Школа юного химика

1394
0

Первые дни лета – и последняя возможность приобрести путевку в детский научный лагерь «Политех» в усадьбе Гуслица. Лаборатория химии представит проект «Лесная открытка» – под руководством Дениса Жилина, возглавляющего лабораторию, дети будут извлекать получать природные краски и ароматы, создавая с их помощью арт-объекты.

Денис Жилин приглашает в научный лагерь «Политех»

Научные лаборатории
0:57

Театр начинается с вешалки, а химическая лаборатория – с дома. Для многих настоящих ученых дорога к серьезной «взрослой» науке, к сложным синтезам и экспериментам стартовала с маминой плиты и первых попыток получить что-нибудь взрывающееся, горящее – или просто невыносимо пахнущее. Так было и с Денисом Жилиным. Он поделился с нами некоторыми рецептами, отработанными на собственном кухонном опыте.

«В наши времена многие нужные реактивы можно было найти на стройках и в мусорках, – рассказывает Денис. – Помню, на свалке в районе Щербинки я нашел сульфат кадмия: электролиз этой соли приводит к появлению красивой “бороды” из чистого металла. Можно было использовать его и для получения светящейся краски на основе сульфида кадмия, но тогда у меня эта реакция не получилась».

Яркое пламя

Зато получился у Дениса эффектный эксперимент со сжиганием гудрона в селитре. «Горит ярко, – уверяет он. – Получается ярко-желтое пламя: селитра отдает кислород и выступает в этом процессе окислителем, а гудрон – топливом». Бесстрашные юные химики, записывайте рецепт – но будьте крайне осторожны, ожоги можно получить серьезные.

Для получения калийной селитры (нитрата калия) можно воспользоваться реакцией, изобретенной еще в середине XIX века: KCl + NaNO3 → KNO3 + NaCl. Оба исходных реагента можно найти в магазинах для садоводов, они используются как удобрения.

«Налейте в кастрюлю воды, нагрейте практически до кипения, растворите в ней хлорид калия и нитрат натрия в нужных пропорциях и поставьте остудиться – зимой можно просто на балкон, а летом, дождавшись, пока кастрюля охладится, лучше отнести ее в холодильник, – говорит Денис Жилин. – Впрочем, чтобы не делать лишней работы, можно обойтись и готовой натриевой селитрой, ее продают в магазинах».

Добавим, что гудрон, тяжелая фракция, остающаяся после перегонки нефти, используется при строительстве дорог и крыш, в производстве машинных смазок и мазута, так что всякий настоящий химик легко догадается, где его найти. Важный совет: пламя можно расцветить, используя добавки солей различных металлов – так поступают и создатели настоящих фейерверков, о химии которых Политех уже рассказывал.

Запах из пробирки

Классика жанра – меркаптаны (тиолы), углеводородные соединения, напоминающие спирты с их гидроксильной группой, место кислорода в которых занимает сера: R–SH. Справочник химика предупреждает, что короткие, низшие меркаптаны «являются жидкостями с отвратительным запахом». Это определение можно уточнить: запах их невероятно, непередаваемо, непредставимо, невыносимо неприятен. Недаром его (в следовых количествах) добавляют в природный газ, придавая ему легко ощутимый запах.

На самом деле даже небольшие количества летучих меркаптанов в воздухе способны сделать любое помещение необитаемым минимум на несколько часов, чем с удовольствием пользовались поколения юных химиков. Причем летучесть низших меркаптанов сыграла со многими злую шутку: меркаптаны просачиваются даже сквозь притертую стеклянную пробку, так что синтез и хранение таких соединений само по себе – суровое испытание, а применение чревато длительным поражением обоняния.

«Сам я меркаптаном не баловался, – рассказывает Денис Жилин. – Пробовал, конечно, но не получилось: для этого нужны достаточно редкие реактивы и сложные методы, которые в домашней лаборатории были тогда недоступны. Впрочем, недоступны они и сейчас. Поэтому из всех “веществ-вонючек” я получал этилроданид – соединение с резким луковым запахом». Рецепт этой ароматной субстанции тоже непрост.

«Это довольно сложный синтез, – поясняет Денис. – Сначала получали этилхлорид, нагревая этанол с соляной кислотой. При комнатной температуре это – газ, который затем пропускают через раствор роданида калия. Тогда его можно было купить в магазине фототоваров. Продукт получался с очень небольшим выходом: вода сильно мешает этой реакции. К тому же его нельзя было выделить в чистом виде, можно было только учуять луковый запах. Зато позже я узнал, что если воду заменить на ацетон, выход будет гораздо лучше».

Помните! Этилроданид довольно токсичен и проникает даже через неповрежденную кожу, поэтому с ним следует быть особенно осторожным, а лучше – вести такие эксперименте под присмотром учителя химии, благо, и лаборатория в школе оборудована богаче, чем любая кухня юного химика.

Работа над ошибками

Обычный совет юным химикам, схлопотавшим двойку по литературе, состоит в использовании уксуса, марганцовки и перекиси водорода – все это наверняка удастся найти дома, в родительской «заначке». «Лично мне такие рецепты не понадобились, – добавляет Денис Жилин, – отметки у меня были хорошие».

Итак, рецепт. Марганцовка (пергманганат калия) разводится в 70-процентном уксусе до темно-фиолетового цвета и ватной палочкой аккуратно наносится на чернильную запись в дневнике или журнале. Примерно через полминуты получившееся розовое пятно можно удалить другой ваткой, смоченной в перекиси.

«Вообще, могу сказать, что все они не очень-то работают: во-первых, чрезвычайно трудно растворить чернила, не растворяя целлюлозу, из которой состоит бумага. А во-вторых, бумага в дневниках и классных журналах часто используется крашеная, и обесцветится у вас еще быстрее, чем чернила, которыми проставлена двойка, – говорит Денис. – Любая попытка обесцветить чернила обесцветит и страницу, так что ваша работа будет сразу бросаться в глаза».