Юный техник, 2013 № 03 - [19]

А. ПЕТРОВ

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ Наука и… крахмал

Крахмал — это весьма распространенное вещество. Его используют в кулинарии, в кондитерских изделиях. Да вы и сами, наверное, знаете, ведь каждый пил кисель.

Здесь же мы поговорим о том, что крахмал может иметь самое непосредственное отношение к науке и технике.

ХРОМАТОГРАФИЯ ДОМА

Для изучения различных смесей в лабораториях часто прибегают к хроматографии. Суть способа заключается в том, что обычно отдельные компоненты смеси (жидкости или газа) по-разному удерживаются веществом-адсорбентом, способным избирательно поглощать те или иные химические соединения.

Современные газовые и жидкостные хроматографы — сложные приборы, нередко с компьютерным управлением. Конечно, такое оборудование не доступно ни для домашней лаборатории, ни для школьного кружка.

Однако существуют и простые способы хроматографического анализа. Один из таких приемов называют тонкослойной хроматографией; причем веществом-сорбентом, с помощью которого производится разделение смеси, может послужить крахмал.

Возьмите столовую ложку крахмала и разболтайте в небольшом количестве воды, чтобы получилась смесь густоты сметаны. Вылейте ее на стеклянную пластинку и дайте подсохнуть. Когда пластинка станет сухой, на крахмальное пятно капните исследуемую смесь, например, какой-нибудь сок, чернила или гуашь.

Вы увидите, как на крахмале начнут разбегаться концентрические кольца разного цвета. Для лучшей расходимости иногда стоит капнуть на крахмал одну-две капли растворителя. И тогда вы наглядно убедитесь, что, скажем, черная краска может состоять из красного и синего красителя.

Анализ будет точнее, а его результаты еще нагляднее, если вы прибегните к колоночной хроматографии.

Хроматографической колонкой вам может послужить стеклянная трубка диаметром около 1 см и длиной примерно 20 см. Закройте ватой ее нижний конец и всыпьте крахмал чуть больше, чем наполовину. Сверху влейте в трубку раствор исследуемого вещества, желательно не слишком высокой концентрации. Когда раствор пропитает крахмала, в колонку примерно на половину высоты, влейте 3–4 мл чистого растворителя (воды или спирта).

Смесь разгонится по высоте колонки, станут отчетливо видны окрашенные кольца. Их будет столько, сколько веществ входит в состав изучаемой смеси.

СЕКРЕТНЫЕ ПИСЬМЕНА

Для опыта вам понадобится старая газета, 2 листа белой писчей бумаги, ножницы, раствор крахмала в распылителе-пульверизаторе и две чайных ложки (10 мл) раствора йода.

Застелите рабочее место газетой, чтобы не запачкать столешницу. Из одного листа белой бумаги вырежьте буквы, из которых можно составить некое тайное послание, например, чье-то имя.

Положите второй лист белой бумаги на газету. Выложите на нем слово из вырезанных букв. Спрысните лист бумаги и буквы крахмальным раствором из распылителя.

Убрав вырезанные буквы, дайте листу бумаги высохнуть. Примерно через четверть часа раствор крахмала высохнет и станет незаметным.

А вы тем временем разбавьте аптечный йод водой и залейте его в пустую бутылку с распылителем. Теперь вы готовы к проявлению невидимой надписи.

Объявите зрителям, что на чистом листе бумаги скрыто некое послание. Если сказать нужные волшебные слова, оно появится.

Говорить, понятное дело, можно, что угодно. Главный эффект скрыт не в словах, а в йодном растворе, которым вы обрызгиваете лист с помощью пульверизатора. Белые буквы как бы сами собой проявятся на фиолетовом фоне.

Объяснение «фокуса» весьма простое.

Крахмал, которым вы обрызгали лист бумаги, и сама бумага состоят из молекул сахаристых веществ, соединенных в длинные цепочки. Они вступают в реакцию с молекулами йода, образуя некий краситель фиолетового цвета.

На те участки бумаги, которые были закрыты вырезанными буквами, крахмал не попал, поэтому они остаются белыми. На остальной части бумага, политая раствором крахмала, образует фиолетовой фон.

КОГДА МЯГКОЕ СТАНОВИТСЯ ТВЕРДЫМ

Для следующего опыта вам понадобятся примерно четверть стакана (50 мл) кукурузного крахмала, пустой пластиковый стаканчик, четверть стакана (50 мл) водопроводной воды и столовая ложка.

Положите крахмал в пластиковый стаканчик. Добавьте воды, помешивая смесь ложкой. Она должна быть густой, как хорошая сметана.

Покажите зрителям белую жидкость в стаканчике.

Объявите, что вы сейчас обратите ее в твердое вещество, а затем снова в жидкость.

Вылейте столовую ложку белой жидкости на ладонь кому-нибудь из зрителей. А затем пусть сам зритель дотронется до этой жидкости на своей ладони пальцем другой руки, как только вы произнесете некие магические слова. К его удивлению, смесь тут же затвердеет.

Произнесите еще одно заклинание и велите ему убрать палец. Смесь снова станет жидкой.

Дело здесь, опять-таки, не в магических заклинаниях.

Вещества могут быть твердыми, жидкими или газообразными. При этом твердые вещества, жидкости и газы способны весьма интересным образом смешиваться между собой. Смесь крахмала с водой — это вовсе не раствор, а коллоид — взвесь, в которой мельчайшие частички двух веществ равномерно перемешаны между собой. При механическом воздействии частицы крахмала стягиваются в одно место и смесь как бы затвердевает.