Чудеса на выбор, или химические опыты для новичков

Соедини последовательно три батарейки («плюс» одной — к «минусу» следующей), а к крайним батарейкам подсоедини проводки, идущие от карандашей. Прибор включен. Стакан, говоря строго, называется электролитической ванной, раствор соды — электролитом, карандаши — электродами, а то, что происходит в ванне, — это электролиз. Но что там происходит?

В воде находятся заряженные частицы водорода. Они движутся к положительному электроду. И возле того карандаша, который присоединен к «плюсу» батарейки, поднимаются вверх пузырьки водорода. А у второго карандаша появляются пузырьки другого газа — кислорода.

Когда соберется полная пробирка водорода (он вытеснит почти всю воду), аккуратно вынь ее из раствора и, не переворачивая, поднеси спичку: водород вспыхнет и хлопнет, как хлопушка. А пробирку с кислородом прикрой под водой пальцем, извлеки, переверни и опусти в нее погасшую, но еще тлеющую лучинку: в присутствии кислорода она вновь разожжется.

Получается, что вода под действием электричества разлагается на водород и кислород. Это ее свойство нередко используют для получения газа водорода (а кислорода и в воздухе достаточно).

Но зачем класть соду? Просто для ускорения опыта. Вода очень плохо проводит электричество, и без соды наш опыт слишком бы затянулся.

С тем же прибором повтори опыт еще раз, взяв вместо соды поваренную соль. В одной пробирке, как и прежде, появится водород, а в другой — желтозеленый газ хлор. Помнишь, как называется на химическом языке поваренная соль? Хлоридом натрия.

Вообще-то хлор довольно ядовит, но ты получаешь его в очень малом и безопасном количестве. Пробирку с хлором и остатками раствора соли закрой пальцем, вынь из воды, переверни и встряхни несколько раз. В пробирке — хлорная вода, очень сильный окислитель. Чтобы убедиться в этом, добавь эту воду к слабому чернильному раствору — он сразу обесцветится.

Возле отрицательного электрода капни немного раствора фенолфталеина. Он покраснеет. Значит, получилась еще и щелочь. Действительно щелочь, причем сильная и часто употребляемая — едкий натр. Выходит, что под действием тока раствор обычной соли дает сразу три полезных вещества — водород, хлор и едкий натр. Поваренная соль, которую мы все ценим как необходимую приправу к пище, не менее высоко ценится и в промышленности: это очень важное сырье.

Теперь мы поставим еще один опыт с раствором поваренной соли. Правда, для промышленности он значения не имеет, зато выглядит гораздо красивее, чем предыдущий. Собственно, он мало чем от него отличается. Только вместо грифельных электродов, из простого карандаша, возьми на этот раз медные электроды. Ими могут быть тонкие медные пластинки, а еще проще вырезать два прямоугольника из медной фольги.

Красные медные прямоугольники поставь вертикально по краям небольшой пластмассовой ванночки или эмалированного поддона. Налей в ванночку раствор поваренной соли (соотношение воды и соли особого значения не имеет); пусть этот раствор покроет прямоугольники чуть больше, чем наполовину. Затем двумя проводками присоедини медные электроды к положительному и отрицательному полюсам батарейки для карманного фонарика. Опыт начался.

Следи за тем, что происходит в твоей электролитической ванне. Сначала, как и в прошлом опыте, возле обеих пластинок появляются маленькие пузырьки газа. Правда, на этот раз хлор не образуется — у обоих электродов выделяется водород. А щелочь у отрицательного электрода можно обнаружить и теперь. Но самое интересное впереди.

Минут через пять или десять в жидкости появятся зеленые хлопья. Это из хлорида натрия образовался (но не сразу, а по целой цепочке превращений) зеленый хлорид меди. Однако и это еще не все.

Оставь прибор включенным и вернись к нему примерно через час. Ты увидишь, что раствор пожелтел, а на дне появился желтый осадок. Щелочь, которая появилась у электрода, вступила в реакцию с одним из соединений меди и образовала очень тонкий осадок, который постепенно меняет цвет с желтого на красный. Такая перемена цвета еще быстрее происходит при нагревании, но оно в данном случае необязательно, потому что наш электролит немного нагревается сам по себе, под действием электрического тока. В конце концов красный осадок смешивается с желтым, образуя коричневатую массу на дне ванночки.

Может случиться так, что этот опыт не пойдет до конца, и превращения прервутся где-то на середине. Скорее всего причина в том, что батарейка «села» во время работы. Боюсь, что оживлением ей уже не вернуть былой силы, которая для этого опыта просто необходима. Поэтому замени старую батарейку свежей.

И еще одно наблюдение, которое я советую тебе сделать. Рассмотри внимательно оба электрода после опыта. Они покроются налетом: один — черным, другой — зеленоватым. Такие цветные пленки на меди мы с тобой поучимся готовить специально, но сделаем это немного позже.