X-Teh.ru

Я уверен, что в вашей домашней лаборатории найдется немного серной кислоты. Если нет, раздобудьте её поскорее. Ведь именно серная кислота, которую принято называть живой водой химической промышленности, станет сегодня объектом наших опытов.

Серная кислота продается вместе с другими реактивами в магазине химических товаров, можно достать её и в авторемонтной мастерской: ею наполняют автомобильные аккумуляторы. На бутылках с серной кислотой всегда обозначается её концентрация. Самая высокая концентрация доходит до 96%. Тогда серная кислота представляет собой тяжелую густую маслянистую бесцветную жидкость, очень едкую, вызывающую сильные ожоги. Вот почему обращаться с ней нужно очень осторожно: чуть-чуть зазевался и может произойти тяжелый несчастный случай. Для заполнения аккумуляторов используют Н2SO4, 30-процентной концентрации. Это бесцветная жидкость, не имеющая запаха, но тоже очень едкая.

Раздобыв серную кислоту, проведите с ней несколько опытов, постоянно помня об осторожности. Сначала проверим, какими она обладает свойствами. Для этого нам понадобятся весы и небольшое количество концентрированной серной кислоты. В небольшой плоский сосуд, например, кристаллизатор, налейте немного концентрированной серной кислоты. Поставьте сосуд на весы и взвесьте его. Через несколько минут проверьте показания весов. При этом вы обнаружите, что сосуд с кислотой стал вроде бы тяжелее. Что это? Чудо? А может, ошибка? Уверяю вас, что никакой ошибки нет. Увеличение веса произошло за счет поглощения серной кислотой влаги из окружающей среды. Серная кислота любительница воды, она извлекает её даже из воздуха. Химики говорят, что она обладает гигроскопическими свойствами, способностью поглощать воду. Чем дольше вы будете наблюдать за весами, тем больше будет разница в показаниях между первоначальным весом сосуда с кислотой и весом на данный момент.

Возникает вопрос: только ли из воздуха с такой жадностью поглощает воду серная кислота? Проведем эксперимент. Теперь нам понадобится вещество, содержащее воду в связанном состоянии. «Откуда его взять? – подумаете вы. – Снова трудная задача.» Ничего подобного. Мы воспользуемся одним из углеводов, т.е. веществ, в состав которых входят, в частности, углерод и вода. В нашем случае я имею в виду обычный сахар, В испаритель насыпьте одну чайную ложку сахарного песку и налейте столько же концентрированной серной кислоты так, чтобы, по возможности, кислота покрывала весь песок. Через несколько минут в испарителе останется немного черного вещества. Серная кислота и в этом случае поглощает воду. А поскольку сахар – углевод, то есть состоит из углерода, водорода и кислорода, после удаления из него воды в испарителе останется чистый углерод в виде угля.

Давайте повторим этот опыт ещё раз, только сделаем его более эффектно: 50 г измельченной сахарной пудры насыпьте в узкий химический стакан и  поставьте его на плоскую тарелку. Затем налейте в стакан около 5 мл воды, перемешайте и лишь тогда прибавьте примерно 25 мл концентрированной серной кислоты. Снова быстро перемешайте содержимое стеклянной палочкой. Через несколько минут содержимое станет темнеть и набухать – как бы расти на глазах. Пористая масса заполнит стакан и начнет выходить за его краями. Постепенно разбухшая, она будет подниматься все выше и выше. Не забывайте, однако, о мерах предосторожности! Серная кислота ядовита! Наденьте защитные очки и помните, что стакан должен стоять на тарелке.

Как видите, гигроскопические свойства серной кислоты настолько сильны, что она извлекает из разных соединений даже химически связанную воду. Поэтому вас, наверное, не удивит результат следующего опыта. Положите листок белой бумаги на стеклянную или фарфоровую пластинку и прикоснитесь к ней стеклянной палочкой, обмакнутой в серную кислоту. Через некоторое время бумага в этом месте потемнеет и обуглится. Повторите этот опыт на полотне. Как и в первом случае, поместите кусочек ткани на стеклянную пластинку и прикоснитесь к нему смоченной в серной кислоте стеклянной палочкой. По истечении нескольких минут полотно потемнеет, а если его натянуть, разорвется в обуглившемся месте. Вам теперь стало ясно, почему химики в лабораториях носят халаты: в противном случае их одежда была бы покрыта дырами и пятнами. Вот и вы по примеру настоящих химиков пользуйтесь во время опытов халатами.

Коль уж речь зашла об химиках, я расскажу вам одну любопытную историю о выдающемся немецком ученом Клеменсе Бинклере. Он требовал от своих учеников чрезвычайной осторожности и искусности в работе. Носить халаты категорически запрещалось. «Химик должен уметь работать во фраке», – говорил ученый. Если кто-либо приходил в лабораторию, в халате, выговор был неизбежен. «Вы что пришли сюда известь гасить?» – возмущался Винклер. Тем не менее, несмотря на огромный научный авторитет Винклера, положившего начало производству серной кислоты контактным методом, я всё же советую вам ни в коем случае не отказываться от халата.

А сейчас займемся изучением свойства разбавленной серной кислоты. Сначала, однако, нужно ее получить. Погодите, погодите, не приступайте к работе, прочитайте все до конца. Должен вас предупредить, что при смешивании кислоты с водой необходимо строго придерживаться одного правила: во всех без исключения случаях прибавляют концентрированную кислоту в воду, а не наоборот. Если нарушить это правило, кислота может разбрызгаться из сосуда и вызвать ожоги тела, испортить одежду, мебель, пол. Сначала вода, потом кислота – этот порядок соблюдай всегда!

Юный химик, задача проста – в воду добавляется кислота!

Разуму и опыту в угоду наливай кислоту в воду!

Чтобы не обжечь лица и рук, добавляй кислоту в воду, друг!

Готовя разбавленный раствор серной кислоты, вы конечно, заметили, что разведение серной кислоты в воде сопровождается выделением теплоты – пробирка нагревается. Получив разбавленную Н2SО4 проведем несколько опытов. Сначала проверим, как она реагирует на индикаторы. Возьмем лакмусовую бумажку или какой-либо другой универсальный индикатор и смочим серной кислотой. Бумажка покраснеет.

В заключение я научу вас, как отличать серную кислоту от других веществ. Для этого понадобится хлористый кальций или любая другая растворимая соль кальция и хлористый барий. СаСL можно получить, растворив кусок обычного школьного мела в соляной кислоте.

И, наконец, я должен напомнить вам, что химическое вещество, свойствами которого мы сегодня занимались, находит самое широкое применение а различных отраслях промышленности и народного хозяйства. В качестве полуфабриката серная кислота используется для промышленного синтеза некоторых материалов. В огромном количестве Н2SO3 применяется в производстве синтетических волокон и искусственных удобрений. Без неё не обойтись при изготовлении красителей, взрывчатых веществ, пестицидов (ядов, используемых для борьбы с насекомыми-вредителями), а также лекарств и моющих средств. А знаете ли вы, что серная кислота необходима и в горном деле, и в металлургии? Благодаря своим гигроскопическим свойствам она служит как осушитель газов и используется для очистки нефтепродуктов. Без H2SO4, не могли бы работать кислотные аккумуляторы. Неудивительно, что и настоящее и будущее химической промышленности в значительной мере зависят от роста производства серной кислоты. Не будет преувеличением сказать, что серная кислота необходима промышленности так же, как кровь человеческому организму.