Обстановка "магического кабинета", где я собираюсь демонстрировать вам серию опытов, подтверждающих перечисленные выше свойства "трех китов химии", весьма несложна. Стол, пара совершенно одинаковых бутылок из бесцветного стекла, полдюжины тонкостенных чайных стаканов - вот и все, что пока мне понадобится.

Стол может быть заменен низеньким шкафом с раскрытыми дверцами, либо обыкновенным столом с табуретом или перевернутым вверх дном ящиком под ним. В последнем случае пространство между верхним краем стола, обращенным к зрителям, и полом должно быть закрыто свесившейся со стола скатертью.

Рис. 5. Пробирка

Стаканы, если не гнаться за сценичностью опытов, можно заменить пробирками (рис. 5) - открытыми цилиндриками с тоненькими стенками, применяемыми в лабораториях.

Рис. 6. Банка

На скрытой от взоров зрителей полке стола-шкафа помещаю запас реагентов (химических веществ, нужных для опытов): твердых - в баночках (рис. 6), растворенных - в склянках (рис. 7).

Рис. 7. Склянка

Те и другие - с притертыми стеклянными пробками; на тех и других наклеены ярлычки с названиями веществ, в них содержащихся. Тут же в углу, на всякий случай, - противоядия против некоторых ядовитых веществ, без которых в этой серии опытов не обойдешься.

Сядьте невдалеке против стола и смотрите внимательно: я начинаю.

Молоко... из воды

У известного американского писателя Брет-Гарда в повести "История одной руды" есть такая сценка:

"Незнакомец обмакнул в склянку сухую былинку и стряхнул с нее каплю в воду. Вода осталась такой же чистой и прозрачной, как прежде.

- Теперь брось туда щепотку соли.

Кунго повиновался. В ту же минуту на поверхности воды показался беловатый пар, и вся вода стала молочного цвета.

- Это колдовство! - воскликнул Кунго.

- Это хлористое серебро! Неуч!"

Какая реакция описывается здесь романистом и верно ли она описана?

Следующий опыт даст вам ответ на эти вопросы.

На столе пустой стакан. Можете осмотреть его, - в нем нет ничего магического; стакан как стакан.

Два таких же стакана, наполовину налитых каждый, насколько можно судить по виду, прозрачной чистой водой, держу в правой и левой руке.

Я сливаю воду из обоих стаканов одновременно в стакан, который стоит на столе (рис. 8).

Рис. 8. Молоко из воды

Чудеса! Лил воду, а стакан наполнился... молоком.

Но стоит подождать несколько минут, и иллюзия рассеивается - густой белый творожистый осадок опускается на дно стакана, а вода над осадком снова становится прозрачной.

Поэтому, если, повторяя мой опыт, вы не захотите испортить его эффект, немедленно прячьте стакан с "молоком" в стол и переходите к другим фокусам. Я же открою вам секрет превращения.

В стаканах, которые я держал в руках, была налита не вода, а прозрачные водные растворы: в одном - обыкновенной поваренной соли (хлористого натрия), в другом - ляписа (азотнокислого серебра). Имейте в виду, что ляпис ядовит, обращайтесь с ним с особенной осторожностью, в руки не берите, вынимайте его из баночки, в которой храните, пинцетом (рис. 9); баночка должна быть из темного стекла, так как на свету ляпис разлагается. На этом, между прочим сообщу вам, и основано его применение в фотографии. Растворять азотнокислое серебро необходимо в перегнанной (дистиллированной) воде, купленной в аптеке, так как в обыкновенной воде оно дает муть.

Рис. 9. Пинцет

При сливании растворов произошла химическая реакция (взаимодействие) - соли обменялись металлами, входившими в их состав. Получились: хлористое серебро, нерастворимое в воде и вскоре осевшее в виде снежно-белого осадка, и азотнокислый натрий (селитра), оставшийся в растворе. В последнем нетрудно убедиться, если, осторожно слив жидкость с осадка, выпарить ее в фарфоровой чашечке на спиртовой лампе. Когда вода выкипит, на дне останутся кристаллики селитры.

Маленькое замечание практического характера: оттого-то и нельзя растворять ляпис в водопроводной воде, что самая, казалось бы, чистая и на вкус совершенно пресная вода содержит всегда в растворе хотя бы следы поваренной соли. В лабораториях пользуются описанной реакцией для определения количественного содержания в воде хлористого натрия. Осадив его полностью из отмеренного количества испытуемой воды, осадок высушивают и взвешивают. Химические соединения, в отличие от простой смеси веществ, происходят лишь при наличии строго определенных весовых отношений между составляющими их веществами. Зная вес образовавшегося хлористого серебра, химик умеет вычислить, какое количество соли было в испытуемой воде.

Вода и вино в одной бутылке (Химические индикаторы)

А теперь, если хотите, я могу налить вам либо вина, либо воды, по вашему указанию, из... одной и той же бутылки.

Пожалуйста, осмотрите ее перед началом опыта.

Это убедит вас, что в бутылке не вино, а самая обыкновенная вода.

Вы просите налить вина.

Наполняю из бутылки один из стоящих передо мною стаканов, и по красивой окраске жидкости вы можете судить что перед вами красное вино.

Но мне хочется выпить воды. Я переливаю вино в другой стакан, и оно снова превращается в воду (рис. 10).

Рис. 10. «Превращение вина в воду»

Но пить воду эту нельзя. И вот почему.

В бутылку налита действительно простая вода, но к ней было предварительно прибавлено несколько капель раствора фенолфталеина (ядовит!). На дно первого стакана я налил еще до начала опыта немного крепкого раствора соды, на дно второго - такой же раствор виннокаменной кислоты.

Фенолфталеин краснеет в щелочах и солях с преобладающими щелочными свойствами. Сода (углекислый натрий) как раз и есть такая соль. Она образована очень слабой угольной кислотой и резкой щелочью - едким натром. Кислоты разрушают эту окраску, поэтому при переливании окрасившегося от соды раствора в стакан с виннокаменной кислотой он снова обесцветился.

Кстати, о фенолфталеине.

Он постоянно применяется в химических лабораториях, служа для указания появления и исчезновения щелочной реакции растворов в так называемом объемном анализе веществ. Как и лакмус, он, следовательно, является химическим индикатором, то-есть указателем реакции.

Заменяя фенолфталеин другой искусственной органической краской - метилоранжем, дающим желтую окраску в щелочах и красную в кислотах, можно в нашем опыте налить из бутылки с водою в один стакан белого вина, в другой - красного, а в третий - чистой воды.

Но и в этом случае пить налитые "вина" нельзя!

Физика учит, что при смешении синего и желтого цветов получается составной зеленый цвет. В том же убеждены все живописцы. А между тем я легко могу доказать вам, что такое утверждение ошибочно. Синий и желтый - дополнительные цвета, взаимно уничтожающие друг друга. Растворы синей и желтой краски при сливании дают бесцветную смесь.

Смотрите сами. В этом стакане, как видите, синяя жидкость, в этом - желтая. Выливаю их в третий стакан. Перед вами прозрачная вода: синий и желтый цвета уничтожили друг друга...

Почти уверен, что вас я не введу в заблуждение и вы сами разгадаете тайну такого "нарушения" законов оптики; но кто еще не видел показанных мною раньше опытов, тот, пожалуй, будет поставлен этим опытом в тупик.

Вы говорите, что в первом стакане у меня был щелочный раствор лакмуса, в другом - такой же раствор метилоранжа, а в третьем, куда я слил содержимое двух первых, - хлорная вода.

Вы правы: так оно и было!

Превращение воды в "кровь" (Реакция качественного анализа)

На столе перед вами стакан с водою. Беру кусок воска или парафина и отделяю от него крохотный кусочек, остальное передаю вам. Можете убедиться, что это действительно воск или парафин, которые в воде, как вам известно, нерастворимы.

Заодно осмотрите внимательно и мою "волшебную палочку" (рис. 11). Это самая обыкновенная стеклянная палочка. На ваших глазах прилепляю на ее конец свой кусочек воска и начинаю помешивать ею воду в стакане. Ничего не происходит. Неужели опыт не удался? Подождите. Считайте до десяти. Как только вы скажете "десять", вода мгновенно превратится в "кровь".

Рис. 11. «Волшебная» палочка

Поднимаю стакан, и вы видите - он до краев полон "крови".

В крупинке воска, которую я отделил от целого куска, был предварительно залеплен мною крошечный кристаллик роданистого аммония. В воду заранее прилито несколько капель хлорного железа с соблюдением осторожности, чтобы вода не пожелтела. В противном случае следует вылить часть раствора и долить стакан чистой водою. Когда вы сказали "десять", я слегка надавил концом палочки на дно стакана: этим я раздавил кристаллик роданистого аммония, освободив его от восковой оболочки. С хлорным железом он дал роданистое железо, и последнее окрасило воду в кроваво-красный цвет.

Наш "фокус" ежедневно проделывают в химических лабораториях всего мира. Эта в высшей степени чувствительная реакция служит для обнаружения малейших следов железа при качественном анализе, то-есть исследовании, из каких химических элементов состоит данное сложное вещество или смесь веществ.

Как одной краской красят в разные цвета (Крашение по протраве)

Если вам не скучно посидеть несколько минут без дела, могу на ваших глазах отварить несколько листьев красной капусты в кипящей воде, чтобы извлечь из них сок, содержащий органическую краску, напоминающую по своим свойствам лакмус.

Ну, вот, отвар готов; сливаю его в три тарелки и приступаю к крашению.

В первую тарелку погружаю лоскуток белой ткани и вынимаю его зеленым; во вторую погружаю такой же лоскуток, но он становится пурпурным; третий лоскуток в третьей тарелке делается пунцово-красным.

Это химическое "чудо" и сотни ему подобных являются самым обыкновенным приемом красильщиков пряжи и тканей. Его знали еще красильные мастера древнего Египта и Индии, где оно практиковалось за тысячи лет до нашей эры.

Называется оно окраской по протраве. Тряпочки, которые я погружал в одну и ту же краску, оттого окрашивались ею каждая в другой цвет, что я до начала опыта пропитал их различными веществами, после чего все их высушил. Первую я обработал раствором квасцов, вторую - раствором поташа, третью смочил соляной кислотой.

Одна и та же краска, вступая в химическую реакцию с разными протравами, дает различно окрашенные соединения.

Секрет старых красильщиков

Химики наших дней дали красильщикам пряжи и тканей такое обилие искусственных органических красок, что крашение естественными растительными красками почти совершенно вышло из употребления.

Во второй половине прошлого века было не так. Выбор красильных веществ в те времена не отличался особым богатством, так что мастерам красильного дела приходилось изыскивать способы, как одним и тем же красильным пигментом окрашивать пряжу и ткани в различные цвета.

Одной из излюбленных старыми мастерами красок был отвар кампешевого дерева. Его иногда можно найти в москательных лавках, так как приготовляемые из него краски безвредны и применяются для окраски пищевых веществ.

К сожалению, надо отметить, что безвредность не принадлежит к числу достоинств большинства искусственных органических и минеральных красок.

Если найдете в продаже кампешевое дерево (оно продается в виде стружек), отварите его в тонкостенной колбе, а за неимением таковой - хоть в глиняном горшке, но не в металлической кастрюле. Разлейте отвар по чашкам и прилейте к нему в одну чашку уксуса, в другую - раствора квасцов (двойная сернокислая соль алюминия и калия, натрия или аммония), в третью - раствора хлорного железа, и вы поймете, как одной и той же краской можно красить в разные цвета.

В капиталистических странах, где система обмана потребителей фирмами является основой для выкачивания прибыли, широко практикуется фальсификация пищевых продуктов (молока, мяса и др.). Суррогаты пищи ярко окрашиваются, великолепно упаковываются. Химия и здесь служит целям капиталистической конкуренции.

Для разоблачения подделок существуют сотни химических реактивов. Среди них находится и кампеш. Кампеш, например, служит прекрасным средством, чтобы уличить булочников в прибавке квасцов к муке, из которой выпекаются булки. Прибавляют же квасцы к муке с целью улучшить цвет хлеба и увеличить его пористость. Нельзя сказать, чтобы эта примесь была ядовита, но, во всяком случае, она не вполне безразлична для здоровья потребителей хлеба. Лучшим способом обнаружить ее является вымачивание испытуемого хлеба в свежем спиртовом настое кампешевых стружек, к которому прибавлено небольшое количество углекислого аммония. Пропитавшийся настоем кампеша хлеб вынимают из жидкости и сушат в теплой печке. Если в нем были квасцы, то, в зависимости от их количества, хлеб приобретает более или менее выраженный синий цвет. При отсутствии квасцов, цвет высушенного хлеба будет красно-бурый.

Гораздо вреднее и опаснее, чем подмесь квасцов, прибавка к затхлой и низкосортной муке толченого порошка медного купороса. Между тем в царское время булочников неоднократно уличали в таком "сдабривании" хлеба.

Чтобы открыть эту примесь, хлеб смачивают раствором уксусной кислоты и затем - раствором - желтой кроткой соли, (железисто-синеродистого калия). В случае присутствия солей меди, хлеб при такой обработке окрашивается в шоколадно-коричневый цвет.

У нас в стране, где здоровье трудящихся является важнейшей государственной заботой, конечно, никаких подделок не производится, а сами подделки, если они и имеют место в корыстных целях, караются по всей строгости законов.

Забытое слово

В одной очень старинной басне есть такое выражение: "Изрядно насандалив нос..." В наше время, пожалуй, не всякий его поймет. Происходит же слово "насандалить" от слова сандал, как кратко называют сандаловое дерево, растущее, как и кампешевое, в тропических краях.

В былые дни, до открытия искусственных органических красок, сандал был весьма популярен среди красильщиков. Теперь же его достать так же трудно, как и кампеш, но все же иногда удается.

Отварите стружки сандала в слабом растворе щелока (едкого натра или кали), разделите отвар на две порции и прибавьте к одной из них раствора хлористого кальция, а к другой - хлористого бария. Получите так называемые лаки фиолетового цвета, еще сравнительно недавно применявшиеся в обойном производстве.

Другую часть стружек настойте на спирту; спирт окрасится в красный цвет очень красивого оттенка. Оттого-то и применялся в старое время сандал в виноделии, что при его помощи из воды, спирта и карамели готовили "виноградные вина" без... единой виноградной ягодки. Недаром в конце 80-х годов прошлого века из Москвы вывозилось "виноградных вин" больше, чем ввозилось в нее, хотя, как известно, виноград в Москве не растет...

Отсюда понятно и выражение "насандалить нос". Известно, что от неумеренного употребления спиртных напитков нос краснеет, сандал же красит тоже в красный цвет.