Занимательная химия - [5]
Растворимые кислоты окрашивают раствор лакмуса (растительной краски, добываемой из некоторых лишаев) или пропитанную ими бумажку в красный цвет. Все они содержат в своем составе элементы неметаллического характера (так называемые металлоиды).
Определять, что такое основания, пока не буду; я объясню вам это понятие несколько позже. Пока удовольствуемся сведением, что легко растворимые в воде основания (щелочи) имеют характерный "мыльный" вкус и окрашивают лакмус в синий цвет.
Вообще, как кислоты, так и щелочи меняют цвета многих красок, и притом не одинаково. Эта способность их даст нам богатый материал для проделывания очень эффектных опытов - химических фокусов.
При соединении кислот с основаниями образуются соли. Характерным примером последних будет хорошо вам знакомая обыкновенная поваренная соль, давшая свое название этому классу соединений. Однако, не все соли солоны на вкус. Между ними есть и горькие (применяемая как лекарство сернокисломагниевая соль так и называется горькой солью), есть и сладкие (уксусно-кислосвинцовая не даром носит название свинцового сахара). Не вздумайте только пробовать их на вкус!
Все соли способны образовывать кристаллы, и многие из них не действуют на лакмусовую бумажку, - многие, но далеко не все.
Соли далеко не всегда бесцветны, как поваренная соль: многие из них окрашены. Соли могут вступать в химическое взаимодействие друг с другом, причем в некоторых случаях из растворимых солей получаются нерастворимые, из бесцветных - окрашенные, из солей одного цвета - соли другого цвета. Реакции, при этом происходящие, называются реакциями обменного разложения.
На этих свойствах солей основана целая серия поразительных опытов-"фокусов", которые я вам собираюсь показать. Но гораздо важнее то, что на тех же свойствах держится техника производства кислот и оснований, солей, красок и крашения пряжи и тканей и других химических производств.
Самая нужная кислота
Крайне благоприятным обстоятельством для развития химической промышленности является тот факт, что самая важная из всех кислот является и самой дешевой.
Это - серная кислота.
Количество серной кислоты, вырабатываемое в той или иной стране, является показателем развития в этой стране химической промышленности вообще.
Еще бы! Без серной кислоты химик "как без рук". Она необходима для получения большинства других кислот, как минеральных, так и органических, очень многих солей и других химических соединений. Она применяется для превращения древесины в газетную бумагу, для превращения крахмала в сладкую патоку, для получения многих красок и взрывчатых веществ, для очистки нефтяных продуктов, в технологии черных и цветных металлов, в коксобензольном и кожевенном производстве и в ряде других производств. И, главное, при ее посредстве получаются ценные удобрения - суперфосфаты, на что уходит почти одна треть всей вырабатываемой у нас серной кислоты.
И вот этой-то необходимейшей кислоты в царской России производилось в 10 раз меньше, чем в США.
Советская власть, приступая к созданию у нас мощной химической промышленности, в первую очередь озаботилась всемерно развить производство серной кислоты. С 250 тыс. тонн в дореволюционное время до 1800 тыс. тонн в 1937 г. - вот каков рост сернокислотного производства. Увеличение продукции более чем в 7 раз. Таких темпов капиталистическая техника не знает!
Катализаторы химических реакций
Не все реакции соединения идут так гладко, как показанное вам мною соединение хлористого водорода с аммиаком; во многих случаях вещества, могущие соединяться друг с другом, либо вовсе "не хотят" соединяться, либо соединяются крайне медленно.
В этих случаях прибегают к так называемым контактным реакциям (реакциям соприкосновения), происходящим при посредстве особых веществ - катализаторов, не входящих в состав конечного продукта реакции и остающихся по окончании реакции неизмененными.
Получение серной кислоты и является как раз примером таких контактных реакций.
Серная кислота получается соединением серного ангидрида с водой. Серный ангидрид получается, в свою очередь, присоединением атома кислорода к молекуле сернистого ангидрида.
С серой и сернистым ангидридом нам еще предстоит в дальнейшем познакомиться, а пока скажу, что сера, сгорая на воздухе, дает газообразный сернистый ангидрид, молекула которого состоит из одного атома серы и двух атомов кислорода. Серный же ангидрид - тело твердое, в молекуле которого имеется третий атом кислорода. Задача катализаторов - присоединить этот третий атом кислорода к молекуле сернистого ангидрида.
Решается она двояко: либо в свинцовую камеру вместе с сернистым ангидридом и парами воды вводят небольшое количество окислов азота, либо в камеру помещают губчатую платину. Первые отдают свой кислород сернистому ангидриду, а сами снова окисляются кислородом воздуха, вторая, сгущая на своей поверхности кислород, окисляет сернистый ангидрид в серный.
Сейчас в нашей химической промышленности широко пользуются катализаторами для получения весьма многих, преимущественно органических, соединений. Дореволюционная химическая промышленность использовать такие реакции не умела, да и самих производств, в которых они применяются, тогда не было.
Книга Владимира Владимировича Рюмина (1874–1937) «Химические опыты» расскажет нам о химии и химических опытах, которые просто (и безопасно) проводить дома. Какое вещество слаще сахара? Можно ли превратить воду в молоко или вино? Как погасить огонь серой? На все эти вопросы найдется увлекательный ответ. Для среднего школьного возраста.
Владимир Владимирович Рюмин получил широкую известность как популяризатор науки и техники. Будучи прогрессивным педагогом-новатором, разрабатывал собственные оригинальные методики преподавания, ставил необычные опыты, следил за новостями из мира техники и делился ими с учениками. Начав заниматься преподаванием, он издал много учебных пособий по химии, минералогии, технологии и электротехнике, серию брошюр по технологии производств и по прикладной технологии…Окончив преподавательскую деятельность, Владимир Владимирович сосредоточился на популяризации науки.
Что происходит с молекулами в момент химических реакций и почему одни вещества становятся мягкими, а другие твердеют, одни приобретают упругость, а другие – хрупкость? Каким образом вязкая жидкая масса превращается в легкую приятную ткань и почему человек не может жить без полимеров? Какими были люди, совершившие величайшие открытия в химии, и какую роль сыграл элемент случайности в этих открытиях? Как выглядит лаборатория и так ли на самом деле скучна жизнь обычного лаборанта? Отвечая на эти и другие вопросы, Михаил Левицкий показывает, что химия – это весьма увлекательно!
Почему дирижабль «Гинденбург» был наполнен водородом, а не гелием и почему это привело к трагедии? Чем занимались зелейщики и почему крестьяне их не жаловали? Зачем ацетон был нужен военно-морскому флоту Великобритании? Действительно ли оловянные пуговицы сыграли фатальную роль в наполеоновской кампании 1812 года? Ларс Орстрём, шведский химик, специализирующийся в области неорганической химии, преподаватель и ведущий научно-популярного подкаста журнала Chemistry World, с непринужденностью и азартом настоящего ученого распутывает детективные сюжеты из литературы и из жизни, рассказывая захватывающие истории о химических элементах и нашем взаимодействии с ними.
В монографии рассмотрены проблемы механизмов неорганических реакций железа в процессах выплавки чугуна и стали, проблемы получения монокристаллической структуры решетки.
Эта книга о пестицидах, но не торопитесь отложить ее в сторону: она была написана не только для специалистов, но и для всех, кто интересуется устройством нашего мира. Для всех, кто хочет узнать: что опаснее — эпидемия, вызванная насекомыми, или яды, распыляемые на полях; какой пестицид самый популярный в мире; и как роботы помогут нам в будущих войнах за урожай. Но главное — эта книга о людях, чьи открытия изменили мир и позволили не погибнуть от голода все увеличивающемуся населению Земли.
Согласно популярной легенде, Д. И. Менделеев открыл свой знаменитый Периодический закон во сне. Историки науки давно опровергли этот апокриф, однако они никогда не сомневались относительно даты обнародования закона — 1 марта 1869 года. В этот день, как писал сам Менделеев, он направил первопечатную Таблицу «многим химикам». Но не ошибался ли ученый? Не выдавал ли желаемое за действительное? Известный историк Петр Дружинин впервые подверг критике общепринятые данные о публикации открытия. Опираясь на неизвестные архивные документы и неучтенные источники, автор смог не только заново выстроить хронологию появления в печати оригинального варианта Таблицы Менделеева, но и точно установить дату первой публикации Периодического закона — одного из фундаментальных законов естествознания.
В книге на примерах распространенных отравлений рассматриваются сущность и особенности взаимодействия реактивных структур организма, ядов и противоядий. Освещаются пути и характер научного поиска токсикологов, химиков, биохимиков, фармакологов в раскрытии молекулярных механизмов токсических процессов. В связи с расширяющимся внедрением химических веществ в различные сферы человеческой деятельности особое место в книге занимает описание достижений науки и практики в создании эффективных антидотов, характеризуются возможности и перспективы их применения.