень важной цели химики придумали и проверили множество реакций, пожалуй, для всех мало-мальски распространенных веществ. Такие реакции всегда чем-нибудь приметны, они позволяют по какому-либо признаку сразу и безошибочно определить то или иное вещество. Этим признаком очень часто служит окраска.
С одной цветной реакцией, помогающей опознать одно распространенное вещество, ты уже знаком: крахмал, который содержится во многих растениях, синеет в присутствии крошечной добавки, даже следов йода. К сожалению, это редкий случай, а для большинства химических анализов нужны вещества, которые тебе, пожалуй, нигде не купить. Но, впрочем, кое-что можно придумать…
Вот, скажем, аммиак, водный раствор которого, нашатырный спирт, ты уже покупал в аптеке. Как узнать аммиак? Во-первых, по запаху: один раз понюхаешь — навсегда запомнишь. Да только не всегда удобно нюхать (а иногда и просто невозможно). Тогда — цветная реакция.
Брось в стакан или в склянку с водой несколько крупинок медного купороса и размешай как следует. Раствор должен быть бледно-голубым; если же он окажется темным, разведи его водой. В эту бледно-голубую жидкость влей немного нашатырного спирта. Раствор тотчас станет ярко-синим. Это аммиак, соединившись с медным купоросом, образовал такое яркое вещество. И выдал себя с головой.
Другая реакция — тоже с медным купоросом. Приготовь в стакане раствор, но не такой бледный, как раньше, а яркосиний (то есть возьми побольше медного купороса). Положи в него ненужные железные предметы — хотя бы старые гвозди или шурупы, только не ржавые. И займись какими-нибудь другими делами, впрочем, поглядывая иногда на раствор с гвоздями. Некоторое время спустя ты заметишь, что раствор из синего стал зеленым. А когда вынешь из него гвозди (но только не пальцами, а пинцетом или хотя бы бельевой прищепкой — это общее правило на все химические случаи), то увидишь, что они стали медно-красными.