Опыты без взрывов

Окрашенные силикатные студни позволяют "рисовать" волшебные картинки. Сделайте набросок рисунка, и те места, которые должны быть окрашены, смочите бесцветным раствором фенолфталеина. Другой лист бумаги смочите раствором силиката натрия - тоже бесцветным. Прижмите листы один к другому и спустя несколько минут (тем временем вы можете показывать другой фокус) осторожно разделите листы. Картинка "сама собою" стала красной! Для посвященных нет ничего удивительного - ведь у растворов силиката натрия щелочная реакция...

И последний фокус, тоже обещанный ранее, - с превращением "воды" в "кровь". Приготовьте непрозрачный сосуд, например, оклеив стеклянную банку цветной бумагой; для большей таинственности нарисуйте на бумаге алхимические символы. В банку налейте воду.

Приготовьте несколько чистых стаканов. Вообще-то достаточно трех, но для того, чтобы создать у зрителей впечатление, будто превращения очень сложны, возьмите пять или шесть стаканов. В один стакан насыпьте четыре ложечки гидросульфата калия или капните несколько капель уксусной кислоты и пометьте для себя (но так, чтобы не было заметно зрителям) этот стакан, чтобы его можно было сразу отличить от остальных. В другой стакан насыпьте ложечку кальцинированной соды, в третий - несколько капель раствора фенолфталеина. Сухие реактивы залейте чалым количеством воды и размешайте до растворения. Теперь можно показывать фокус.

Прежде всего убедите зрителей, будто в банке простая вода; а поскольку так оно и есть, то можно в доказательство отпить из банки несколько глотков. А затем все стаканы наполните водой из банки. Не произойдет ровным счетом ничего. Перелейте всю воду обратно в банку из всех стаканов, кроме одного, с гидросульфатом натрия (или с кислотой). Жидкость в банке станет краской, словно кровь, и зрители убедятся в этом, как только вы выльете ее обратно в стаканы.

Вновь слейте содержимое стаканов в банку - на этот раз из всех без исключения стаканов. Жидкость обесцветится, "кровь" превратится в "воду", которую вы опять разольете по стаканам. Однако пить ее уже не надо.

Опыт нехитрый, но достаточно эффектный, если, разумеется, не забыть про заклинания...

ХИМИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

В опытах, которые так похожи на фокусы, бесцветные растворы окрашивались то в один, то в другой цвет, и происходило это сразу же, как по мановению волшебной палочки. И действительно, химические реакции идут очень быстро и, как правило, начинаются сразу же после смешения реагентов. Однако из этого правила есть исключения. Реакционная смесь может оставаться какое-то время бесцветной, а затем мгновенно окраситься. Хотите - через пять секунд, хотите через десять; вы сами можете поставить "химическиеї часы"ї наї требуемое время.

Приготовьте два раствора. Состав первого: 3,9 г йодата калия KJO3 на литр воды. Состав второго: 1 г сульфита натрия Na2SO3, 0,94 г концентрированной серной кислоты (осторожно!) и немного, несколько миллилитров крахмального клейстера - тоже на литр воды. Оба раствора бесцветны и прозрачны.

Отмерьте по 100 мл обоих растворов и быстро, лучше при перемешивании, прилейте второй к первому. Опыт удобнее ставить вдвоем - пусть ваш товарищ сразу же начнет отсчет времени по секундомеру или по часам с секундной стрелкой. Через шесть-восемь секунд (точное время зависит от температуры) жидкость мгновенно окрасится в темно-синий, почти черный цвет.

Теперь отмерьте вновь 100 мл второго раствора, а 50 мл первого разбавьте водой ровно вдвое. С секундомером в руках вы убедитесь, что время, прошедшее с момента сливания растворов до их окрашивания, тоже увеличится в два раза.

Наконец, смешайте 100 мл второго раствора с 25 мл первого, разбавленного водой вчетверо, т. е. до тех же 100 мл. "Химические часы" будут работать в четыре раза дольше, чем в первом опыте.

Этот опыт демонстрирует один из фундаментальных химических законов - закон действия масс, согласно которому скорость реакции пропорциональна концентрациям реагирующих веществ. Но вот в чем вопрос: почему растворы окрашиваются мгновенно после паузы, а не равномерно и постепенно, как этого следует ожидать?

Серная кислота в растворе вытесняет йодат- и сульфит-ионы из их солей. При этом в растворе образуется йодоводородная кислота HI, но живет она недолго и тут же вступает во взаимодействие с йодноватой кислотой HJO3. В результате выделяется свободный йод, он-то и дает цветную реакцию с крахмалом.

Если бы все шло именно так, то раствор и темнел бы постепенно, по мере выделения иода. Однако параллельно идет еще один процесс: сернистая кислота Н2SO3 реагирует со свободным иодом и вновь образуется иодоводородная кислота. Эта реакция идет быстрее предыдущей, и йод, не успев окрасить крахмал, снова восстанавливается до JO3-.

Выходит, что окраска не должна появиться вовсе? Обратите внимание: в ходе реакции сернистая кислота непрерывно расходуется, и как только вся она превратится в серную, иоду ничто уже не будет мешать реагировать с крахмалом. И тогда раствор мгновенно окрасится по всему объему.