Химическая кунсткамера

Самые эффектные и красивые опыты

8.10. Пламя – и сноп искр

Красивый сноп искр можно получить, высыпая в пламя горящей спиртовки (или в пламя обильно смоченного этиловым спиртом ватного тампона на фарфоровой тарелке) порошки таких металлов, как алюминий Al, титан Ti, цирконий Zr или магний Mg. Порошок сбрасывают с фарфоровой ложечки или со шпателя небольшими порциями. При горении порошков металлов образуются оксиды Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂ и MgO.

В опыте не следует использовать тончайшие порошки (пыль или пудру) этих металлов: в пламени они могут взорваться. Пудра циркония может взорваться уже при комнатной температуре.

Глава 9. Химический пейзаж: и сад, и аквариум

Осенний сад не помнит, увядая,
Что в огненной листве погребена
Такая звонкая, такая молодая,
Еще совсем недавняя весна.

С.Маршак. «Из лирической тетради»

Греческий историк Геродот из Галикарнаса (484–425 гг. до н. э.), пересказывая старинные легенды, утверждал, что царица Шаммурамат (Семирамида), жена ассирийского царя, в IX в. до н. э. создала в Вавилоне «висячие сады». Их называли одним из семи чудес света. На самом деле эти сады появились только во времена вавилонского царя Навуходоносора, тремя веками позже. В те далекие времена никто не подозревал о садах с кристаллическими растениями, которые может вырастить дома любой начинающий химик.

9.1. Деревья Сатурна и Юпитера

«Сатурново дерево» называют иногда деревом Парацельса – по имени врача-алхимика, основателя фармацевтической химии. Готовя одно из своих лекарств растворением в уксусной кислоте CH₃COOH металлического свинца Pb, он задумал добавить еще и ртуть Hg, а потому внес в сосуд кусочки цинка Zn. В те времена многие химические элементы (в том числе и очень распространенные металлы) еще не были по-настоящему идентифицированы и считалось, что цинк содержит много ртути и от этого он такой легкоплавкий.

Не имея времени продолжить опыт, Парацельс оставил сосуд на несколько дней, и как же сильно он был поражен, увидав на кусочках цинка блестящие веточки неизвестной природы! Он подумал, что ртуть Hg, затвердев, вышла из кусочков цинка. Позже красивое «дерево» получило название «сатурново дерево», т. к. алхимики связывали со свинцом планету Сатурн: ведь «ствол», «сучья» и «ветки» его состоят из свинца.

Чтобы вырастить «сатурново дерево», или «дерево Парацельса», в высокий стакан или стеклянный цилиндр наливают водный раствор 25–30 г ацетата свинца Pb(CH₃COO)₂ в 100 мл воды и погружают в него очищенную тонкой наждачной бумагой пластину или стержень из цинка. Можно вместо этого подвесить на нитке несколько кусочков цинка, тоже очищенных наждачной бумагой. Со временем на цинковой поверхности вырастают ветвистые и блестящие, сросшиеся между собой кристаллы свинца.

Их появление вызвано реакцией восстановления свинца из соли более активным в химическом отношении металлом цинком:

Pb(CH₃COO)₂ + Zn = PbЇ + Zn(CH₃COO)₂.

Парацельсу приписывают и получение кристаллов олова на гранулах цинка – «дерева Юпитера». Чтобы вырастить такое «дерево», в высокий стеклянный сосуд наливают водный раствор 30–40 г хлорида олова(II) SnCl₂ в 100 мл воды и погружают цинковую пластинку. Очень быстро на ней вырастает дерево из кристалликов олова черного цвета.

Парацельс

Врач и химик Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (1493–1541) называл себя Парацельсом, т. е. «превосходящим Цельса» – знаменитого древнеримского врача, имевшего непререкаемый медицинский авторитет.

Парацельс был реформатором алхимии. Он впервые стал применять в качестве лекарств соединения ртути Hg, мышьяка As, свинца Pb, меди Cu и других металлов и неметаллов при условии строгого их дозирования. «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости. Одна только доза делает яд лекарством», – учил Парацельс.

Парацельс исколесил всю Европу и несколько стран Азии. Всюду он изучал способы врачевания и приготовления лекарств. В 1527 г. он поселился в швейцарском городе Базеле и получил должность городского врача и профессора медицины в местном университете.

Свою деятельность он начал с того, что рекомендовал сжечь на площади все книги врачей древности, что и сделали студенты под веселые возгласы. Затем он ввел штрафные санкции против аптекарей, потчующих больных не лекарствами, а «вонючей похлебкой». Эти акции вызвали возмущение городских властей, врачей и аптекарей. Парацельсу пришлось покинуть Базель и искать пристанища в глухих селениях Альп, где он лечил бедняков и создал одну из лучших своих книг – «Великое врачевание ран».

В 1541 г. измученный скитаниями Парацельс принимает приглашение зальцбургского архиепископа поселиться в этом городе Германии, но жить ему осталось недолго. В том же году в возрасте 48 лет Парацельс – одинокий и нищий человек – умер на постоялом дворе. 

9.2. Серебряное деревце Дианы

Античная мифология связывает девственную богиню-охотницу Артемиду с Луной, а луна в алхимии – символ серебра. Древнеримская богиня Луны носила имя Дианы. В Риме существовало знаменитое святилище Дианы, где утварь и светильники были изготовлены из чистого серебра. Диана считалась покровительницей серебряных дел мастеров. В средние века алхимики, выделявшие серебро из его солей при помощи ртути, называли его серебром Дианы.

Попробуйте выделить серебро из водного раствора нитрата серебра(I) при помощи ртути. Это получается при точном, прямо-таки ювелирном соблюдении всех перечисленных ниже условий.

В стеклянный стакан с каплей ртути Hg на дне надо налить водный раствор нитрата серебра(I) AgNO₃ (10 г соли в 90 мл воды). Сначала ртуть покрывается серой пленкой амальгамы серебра (сплава ртути с серебром), а через 5–10 с на ней начинают очень быстро расти блестящие игольчатые кристаллы серебра Ag. Спустя несколько минут иглы начинают ветвиться, а через 1 ч в сосуде вырастает сверкающее серебряное деревце.

Здесь очень важно точно следовать рекомендованной концентрации нитрата серебра: при более низком содержании AgNO₃ роста кристаллов металлического серебра не наблюдается. Так, при содержании в 100 мл воды всего 5 г AgNO₃ через 2 мин будет наблюдаться лишь рост одиночных кристаллов. А при более высоком содержании AgNO₃ (например, при 20–40 г в 100 мл воды) кристаллизация серебра идет по всей массе раствора без образования ветвистых кристаллов.

Растущие кристаллы, как насос, выкачивают катионы серебра Ag⁺ из окружающего раствора, и идет окислительно-восстановительная реакция:

2AgNO₃ + Hg = 2AgЇ + Hg(NO₃)₂.