В. А. ПОЛОСИН

ЛЕКЦИОННЫЕ ОПЫТЫ
ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ
Под редакцией,
проф. В. В. ФЕОФИЛАКТОВА
МХП-СССР
!1ч41ПКП|
Химич ск* й зазо»
Те кии чес» а* ж-Гнетем
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ХИМИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА
1950
ЛЕНИНГРАД
54
П. 52
10-5-2
В книге содержится подробное описание поста-
новки и проведения около 300 лекционных опы-
тов по теоретическим разделам общей химии и
по химии неметаллов применительно к курсу
общей химии высших учебных заведений.
Книга предназначается в качестве руководства
для лекционных ассистентов в высших учебных
заведениях, но может быть с успехом использо-
вана в техникумах, а также преподавателями
средней школы.
К ЧИ ТА ТЕЛЮ
Издательство просит присылать Ваши замечания
и отзывы об этой книге по адресу: Москва, 12,
Новая площадь, д. 10, подъезд 11, Госхимиздат.
ПОСВЯЩАЕТСЯ
ПАМЯТИ ДОРОГОГО УЧИТЕЛЯ
ИВАНА АЛЕКСЕЕВИЧА
КАБЛУКОВА

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
® За годы сталинских пятилеток сеть высших учебных заведе-
ний и техникумов чрезвычайно выросла и к преподаванию были
привлечены многочисленные молодые педагогические кадры.
Преподавание курса общей химии предъявляет к лектору не-
сколько особые требования: каждый лектор-химик, естественно,
стремится не только передать аудитории предусмотренную про-
граммой сумму знаний, но и внушить учащейся молодежи живой
интерес к.химии. Не будет преувеличением сказать, что вслед за
искусством лектора здесь решающую роль играют целесообразно
подобранные и удачно выполняемые лекционные опыты. Как из-
вестно, эта сторона преподавательской деятельности требует не
только знаний и педагогического опыта, но и специальных на-
выков.
Настоящее руководство предназначено оказать помощь начи-
нающему лекционному ассистенту и облегчить ему освоение тех-
ники лекционного экспериментирования. Поэтому в описаниях
опытов даны подробные указания о технике их выполнения,
включая детали, которые иногда быть может и кажутся, на пер-
вый взгляд, незначительными, но на самом деле имеют весьма
существенное значение.
Проф. В. В. Феофилактов
ОТ АВТОРА
В основу предлагаемого руководства положены материалы,
накопленные на протяжении десятков лет кафедрой неорганиче-
ской и аналитической химии Московской ордена Ленина Сельско-
хозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.
Кафедра' неорганической и аналитической химии с самого ее
основания (1865 г., Петровская земледельческая и лесная акаде-
мия) возглавлялась выдающимися учеными и педагогами:
Н. Э. Лясковским, П. А. Ильенковым, Э. Б. Шене, М. И. Конова-
ловым и И. А. Каблуковым, всегда уделявшими большое внимание
постановке лекционных опытов. Особенно много сделали в этой
области Э. Б. Шене, проработавший в Академии 30 лет (1866—
1896 гг.), и И. А. Каблуков, руководивший кафедрой на протя-
жении 43 лет (1899—1942 гг.).
Эта книга содержит описания опытов по теоретическим раз-
делам общей химии и по химии неметаллов. Описание опытов по
химии металлов автор предполагает дать отдельной книгой.
Для каждого опыта дается перечисление необходимого обору-
дования и реактивов, приводится подробное описание подготовки
и выполнения опытов. В соответствующих местах обращается
внимание на возможные затруднения и опасности, связанные
с выполнением опыта. Большинство описываемых опытов пояс-
няется рисунками.
Все опыты, включенные в руководство, многократно и тща-
тельно проверены, что, однако, не исключает возможности их
дальнейшего улучшения. Поэтому замечания и указания читате-
лей будут приняты с благодарностью.
Считаю приятным долгом выразить глубокую признательность
профессорам В. В. Феофилактову и И. Н. Заозерскому за полез-
ные советы, рецензентам книги чл.-корр. Академии наук СССР
проф. В. В. Лебединскому и чл.-корр. Академии наук СССР
проф. Б. В. Некрасову за ценные указания, а также А. И. Денисо-
вой за помощь при проверке опытов.
В. А. Полосин
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Предисловие редактора..................................... 5
От автора................................................. 6
Введение........................................................ 15
I.	Закон сохранения веса
1.	Окисление железа на весах.................................. 19
2.	Горение свечи в колбе с поглощением продуктов горения ....	20
3.	Горение свечи на весах с поглощением продуктов горения ....	21
4.	Горение свечи на весах в закрытой колбе............. 22
5.	Постоянство веса при реакции в замкнутой системе.... 23
II.	Атомно-молекулярная теория
6.	Диффузия паров брома в воздухе и в водороде................ 25
7.	Диффузия водорода через пористый цилиндр................... 26
8.	Диффузия в растворах...................................... 28
9.	Диффузия в желатине........................................ 31
III.	Вода
10.	Аномальное расширение воды................................. -33
11.	Зависимость давления пара воды от температуры............... 35
12.	Кипение воды при уменьшенном давлении....................... 37
13.	Уменьшение давления пара при понижении температуры .....	38
14.	Перегонка воды под уменьшенным давлением..............•	. .	39
15.	Термическая диссоциация водй................................ 41
16.	Электролиз воды............................................. 42
17.	Получение гремучего газа...................................	44
18.	Взаимодействие водорода и кислорода в присутствии платины . .	45
IV.	Растворы ,
19.	Растворимость воздуха в воде в зависимости от температуры ...	47
20.	Влияние давления на растворимость газов в воде.............. 48
21.	Растворение серной кислоты в воде .........................  49
22.	Растворение эфира в воде.................................   50
23.	Взаимная растворимость воды и фенола.................•	 . .	50
24.	Взаимная нерастворимость двух жидкостей..................... 51
25.	Смешивание спирта и воды..................................  52
26.	Теплота растворения едкого натра...........................  53
27.	Теплота растворения роданида аммония . -...................  53
28.	Тепловой эффект при взаимодействии серной кислоты со снегом .	54
29.	Насыщенные растворы......................................... 54
30.	Пересыщенный раствор......................................   55
31.	Давление пара чистого растворителя и раствора  ............ 56
32.	Поглощение паров растворителя раствором .................. л7
33.	Давление дара над кристаллогидратом . . ................... 58
8
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
34.	Выветривание и расплывание солей..........................  38
35.	Эндоосмос и экзоосмос...................................... 5Э
36.	Осмотическая ячейка ......................................  60
37.	«Искусственные водоросли».................................. 61
V.	Электролитическая диссоциация
38.	Растворы неэлектролитов....................................  64
39.	Растворы электролитов......................................  64
40.	Электропроводность растворов хлористого водорода............ 65
41.	Диссоциация хлорной меди в ацетоне и воде................... 65
42.	Диссоциация хлористого кобальта в спирте и воде............. 66
43.	Электропроводность растворов соляной и уксусной кислот .... 66
44.	Скорость выделения водорода цинком из уксусной и соляной
кислот.......................................................... 67
45.	Электропроводность растворов едкого натра	и	аммиака......... 68
46.	Электропроводность растворов соли........................... 68
47.	Электропроводность растворов уксусной кислоты............... 68
48.	Электропроводность растворов аммиака........................ 69
49.	Влияние концентрации раствора на степень электролитической дис-
социации соли................................................... 69
50.	Теплота нейтрализации . .................................... 70
51.	Электролиз раствора сульфата натрия........................ 70
52.	Электролиз раствора медного купороса ....................... 71
53.	Передвижение ионов при электролизе.......................... 71
VI.	Скорость химических реакций
54.	Зависимость скорости химической реакции от концентрации реаги-
рующих веществ.................................................. 73
55.	Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагиру-
ющих веществ.................................................... 74
56.	Зависимость скорости химической реакции от температуры ....	75
57.	Химическое равновесие....................................  .	76
58.	Влияние катализатора на скорость химической реакции......... 77
VII.	Водород
59.	Получение водорода действием натрия на воду................. 78
60.	Получение водорода действием железа на воду при высокой тем-
пературе ...................................................  .	79
61.	Получение водорода действием металлов на кислоты .	•........ 81
62.	Плотность водорода.......................................... 83
63.	Переливание водорода........................................ 85
64.	Горение водорода............................................ 85
65.	Восстановление водородом окислов металлов................... 87
66.	Восстановление водородом нитрата серебра...................  89
67.	Восстановительные свойства атомарного и молекулярного водорода 89
VIII.	Жидкий воздух
68.	Цвет жидкого воздуха..................................... 94
69.	Сфероидальное состояние жидкого воздуха.................. 94
70.	Фонтан под давлением испаряющегося жидкого воздуха....... 95
71.	Жидкий воздух на поверхности воды ..........”............ 95
72.	Состав жидкого воздуха................................... 96
СОДЕРЖАНИЕ	’	9
Стр.
73.	Сжижение газов жидким воздухом............................. 96
74.	Замораживание жидкостей жидким воздухом...................  97
75.	Свойства резины при температуре жидкого воздуха............ 98
76.	Замораживание ртути жидким воздухом........................ 98
77.	Свойства металлов прн температуре жидкого воздуха.......... 99
78.	Фосфоресценция веществ при температуре жидкого воздуха . . - 100
79.	Изменение окраски веществ при температуре жидкого воздуха . . 100
80.	Горение в жидком воздухе...................................101
IX.	Кислород
81.	Получение	кислорода	из окиси ртути........................103
82.	Получение	кислорода	из хлората калия......................104
83.	Получение	кислорода	из перманганата калия..................106
84.	Получение	кислорода	при взаимодействии	двуокиси марганца с сер-
ной кислотой	  107
85.	Получение кислорода из перекиси водорода...................109
86.	Магнитные свойства жидкого кислорода.......................109
87.	Горение в кислороде.........................................ПО
88.	Горение водорода в кислороде...............................112
89.	Горение кислорода в водороде...............................113
90.	Пламя гремучего газа.......................................114
Озон
91.	Получение озона из кислорода...............................116
92.	Образование озона при медленном окислении фосфора..........117
93.	Получение озона действием серной кислоты на перекись бария . . 118
94.	Окислительные свойства озона...............................118
95.	Разрушение озоном резины...................................119
96.	Окисление озоном серебра...................................119
Перекись водорода
97.	Образование перекиси водорода при горении водорода.........120
98.	Получение перекиси водорода действием разбавленной серной
кислоты на перекись бария.......................................121
99.	Разложение перекиси водорода при нагревании................122
100.	Разложение перекиси водорода при действии катализаторов . . . 122
101.	Окисление индиго перекисью водорода.......................122
102.	Окисление йодистого водорода перекисью....................123
103.	Окисление сульфида свинца перекисью водорода..............123
104.	Окисление формальдегида перекисью водорода................124
105.	Одновременное окисление перекисью водорода формальдегида и
пирогаллола................-....................................124
106.	Взаимодействие перекиси водорода с окисью серебра.........125
107.	Взаимодействие перекиси водорода с перманганатом калия .... 125
108.	Взаимодействие перекиси водорода с бихроматом калия.......126
X.	Хлор
109.	Получение хлора действием соляной кислоты на двуокись марганца 127
110.	Получение хлора действием серной кислоты на смесь поваренной
' соли с двуокисью марганца...................................  129
111.	Получение хлора действием соляной кислоты на перманганат калия 129
112.	Электролиз раствора поваренной соли ..................... 129
10
113.
114.
115.
116.
117.
118.
119.
120.
121.
122.
123.
124.
125.
126.
127.
128.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
133.
139.
140.
141.
142.
143.
144.
145.
146.
147.
148.
149.
150.
151.
152.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Приготовление хлорной воды................................. 130
Получение кристаллогидрата хлора............................131
Сжижение хлора по Фарадею...................................131
Сжижение хлора охлаждением..................................132
Горение водорода в хлоре................................ ...	133
Горение хлора в водороде....................................133
Взрыв смеси хлора с водородом...............................134
Горение светильного газа в хлоре............................135
Горение в хлоре.............................................135
Взаимодействие хлора с металлами......................- . . . 136
Взаимодействие хлора с окислами металлов....................137
Взаимодействие хлора с аммиаком.............................138
Разложение хлорной воды под влиянием света .................139
Белящие свойства хлора......................................139
Хлористый водород
Синтез хлористого водорода ................................ 140
Получение хлористого водорода из концентрированной соляной
кислоты...................................................  141
Получение хлористого водорода действием концентрированной
серной кислоты на поваренную соль...........................142
Получение хлористого водорода в аппарате Киппа..............143
Адсорбция хлористого водорода углем ....................... 144
Растворение хлористого водорода в воде......................144
Теплота растворения хлористого водорода ................... 146
Осаждение хлористым водородом чистого хлорида натрия .... 146
Кислородные соединения хлора
Получение гипохлорита н хлората калия...................147
Взаимодействие хлора с едкой щелочью в присутствии катализа-
тора ...................................................148
Окисляющее действие хлорноватистой кислоты и гипохлоритов . . 149
Горение угля в расплавленном хлорате калия ................... 150
Взрыв смеси хлората калия с серой..............................150
Взрыв смеси хлората калия с красным фосфором ..............151
Окисление белого фосфора под водой.........................151
Вспышка смеси хлората калия с сахаром......................152
Горение хлората калия в светильном газе .................. 152
XI.	Бром
Получение брома действием концентрированной серной кислоты
иа смесь двуокиси марганца и бромида калия .............. 154
Получение брома действием хлора на бромид калия...........155
Испарение брома ......................................... 156
Замораживание брома.......................................156
Горение фосфора в броме.................................  156
Взаимодействие брома с	металлами..........................157
Взаимодействие брома с	водородом..........................158
Бромистый водород
Синтез бромистого водорода.............................  .	159
Получение бромистого водорода действием серной кислоты на
бромид калия..............................................161
СОДЕРЖАНИЕ
11
Стр.
153.	Получение бромистого водорода взаимодействием брома, красного
фосфора и воды...................................................162
154.	Получение бромистого водорода при бромировании нафталина (или
антрацена)...................................................... 162
155.	Взаимодействие бромистого водорода с хлором.................163
156.	Растворение бромистого водорода в воде......................163
157.	Теплота растворения бромистого водорода.....................163
ХП. Иод и иодистый водород
158.	Получение иода из иодида калия..............................164
159.	Возгонка иода...............................................164
160.	Взаимодействие иода с металлами .........•	• . . ..........165
161.	Получение йодистого водорода взаимодействием иода, фосфора и
воды............................................................ 166
162.	Окисление йодистого водорода............................... 166
163.	Растворение йодистого водорода в воде...................  .	167
164.	Теплота растворения йодистого	водорода....................  168
165.	Сравнительная устойчивость соединений галогенов ............168
XIII. Сера
166.	Получение	ромбической	серы...............................  170
167.	Получение	моноклинной	серы.................................170
168.	Получение	пластической	серы.................................171
169.	Перегонка	серы..............................................172
170.	Получение серного цвета..................................   173
171.	Плавление серы и превращения жидкой серы....................174
172.	Получение коллоидного раствора серы.......................  174
173.	Взаимодействие серы с металлами . ........................  175
Сероводород
174.	Синтез сероводорода.............  •	• -....................176
175.	Водный раствор сероводорода.................................177
176.	Горение сероводорода........................................178
177.	Взаимодействие сероводорода с	окислителями ................ 178
178.	Взаимодействие сероводорода с	сернистым газом...............179
179.	Взаимодействие сероводорода с	азотной кислотой..............181
180.	Соли сероводорода...........................................182
Кислородные соединения серы
181.	Получение сернистого газа действием концентрированной серной
кислоты на медь ................................................. 182
182.	Получение сернистого газа действием концентрированной серной
кислоты на сульфит натрия.........................................183
183.	Сжижение сернистого газа.....................................184
184.	Свойства жидкого сернистого ангидрида........................184
185.	Растворение сернистого газа в воде.............•.............185
186.	Взаимодействие сернистого газа и сернистой кислоты с окислите-
лями .............................................................185
187.	Получение серного ангидрида контактным способом..............186
188.	Взаимодействие серного ангидрида с водой.....................187
j89. Получение серной кислоты камерным способом...............  .	188
j90. Обугливание органических веществ серной кислотой.............189
12
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
XIV.	Азот
191.	Получение азота из воздуха...............................191
192.	Определение содержания кислорода и азота в воздухе.......192
193.	Получение азота из селитры.............................. 194
194.	Получение азота из аммиака действием окиси меди..........195
195.	Получение азота при действии брома иа аммиак.............196
196.	Взаимодействие растворов хлорида аммония и нитрита натрия . . . 198
197.	Получение азота из хлорида аммония и нитрита натрия......198
Аммиак
198.	Получение аммика из хлорида аммония.........................199
199.	Получение аммиака из его концентрированного раствора........201
200.	Синтез аммиака..............................................202
201.	Растворимость аммиака в воде................................204
202.	Взаимодействие аммиака с хлористым водородом................204
203.	Взаимодействие раствора аммиака с кислотами.................205
204.	Получение амальгамы аммония.................................206
205.	Возгонка хлорида аммония....................................208
206.	Термическая диссоциация хлорида аммония.....................208
207.	Горение аммиака в кислороде.................................208
208.	Горение кислорода в аммиаке ............................... 210
209.	Горение аммиака в кислороде в присутствии платины...........210
210.	Окисление аммиака кислородом в присутствии платины..........211
Кислородные соединения азота
211.	Получение закиси азота разложением нитрата аммония........211
212.	Свойства закиси азота.....................................213
213.	Свнтез окиси азота в пламени электрической дуги...........214
214.	Получение окиси азота под влиянием электрического разряда	.	.	216
215.	Получение окиси азота действием азотной кислоты на медь ....	217
216.	Получение окиси азота восстановлением азотистой кислоты ....	218
217.	Свойства окиси азота......................................219
218.	Горение смеси окиси азота с парами сероуглерода...........220
219.	Вспышка смеси окиси азота с водородом.....................221
220.	Взаимодействие окиси азота с кислородом воздуха...........221
221.	Взаимодействие окиси азота с кислородом в присутствии	воды	.	.	222
222.	Получение азотистого ангидрида............................223
223.	Свойства азотистого ангидрида.............................225
224.	Получение двуокиси азота.................................225
225.	Свойства четырехокиси азота...............................227
226.	Термическая диссоциация четырехокиси азота .....................227
227.	Получение азотной кислоты из селитры......................228
228.	Получение азотной кислоты окислением аммиака в присутствии
платины........................................................229
229.	Получение азотной кислоты окислением аммиака в присутствии
меди ............................................................231
230.	Обесцвечивание индиго и лакмуса азотной кислотой............233
231.	Взаимодействие азотной кислоты с углем......................233
232.	Взаимодействие азотной кислоты со скипидаром и	спиртом .... 233
233.	Разложение азотной кислоты при нагревании...................234
234.	Горение угля и серы в расплавленной селитре.................235
235.	Вспышка черного пороха......................................236
236.	Действие расплавленного нитрата серебра иа фильтровальную
бумагу.......................................................... 23?
1
СОДЕРЖАНИЕ
13
Стр.
XV.	Фосфор
237.	Удельный вес белого фосфора...............................239
238.	Холодное пламя фосфора....................................240
239.	Легкая воспламеняемость белого фосфора....................241
240.	Влияние концентрации кислорода на воспламеняемость белого
фосфора.....................................................   242
241.	Горение белого фосфора под водой..........................242
242.	Приготовление коллоидного раствора белого фосфора.........243
243.	Превращение белого фосфора в красный......................244
244.	Воспламеняемость белого и красного фосфора................245
245.	Получение смеси фосфористых водородов.....................245
246.	Получение фосфина.........................................248
247.	Получение фосфорного ангидрида............................249
248.	Взаимодействие фосфорного ангидрида с водой...............249
XVI.	Мышьяк
249.	Получение мышьяковистого водорода.........................251
250.	Горение мышьяка в токе кислорода..........................252
XVII.	Углерод
251.	Сухая перегонка дерева....................................254
252.	Сухая перегонка каменного угля............................255
253.	Получение светильного газа из нефти.......................257
254.	Получение снега в пламени светильного газа................258
255.	Охлаждение светильного газа жидким воздухом...............258
256.	Взрыв смеси светильного газа с воздухом...................259
257.	Восстановление светильным газом окнслов металлов ....... 260
258.	Поглощение активным углем паров брома.....................261
259.	Обесцвечивание подкрашенной воды активным углем ...... 261
260.	Восстановление окиси меди углем...........................262
261.	Карбюрирование водородного пламени........................262
262.	Легкая воспламеняемость сероуглерода......................263
Метан
263.	Получение метана..........................................264
264.	Горение метана...........................................•	265
265.	Взрыв смеси метана с воздухом..................•..........265
266.	Взрыв смеси метана с кислородом...........................265
267.	Горение метана в хлоре....................................266
268.	Горение метана в парах брома .............................266
Ацетилен
269.	Получение ацетилена.......................................267
270.	Горение ацетилена.......................................  267
271.	Получение твердого ацетилена............................  268
272.	Взаимодействие ацетилена с хлором.........................269
273.	Взаимодействие ацетилена с бромом.........................269
Окись углерода
274.	Получение окиси углерода................................  269
275.	Получение водяного газа действием паров воды на раскаленный
уголь..........................................................271
276.	Получение водяного газа разложением воды в электрической дуге 272
277.	Взрыв смеси окиси	углерода	с кислородом.................. 273
278.	Восстановительные	свойства	окиси углерода.................274
14
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Двуокись углерода
279.	Получение углекислого газа разложением карбонатов при нагрева-
нии ............................................................274
280.	Получение углекислого газа действием соляной кислоты иа мрамор 275
281.	Переливание углекислого газа...............................276
282.	Тушение свечей углекислым газом............................276
283.	Горение магния в углекислом газе . . '.....................277
284.	Получение „сухого льда*....................................277
285.	Фонтан под давлением углекислого газа......................278
286.	Охлаждение „сухим льдом"...........................*. . . . 279
XVIII.	Кремний, бор
287.	Получение аморфного кремния................................280
288.	Получение геля кремневой кислоты...........................281
289.	Получение четырехфтористого кремния и кремнефтористоводород-
ной кислоты.................................................... 281
290.	Свойства стекла............................................283
291.	Окраска пламени борнометиловым	эфиром......................284
При л о ж е н и я
1.	Граммолекуляриый объем................................285
2.	Периодическая система химических элементов Д. И. Менде-
леева ...................................................285
3.	Охлаждающие смеси.....................................288
4.	Понижение температуры при растворении солей...........288
5—7. Растворимость солей
Нитрат калия........................................288
Хлорат калия........................................289
Иодид свинца........................................289
8—13. Удельный вес и концентрация растворов
Азотная кислота .......................................... 289
Серная кислота......................................290
Соляная кислота...................................  291
Аммиак...........................................  .	292
Едкое кали..........................................293
Едкий натр..........................................293
П р е д мет ны и у к аза те л ь ............................... 294
ВВЕДЕНИЕ
Излишне говорить о пользе тщательно подобранных и хорошо
выполненных лекционных опытов по курсу общей химии. Однако
всякий, кто сталкивается с подготовкой лекционных опытов, не-
изменно приходит к выводу, что она требует особых навыков и
даже своеобразного искусства, приобретаемых длительной прак-
тикой и настойчивой тренировкой.
Успех лекционного эксперимента зависит от тщательности его
подготовки, от его наглядности, убедительности и оформления
(тип и размеры аппаратуры).
В практике лекционной работы целесообразен следующий
порядок. За 2—3 дня до предполагаемой лекции ассистент, полу-
чив от лектора указания о содержании лекции и о намеченных
демонстрационных опытах, приступает к их подготовке.
В процессе подготовки особое внимание надо обращать на чи-
стоту приборов и посуды и на чистоту материалов и реактивов.
Следует производить предварительную проверку реактивов,
так как известны случаи, когда ошибочнбе применение реактивов
приводило во время демонстрации опытов к неожиданным и тя-
желым последствиям (взрывам, отравлениям, ожогам и т. п.).
Необходимо предварительно испытывать содержащиеся в сталь-
ных баллонах газы. Следует также точно соблюдать предписы-
ваемые условия выполнения опытов (концентрация растворов *,
объем посуды, весовые или объемные соотношения реагирующих
веществ и т. п.).
Каждый опыт перед его демонстрацией на лекции следует
предварительно проверить, так как самый, казалось бы, простой
опыт при недостаточной подготовке к нему может оказаться не-
удачным.
* Во всех случаях, когда это требуется, в книге точно указаны концен-
трации применяемых растворов. Нередко встречающееся выражение «раз-
бавленный раствор» или отсутствие указания о концентрации раствора пред-
полагает применение растворов обычной концентрации, а именно: 1—2-нор-
мальных растворов кислот и щелочей, 0,5 — 2-нормальных растворов солей.
Под выражением «концентрированный раствор» подразумеваются: при-
менительно к кислотам — сериая кислота уд. в. 1,84, азотная кислота
уд. в. 1,4 и соляная кислота уд. в. 1,19; применительно к щелочам —
растворы едкого натра или едкого кали с концентрацией выше 2 и. и вод-
ный раствор аммиака 25%-ный; применительно к солям — растворы,
близкие к насыщенным.
Растворы нитрата серебра, перманганата калия, иода применяют обычно
концентрации 1г20 — ’/4и нормальной.
16
ВВЕДЕНИЕ
Подготовка лекционных демонстраций требует значительного
времени и внимания; только этим обеспечивается успех выполне-
ния опытов на лекции.
Лекционные демонстрации включают не только химические
эксперименты, но также и показ иллюстрирующего материала:
образцов минералов, химических препаратов, таблиц, диа-
грамм, характеризующих свойства элементов и соединений,
а также схем технологических процессов и заводских уста-
новок.
. Перед лекцией все приготовленное размещается в аудитории.
Приборы, коллекции и препараты следует размещать в строгом
порядке; на демонстрационном столе не должно быть ничего лиш-
него. Около каждого прибора помещается только необходимое
для проведения того или иного опыта.
Кроме собранных приборов и необходимых реактивов, на
демонстрационном столе, неизменно на постоянном месте, должны
находиться часто требующиеся для выполнения опытов:
1)	большая 2—3-литровая колба с дестиллированной водой
(промывалка), горло которой для пользования горячей водой
обматывают шнуром;
2)	два толстостенных цилиндра (6 X 25 см): один с набором
стеклянных трубочек и палочек, другой — с сухими лучинами;
3)	большой деревянный штатив с набором пробирок разных
размеров (2,5 X 18, 3,5 X 30 и 5 X 45 см)\
4)	несколько газовых горелок.
Кроме того, на демонстрационном столе следует иметь пло-
ский ящик-поднос с разложенным в порядке набором необходи-
мых инструментов (ножи, ланцеты, ножницы, пинцеты, металли-
ческие щипцы и др.).
Приборы, препараты, коллекции располагают в определенном
порядке, удобном для демонстрации; следует учитывать при этом
последовательность выполнения опытов в соответствии с планом
лекции. Все приборы, помещенные на демонстрационном столе,
должны быть строго и красиво оформлены, так как это имеет
большое воспитательное значение.
Опыты, сопровождающиеся выделением ядовитых газов,
должны выполняться, как правило, в вытяжном шкафу. В тех
случаях, когда из-за громоздкости аппаратуры подобные опыты
О t-ТТТП тТ1ТП1/утО ГТ ГТО ТТ Л Ж t Г'У ТТО'Т'П П ТТТТ/ЛТТ Т ТГ\ Ж я Г\ТГ\ТТГ\ ПГ\пНтт| т п плгчтт т т л л <-> о.т
iJutllwiiiAiV/1 пса ^nnuiivipau,nunn(JiYi сшлц, орсДшхи 1 C13D1 через ей"
стему трубок должны отводиться в вытяжной шкаф.
Демонстрационный стол, кроме раковин, сливов, подводки
воды и газа, должен иметь подводку переменного и постоянного
тока.
Прн наличии только переменного тока в случае необходи-
мости (опыты с электролизом и т. п.) следует применять выпря-
митель тока. Наряду с этим можно пользоваться свинцовыми
аккумуляторами на 10—12 в.
ВВЕДЕНИЁ
17
Демонстрации реакций в растворах удобно проводить в спе-
циальных бокалах конической или цилиндрической формы раз-
ных размеров (рис. 1). Для удобства наблюдения бокалы сле-
Рис. 1.
дует ставить на специальные подставки — демонстрационные
столики, которые могут быть разных форм и размеров (рис. 2).
Для опытов, иллюстрирующих термический эффект реакций,
удобно пользоваться большим демонстрационным термометром.
При этом желательно иметь два
»> термометра: один для высоких
* температур — со шкалой от
" 5—10° до 125—130°, другой для
низких температур — со шка-
лой от —‘30—25° до 4-50°.
Работа лектора и ассистента
на лекции должна быть четкой
и согласованной. Только тогда
лекция проходит гладко, когда
опыты демонстрируются к ме-
сту и удачно, когда удается
изложить весь намеченный
по плану материал, иллюстри-
ровав его всеми подготовлен-
ными к данной лекции опы-
тами.	_____
Опыты следует равномерно распределять на протяжении всей
лекции. Нам кажется совершенно нецелесообразным такой метод,
когда лектор, не желая «отвлекать внимание слушателей», зна-
чительную часть лекции занимает изложением теоретических
вопросов, а остаток времени заполняет наспех выполняемыми
опытами. Будучи оторваны от изложения, опыты теряют свою
педагогическую ценность и, кроме того, производимые наспех,
Не всегда оказываются удачными.
2 Зак. 1015. В. А. Полосин.
18	Введение	_____
После лекции приборы разбирают, тщательно моют, высуши-
вают и вновь собирают. Затем приборы и коллекции минералов
и препаратов размещают в шкафах (каждый препарат следует
хранить на определенном месте под особым номером).
Ведение довольно громоздкого «хозяйства» по обслуживанию
лекций упорядочивается в том случае, когда имеется специаль-
ное помещение для хранения приборов и препаратов, что позво-
ляет из года в год пополнять коллекцию приборов и совершен-
ствовать технику лекционных опытов.
Многолетний опыт кафедры неорганической и аналитической
химии Сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева
показал целесообразность существования такого «музея лек-
ционных демонстраций», который был организован в 1932 г. по
инициативе И. А. Каблукова.
1. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ВЕСА
1.	Окисление железа на весах
Оборудование и материалы. 1) Техно-химические весы с разнове-
сом.— 2) Подковообразный магнит. — 3) Горелка. — 4) Кристаллизатор.—
5) Часовое стекло. — 6) Дробь или песок. — 7) Кусок проволоки. — 8) Поро-
шок восстаиовлениого железа.
Подготовка. На одну из чашек весов ставят кристаллизатор,
закрытый часовым стеклом с насыпанным на него порошком же-
леза. Над часовым стеклом, к дужке чашки весов, на проволоч-
ном крючке подвешивают магнит. На другую чашку весов для
уравновешивания кладут разновески и дробь или песок (рис. 3).
Рис. 3.
Выполнение. Показав, что весы уравновешены, снова их арре-
тируют, а потом поднимают часовое стекло и многократно при-
касаются порошком железа к магниту: железный порошок при-
тягивается магнитом.
Освободив арретир, показывают, что весы попрежнему нахо-
дятся в равновесии. Затем висящее на магните железо осторожно
обводят снизу пламенем горелки или спички. Железо начинает
тлеть, превращаясь в окалину, и чашка весов с магнитом опус-
кается.
2*
20
I.'ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ВЕСА
2.	Горение свечи д колбе с поглощением продуктов горения
Оборудование и материалы. 1) Штатив с лапкой. — 2) Колба емк.
2—3 л с резиновой пробкой. — 3) Демонстрационный бокал. — 4) Стеклянная
трубка диам. около 5 мм. — б) Стеклянная трубка с краном. — 6) Стеклянная
палочка. — 7) Свеча. — 8) Натронная известь нли едкая щелочь. — 9) Вода,
подкрашенная фуксином или индигокармином.
Подготовка. Сухую колбу укрепляют в штативе и плотно за-
крывают резиновой пробкой с двумя отверстиями. В одно отвер-
стие вставлена стеклянная палочка с загнутым концом, на кото-
ром укреплена свеча, в другое — дважды согнутая под прямым
углом стеклянная трубка. К длин-
Рис. 4.
ным краном, который должен
с подкрашенной водой.
ному колену последней с по-
мощью резиновой трубки при-
соединяют стеклянную трубку
с краном, конец которой опу-
щен в бокал, наполненный на 3/4
водой, интенсивно окрашенной
фуксином или индигокармином
(рис. 4).
В колбу насыпают натронной
извести (или едкой щелочи) так,
чтобы ею было покрыто дно
колбы. Необходимо особенно тща-
тельно проверить, чтобы собран-
ный прибор «держал»: пробка
должна герметично закрывать гор-
ло колбы, ибо от этого зависит
успех опыта.
Выполнение. Вынув из колбы
пробку, зажигают свечу и снова
спускают ее в колбу, плотно за-
крыв пробкой. Трубку со стеклян-
быть закрыт, опускают в стакан
Через некоторое время свеча погаснет, так как кислород воз-
духа, заключенного в колбе, будет использован. Газообразные
продукты горения поглотятся натронной известью, и поэтому
в колбе создастся некоторое разрежение.
Дав колбе остыть, открывают кран; подкрашенная вода под
атмосферным давлением, которое превышает давление в колбе,
поднимается по трубке вверх.
Если открыть кран прежде, чем колба достаточно остынет, то
теплый воздух, имеющий давление больше атмосферного, начнет
выходить через трубку наружу, и смысл опыта будет потерян.
ОПЫТЫ 2—3
21
3.	Горение свечи на весах с поглощением продуктов горения
Оборудование и материалы. 1) Техно-химические весы с разно-
весом.— 2) Дробь или песок. — 3) Два ламповых цилиндрических стекла
диам. 5 см (высота стекол — в зависимости от размеров весов). — 4) Медная
сетка или две фарфоровые дырчатые пластинки. — 5) Два часовых стекла. —
6) Свечи. — 7) Проволока. — 8) Едкий натр в палочках или кусочках.
Подготовка. Внутри ламповых стекол, на 5—6 см от нижнего
края, подвешивают на проволоке, укрепленной за верхний край
стекол, медную сетку. Незадолго до опыта на медную сетку рыхло
накладывают до верха стекол едкий натр. Стекла на проволоке,
зацепленной за их нижний край, подвешивают к дужкам чашек
весов так, чтобы под них можно было подставить свечи длиной
4—5 см, прикрепленные к большим часовым стеклам *. Фитиль
свечи должен находиться несколько выше нижнего края стекла.
Рис. 5.
Вместо медных сеток в ламповые стекла можно вставить фар-
форовые дырчатые пластинки, применяемые при фильтровании.
Для этого в сильно разогретом на пламени паяльной го-
релки ламповом стекле делают острым гвоздем или концом на-
пильника три вмятины (на одинаковой высоте, на расстоянии
друг от друга, равном ’/з окружности). В результате внутри сте-
кла образуются выступы, на которые и кладут фарфоровые вкла-
дыши **. Для подвешивания стекла к весам в верхней его части
с помощью острого пламени паяльной горелки можно сделать два
отверстия, через которые продеть проволоку. Собранный прибор
уравновешивают разновесками и дробью или песком (рис. 5).
* Часовые стекла предохраняют чашки весов от возможных подтеков
раствора, образующегося при поглощении воды сухим едким натром.
** Ламповое стекло после указанной обработки следует сильно прогреть
на пламени горелки и затем медленно охладить, не сразу вынося его из
пламени, иначе оно может лопнуть.
22
t. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ВЕСА
Выполнение. Показав, что прибор уравновешен, зажигают
свечу на одной чашке; через некоторое время чашка весов с го-
рящей свечей начнет опускаться. Таким образом, становится оче-
видным, что продукты горения весят больше, чем сгоревшая часть
свечи.
Ламповое стекло с'едким натром на другой чашке весов ком-
пенсирует увеличение веса чашки с горящей свечой от поглоще-
ния влаги и углекислого газа из воздуха.
4.	Горение свечи на весах в закрытой колбе
Оборудование и материалы. 1) Техно-химические весы с разнове-
сом.— 2) Дробь или песок. — 3) Коническая колба емк. 500—750 мл с рези-
новой пробкой. — 4) Стеклянная палочка. — 5) Свеча. — 6) Известковая вода.
Подготовка. В сухую коническую колбу с плотно входящей
резиновой пробкой помещают свечу, укрепленную на изогнутом
конце стеклянной палочки, вставленной в пробку. Колбу ставят
на техно-химические весы и уравновешивают (рис. 6).
Рис. 6.
Выполнение. Колбу снимают с весов, пробку вынимают, зажи-
гают свечу и вносят ее в колбу, тщательно закрывают колбу проб-
кой и ставят на весы. Свеча некоторое время горит, а затем горе-
ние прекращается. Равновесие весов во время опыта продолжает
сохраняться. Следовательно, в изолированной системе при хими-
ческой реакции вес веществ не изменяется.
Для объяснения реакции горения следует обратить внимание
на запотевшие стенки колбы, — это показывает, что одним из
продуктов горения свечи является вода. Затем в колбу следует
налить 10—20 мл прозрачной известковой воды и встряхнуть;
при этом жидкость мутнеет в результате образования карбоната
ОПЫТЫ 4—5
23
кальция. Это указывает на наличие второго продукта горения
свечи — углекислого газа.
5.	Постоянство веса при реакции в замкнутой системе
Оборудование и материалы. 1) Техно-химические весы с разнове-
сом.— 2) Дробь или песок. — 3) Коническаи колба емк. 500—760 мл с ре-
зиновой пробкой. — 4) Пробирка. — 5) Водные растворы двух веществ, даю-
щих при сливании нерастворимый осадок или изменяющих цвет, например:
растворы нитрата серебра и хлорида натрия, или иодида калия и нитрата
свинца или хлорида железа III и роданида аммония. — 6) Специальный сосу-
дик (см. рис. 8). — 7) Маленькая воронка. — Й) Резиновая трубка.
Рис. 7.
А. Опыт в колбе
Подготовка. В коническую колбу на */4 наливают разбавлен-
ный раствор хлорида железа III. Пробирку, на 3/4 наполненную
раствором роданида аммония, осторожно опускают в колбу и
устанавливают в ней на-
клонно. Колбу закрывают
пробкой и ставят на чаш-
ку техно-химических весов,
которые уравновешивают
разновесами и дробью или
песком (рис. 7).
Выполнение. Показы-
вают, что весы уравнове-
шены; затем, осторожно
наклоняя колбу, выливают
содержимое пробирки в
колбу и смешивают взя-
тые растворы. В резуль-
тате образования рода-
нида железа III появ-
ляется характерная крас-
ная окраска раствора. Поставив колбу снова на весы, убеждаются,
что вес при этом не изменился.
Б. Опыт в специальном сосуде
Подготовка. В колено чисто вымытого специального сосудика
(рис. 8) вставляют тонкую резиновую трубку, верхний конец ко-
торой соединен со стеклянной воронкой. Через воронку наливают
раствор нитрата серебра (на ’/г колена сосудика). Затем осто-
рожно вынимают трубку из сосудика (нужно следить, чтобы
капли раствора не попали во второе колено сосудика). Трубку и
воронку, тщательно промыв дестиллированной водой, вставляют
во второе колено, которое наполняют раствором хлорида натрия,
24
I. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ВЕСА
и с теми же предосторожностями вынимают трубку. Растворы
в обоих коленах должны быть совершенно прозрачными. Верхнее
отверстие сосудика плотно закрывают пробкой. Приготовленный
сосудик вешают нй проволочной петельке на дужку левой чашки
Рис. 8.
техно-химических весов и уравновешивают разновесками и дробью
(рис. 8).
Выполнение. Показав, что весы уравновешены, сосудик осто-
рожно наклоняют так, чтобы растворы перемешались. Образо-
вавшийся хлорид серебра выпадает в осадок. Весы остаются по-
прежнему уравновешенными, — это показывает, что вес веществ
при реакции не изменился.
II. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
6.	Диффузия паров брома в воздухе и в водороде
Бром может быть использован' для демонстрации диффузии
в газообразном состоянии, как легко испаряющаяся жидкость
(темп. кип. 59°), дающая пары бурого цвета. Помещая бром
в среды различной плотности (воздух и водород), можно наблю-
дать различную скорость диффузии паров брома.
При проведении этого опыта нужно остерегаться, чтобы
жидкий бром не попал на руки, а пары его не распространились
в окружающий воздух.
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной
кислотой.—2) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой.—
3) Стеклянная трубка, согнутая под прямым углом.— 4) Два стеклянных ко-
локола 20 X 45 см с плоским пришлифованным нижним рантом. — 5) Молоч-
ное или обыкновенное стекло 25 X 50 см. — 6) Две фарфоровые плоскодон-
ные чашки диам. 10—10 см. — 7) Два маленьких фарфоровых тигля. — 8) Два
стеклянных кристаллизатора диам. 25 см. — 9) Две стеклянные пробирки
с пробками.— 10) Вазелин.— 11) Белая бумага.— 12) Белый экран.
Подготовка. На стол кладут молочное или обыкновенное сте-
кло (в последнем случае под стекло подстилают лист белой бу-
маги). На стекло ставят рядом две фарфоровые плоскодонные
Рис. 9.
чашки, на середину которых устанавливают маленькие фарфоро-
вые тигли, и накрывают чашки стеклянными колоколами; нижние
края колоколов должны быть хорошо смазаны вазелином (рис. 9).
Позади колоколов устанавливают белый экран.
26
II. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
Рядом с одним из колоколов ставят аппарат Киппа для полу-
чения водорода с промывной склянкой Тищенко, к которой при-
соединена стеклянная трубка, согнутая под прямым углом.
В две пробирки наливают одинаковое количество брома
(2—3 мл).
Выполнение. Минут за 10—15 до начала опыта под один из
установленных колоколов подводят стеклянную трубку, идущую
от промывной склянки Тищенко, соединенной с аппаратом Киппа.
Горизонтальное колено трубки прижимается нижним краем ко-
локола. Пускают медленный ток водорода; газ, поднимаясь
вверх, вытесняет из-под колокола воздух.
Перед началом опыта пропускание водорода прекращают и
стеклянную трубку из-под колокола убирают.
Приподняв (с участием помощника) одновременно оба коло-
кола вверх настолько, чтобы можно было к тигелькам поднести
пробирки, осторожно, но быстро, вливают приготовленный бром
в тигельки, тотчас опуская колокола. Бром испаряется, и бурые
пары его постепенно заполняют пространство под колоколом. При
этом вначале легко заметить, что пары брома значительно быст-
рее распространяются под тем колоколом, где находится водород.
Спустя некоторое время (20—30 мин.) разница сглаживается, и
бурые пары брома одинаково равномерно заполняют простран-
ство под обоими колоколами.
После окончания лекции наливают воду в стеклянные кристал-
лизаторы и, приподняв немного колокола, не перевертывая их,
осторожно переносят фарфоровые чашки со стоящими на них ти-
гельками в кристаллизаторы, снова накрывают колоколами и
так оставляют до тех пор, пока пары брома не поглотятся водой.
Полученный таким образом раствор брома в воде может быть
использован как бромная вода.
7.	Диффузия водорода через пористый цилиндр
Опыт наглядно показывает, что газы состоят из молекул, на-
ходящихся в постоянном движении, и что скорость движения мо-
лекул разных газов различна и тем больше, чем меньше плот-
ность взятого газа *.
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной
кислотой. — 2) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой. —
3) Стеклянная трубка, согнутая под прямым углом. — 4) Пористый цилиндр
(для ' этой цели могут служить стаканы для гальванических элементов
диам. 5,5 см, высотой 15 см).— 5) Двугорлая склянка емк. 1,5—2 л.—
6) Стеклянный стакан емк. 750 мл. — 7) Стеклянная трубка диам. 1,5—2 см,
длиной 75 см. — 8) Узкая стеклянная трубка, согнутая, как показано на рис. 10,
* Средняя скорость молекул газа обратно пропорциональна квадратному
корню из его плотности иди молекулярного веса.
ОПЫТ 7
27
и оттянутая на одном конце. — 9) Большой кристаллизатор или чашкам —
10) Пробки (лучше резиновые).—11) Резиновые трубки. —12) Менделеев-
ская замазка или сургуч. — 13) Вода, подкрашенная фуксином или какой-либо
другой краской.
Подготовка. Пористый цилиндр плотно закрывают пробкой,
в середину которой вставляют стеклянную трубку. Другой конец
трубки через резиновую пробку входит почти до дна в двугорлую
склянку, во второе горло которой также на резиновой пробке
вставлена почти до дна узкая трубка, согнутая, как пока-
зано на рис. 10, и оттянутая на конце. Под трубкой устанавли-
Рис. 10.
вают большой стеклянный кристаллизатор. В двугорлую склянку
на половину ее объема наливают подкрашенную воду.
В этом опыте большое значение имеет герметичность прибора;
нужно, чтобы он безупречно «держал», т. е. пробки не пропу-
скали воздух. Пробки, особенно закрывающую отверстие пори-
стого цилиндра, следует вставлять глубже краев сосуда примерно
на 0,5 см, а образовавшееся углубление залить вровень с краями
сосуда расплавленной менделеевской замазкой или сургучом.
К аппарату Киппа присоединяют промывную склянку Ти-
щенко с концентрированной серной кислотой, к склянке Ти-
щенко— на длинной резиновой трубке стеклянную трубку, со-
гнутую под прямым углом. Пористый цилиндр накрывают сте-
клянным стаканом (см. рис. 10).
Успех опыта зависит от того, насколько сильным будет ток
водорода. Поэтому аппарат Киппа должен быть перед опытом
заново заряжен цинком и серной кислотой *.
* Нежелательно применять соляную кислоту, так как тяжелый хлористый
родород, будучи примешан к водороду, мешает успешному проведению опыта.
28
И. ЛТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
Предварительно проверяя опыт, следует обратить внимание,
вертикально ли бьет струя фонтана, — это зависит от того, как
изогнута стеклянная трубка и как оттянут ее конец. Если струя
бьет в сторону, следует исправить трубку.
Выполнение. Под стакан подводят трубку от аппарата Киппа
и пускают сильный ток водорода. Трубка должна доходить до дна
стакана (см. рис. 10), иначе водород будет смешиваться с возду-
хом и медленнее вытеснять последний из стакана.
Водород легче воздуха: его молекулы движутся с большей
скоростью, чем молекулы азота и кислорода, и проникают внутрь
цилиндра быстрее, чем молекулы азота и кислорода выходят из
цилиндра. Вследствие этого внутри цилиндра увеличивается да-
вление, жидкость в узкой трубке поднимается и из оттянутого
конца ее бьет фонтан окрашенной жидкости. Этот фонтан посте-
пенно ослабевает и, наконец, совсем прекращается, после того
как концентрации водорода внутри пористого цилиндра и под
стаканом уравняются и давление внутри цилиндра станет равным
внешнему атмосферному давлению.
Если теперь снять стакан с пористого цилиндра, то цилиндр
окажется окруженным воздухом. Молекулы водорода будут вы-
ходить из цилиндра быстрее, чем будут входить туда молекулы
азота и кислорода воздуха. В результате этого число молекул
в цилиндре уменьшится; уменьшится и давление в нем. Окрашен-
ная жидкость в узкой трубке будет опускаться и подниматься по
широкой трубке. Нужно следить, чтобы жидкость не вошла в по-
ристый цилиндр; для этого следует во-время накрыть последний
стаканом, наполненным водородом.
8.	Диффузия в растворах
Доказательством движения молекул в жидкостях могут слу-
жить опыты, демонстрирующие диффузию в растворах.
Если окрашенный раствор какого-либо вещества, например
медного купороса, налить в стеклянный цилиндр, а сверху поме-
стить слой чистой воды, то вскоре можно заметить, как раство-
ренное вещество постепенно из нижних слоев проникает в верх-
ние. Через значительный промежуток времени (несколько недель)
растворенное окрашенное вещество равномерно распределится
по всему объему жидкости.
Оборудование и материалы. 1) Пять стеклянных цилиндров с по-
кровными стеклами диам. 3—6 см, высотой 30 см (емк. 0,5—I л). — 2) Де-
лительная воронка с узкой стеклянной трубкой длиной 40 см. — 3) Высо-
кий штатив с кольцом. — 4) Белый экран нли белая бумага. — б) Раствор
[CufNHalJSCU Для его приготовления к раствору медного купороса при-
бавляют раствор аммиака; при этом вначале выпадает в осадок основная
сернокислая медь Cu2(OH)2SO4 зеленоватого цвета. При прибавлении избытка
раствора аммиака выпавший осадок растворяется с образованием комплексного
бпыт S
29
соединения состава [Cti(NH3)4jSO4, обладающего интенсивно синей окраской. —
6) Концентрированный раствор медного купороса CuSO4-5H2O, к которому
для большей плотности добавлен сульфат натрия Na2SO4- ЮН2О.— 7) Кон-
центрированный раствор роданида аммония NH4CNS или роданида ка-
лия KCNS.— 8) Концентрированный раствор сахара С12Н22Оц, к которому
добавлено несколько капель 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина.—
9) Раствор роданида аммония NH4CNS или роданида калия KCNS.— 10) Рас-
твор карбоната натрия Na2CC>3 • 10Н2О. —• 11) Раствор хлорида железа FeCl3,
к которому для большей плотности добавлен хлорид натрия NaCl или хлорид
кальция СаСЬ-бНгО.—12) Раствор хлорида кобальта СоС12-6Н2О или нитрата
кобальта Co(N03)2 • 6Н2О. — 13) Раствор аммиака NH4OH (2н.). — 14) Дести л-
лированная вода'.	1
При демонстрации опытов в цилиндрах емк. 1 л требуется каждого рас-
твора по 500 мл (’/г объема цилиндра).
Подготовка. Для заполнения цилиндров применяют делитель-
ную воронку, лучше цилиндрическую, емк. 100—150 мл, с длинной
(40 см) тонкой трубкой, конец которой оттянут. Если трубка ока-
жется короткой, ее удлиняют, присоединив на резиновой трубке
или припаяв стеклянную трубку с
оттянутым концом. Воронку поме-
щают в кольцо штатива на такой
высоте, чтобы нижний оттянутый ко-
нец трубки касался дна цилиндра.
Сверху в делительную воронку встав-
ляют обычную воронку диам. 5—6 см
(рис. 11).
Выполнение. 1. В первый стеклян-
ный цилиндр до половины его объ-
ема наливают дестиллированную
воду. Затем трубку делительной во-
ронки заполняют дестиллированной
водой путем засасывания ее через
верхнее отверстие при открытом
кране. После этого приготовленный
раствор медного купороса наливают
в делительную воронку и последнюю
устанавливают в железном штативе
так, чтобы конец трубки касался
дна цилиндра. Осторожно повора-
Рис. И.
чивая кран воронки, медленно вы-
ливают тяжелый раствор медного
купороса в нижнюю часть цилиндра, где он располагается под
водой. По наполнении цилиндра делительную воронку осторожно
вынимают, и тогда в цилиндре можно наблюдать два резко раз-
граниченных слоя — бесцветной воды и голубого раствора мед-
ного купороса.
С течением времени в результате диффузии резкость границы
сглаживается.
30
П. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
2.	Во второй цилиндр до половины его объема наливают1 раз-
бавленный раствор аммиака, а затем с помощью делительной
воронки (см. выше) нижнюю часть цилиндра заполняют синим
раствором [Cu(NH3)4]SO4.
Резкая грань между верхним бесцветным и нижним окра-
шенным раствором в результате диффузии постепенно сгла-
живается.
3.	В третий цилиндр до половины его объема наливают раз-
бавленный раствор роданида аммония или калия. Нижнюю часть
цилиндра заполняют раствором хлорида железа, насыщенным
хлоридом натрия или кальция. На границе между растворами
происходит реакция с образованием роданида железа, обладаю-
щего интенсивно красным цветом. Вначале появляется лишь
Опыты /-?	Опыты 3-3
I О	/	О
Рис. 12.
весьма тонкий окрашенный слой, но с течением времени, по мере
диффузии растворов, окраска постепенно распространяется вверх
и вниз.
4.	В четвертый цилиндр до половины его объема наливают
раствор карбоната натрия. Затем нижнюю часть цилиндра запол-
няют раствором сахара, к которому прибавлено немного 1 %-ного
спиртового раствора фенолфталеина. На границе между раство-
рами фенолфталеин окрашивается в интенсивно розовый цвет;
тонкий окрашенный слой в результате диффузии постепенно рас-
ширяется.
5.	В пятый цилиндр до половины его объема наливают раствор
хлорида или нитрата кобальта, потом нижнюю часть цилиндра
заполняют концентрированным раствором роданида аммония или
калия.
На границе между растворами образуется комплексное соеди-.
нение (NH4)2 [Co(CNS)4] синего цвета.
ОПЫТ 9
31
Так же как и в двух предыдущих случаях, вначале на границе
двух растворов появляется тонкий окрашенный слой, который по-
степенно расширяется.
Позади стеклянных цилиндров с приготовленными растворами
для лучшего наблюдения целесообразно поместить белый экран
или лист белой бумаги. Можно позади каждого цилиндра поме-
стить полоску белой бумаги шириной около 10 см и длиной 40 см\
при этом нижний конец полоски подкладывают под цилиндр,
а верхний — под покровное стекло.
На рис. 12 схематично показано
для опытов 1—2 и 3—5 начальное
и последующее положение окрашен-
ных слоев.
9. Диффузия в желатине
Явление диффузии можно наблю-
дать и в среде менее подвижной и
более вязкой, чем вода, например,
в растворе желатины.
Оборудование и материалы.
1) Два стеклянных цилиндра диам. 2—
4 см, высотой 30 см (емк. 100—400 мл), с
покровными стеклами, или две стеклянные
трубки диам. 2 см, высотой до 1 м *- —
2) Воронка с длинной и широкой труб-
кой. — 3) Желатина. — 4) Сульфат никеля
NiSO4-7H2O.—5) Бихромат калия К2СГ2О7.—
6) Хлороформ, бензол или толуол. — 7) Бе-
лая бумага.
Подготовка. Приготовляют 1 —
2%-ный раствор желатины, раство-
ряя ее в горячей воде.
Опыты с диффузией в желатине
требуют еще большего времени, чем
другие опыты с диффузией; при этом в растворе желатины
могут развиваться микроорганизмы. Для предотвращений этого
при приготовлении раствора желатины в него нужно добавить
несколько капель хлороформа, бензола или толуола (как анти-
септиков) .
Выполнение. С помощью воронки с длинной (не менее поло-
вины высоты цилиндров) и широкой трубкой, опущенной в сте-
клянные цилиндры, последние до половины их объема напол-
няют теплым раствором желатины. По охлаждении на поверх-
* В последнем случае для укрепления трубок нужен штатив с двумя
лапками и резиновые пробки.
32
ii. атомно-МолёкулЯрнАЯ ТЕОРИЯ
ность образовавшегося студня насыпают слоем в 1 —2 см твердые
окрашенные вещества: в один цилиндр сульфат никеля, а в дру-
гой — бихромат калия. Если при этом на стенках цилиндров
задерживаются отдельные крупинки этих веществ, их следует
снять. После этого цилиндры доверху доливают теплым раствором
желатины; этот второй слой по охлаждении также застудневает.
Позади цилиндров ставят белый экран или укрепляют лист
белой бумаги.
Стеклянные цилиндры можно заменить двумя одинаковыми
стеклянными трубками. Трубки с одного конца плотно закрывают
резиновыми пробками и укрепляют вертикально в лапках шта-
тива (закрытым концом вниз). Затем заполняют трубки, как
указано выше, и закрывают резиновыми пробками (рис. 13).
Наблюдая за поставленными опытами в течение продолжи-
тельного времени, можно заметить, как постепенно окрашенные
вещества распространяются в желатине вверх и вниз.
Целесообразно систематически выставлять цилиндры на лек-
циях или длительное время держать их в месте, доступном для
наблюдения, — в аудитории или лаборатории (например, на
полке или на шкафу).
III. ВОДА
10.	Аномальное расширение воды
Оборудование и материалы. 1) Круглодонная широкогорлая колба
емк. 1—1,5 л с хорошо подобранной резиновой пробкой. — 2) Толстостенный
стеклянный стакан ('20 X 26 см).— 3) Штатив с лапкой.— 4) Термометр.—
5) Термоскоп (рис. 14). — 6) Стеклянная трубка, дважды изогнутая (рис. 15).
Подготовка. Для опыта необходимо изготовить термоскоп.
Так называется прибор, показывающий изменение температуры,
весьма похожий на термометр, но не имеющий делений. Устрой-
ство термоскопа показано на рис. 14, А. Он состоит из небольшого
сосудика, в который впаяна длинная (около 70 см) трубка, не-
много не доходящая до дна. В сосудике и в трубке находится
3 Зак. 1015. В. А. Полосин.
34
Ш. ВОДА
подкрашенная вода; в верхней части термоскопа находится
воздух.
Наполнение такого термоскопа производят следующим обра-
зом. Сначала сосудик погружают в горячую воду; воздух, находя-
щийся в нем, расширяется, и часть его выходит наружу. После
этого сразу же открытый конец трубки опускают в подкрашен-
ную воду, а сосудик охлаждают, поливая холодной водой или
обернув тряпкой со снегом или льдом. Воздух в сосудике, охла-
ждаясь, сжимается, давление его уменьшается, и вода засасы-
вается в термоскоп. Проделав указанную операцию 2—3 раза,
набирают в термоскоп нужное количество воды.
При нагревании подготовленного таким образом термоскопа
воздух, находящийся в нем, расширяется, и вода поднимается по
трубке вверх; при охлаждении давление в термоскопе умень-
шается, и вода в трубке опускается. Изменение уровня воды
в трубке термоскопа может быть хорошо заметно даже при не-
значительных колебаниях температуры.
Термоскоп можно сделать и более простым способом
(рис. 14, Б): берут пробирку (примерно 2\5 см) или колбочку
емк. 50—100 мл и на '/з наливают в нее подкрашенной воды. За-
тем плотно закрывают резиновой пробкой, в которую вставлена
длинная стеклянная трубка (внутренний диаметр трубки должен
быть небольшим), на 71 наполненная подкрашенной водой и дохо-
дящая почти до дна пробирки или колбочки. Желаемый перво-
начальный уровень жидкости в трубке такого термоскопа уста-
навливают незначительным вдвиганием или выдвиганием рези-
новой пробки при медленном ее поворачивании.
Для опыта собирают прибор, изображенный на рис. 15. Он
состоит из круглодонной широкогорлой колбы емк. 1 —1,5 л. Для
колбы подбирают резиновую пробку с тремя отверстиями. В одно
отверстие вставляют термоскоп, в другое — стеклянную трубку
с возможно малым диаметром, изогнутую, как показано на
рисунке; третье отверстие остается сначала открытым.
Колбу наполняют доверху водой комнатной температуры.
Изогнутую трубку наполовину наполняют подкрашенной водой.
Пробку с термоскопом и изогнутой трубкой плотно и глубоко-
вставляют в горло колбы, так чтобы между пробкой и водой не
оставалось пузырьков воздуха и чтобы вода в изогнутой трубке
сообщалась с водой в колбе. Избыток воды, вытесненной при
этом из колбы пробкой, вытекает через третье, свободное, отвер-
стие пробки, после чего последнее плотно закрывают термо-
метром.
Уровни подкрашенной жидкости в термоскопе и в изогнутой,
трубке отмечают резиновыми кольцами. Собранный таким
образом прибор укрепляют в лапке штатива и помещают в толсто-
стенный стакан.
ЙПЫТ 11
зё
Выполнение. Колбу прибора, помещенного в стакан, засыпают
охлаждающей смесью из снега или толченого льда с поварен-
ной солью (на 100 г снега 33 г соли) *.
При охлаждении объем воды в колбе уменьшается и уро-
вень окрашенной жидкости в колене изогнутой трубки пони-
жается.
Уровень окрашенной жидкости будет понижаться, пока тем-
пература воды не достигнет +4°; вторым резиновым кольцом
отмечают положение уровня при этой температуре. При даль-
нейшем охлаждении от -f-4° до 0° объем воды в колбе увеличи-
вается и уровень подкрашенной жидкости в колене трубки по-
вышается.
Уровень жидкости в трубке термоскопа все время будет по-
нижаться (до замерзания воды).
11.	Зависимость давления пара воды от температуры
Оборудование и материалы. 1) Три барометрические трубки высо-
той около 85 см. — 2) Три толстостенные стеклянные чашки. — 3) Четыре
штатива с пятью лапками и кольцом. — 4) Муфта от холодильника. —
5) Стеклянный стакан емк. 300—500 мл. — 6) Стеклянная трубка. — 7) Пи-
петка емк. 5 мл с загнутым, оттянутым концом и резиновым баллончиком на
другом конце. — 8) Кругло донная колба емк. 500 мл. — 9) Резиновая трубка. —
10) Кристаллизатор.— 11) Воронка.— 12) Асбестированная сетка. — 13) Го-
релка.—14) Три миллиметровые шкалы длиной 85 см, шириной 3 см.—
15) Ртуть.
Подготовка. Три чистые и сухие барометрические трубки на-
полняют ртутью, предварительно очищенной и высушенной. Для
этого трубку укрепляют вертикально отверстием вверх в лапке
штатива над большим стеклянным кристаллизатором и через
воронку осторожно наливают в нее ртуть. Не долив ртути до
верха трубки на несколько миллиметров, закрывают отверстие
трубки пальцем и несколько раз медленно переворачивают
трубку.
Пузырек воздуха, поднимаясь вверх, захватывает с собой все
мелкие пузырьки, застрявшие между стенками трубки и ртутью
при наливании последней.
Удалив таким образом все пузырьки воздуха, доливают
трубку ртутью доверху и, зажав отверстие трубки пальцем, пере-
вертывают ее, погружают в толстостенную стеклянную .чашку
со ртутью и укрепляют в лапке штатива.
Позади трубок устанавливают шкалы из миллиметровой
бумаги, наклеенной на фанерную или картонную пластинку. Все
* Можно применить также и другие охлаждающие смеси (см. таблицу
па стр. 288).
3*
36
III. ВОДА
капельки ртути, пролитые при наполнении трубок, должны быть
тщательно собраны и перенесены в склянку со ртутью *.
Одну барометрическую трубку вставляют в муфту от холо-
дильника, верхнее отверстие которой закрывают резиновой проб-
кой; нижнее отверстие также закрывают заранее подобранной
пробкой, через которую проходит барометрическая трубка.
К нижнему боковому отростку муфты присоединяют согнутую
под прямым углом стеклянную трубку, длинное колено которой
опускают в стакан.
Рис. 16.
Рядом с барометрической трубкой, помещенной в муфту
холодильника, на штативе укрепляют колбу-парообразователь
(рис. 16).
* Необходимо помнить, что ртуть и ее пары сильно ядовиты. Раз-
литая на столе или на полу ртуть попадает в щели и, медленно испаряясь,
служит причиной систематического отравления работающих. Поэтому при
работе со ртутью следует пользоваться специальным деревянным подносом
с высоким рантом и без щелей, на который и ставить приборы, содержащие
ртуть.
Если все же ртуть окажется пролитой, необходимо тотчас тщательно ее
собрать до мельчайших капелек. Извлечение ртути из щелей облегчается при-
менением свежеочищеиной медной или бронзовой пластинки, к которой ртуть
прилипает, затем ртуть с пластинки следует счистить.
Щели после извлечения из них ртути следует засыпать серным цветом,
чтобы превратить следы оставшейся там ртути в нелетучую сернистую ртуть.
ОПЫТ 12
37
Выполнение. Нагревают воду в колбе-парообразователе до
кипения. Первую барометрическую трубку, показывающую
атмосферное давление, оставляют для сравнения. Во вторую и
третью барометрические трубки вводят незначительное коли-
чество воды. Для этого набирают воду в пипетку, оттянутый ко-
нец пипетки подводят под трубку, которую при этом слегка
приподнимают, и вводят в трубку несколько капель воды, так
чтобы над ртутью образовался едва заметный слой воды. Вода,
поднявшись на поверхность ртути, тотчас испаряется, и торричел-
лиева пустота заполняется парами воды, под давлением которых
столб ртути в трубке понижается. Разница между уровнями
ртути в первой и двух других трубках показывает давление паров
воды при комнатной температуре (обычно около 15—17 мм}.
Колбу-парообразователь соединяют с верхним отростком
муфты холодильника. Пары воды, конденсируясь в муфте холо-
дильника, нагревают пары воды, находящиеся в барометрической
трубке, в результате чего повышается их давление и столб ртути
в трубке понижается.
При нагревании паров воды до 100° столб ртути должен по-
низиться до уровня ртути в стеклянной чашке, так как давление
насыщенных паров воды при этом становится равным атмосфер-
ному давлению; фактически же такого понижения достигнуть не
удается, так как в условиях опыта температуру внутри бароме-
трической трубки не удается довести до 100°.
Разница уровней ртути во второй и третьей трубках показы-
вает увеличение давления пара воды с повышением температуры.
Прекратив нагревание колбы-парообразователя и тем самым и
поступление горячего пара в муфту холодильника, наблюдают,
как столб ртути в трубке постепенно поднимается вверх. Когда
температура в третьей трубке понизится до комнатной, уровень
ртути в ней сравняется с уровнем ртути во второй трубке.
После лекции ртуть из трубок и стеклянных чашек осторожно
выливают в фарфоровую ступку и удаляют влагу при помощи
фильтровальной бумаги, прикладывая ее к поверхности ртути.
12.	Кипение воды при уменьшенном давлении
Оборудование и материалы. 1) Круглодонная колба емк. 1 л
с плотно входящей в нее резиновой пробкой. — 2) Штатив с лапкой и коль-
цом.— 3) Фарфоровая чашка. — 4) Горелка. — 5) Асбестированная сетка.—
6) Мешочек для снега или льда. 7) Снег или мелко дробленый лед.—
8) Дестиллированная вода.
В круглодонную колбу, укрепленную в лапке штатива (как
показано на рис. 17, Д) наливают наполовину ее объема дестил-
лированной воды, которую кипятят 20—30 мин. Пары воды,
образующиеся при кипении, вытесняют почти весь воздух, на-
38
Ш. ВОДА
ходящийся в колбе. Прервав нагревание, колбу быстро плотно
закрывают заранее подобранной резиновой пробкой и, ослабив
муфту на штативе, перевертывают вверх дном. Горелку и кольцо
с асбестированной сеткой
убирают, а внизу под колбу
подставляют фарфоровую
чашку. Прекратившееся ки-
пение воды в колбе снова
возобновляется. Дно колбы
охлаждают снегом или
льдом, помещенным в мешо-
чек. При этом кипение, по-
степенно усиливаясь, стано-
вится бурным (рис. 17, Б).
Бурное кипение при охла-
ждении верхней части колбы
вызывается тем, что пар,
находящийся над водой в
колбе, соприкасаясь с охла-
ждаемыми стенками колбы,
конденсируется, отчего дав-
ление в колбе падает * до
величины меньшей, чем это
соответствует давлению па-
ров нагретой воды в колбе.
Поэтому часть нагретой воды превращается в пар, образуя пу-
зырьки по всей массе жидкости без подогрева извне.
Начинать кипячение воды в этом опыте следует за 20—30 мин.
до момента его демонстрации, для того чтобы предварительно
удалить из воды растворенный в ней воздух.
13.	Уменьшение давления пара при понижении температуры
Опыт наглядно показывает, что при охлаждении закрытой
колбы с кипящей водой давление внутри ее понижается.
Оборудование и материалыЛ) Круглодонная колба емк. 1 л с хорошо
подобранной резиновой пробкой. — 2) Штатив с лапкой и двумя кольцами. —•
Я) Две асбестированные сетки. — 4) Горелка.—”5) Фарфоровая чашка.—
6) Демонстрационный бокал или толстостенный стакан. — 7) Стеклянная
трубка, дважды согнутая под прямым углом. — 8) Ртуть. — 9) Дестиллирован-
ная вода.
В круглодонную колбу на половину ее объема наливают
дистиллированной воды и плотно закрывают резиновой пробкой,
* Поэтому для опыта и нужно брать круглодонную колбу; плоскодонную
колбу может раздавить внешнее давление воздуха,
ОПЫТЫ 13—14
39
в которую вставлена стеклянная трубка, дважды согнутая под
прямым углом. Под свободный конец трубки подставляют фарфо-
ровую чашку (рис. 18, А).
Воду в колбе кипятят 20—30 мин., для того чтобы пары воды
вытеснили весь воздух, находящийся в колбе. Затем под свобод-
ный конец трубки подставляют бокал со ртутью, которая закроет
Рис. 18.
вход в трубку (рис. 18, Б). Нагревание прекращают, но кипение
в колбе по мере охлаждения колбы усиливается. Ртуть в трубке
поднимается на значительную высоту *. Разность между отсче-
том ртутного барометра и высотой ртути в трубке показывает
давление в колбе.
14.	Перегонка воды под уменьшенным давлением
Оборудование и материалы. 1) Два штатива с лапками и коль-
цом.—2) Горелка.—-3) Колба Клайзена емк. 500 мл. — 4) Холодильник.—
5) Колба для отсасывания.—6) Трехгорлая склянка. — 7) Ртутный мано-
метр.— 8) Водоструйный насос. — 9) Термометр на 100°.— 10) Трубка со сте-
клянным краном.— ПУ Две стеклянные трубки, согнутые под прямым
углом. — 12) Длинная стеклянная трубка диам. 5—7 мм, конец которой
оттянут в виде капилляра.—13) Винтовой зажим.—14) Асбестированная
сетка.— 15) Резиновые пробки. — 16) Толстостенная резиновая трубка.
Подготовка. В колбу Клайзена на половину ее объема нали-
вают дестиллированной воды, укрепляют зажимом на штативе.
* Если вертикальное колено трубки будет короче 76 см, ртуть может
быть переброшена в колбу.
40
III. ВОДА
В горло колбы вставляют на резиновой пробке трубку, длинный
капилляр которой доходит почти до дна колбы (рис. 19). На
верхний конец трубки надевают резиновую трубку с винтовым
зажимом. В боковое горло колбы на пробке вставляют термометр,
ртутный шарик которого должен находиться против бокового
отростка колбы. Последний при помощи пробки присоединяют
к верхнему концу холодильника. Нижний конец холодильника
Рис. 19.
через пробку вставляют в горло колбы для отсасывания, боковая
трубка которой с помощью толстостенной резиновой трубки
соединена с ртутным манометром. Последний такой же резино-
вой трубкой соединяют с согнутой под прямым углом короткой
стеклянной трубкой, вставленной на пробке в одно из боковых
отверстий трехгорлой склянки. В среднее горлб склянки на пробке
вставляют стеклянный кран, а в другое боковое отверстие —
согнутую под прямым углом стеклянную трубку, длинный конец
которой опущен почти до дна склянки, а верхний короткий конец
резиновой трубкой соединен с водоструйным насосом.
В собранном приборе при его работе давление должно быть
меньше атмосферного, поэтому решающее значение имеет герме-
тичность соединений отдельных его частей; на это следует обра-
тить особое внимание при сборке прибора.
ОПЫТ 15
41
Выполнение. Открыв кран манометра и закрыв кран, вставлен-
ный в среднее горло склянки, приводят в действие водоструйный
насос. Одновременно начинают нагревание колбы и пускают хо-
лодную воду в холодильник. В приборе достигается разрежение
до 15 мм рт. ст. (следить по манометру!). В результате этого
кипение воды начинается уже при температуре около 25°. В колбе
для отсасывания собирается дестиллат.
Перед окончанием опыта прекращают нагревание, затем
медленно открывают кран трубки, вставленной в трехгорлую
склянку; при этом давление в приборе выравнивается с внешним.
После этого прекращают действие водоструйного насоса.
15.	Термическая диссоциация воды
Оборудование а материалы. 1) Круглодонная колба емк. 500—
7Э0 мл с широким коротким горлом и хорошо подобранной пробкой. — 2) Два
штатива с зажимами и кольцом. — 3) Горелка. — 4) Асбестированная сетка. —
5) Большой кристаллизатор. — 6) Небольшой стеклянный цилиндр. — 7) Сте-
клянная трубка, согнутая, как показано на рис. 20. — 8) Два медных стержня
диам. 2 мм, длиной около 20 см. — 9) Две платиновые проволоки диам. 0,16—
0,20 мм, длиной 15—20 см (одна из них запасная.— на случай, если «пере-
горит» первая). —10) Реостат. —11) Источник электрического тока (при
употреблении платиновой проволоки 0,15 мм толщиной и 15 см длиной тре-
буется ток от 10 аккумуля-
торов; если взять прово-
локу толщиной 0,5 мм и
длиной 20 см, достаточно
2—3 аккумуляторов). Мож-
но пользоваться током осве-
тительной сети.
Подготовка. Колбу
с дестиллированной во-
дой укрепляют зажи-
мом в лапке штатива
(рис. 20). Горло колбы
плотно закрывают проб-
кой, в которую встав-
лены два медных стер-
жня. Нижние концы
стержней должны быть
на 2—3 см выше по-
верхности воды. В чуть
сплющенных концах	Рис. 20.
стержней делают отвер-
стия: вверху — для присоединения провода от источника тока,
внизу — для закрепления платиновой проволоки, свернутой в виде
спирали. В середину пробки, между медными стержнями, вста-
вляют согнутую стеклянную газоотводную трубку, свободный
конец которой опущен в кристаллизатор с холодной водой. Для
42
III. ВОДА
собирания гремучего газа в кристаллизатор помещают небольшой
цилиндр (или пробирку), наполненный водой, опрокинутый вверх
дном и укрепленный в лапке штатива.
Выполнение. Нагревают воду в колбе и кипятят ее до тех пор,
пока весь воздух из колбы не будет вытеснен парами воды
(следить за выделением пузырьков воздуха из газоотводной
трубки!). После этого, соединяя через реостат медные стержни
с проводами, идущими от источника тока, замыкают ток. Поль-
зуясь реостатом, постепенно усиливают ток и доводят платиновую
спираль почти до белого каления. Часть паров воды, соприкасаясь
с раскаленной платиной, разлагается на водород и кислород,
которые смешиваются с парами воды и выходят по газоотводной
трубке. Пары воды, соприкасаясь с холодной водой кристаллиза-
тора, конденсируются, а гремучий газ собирается в цилиндр, под
который подведен конец газоотводной трубки. Во избежание на-
гревания воды в кристаллизаторе конденсирующимся водяным
паром, ее следует частично вычерпывать или сифонировать и
добавлять холодной воды.
После того как наберется достаточное количество гремучего
газа, цилиндр, не вынимая из воды, снимают с газоотводной
трубки, выключают ток, гасят горелку и тотчас, подняв колбу
вместе со штативом, вынимают конец газоотводной трубки из
кристаллизатора.
Цилиндр с гремучим газом закрывают под водой стеклянной
пластинкой, вынимают из кристаллизатора, обертывают полотен-
цем и, поднеся к зажженной горелке, отнимают пластинку, —
происходит взрыв.
Этот опыт необходимо с особой тщательностью проверить до
лекции; при этом следует хорошо заметить условия опыта, при
которых получаются убедительные результаты (положение
ползунка реостата, степень накала платиновой спирали, скорость
нагревания воды в кристаллизаторе и т. п.).
16.	Электролиз воды
Оборудование и материалы. 1) Вольтаметр Гофмана. — 2) Источ-
ник постоянного тока: аккумуляторы или батарея из гальванических элемен-
тов * напряжением от 4 до 12 в. — 3) Серная кислота H2SO4, 15—20%-ный
раствор. — 4) Хлоркальциевая трубка. — 5) Изогнутая стеклянная трубка
С ОТТЯНУТЫМ концом.
Подготовка. Прибор для разложения воды электрическим
током носит название вольтаметра Гофмана; он состоит из двух
вертикальных стеклянных трубок, соединенных с помощью
третьей трубки с шарообразной воронкой (рис. 21). Трубки
* При наличии источников постоянного тока большего напряжения не-
обходим реостат, а при пользовании переменным током — выпрямитель и
реостат.
ОПЫТ 16
43
Рис. 21.
сверху заканчиваются кранами. В нижней части каждой трубки
впаяны платиновые электроды. Нижние концы платиновых
проволочек, с помощью которых укреплены электроды, выходят
из трубок наружу и служат для соединения с проводами, иду-
щими от источника тока.
К концу трубки, в которой собирается водород (катод), при-
соединяют с помощью резиновой трубки тонкую изогнутую
стеклянную трубку с оттянутым концом, а к концу трубки с кисло-
родом (анод) — пустую хлоркаль-
циевую трубку (рис. 21).
Открыв краны, наполняют при-
бор через шарообразную воронку
раствором серной кислоты, после
чего краны закрывают. При этом
следует обратить внимание на то,
чтобы раствор, дойдя до кранов, не
попал в трубки выше кранов; для
этого перед окончанием наполнения
нужно краны прикрыть и доливать
недостающий раствор с особой осто-
рожностью. Если раствор проник в
трубки выше кранов, его необходимо
удалить с помощью скрученной по-
лоски фильтровальной бумаги.
Выполнение. Наружные концы
платиновых проволок соединяют с
полюсами источника постоянного
тока.
Для правильного соединения элек-
тродов вольтаметра с источником
тока необходимо заранее определить
положительный и отрицательный
полюсы источника тока и отметить
их знаками плюс и минус *.
При прохождении электрического
тока через раствор в результате
электролиза на обоих электродах происходит выделение пузырь-
ков газа, собирающегося в верхней части трубки прибора. При
этом водорода, выделяющегося на катоде, должно собираться
по объему в 2 раза больше, чем кислорода на аноде. Обычно
* Для быстрого определения знака полюса следует полоску нейтральной
лакмусовой бумаги слегка смочить раствором какой-либо нейтральной соли,
поместить на стеклянную пластинку и приложить к лакмусовой бумаге про-
вода от источника постоянного тока (осторожно, остерегаться короткого
замыкания проводов!). В месте соприкосновения с катодом бумага синеет,
а в месте соприкосновения с анодом — краснеет,
44
III. водл
наблюдается небольшое отклонение от указанного простого
соотношения объемов выделяющихся газов; происходит это
вследствие того, что газы в каждой трубке прибора находятся
под разным гидростатическим давлением (неодинаковая высота
жидкости в трубках).
После окончания электролиза проводят пробы на кислород и
водород. Тлеющая лучина, опущенная в хлоркальциевую трубку,
при открывании крана загорается ярким пламенем (кислород).
Водород выпускают через трубку с оттянутым концом; подожжен-
ный, он горит бесцветным пламенем.
Не следует производить электролиз повторно, предварительно
не выпустив из прибора полностью ранее полученные газы, в про-
тивном случае случайная перемена полюсов при подключении
к источнику тока может привести к образованию в трубках при-
бора гремучего газа.
17. Получение гремучего газа
Оборудование и материалы. 1) Прибор по рис. 22.—2) Толсто-
стенная стеклянная банка емк. 100—200 мл с резиновой пробкой. — 3) Кри-
сталлизатор. — 4) Источник электрического тока (постоянный ток не обяза-
телен; при пользовании током осветительной сети необходим реостат).—
б) Серная кислота H2SO<, 15—20%-ный раствор.
Подготовка. Если в приборе для электролиза электроды не
разделены, выделяющиеся водород и кислород смешиваются, об-
разуя гремучий газ. Для получения гремучего газа может быть
использован прибор, изображен-
ный на рис. 22. Он состоит из не-
большой толстостенной банки, в
которую на 3Л наливают раствора
серной кислоты. Горло банки
плотно закрывают резиновой проб-
кой, через которую проходят две
стеклянные трубки. В нижние
концы трубок вплавлены плати-
новые проволочки, а к последним
припаяны платиновые электроды.
В трубки наливают немного рту-
ти, в которую погружают концы
проводов, идущих от источника
тока. В середину пробки вста-
вляют изогнутую газоотводную
трубку. Другую банку наполняют доверху водой, закрывают
пробкой и, опрокинув, погружают в кристаллизатор с водой;
вынув под водой пробку из банки, ставят ее горлом на дно кри-
сталлизатора.
Выполнение. Провода, идущие от прибора, соединяют с источ-
ником тока: начинается процесс электролиза. Газы, выделяю-
ОПЫТЫ 17—18
45
щиеся на электродах, поднимаясь вверх, поступают в стеклянную
трубку. Выждав некоторое время, пока воздух из прибора не
будет вытеснен, свободный конец трубки подводят под горло
банки в кристаллизаторе. Наполнив банку гремучим газом, закры-
вают ее под водой пробкой, вынимают из воды, обертывают поло-
тенцем и, поднеся к пламени горелки, открывают банку, — проис-
ходит взрыв гремучего газа.
При поджигании смеси отверстие банки следует направлять
в сторону, противоположную аудитории.
Брать банку ббльших размеров, чем указано, или тонко-
стенную банку не рекомендуется, так как в этих случаях она
может быть разбита силой взрыва.
Для демонстрации взры-
ва гремучего газа банку
можно наполнить отдель-	Г)	Г
но взятыми газами: водо-
родом и кислородом (в объ-
емных отношениях 1 : 2 *).
18.	Взаимодействие
водорода и кислорода
в присутствии платины
Оборудование и мате-
риалы. 1) Две стеклянные
толстостенные трубки, запаян-
ные с одного конца (типа
барометрических), диам. 1,5—
2 см, длиной 60—70 см. —
2) Две стеклянные толсто-
стенные чашки диам. 9—
10 см. — 3) Два штатива с лап-
ками.— 4) Газометр с кисло-
родом. — 5) Аппарат Киппа с
цинком и серной кислотой. —
6) Платинированная пемза. —
7) Щипцы или пинцет. —
8) Чехол для трубки из мел-
кой металлической сетки. —
9) Пять склянок Тищенко. —
10) Серная кислота H2SO4 уд.
в. 1,84.—11) Едкая щелочь, рас-
твор. — 12) Перманганат калия
КМ11О4, щелочной раствор. —
13) Нитрат свинца Pb(NO3)s
[или ацетат РЬ(СНзСОО)2],
раствор.
Подготовка. Чистые и сухие стеклянные трубки, наполненные
ртутью, предварительно очищенной и высушенной, открытым кон-
* Удобно на банке заранее сделать метку, разделяющую объем банки
в указанном отношении.
46
Ш. ВОДА
цом погружают в ртуть, находящуюся в стеклянных чашках, и
укрепляют на железных штативах (о наполнении трубок ртутью
см. стр.35—36). Затем трубки наполняют газами; при этом может
быть взята или готовая гремучая смесь, полученная из воды, или
отдельно взятые водород и кислород (2:1 по объему). В послед-
нем случае на стеклянные трубки должны быть нанесены метки.
Для этого, измерив объем стеклянных трубок, делят его на три
равные части и отмечают их наклейкой на трубки меток — поло-
сок бумаги.
Предварительно газы должны быть тщательно очищены и вы-
сушены, так как незначительные примеси к ним могут «отравить»
платиновый катализатор. Кислород из газометра пропускают
через две склянки Тищенко с раствором едкой щелочи и с концен-
трированной серной кислотой; водород из аппарата Киппа пропу-
скают через три склянки Тищенко, содержащие щелочной раствор
перманганата калия, раствор нитрата или ацетата свинца и кон-
центрированную серную кислоту.
Выполнение. Одну из трубок, погруженных в ртуть, остав-
ляют для сравнения (рис. 23, Л). Во вторую трубку, обязательно
закрытую предохранительным чехлом из металлической сетки
(на рисунке не показан) с помощью щипцов или пинцета вносят
несколько кусочков платинового катализатора, * подводя их под
нижний конец трубки. В результате реакции, протекающей между
газами на поверхности платины, объем газов уменьшается, ртуть
в трубке постепенно поднимается, а стенки трубки покрываются
капельками образовавшейся воды (рис. 23, Б).
* Платиновый катализатор готовят следующим образом. Кусочки пемзы
пропитывают 4 — 5%'Ним раствором платинохлористоводородной кислоты
H2PtCl6, затем смачивают их насыщенным раствором хлорида аммония н про-
каливают в фарфоровом тигле или в небольшой чашечке на горелке до
прекращения выделения дыма. При этом поверхность пемзы покрывается
мелко раздробленной платиной, образовавшейся в результате термического
разложения хлорплатииата аммония.
IV. РАСТВОРЫ
19.	Растворимость воздуха в воде в зависимости
от температуры
Оборудование и материалы.!) Круглодонная колба емк. 1—1,5 л с хо-
рошо подобранной резиновой пробкой. — 2) Два штатива с лапками и коль-
цом.— 3) Асбестированная сетка. — 4) Горелка. — 5) Глубокий кристаллиза-
тор.— 6) Большая пробирка (или эвдиометр). — 7) Изогнутая стеклянная
трубка (рис. 24).
Подготовка. Колбу наполняют доверху водопроводной водой
(лучше прямо из крана), укрепляют в лапке штатива и плотно
закрывают резиновой пробкой, в которую вставлена изогнутая
стеклянная трубка, также заполненная водой (рис. 24). Свобод-
Рис. 24.
ный конец трубки опускают в глубокий кристаллизатор с холодной
водой и подводят под опрокинутый эвдиометр, заполненный во-
дой. Под колбой укрепляют железное кольцо с асбестированной
сеткой и ставят горелку.
Выполнение. Опыт требует длительного кипячения воды, по-
этом^ начинать кипячеЖш следует в начале лекции, а наблюдать
результаты — в конце лекции.
При нагревании и последующем кипячении воды в колбе часть
воды вытесняется в кристаллизатор, а ее место занимает обра-
зующийся при кипении пар. Вместе с паром из воды выделяется
48
IV. РАСТВОРЫ
воздух, находившийся в ней в растворенном состоянии. Водяной
пар в кристаллизаторе конденсируется, а воздух проходит в эвдио-
метр. При продолжительном кипячении, по мере удаления из воды
растворенного в ней воздуха, кипение происходит неровно, толч-
ками. Поэтому части прибора — колба, трубка, эвдиометр —
должны быть надежно укреплены. Вода в кристаллизаторе по-
степенно нагревается, и ее следует время от времени частично
вычерпывать и добавлять в кристаллизатор холодной воды (еще
лучше добавлять снега или льда). При окончании опыта, когда
нагревание прекращают, вследствие конденсации водяного пара
в колбе и уменьшения в ней давления вода из кристаллизатора
засасывается в колбу, охлаждает ее и вызывает интенсивную
конденсацию пара. В связи с понижением давления в колбе на-
чинается снова бурное кипение воды, которое приводит к новому
засасыванию воды из кристаллизатора в колбу. В результате
колба и трубка остаются целиком заполненными водой, как и
в начале опыта, а часть эвдиометра занимает воздух, который
был растворен в воде и выделился при нагревании. Измерив его
объем, можно определить количество воздуха, которое было
растворено во взятом объеме воды, и вычислить коэфициент его
растворимости.
Опыт показывает, следовательно, что вода содержит растворен-
ный воздух и что растворимость воздуха с повышением темпера-
туры уменьшается.
20.	Влияние давления на растворимость газов в воде
Оборудование и материалы. 1) Колба для отсасывания емк. 1—2 л
с хорошо подобранной резиновой пробкой. — 2) Ртутный манометр. — 3) Водо-
струйный насос. — 4) Аппарат Киппа с мрамором и соляной кислотой. —
5) Две склянки Тищенко с водой. — 6) Согнутая под прямым углом стеклян-
ная трубка.
Подготовка. Собирают установку, показанную на рис. 25. Бо-
ковой отросток колбы присоединяют к ртутному манометру, а по-
следний соединяют через склянку Тищенко с водоструйным на-
сосом.
В колбу на половину ее объема наливают воды и опускают
до дна согнутую под прямым углом стеклянную трубку, соединен-
ную со склянкой Тищенко от аппарата Киппа (на рисунке не по-
казано). Воду, находящуюся в колбе, насыщают углекислым
газом, длительно пропуская его через воду. После этого стеклян-
ную трубку из колбы вынимают.	•*
Выполнение. Колбу плотно закрывают резиновой пробкой и
приводят в действие водоструйный насос. В результате отсасыва-
ния воздуха над жидкостью в колбе создается пониженное давле-
ние (см. показание манометра). В связи с этим происходит интен-
ОПЫТЫ 20-21
49
сивное выделение из воды пузырьков углекислого газа, раство-
римость которого уменьшилась с падением внешнего давления.
Рис. 25.
21.	Растворение серной кислоты в воде
Оборудование и материалы. 1) Стакан емк. 750 мл (лучше из
стекла «пирекс»). — 2) Штатив с лапкой. — 3) Демонстрационный термометр
со шкалой выше 100° (за неимением демонстрационного термометра можно
воспользоваться лабораторным термометром до 150—2О0Р или термоскопом).—
4), Плоскодонная фарфоровая чашка диам. 9—12 см. — 5) Стеклянный стакан
емк. 250 мл.— 6) Стеклянная палочка.— 7) Пробирка. — 8) Серная кислота
H2SO4 уд. в. 1,84. — 9) Этиловый спирт С2Н5ОН.
Подготовка. В стакан емк. 750 мл, поставленный на плоско-
донную фарфоровую чашку, почти до дна погружают демонстра-
ционный термометр, укрепленный лапкой в штативе, и вливают
100 мл воды. В другом стакане отмеривают 165 мл серной кислоты
уд. в. 1,84.
Выполнение. Обратив внимание слушателей на показание тер-
мометра, начинают осторожно, тонкой струей приливать в стакан
с водой концентрированную серную кислоту. Следует время от
времени, прерывая приливание, осторожно помешивать раствор
стеклянной палочкой и наблюдать за повышением температуры.
После приливания всей серной кислоты жидкость в стакане нагре-
вается выше 100° *, но не закипает, так как образовавшийся вод-
* Максимальное повышение температуры наблюдается при соотношении
воды и кислоты 1 :3 (по весу).
4 Зак. 1015. В. Л? Полосин.
50
IV. РАСТВОРЫ
ный раствор серной кислоты имеет температуру кипения более
высокую, чем вода. В стакан с горячим раствором серной кислоты
опускают пробирку с 2—3 мл этилового спирта, который быстро
вскипает (темп. кип. 78°); пары спирта следует поджечь у отвер-
стия пробирки.
Выделение большого количества тепла при смешивании серной
кислоты с водой свидетельствует о химическом взаимодействии
между ними.
Демонстрируя этот опыт, целесообразно указать слушателям,
что при разбавлении серной кислоты всегда следует приливать
серную кислоту в воду, а не наоборот, во избежание опасного
разбрызгивания горячей серной кислоты.
22.	Растворение эфира в воде
Оборудование и материалы.. 1) Цилиндр с притертой или корко-
вой пробкой емк. 200 мл. — 2) Делительная воронка. — 3) Две пробирки. —
4) Диэтиловый эфир (CsHshO. — 5) Сульфат меди безводный CuSO,.
В цилиндр на половину его объема наливают воды. Затем при-
бавляют немного эфира, тонкий слой которого можно заметить
сверху воды. Закрыв цилиндр пробкой, его энергично встряхи-
вают. После этого слой эфира исчезает: эфир растворился в воде.
Эту операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока новая
порция прилитого эфира после взбалтывания не будет больше рас-
творяться и слой его будет оставаться на воде.
Для того чтобы слой эфира был более заметен, воду можно
подкрасить краской, не растворяющейся в эфире (например,
индигокармином).
Нижний, больший по объему, слой в цилиндре представляет
собой насыщенный раствор эфира в воде и содержит 6,9% эфира.
Верхний же слой является насыщенным раствором воды в эфире
и содержит 1,3% воды. Разделив эти два раствора с помощью де-
лительной воронки, можно показать, что в нижнем — водном —
содержится эфир, а в верхнем — эфирном — содержится вода.
Для этого оба раствора наливают в разные пробирки. Пробирку,
содержащую раствор эфира в воде, подогревают, при этом эфир
выделяется (пары его у отверстия пробирки следует поджечь).
В пробирку, где находится раствор воды в эфире, прибавляют
безводный сульфат меди, который при этом окрашивается в голу-
бой цвет (соединение соли с водой с образованием медного купо-
роса) .
23.	Взаимная растворимость воды и фенола
Оборудование и материалы. 1) Большая пробирка. — 2) Стакан емк.
750—1000 мл. — 3) Штатив с лапкой и кольцом. — 4) Термометр до 100°—
б) Асбестированиая сетка. — 6) Горелка. — 7) Феиол CgHsOH.
ОПЫТЫ 22—24
51
Подготовка. В пробирку, примерно на ’/4 ее высоты, наливают
воды и добавляют до половины кристаллического фенола. При
растворении его в воде образуются два слоя: нижний — раствор
воды в феноле (содержит 28% воды) и верхний — раствор фе-
нола в воде (содержит 8% фенола).
Пробирку неплотно закрывают корковой пробкой со вставлен-
ным в нее термометром, доходящим почти до дна пробирки, и
укрепляют в лапке штатива.
В стакан, примерно на 3/s его объема, наливают воды, ставят
стакан на кольцо штатива с асбестированной сеткой и нагревают
до 80—90°.
Выполнение. Пробирку с растворами спускают в стакан с горя-
чей водой настолько, чтобы уровень воды в стакане был несколько
выше уровня жидкости в пробирке. Для более быстрого нагрева-
ния жидкость в пробирке осторожно перемешивают термометром.
С повышением температуры взаимная растворимость воды и фе-
нола увеличивается. В результате этого составы верхнего и ниж-
него слоев постепенно приближаются друг к другу и при 68,5°
становятся одинаковыми (66% воды и 34% фенола). При этом
граница между слоями исчезает и раствор становится однород-
ным. Выше 68,5° фенол и вода растворяются друг в друге в любых
соотношениях.
Затем пробирку вынимают из горячей воды (передвинуть лапку
с пробиркой вверх по штативу). При охлаждении однородного
раствора сначала наблюдается легкое его помутнение (опалесцен-
ция), а затем при 68,5° жидкость становится молочнобелой (об-
разование эмульсии). При охлаждении и отстаивании жидкость
постепенно разделяется на два слоя.
Хорошо закрытая пробирка с приготовленной смесью может
служить для многократной демонстрации опыта.
24.	Взаимная нерастворимость двух жидкостей
Многие органические жидкости: керосин, бензин, масла, жиры
и др. практически не растворяются в воде.
Для демонстрации опыта следует брать такие жидкости, кото-
рые с водой не образуют стойких эмульсий. Желательно, чтобы
после взбалтывания воды со взятой жидкостью заметное расслое-
ние их наступало по возможности быстрее. Наиболее удобным
для этого является бензин.
Оборудование и материалы. 1) Цилиндр с притертой или корковой
пробкой емк. 200 мл. — 2) Делительная воронка. — 3) Две пробирки. —
4) Сульфат меди безводный CuSO4- — 5) Бензин.
В мерный цилиндр на половину его объема наливают воды.
Прилив туда же немного бензина, взбалтывают жидкости и обна-
4*
52
IV. РАСТВОРЫ
руживают, что бензиновый слой при этом не исчезает. Тогда доба-
вляют бензина больше, доводя высоту его слоя до 2—3 см; закрыв
цилиндр пробкой, энергично взбалтывают, дают отстояться и с по-
мощью делительной воронки отделяют один слой жидкости от
другого.
Взяв часть нижнего водного слоя в пробирку, нагревают жид-
кость до кипения и время от времени к отверстию пробирки подно-
сят горящую лучину: воспламенения не происходит. Следова-
тельно, бензин в водном слое отсутствует.
Прибавлением безводного сульфата меди к пробе верхнего
бензинового слоя убеждаются в отсутствии в нем воды: окраска
соли не меняется.
25.	Смешивание спирта и воды
Этиловый спирт смешивается с водой во всех отношениях, при
этом наблюдается уменьшение объема смеси по сравнению с сум-
мой объемов спирта и воды. Это явление носит название контрак-
ции (сжатия).
Наибольшее сжатие происходит при смешении 52 объемов
спирта с 48 объемами воды: вместо ожидаемых 100 объемов
смеси получается только 96,3 (при 20°).
Уменьшение объема, наблюдаемое при смешивания спирта и
воды, объясняется гидратацией спирта, т. е. взаимодействием его
с водой с образованием химических соединений.
Оборудование и материалы. 1) Узкий стеклянный цилиндр (лучше
измерительный) емк. 200 мл с притертой пробкой или хорошо подобранной
резиновой (вместо цилиндра может быть использована запаянная с одного
конца стеклянная трубка 2,5 X ^0 см, плотно закрывающаяся резиновой проб-
кой).— 2) Стеклянная палочка. — 3) Безводный этиловый спирт С2Н5ОН.
Подготовка. На стеклянный цилиндр наносят две метки (на-
клейка узких полосок цветной бумаги): первая отмечает объем,
равный 96 мл, вторая отмечает объем, равный 200 мл. Таким
образом, объем между метками равен 104 мл.
Выполнение. Сначала в цилиндр наливают дестиллированную
воду до нижней метки, затем осторожно с помощью стеклянной
палочки по стенке цилиндра или трубки наливают безводный эти-
ловый спирт до верхней метки. Спирт — легче воды, поэтому, не
перемешиваясь с нею, он расположится над водой. Граница раз-
дела (между водой и спиртом заметна благодаря их различной
светопреломляющей способности. Цилиндр плотно закрывают
пробкой и осторожно наклоняют; при этом видно, как струйки
одной жидкости проникают в другую. После перемешивания уро-
вень жидкости оказывается ниже верхней метки,- общий объем
смеси уменьшился.
ОПЫТЫ 25—27
53
26.	Теплота растворения едкого натра
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный стакан емк. 500 мл
(лучше из стекла «пирекс»). — 2) Штатив с лапкой. — 3) Демонстрационный
термометр. — 4) Стеклянная палочка. — 5) Едкий натр NaOH или едкое
кали КОН.
В стакан почти до дна опускают укрепленный на штативе де-
монстрационный термометр (рис. 26, А). Мелко раздробленный
едкий натр кладут в стакан
так, чтобы шарик термо-
метра был закрыт. Затем в
стакан вливают воду и осто-
рожно (чтобы не разбить
термометр или стакан) по-
мешивают стеклянной палоч-
кой. При этом раствор сильно
разогревается; термометр по-
казывает значительное по-
вышение температуры (до
110—115°).
27.	Теплота растворения
роданида аммония
Оборудование и материа-
лы. 1) Стеклянный стакан емк.
500 мл. — 2) Штатив с лапкой.—
3) Демонстрационный термо-
метр. — 4) Тонкая дощечка или ку-
сок фанеры 12X12 см. — 5) Про-
бирка. — 6) Роданид аммония
NH4CNS.
В стакан с опущенным
в него термометром, укре-
пленным в лапке штатива
(рис. 26, Б) всыпают около
100 г роданида аммония,
а затем вливают 100 мл воды и осторожно перемешивают про-
биркой с небольшим количеством воды. Под дно стакана подкла-
дывают смоченную водой дощечку.
При растворении роданида аммония в воде температура пони-
жается примерно на 30°. При этом стакан снаружи запотевает,
а затем покрывается инеем. Смоченная водой дощечка пример-
зает к дну стакана, а вода в пробирке, опущенной в стакан, за-
мерзает.
Аналогичный тепловой эффект наблюдается при растворении
в воде многих других солей (см, таблицу на стр, 288).
54
IV. РАСТВОРЫ
28.	Тепловой эффект при взаимодействии
серной кислоты со снегом
Оборудование а материалы. I) Стеклянный стакан емк. 750 мл.—
2) Штатив с лапкой. — 3) Демонстрационный термометр. — 4) Плоскодонная
или коническая колбочка емк. 200—250 мл. — 5) Пробирка. — 6) Тонкая
дощечка или кусок фанеры 12 X12 см. — 7) Серная кислота H2SO4
уд. вес 1,84. — 8) Снег или лед.
Подготовка. В стакан помещают около 500 г снега и погру-
жают почти до дна демонстрационный термометр, укрепленный
в лапке штатива. Под стакан подкладывают смоченную водой
дощечку. В колбочке смешивают 50 мл воды и 100 мл серной кис-
лоты и охлаждают полученный раствор до 0° (погружением
в снег). В пробирку наливают 1—2 мл воды.
Выполнение. В стакан со снегом выливают приготовленный и
охлажденный до 0° раствор серной кислоты, при этом снег тает,
стакан снаружи покрывается инеем и дно его примерзает к до-
щечке. Вода в пробирке, опущенной в ста-
кан, замерзает.
Понижение температуры объясняется
тем, что при таянии снега поглощается
больше тепла, чем выделяется при
взаимодействии воды с серной кислотой.
Рис. 27.
29.	Насыщенные растворы
Оборудование и материалы. 1) Две кол-
бы емк. 2—3 л с пробками. — 2) Два штатива
с лапками и кольцами. — 3) Две асбестирован-
ные сетки. — 4) Нитрат калия KNO3. — 5) Нит-
рат свинца Pb(NO3)2 или ацетат свинца
РЬ(СН3СОО)2- — 6) Иодид калия KJ-
В колбах емк. 2—3 л заранее при-
готовляют насыщенные растворы нитрата
калия и иодида свинца при температуре
80—90° (растворимость этих солей см.
таблицы на стр. 288 и 289).
Иодид свинца готовится взаимодей-
ствием нитрата или ацетата свинца с иоди-
дом калия.
Еще горячими растворы выставляют на демонстрационный
стол в начале лекции (не закрывать колбы плотно пробками!).
При их охлаждении происходит кристаллизация KNO3 в форме
красивых длинных призм (рис, 27) и PbJ? в виде золотистых че-
шуек
ОПЫТЫ 28—30
55
30. Пересыщенный раствор
Оборудование и материалы. 1) Колба емк. 2—3 л. — 2) Пробка
к колбе, с клапаном Бунзена. — 3) Водяная баня большая. — 4) Штатив с лап-
кой и кольцом. — 5) Асбестированная сетка. — 6) Стеклянная палочка. —
7) Соль для приготовления пересыщенного раствора (сульфат натрия
Na2SO4 • ЮН2О, ацетат натрия NaC2H3O2 • ЗН2О или тиосульфат натрия
Na2S2O3-6Н2О.— 8) Глицерин. — 9) Дестиллированная вода.— 10) Темный
экран.
Для приготовления пересыщенного раствора сульфата натрия берут иа
5 вес. ч. воды 7 вес. ч. кристаллогидрата NasSO4 • ЮН2О или на 2 части воды
1 часть безводной соли Na2SO4. Для приготовления пересыщенного раствора
ацетата натрия берут на 3 вес. ч. воды б вес. ч. соли. Для приготовления
пересыщенного раствора тиосульфата натрия свежие, невыветрившиеся кри-
сталлы этой соли нагревают без добавления воды. Часто полученный при этом
пересыщенный раствор тиосульфата в результате разложения при стоянии
мутнеет от выпадающей серы. Для предупреждения этого к свежепригото-
вленному раствору тиосульфата прибавляют
2—3 капли раствора едкого натра (1 : 10).
Подготовка. Колбу с помещенными
в нее солью и водой (или в случае
тиосульфата, с одной солью) погружают
в водяную баню, укрепляют в лапке
штатива так, чтобы колба не касалась
дна и стенок бани, и кипятят воду в
бане до тех пор, пока не растворится
вся взятая соль *. К прозрачному рас-
твору прибавляют 2—3 капли глице-
рина, чтобы при кристаллизации полу-
чались более крупные кристаллы. После
этого горло колбы закрывают пробкой
с клапаном Бунзена.
Приготовленный раствор осторожно
кипятят в течение нескольких минут,
для того чтобы конденсат, образую-
щийся в горле колбы, стекая по стен-
кам, смывал с них остатки раствора.
Затем раствор медленно и осторожно
охлаждают, оберегая от толчков. Охла-
Рис. 28.
жденный раствор может сохраняться
длительное время.
Выполнение. Открыв колбу, касаются поверхности раствора
длинной стеклянной палочкой, предварительно опущенной в банку
с сухой солью, взятой для приготовления пересыщенного раствора.
Мельчайшие крупинки соли, прилипшие к концу палочки, попав
* Если полученный при этом раствор окажется мутным, его следует
отфильтровать в горячем состоянии на воронке с подогреванием через
складчатый фильтр или вату в колбу, предварительно ополоснутую горячей
водой,
56
IV. РАСТВОРЫ
в раствор, вызывают начало кристаллизации, которая затем
быстро распространяется по всей колбе (рис. 28). Позади колбы
следует поставить темный экран.
Если вместо стеклянной палочки взять демонстрационный
термометр и, прикоснувшись его шариком к сухой соли, погрузить
его в пересыщенный раствор, можно наглядно показать, что при
кристаллизации выделяется тепло. Для той же цели можно при-
менить термоскоп.
После лекции закрытую колбу следует поместить в водяную
баню и нагреть до перехода всей соли в раствор. В противном
случае выделившиеся кристаллы по мере стояния срастаются
в сплошную плотную массу, которая при нагревании превра-
щается в раствор очень медленно.
31.	Давление пара чистого растворителя
и раствора
Оборудование и материалы. 1) Три толстостенные барометрические
трубки высотой около 85 см. — 2) Три толстостенные стеклянные чашки. —
3) Две пипетки с согпутным оттянутым концом и резиновым баллончиком. —
4) Три миллиметровые шкалы.—5) Три штатива с лапками.—6) Ртуть.—
7) Диэтиловый эфир (СгНзЬО Гили ацетон (СНз)гСО]. — 8) Нафталин Ск>На
(или иодид натрия NaJ).
Подготовка. Три барометрические трубки наполняют ртутью
(см. стр. 35—36), опускают в стеклянные толстостенные чашки со
ртутью и укрепляют в лапках штативов. Позади трубок устана-
вливают шкалы из миллиметровой бумаги, наклеенной на фанер-
ную или картонную пластинку. Уровень ртути во всех трубках
одинаков (зависит от атмосферного давления).
Приготовляют насыщенный раствор нафталина в эфире (или
иодида натрия в ацетоне).
Выполнение. Одну трубку оставляют для сравнения, в дру-
гую — с помощью изогнутой пипетки с резиновым баллончиком
осторожно вводят немного эфира (или ацетона). Первые капля
жидкости, поднявшись на поверхность ртути, тотчас испаряются.
Под давлением пара жидкости ртуть в трубке опускается. Сле-
дующие порции введенного в трубку эфира (или ацетона) также
мгновенно испаряются, а ртуть продолжает опускаться. Наконец,
наступает такой момент, когда введенная в трубку жидкость пере-
стает испаряться и образует небольшой слой на поверхности
ртути, которая больше не опускается. Измерив разность уровней
ртути в первой трубке и в трубке с эфиром, получают давление
паров жидкости, насыщающих пространство над ртутью при дан-
ной температуре.
В третью трубку вводят с помощью второй пипетки раствор
нафталина в эфире (или иодида натрия в ацетоне), После того
ОПЫТЫ 31—32
57
как будет достигнуто насыщение, т. е. на поверхности ртути
окажется небольшой слой жидкости, уровень ртути в трубке пере-
станет опускаться.
Разность уровней ртути в первой и третьей трубках показы-
вает давление пара над раствором. Оно меньше давления пара
растворителя. Разность уровней ртути во второй и третьей труб-
ках показывает, насколько уменьшилось давление пара над рас-
твором по сравнению с давлением пара растворителя (понижение
давления пара над раствором).
После лекции ртуть из первой барометрической трубки и
чашки можно вылить прямо в склянку, где она хранится, из второй
и третьей трубок и чашек ртуть следует вылить в фарфоровую
ступку, промыть эфиром для удаления нафталина, а затем водой.
Остатки воды удаляют прикладыванием фильтровальной бумаги
к поверхности ртути.
Сливая ртуть из ступки в склянку для хранения, следует
пропустить ее через сухой бумажный фильтр, в котором тонкой
иголкой сделано несколько отверстий.
32.	Поглощение паров растворителя раствором
Оборудование и материалы. 1) Кусок толстого стекла (25 X
X 25 см). — 2) Стеклянный колокол диам. 16 см с широким пришлифованным
рантом.—3) Два стеклянных стаканчика емк. 100 мл. — 4) Насыщенный рас-
твор нафталина в эфире. — 5) Диэтиловый эфир (СгНбЬО. — 6) Вазелин.
На стекло ставят два стаканчика, на которых восковым ка-
рандашом нанесены метки, соответствующие объему 50 мл. В один
из стаканчиков наливают 50 мл
эфира, в другой — 50 мл насыщен-
ного раствора нафталина в эфире.
Стаканчики накрывают стеклянным
колоколом, рант которого обильно
смазан вазелином.
Опыт длительный: может продол-
жаться от нескольких дней до не-
скольких недель.
В первые дни жидкость испа-
ряется из обоих стаканчиков и объем
жидкости в них заметно умень-
шается. В дальнейшем объем жидко-
сти в стаканчике с эфиром продол-
жает уменьшаться, а в стаканчике
с раствором объем увеличивается.
Давление пара над чистым растворителем больше давления
пара над раствором. Этим объясняется продолжающееся испаре-
ние эфира из стаканчика с растворителем и поглощение его рас-
58
IV. РАСТВОРЫ
твором, что и приводит к наблюдаемому изменению объемов
жидкости в стаканчиках (рис. 29).
33.	Давление пара над кристаллогидратом
Оборудование и материалы. 1) Плоскодонная колба емк. 1,5 л с ре-
зиновой пробкой и двумя трубками диам. 6 мм (рис. 30). — 2) Резиновая
трубка. — 3) Винтовой зажим. — 4) Керосин. — 5) Сульфат натрия кристалли-
.	веский Na2SO4 • ЮН2О (или карбонат натрия кри-
п сталлический Ха2СОз • ЮН2О).
Сухую колбу закрывают резиновой
пробкой с двумя отверстиями. В одной из
них вставлена короткая стеклянная труб-
ка, на которую надета резиновая трубка
с винтовым зажимом. В другое отверстие
пробки вставлена изогнутая стеклянная
трубка (см. рис. 30). В изогнутую трубку
наливают керосин, подкрашенный раство-
ряющейся в нем краской (например, «су-
дан»), Вынув пробку, в колбу вносят не-
выветрившиеся кристаллы сульфата на-
трия (покрыть ими дно), затем колбу
плотно закрывают пробкой, при этом вин-
товой зажим должен быть открытым.
После этого винтовой зажим тщательно
закрывают. Тотчас же начинается изме-
нение уровней жидкости в коленах трубки,
причем уже через 7—10 мин. разница уровней жидкости стано-
вится постоянной и достигает 30—50 мм.
Повышение давления внутри
колбы обусловлено давлением
пара кристаллогидрата сульфата
натрия.
34.	Выветривание и расплывание
солей
Оборудование и материалы.
1) Кусок толстого стекла (25X25 см). —
9\ Стеклянный колокол дизм. 16 см с
широким пришлифованным рантом. —
3) Две плоскодонные фарфоровые или
стеклянные чашки диам. 6 см. —
4) Сульфат натрия кристаллический
Na2SO< • ЮН2О. — 5) Хлорид кальция
СаС12 • 2НгО в зернах или палочках. —
6) Вазелин.
На стекло ставят рядом две чашки: одну с сульфатом на-
трия, другую с хлоридом кальция, Чашки накрывают стекляю
ОПЫТЫ 33—35
59
ным колоколом, рант которого обильно смазан вазелином
(рис. 31).
Результаты опыта становятся заметными на другой день: кри-
сталлы глауберовой соли покрываются белым налетом безвод-
ного сульфата натрия и рассыпаются, а кусочки хлорида кальция
приобретают блеск и увлажняются (образуется СаС12*6Н2О).
При дальнейшем стоянии основная масса сульфата натрия вы-
ветривается и превращается в аморфный порошок, а хлорид
кальция расплывается.
35.	Эндоосмос и экзоосмос
Оборудование и материалы. 1) Два толстостенных стеклянных со-
суда емк. около 6 л. — 2) Две стеклянные банки из-под консервов емк.
0,5 л. — 3) Полупроницаемая пленка (животный пузырь, пергамент или цел-
лофан).— 4) Тонкий прочный шнур. — 5) Сахар или глюкоза*.
Б
А
Рис. 32.
Подготовка. Банку доверху наполняют насыщенным раствором
сахара или глюкозы. Из животного пузыря, пергамента или цел-
лофана вырезают круг диам. на 3—4 см больше диаметра горла
банки и размачивают его
в воде. Мягкую влажную
пленку сбоку натягивают
на сосуд, следя за тем,
чтобы под пленкой не
осталось пузырьков воз-
духа. Края пленки заги-
бают, туго натягивают ее,
равномерно распределяют
складки вокруг горла,
обертывают несколько раз
тонким шнуром, который
затем завязывают крепким
узлом. Шнур должен быть
нее прижмет пленку к стеклу. Вторую банку доверху наполняют
водой и тем же способом закрывают полупроницаемой пленкой..
Первую банку помещают в большой сосуд, на 3/4 наполненный
водой. Если полупроницаемая пленка не имеет дефектов и укре-
плена плотно, то она, будучи вначале плоской, уже через 2—3 часа
начнет вздуваться (эндоосмос; рис. 32, Д). Вторую банку по-
мещают в другой большой сосуд, на 3/4 наполненный насыщенным
раствором сахара. В этом случае плоская пленка вдавливается
внутрь банки (экзоосмос; рис. 32,Б).
взят сухим; намокнув в воде, он плот-
* Вместо раствора сахара можно использовать насыщенный раствор пова-
ренной соли, но при этом опыт протекает значительно медленнее.
60
IV. РАСТВОРЫ
36.	Осмотическая ячейка
Оборудование и материалы. 1) Широкий прямой форштосс.—
2) Стеклянная трубка с внутренним диам. 3—б мм, длиной не менее 1 м. —
3) Штатив с лапкой. — 4) Толстостенный стакан емк. 1 л. — б) Стаканчик емк.
50—100 мл. — 6) Полупроницаемая пленка (животный пузырь, пергамент или
целлофан). — 7) Тонкий прочный шнур. — 8) Сахар или глюкоза.
Подготовка. Широкое отверстие форштосса туго затягивают
размоченным куском полупроницаемой пленки, которую укре-
пляют на форштоссе с помощью
прочного тонкого сухого шнура, не-
сколько раз охватывающего фор-
штосс и завязанного узлом. Высушив
фильтровальной бумагой ту часть
пленки, которая загнута через края
форштосса, наносят на нее слой рас-
плавленной менделеевской замазки
и аккуратно выравнивают его слабым
пламенем горелки. Затем форштосс
наполняют доверху насыщенным рас-
твором сахара, покрашенным фукси-
ном или красными чернилами. Верх-
ний конец форштосса соединяют от-
резком резиновой трубки с длинной
стеклянной трубкой, к которой на-
верху присоединена вторая (согну-
тая) стеклянная трубка с укреплен-
ным на ней с помощью мягкой
проволоки маленьким стаканчиком
(рис. 33).
Выполнение. Приготовленную ос-
мотическую ячейку помещают в ста-
кан с водой, а длинную трубку укре-
пляют в лапке штатива. Если со-
бранный прибор не имеет дефектов,
то вода из стакана сразу же устре-
мляется через полупроницаемую
пленку внутрь осмотической ячейки
и подкрашенный раствор сахара начинает подниматься по
трубке.
Отметив в начале лекции уровень жидкости в трубке с по-
мощью резинового кольца, можно к концу лекции установить
высоту поднятия раствора в трубке.
Через несколько дней жидкость поднимется до верхд трубки
и будет капать в стаканчик,	.
ОПЫТЫ 36—37
61
37.	«Искусственные водоросли»
Оборудование и материалы. 1) Десять стеклянных цилиндров (или
больших пробирок).— 2) Силикат натрия Na2SiO3, 50%-ный раствор. — 3) Лю-
бые растворимые соли (предпочтительнее хлориды) следующих металлов:
железа, меди, кобальта, никеля, марганца, алюминия магния. — 4) Феррициа-
нид калия K4Fe(CN)s]  ЗН2О: а) кристаллический, б) насыщенный раствор,
в) 3—4%-ный раствор. — 5) Сульфат меди CuSO4-5H2O; а) кристаллический,
б) 3—4%-Ный раствор.
А. Из силиката натрия
В цилиндры (или пробирки) почти доверху наливают 50%-ный
раствор силиката натрия и в каждый из них бросают по нескольку
кристалликов одной из указанных выше солей.
Через несколько минут в каждом цилиндре появляются харак-
терные образования — «искусственные водоросли» различной
Рис. 34.
формы (рис. 34) и разного цвета в зависимости от взятой соли:
синего с розоватым оттенком (кобальт), изумрудно-зеленого (ни-
кель), бурого (окисное железо), темнозеленого (закисное железо).
Соли алюминия и магния образуют бесцветные стекловидные
«водоросли».
Опыт можно производить в большом стакане, наполнив его
50%-ным раствором силиката натрия и бросив в него по нескольку
кристалликов перечисленных выше солей. Тотчас начнется обра-
зование различных по форме и окраске «водорослей». Получается
красивый «химический ландшафт».
62
IV. РАСТВОРЫ
Б. Из феррицианида калия
В цилиндр (или пробирку) наливают 3—4%-ный раствор суль-
фата меди и бросают в него несколько кристалликов ферри-
цианида калия. Упав на дно, кристаллы соли образуют характер-
ные «водоросли».
В другой цилиндр (или пробирку) наливают 3—4%-ный рас-
твор феррицианида калия и бросают несколько кристалликов соли
меди. Если при этом взять кристаллики медного купороса, то бла-
годаря его малой растворимости рост протекает медленно и
«водоросли» получаются низкие.
Более удобной оказывается двойная соль (NH4)2CuC14*2H2O,
крупные кристаллы которой быстро падают на дно, хорошо рас-
творяются и дают красивые «водоросли» *.
* Большую стойкость растущим образованиям можно придать путем при-
бавления желатины к раствору феррицианида калия и сульфата меди с таким
расчетом, чтобы содержание последней было около 0,5%.
В качестве среды для роста стойких образований может быть применена
жидкость, составленная из 100 вес. ч. дестиллированиой воды, 5—10 ч. на-
сыщенного раствора феррицианида калия, 5—10 ч. насыщенного раствора
хлорида натрия и 10 — 20 ч. 0,5%-ного раствора желатины.
V. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
Для выполнения большей части опытов этого раздела тре-
буется прибор для наблюдения электропроводности.
Прибор состоит из двух частей: «указателя тока» и электро-
дов. Для изготовления первой части на деревянной доске монти-
руют ламповый патрон и штепсельную розетку (рис. 35). Схема
соединения их показана на рисунке. От «указателя тока» идет
длинный шнур к источнику электрического тока.
Рис. 35.	Рис. 36.
Другую часть прибора (электроды) изготовляют следующим
образом (рис. 36). Берут обычный осветительный шнур длиной
около метра. К одному концу его присоединяют штепсельную
вилку. С другого конца шнур на длину около 30 см расплетают,
оба провода на концах освобождают от изоляции (приблизительно
на 2 см), зачищают до блеска и припаивают к ним платиновые
проволочки длиной 1,5—2 см. Провода с припаянными к ним
платиновыми проволочками пропускают в узкие стеклянные
трубки, каждая длиной 20 см, просвет которых должен соответ-
ствовать толщине изолированного провода. Платиновые прово-
лочки должны выступать из трубок на 1 см. В стеклянные трубки
снизу набивают волокнистый асбест так, чтобы он закрыл ого-
ленные концы провода. После этого концы трубок, из которых
64
V. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ'ДИССОЦИАЦИЯ
выступают платиновые проволочки, заплавляют, проволочки за-
гибают в противоположные стороны. На верхние концы трубок,
сложенных вместе, плотно надевают короткий отрезок резиновой
трубки. Соединенные таким способом трубки на пробке вставляют
в более широкую стеклянную трубку (длиной около 20 см) на-
столько, чтобы они выдавались из нижнего конца трубки на 10—
12 см. Широкую трубку берут такого диаметра, чтобы отрезок
резиновой трубки, соединяющий верхние концы узких трубок,
входил в нее туго. На нижний конец широкой трубки натягивают
отрезок резиновой трубки, чтобы на электроды можно было
плотно надеть защитную пробирку на то время, когда прибором
не пользуются.
Вверху шнур пропускают через резиновую пробку с узким от-
верстием и плотно закрывают ею верхний конец широкой трубки.
Шнур должен быть неподвижно зажат в пробке.
38.	Растворы неэлектролитов
Оборудование и материалы- 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Пять демонстрационных бокалов (или стаканов), — 3) Сте-
клянный стакан емк. 250—500 мл. — 4) Четыре стеклянные палочки.—5) Сахар
С12Н22О11. — 6) Этиловый спирт С-.Н-ОН.—7) Глицерин СзН5(ОН)з.— 8) Мо-
чевина CO(NH2)o.
В пять бокалов наливают по 100 мл дестиллированной воды.
В четыре из них помещают стеклянные палочки для перемешива-
ния. В одном бокале оставляют дестиллированную воду, во вто-
рой насыпают немного измельченного в порошок сахара, в третий
приливают этилового спирта, в четвертый бокал добавляют глице-
рина и в пятый насыпают немного мочевины. Указанные вещества
берут в небольших количествах (около 1—2 г). Содержимое бока-
лов перемешивают стеклянными палочками. Для ополаскивания
электродов приготовляют стакан с дестиллированной водой.
Присоединив к источнику тока прибор для наблюдения элек-
тропроводности (указатель тока) и вставив вилку от шнура с элек-
тродами в штепсель указателя, последовательно опускают трубку
с электродами в бокалы с приготовленными растворами, после
каждого раза тщательно ополаскивая электроды в стакане с де-
стиллированной водой.
Во всех пяти случаях лампочка прибора не загорается: дестил-
лированная вода и водные растворы сахара, спирта, глицерина
и мочевины не проводят электрического тока.
39.	Растворы электролитов
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности.— 2) Три демонстрационных бокала (или стакана).— 3) Стеклян-
ный стакан емк. 250—500 мл. — 4) Соляная кислота НС1, 2 н. раствор. —
5) Едкий натр NaOH, 12 и. раствор. — 6) Хлорид натрия NaCJ, 2 н. раствор.
ОПЫТЫ 38—41
65
В один бокал наливают 100 мл раствора соляной кислоты, во
второй—100 мл раствора едкого натра, а в третий—100 мл
раствора хлорида натрия. Рядом ставят стакан с дестиллирован-
ной водой для ополаскивания электродов.
Затем трубку с электродами последовательно опускают в при-
готовленные растворы, после каждого раза тщательно ополаски-
вая электроды в дестиллированной воде. Во всех трех случаях
лампочка прибора ярко вспыхивает, что указывает на хорошую
электропроводность водных растворов соляной кислоты, едкого
натра и хлорида натрия.
40.	Электропроводность растворов хлористого водорода
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Четыре демонстрационных бокала (или стакана). — 3) Че-
тыре стеклянные палочки. — 4) Стеклянный стакан емк. 250—500 мл. —
5) Соляная кислота НС1 уд. в. 1,19. — 6) Диэтиловый эфир (С2Н6)2О.—
7) Этиловый спирт С2Н5ОН. — 8) Метиловый спирт СНзОН. — 9) Дестилли-
рованная вода.— 10) Пипетка емк. 1—2 мл с делениями в 0,1 мл.
В четыре демонстрационных бокала (или стакана) наливают
отдельно по 50 мл диэтилового эфира, этилового спирта, мети-
лового спирта и дестиллированной воды. Присоединив к источнику
тока прибор для наблюдения электропроводности, последователь-
но погружают электроды в бокалы, после каждого раза тщательно
ополаскивая их в дестиллированной воде. Во всех четырех случаях
свечения лампочки не наблюдается. Затем в каждый из четырех
бокалов прибавляют по 0,5—1 мл концентрированной соляной кис-
лоты, перемешивают стеклянными палочками и снова последо-
вательно опускают электроды. В первом случае (эфир) свечения
лампочки не наблюдается; в трех остальных — лампочки заго-
раются и интенсивность свечения постепенно нарастает при пере-
ходе от этилового спирта к метиловому спирту и далее к воде.
41.	Диссоциация хлорной меди в ацетоне и воде
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Три демонстрационных бокала (или стакана). — 3) Три сте-
клянные палочки. — 4) Стеклянный стакан емк. 260—500 мл. — 5) Ацетон
(СН3)2СО.—6) Хлорид медн СиС12 безводный*. — 7) Дестиллированиая вода.
В один демонстрационный бокал наливают 100 мл ацетона,
во второй — 100 мл дестиллированной воды, третий остается вре-
менно свободным. Производят испытание электропроводности
жидкостей; ни ацетон, ни дестиллированиая вода электрического
* Безводную хлорную медь приготовляют нагреванием кристаллогидрата
СиС12-2НгО в фарфоровой чашке на сетке при помешивании стеклянной па-
лочкой до темножелтой окраски и охлаждают в эксикаторе.
5 Зак. 1015. В. А. Полосин.
66
V. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
тока не проводят. Затем в первые два бокала прибавляют без-
водный хлорид меди, причем в первый бокал в 2 раза больше,
чем во второй.
Хлорид меди в обеих жидкостях легко растворяется; в первом
случае образуется раствор изумрудно-зеленого цвета — окраска,
характерная для недиссоциированных молекул хлорида меди; во
втором случае раствор голубого цвета — окраска, характерная
для ионов меди. Половину раствора из первого бокала перели-
вают в третий бокал и доливают в него дестиллированной воды до
объема в 100 мл. При этом наблюдается постепенное изменение
окраски от изумрудно-зеленой до голубой. После этого во всех
трех бокалах производят испытание электропроводности получен-
ных растворов: в первом случае она будет незначительна, во вто-
ром и в третьем случаях велика (яркое свечение лампочки при-
бора).
42.	Диссоциация хлористого кобальта в спирте и воде
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности.— 2) Три демонстрационных бокала или стакана. — 3) Три сте-
клянные палочки.— 4) Стеклянный стакан емк. 250—500 мл. — 5) Хлорид
кобальта СоС12 безводный *. — 6) Этиловый спирт С2Н5ОН. — 7) Дестиллиро-
ванная вода.
В один демонстрационный бокал наливают 50 мл этилового
спирта, во второй — 50 мл дестиллированной воды; третий бокал
остается свободным.
В первые два бокала прибавляют безводного хлорида ко-
бальта, причем в первый бокал в 2 раза больше, чем во второй.
В первом бокале образуется раствор синего цвета — окраска,
характерная для недиссоциированных молекул хлорида кобальта,
во втором бокале раствор розового цвета — окраска, характерная
для ионов кобальта.
Половину раствора из первого бокала переливают в третий
бокал и добавляют до 50 мл дестиллированной воды. При этом
синяя окраска раствора переходит в красную.
Испытание электропроводности растворов в трех бокалах по-
казывает, что она незначительна у первого и заметна у второго
и третьего растворов.
43.	Электропроводность растворов соляной и уксусной кислот
Оборудование и материалы. I) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Два демонстрационных бокала или стакана. — 3) Стеклян-
ный стакан емк. 250—500 мл. — 4) Соляная кислота НС1, 2 н. раствор. —
5) Уксусная кислота СНзСООН, 2 н. раствор.
* Безводный хлорид кобальта готовят, нагревая кристаллогидрат
C0CI2 • 6Н2О в фарфоровой чашке при помешивании стеклянной палочкой до
синего цвета. После охлаждения в эксикаторе соль следует сохранять
в плотно закрытой банке.
ОПЫТЫ 42—44
67
В один демонстрационный бокал наливают 100 мл раствора
уксусной кислоты, в другой — 100 мл раствора соляной кислоты
и производят испытание электропроводности взятых растворов
(промыть электроды после первого испытания!). При опускании
электродов прибора в раствор уксусной кислоты наблюдается
слабое свечение лампочки; с перенесением электродов в раствор
соляной кислоты яркость свечения лампочки резко увеличивается.
,44. Скорость выделения водорода цинком
из уксусной и соляной кислот
Оборудование и материалы. 1) Две колбы емк. 250—300 мл с ре-
зиновыми пробками. — 2) Три штатива с четырьмя лапками. — 3) Две капель-
ные воронки. — 4) Два стеклянных цилиндра для собирания газов. — 5) Два
кристаллизатора. — 6) Две стеклянные трубки. — 7) Соляная кислота НС1,
2 н. раствор.—8) Уксусная кислота СН3СООН, 2 н. раствор.— 9) Цинк гра-
нулированный.
Подготовка. Опыт проводят на установке, изображенной на
рис. 37. Колбы укрепляют на штативе. Горла колб закрывают
Рис. 37.
резиновыми пробками, в отверстия которых вставлены капельные
воронки и согнутые стеклянные трубки. Концы газоотводных тру-
бок, соединенных с ними, опускают в кристаллизаторы и подводят
под опрокинутые, наполненные водой цилиндры, укрепленные
в штативах. В одну из капельных воронок наливают 100 мл уксус-
ной кислоты, в другую — 100 мл соляной кислоты. В колбы по-
мещают равные количества гранулированного цинка.
5*
68
V. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
Выполнение. В обе колбы одновременно приливают из капель-
ных воронок уксусную и соляную кислоты. Выделяющийся водо-
род собирают в цилиндры. Водород быстро выделяется из соля-
ной кислоты и значительно медленнее из уксусной. О скорости
выделения можно судить по объемам газа, собранного в ци-
линдрах.
45.	Электропроводность растворов едкого
натра и аммиака
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Два демонстрационных бокала или стакана. — 3) Стеклян-
ный стакан емк. 250—500 мл. — 4) Едкий натр NaOH, 2 н. раствор,—
5) Аммиак водный NH4OH, 2 н. раствор.
В один демонстрационный бокал наливают 100 мл раствора
аммиака, в другой — 100 мл раствора едкого натра и последова-
тельно производят испытание их электропроводности. При
опускании электродов в раствор аммиака наблюдается слабое
свечение лампочки; когда же после предварительного промыва-
ния электроды переносят в раствор едкого натра, то лампочка
загорается ярко.
46.	Электропроводность растворов соли	’
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Два демонстрационных бокала или стакана. — 3) Стеклян-
ный стакан емк. 250—500 мл. — 4) Уксусная кислота СНзСООН, 2 н. рас-
твор.— 5) Аммиак водный NH4OH, 2 н. раствор.
В один демонстрационный бокал наливают 50 мл раствора
уксусной кислоты, в другой — 50 мл аммиака.
Продемонстрировав малую электропроводность растворов
уксусной кислоты и аммиака, сливают их вместе, опускают
электроды в полученный раствор ацетата аммония: наблюдается
резкое увеличение яркости свечения лампочки.
47.	Электропроводность растворов уксусной кислоты
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности. — 2) Два демонстрационных бокала или стакана. — 3) Стеклян-
ная палочка. — 4^ Стеклянный стакан емк. 250—-500 мл. — 5) Уксусная кис-
лота СНзСООН концентрированная. — 6) Уксусная кислота СНзСООН, 2 н.
раствор.
В один бокал наливают 100 мл концентрированной уксусной
кислоты, в другой — 100 мл двухнормального раствора уксусной
кислоты и производят испытание их электропроводности.
Концентрированная уксусная кислота электрического тока,
не проводит: лампочка прибора не светится. При опускании же
электродов в разбавленный раствор кислоты лампочка тотчас
ОПЫТЫ 45-49
69
загорается, хотя и не очень ярко (слабый электролит). После
этого электроды снова переносят в бокал с концентрированной
кислотой, приливают туда дестиллированной воды и помеши-
вают электродами. При разбавлении кислоты степень электро-
литической диссоциации ее увеличивается, вследствие чего рас-
твор начинает проводить электрический ток; лампочка начинает
светиться (вначале очень слабо). По мере прибавления воды
(до известного предела) яркость свечения лампочки постепенно
увеличивается.
48.	Электропроводность растворов аммиака
Оборудование и материалы. 1) Прибор для наблюдения электро-
проводности.— 2) Два демонстрационных бокала или стакана. — 3) Стеклян-
ный стакан емк. 250—300 мл. — 4) Стеклянная палочка. — 5) Аммиак водный
NH«OH концентрированный*.—6) Аммиак водный NH.|OH, 2 н. раствор*.
В бокал (или стакан) наливают концентрированный раствор
аммиака, в другой бокал — разбавленный раствор и испытывают
электропроводность обоих растворов. При погружении электро-
дов прибора в концентрированный раствор аммиака лампочка не
загорается; она начинает слабо светиться, когда электроды пере-
носят в бокал с разбавленным раствором.
Если погрузить электроды в бокал с концентрированным
раствором аммиака и затем прибавлять постепенно воду, поме-
шивая жидкость электродами, то лампочка загорается и накал
ее постепенно, по мере прибавления воды, увеличивается.
49.	Влияние концентрации раствора на степень
электролитической диссоциации соли
Оборудование и материалы. 1) Три штатива с лапками—2) Три боль-
шие стеклянные пробирки. — 3) Хлорид меди СиСЬ безводный. — 4) Дестил-
лнрованная вода.
В три большие пробирки, укрепленные лапками на штативах,
понемногу насыпают безводного хлорида меди. В первую про-
* Раствор аммиака при стоянии поглощает углекислый газ из воздуха.
Образующийся при этом карбонат аммония, как соль, хорошо диссоциирую-
щая в водном растворе, может сильно повысить электропроводность растворов
аммиака. Поэтому целесообразно пользоваться свежеприготовленным раство-
ром аммиака. Для этого хорошо прокипяченную и остуженную дестиллирован-
ную воду насыщают газообразным аммиаком, взятым из баллона или получен-
ным в лаборатории (см. опыты 108—199).
Можно получить чистый раствор аммиака в эксикаторе, если в нижнюю
часть его налить концентрированный раствор аммиака, в среднюю же часть
поставить большую фарфоровую чашку или кристаллизатор с дестнллирован-
иой водой и закрыть эксикатор крышкой. Из концентрированного раствора
аммиака выделяется газообразный аммиак, который поглощается дестиллиро-
ваниой водой. Таким образом при длительном стоянии может быть получен
чистый раствор аммиака.
70
V. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
бирку осторожно наливают немного воды до образования насы-
щенного раствора, имеющего изумрудно-зеленую окраску, обусло-
вливаемую смешением двух цветов: голубого (ионы меди) и
желтого (молекулы соли). Во вторую пробирку наливают воды
несколько больше, чем в первую, — получается раствор зелено-
голубого оттенка. В последнюю пробирку приливают воды до
тех пор, пока раствор не приобретет равномерную голубую
окраску, указывающую на присутствие большого количества
ионов меди.
Аналогичный результат можно получить при растворении
и постепенном разбавлении раствора бромида меди СиВг2.
50.	Теплота нейтрализации
Оборудование и материалы. 1) Два одинаковых стеклянных стакана
емк. 500 мл. — 2) Два одинаковых демонстрационных термометра.—3) Два
штатива с лапками. — 4) Четыре конические колбы емк. 250—300 мл. —
5) Точно двухнормальные растворы: а) соляной кислоты НС1; б) азотной кис-
лоты HNO3; в) едкого натра NaOH; г) едкого кали КОН.
Подготовка. На штативах укрепляют большие демонстра-
ционные термометры, опущенные почти до дна в стаканы, по-
ставленные на теплоизолирующие подкладки (например, филь-
тровальная бумага в несколько слоев).
В конические колбы заранее точно отмеривают по 200 мл
тщательно приготовленных двухнормальных растворов соляной
кислоты, азотной кислоты, едкого натра и едкого кали.
Выполнение. Обратив внимание слушателей на показания
термометров, одновременно (с помощью ассистента) сливают
попарно растворы кислот с растворами щелочей в стаканы
с погруженными в них термометрами. Тотчас после сливания
растворов термометры показывают одинаковое повышение тем-
пературы (приблизительно на 10°), что говорит об одинаковом
тепловом эффекте обеих реакций.
51.	Электролиз раствора сульфата натрия*
Оборудование и материалы. 1) Вольтаметр Гофмана.— 2) Источник
постоянного тока (прн пользовании переменным током нужен выпрямитель).—
3) Сульфат натрия Na2SO4 • 10Н2О, 10%-ный раствор. — 4) Раствор лакмуса,
нейтпальный.
Вольтаметр (см. опыт 16) наполняют раствором сульфата
натрия, подкрашенного фиолетовым (нейтральным) раствором
лакмуса. Платиновые электроды присоединяют к источнику
постоянного тока. Тотчас в обоих коленах трубки от электродов
* Если есть возможность пользоваться'постоянным электрическим током
достаточного напряжения, опыты 16, 51 и 52 можно демонстрировать одно-
временно, соединив приборы последовательно.
ОПЫТЫ 50—53
71
начинают подниматься пузырьки газов (на катоде — водород,
на аноде — кислород). Первоначальная фиолетовая окраска
раствора изменяется: в одном колене трубки в красную, в дру-
гом — в синюю. Вначале интенсивная красная окраска посте-
пенно обесцвечивается в результате окислительных процессов,
протекающих на аноде.
При отсутствии вольтаметра можно производить электролиз
в U-образной трубке.
52.	Электролиз раствора медного купороса
Оборудование и материалы. 1) Источник постоянного тока. — 2) Тол-
стостенный стакан или кристаллизатор. — 3) Пластинка из алюминия (для
катода). — 4) Медная пластинка (для анода). — 5) Медный купорос
CuSOi-SHaO, 30%-ный раствор, подкисленный серной кислотой.
Стакан (или кристаллизатор) наполняют раствором медного
купороса, подкисленным серной кислотой, и погружают в него
электроды (анод медная пластинка, катод — пластинка из
алюминия). При этом следует особое внимание обратить на
чистоту катода, так как только на совершенно чистом металле
медь осаждается равномерно. В результате электролиза мед-
ная пластинка, служившая анодом,
постепенно становится тоньше, а пла-
стинка алюминия, служившая като-
дом, покрывается слоем красной
меди.
Опыт требует значительного вре-
мени и начинать его следует в на-
чале лекции, с тем чтобы к концу ее
были достаточно заметны результаты
электролиза.
53.	Передвижение ионов
при электролизе
Оборудование и материалы-
1) Источник постоянного тока. — 2) Сосу-
дик для электролиза с платиновыми элек-
тродами (рис. 38). — 3) Раствор перманга-
ната калия КМпО< и мочевины СО(МНг)2
(0,15 г!л перманганата и 200 а/л мочеви-
ны).— 4) Раствор нитрата калия KNO.,
(0,3 г!л).
Подготовка. Отверстия U-образ-	р11С. зд.
ной трубки прибора (см. рис. 38)
закрывают пробками, через которые проходят электроды, пред-
ставляющие собой узкие стеклянные трубки, в нижний оттянутый
конец которых впаяны платиновые проволоки с припаянными
72
V. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
к ним круглыми платиновыми электродами. В трубки наливают
ртуть, в которую во время демонстрации опыта погружают концы
провода от источника тока. В пробках с электродами делают
небольшие треугольные вырезы.
Сосудик для электролиза укрепляют в лапке штатива. Во-
ронку и узкую трубку заполняют до крана приготовленным рас-
твором перманганата калия и мочевины. U-образную трубку за-
полняют до черты разбавленным раствором нитрата калия. По-
вернув кран, раствор перманганата калия и мочевины осторожно
впускают в U-образную трубку. Окрашенный раствор, входя
в трубку, не смешивается с бесцветным раствором нитрата ка-
лия и постепенно заполняет колена трубки.
Наполнив таким способом U-образную трубку, кран закры-
вают. Круглые электроды окажутся погруженными в бесцвет-
ный раствор нитрата калия; нижняя часть трубки будет занята
окрашенным раствором перманганата.
Выполнение. Электроды прибора соединяют с источником
постоянного тока. В результате электролиза положительно за-
ряженные бесцветные ионы калия направляются к отрицатель-
ному электроду — катоду, а отрицательно заряженные, окрашен-
ные ионы МпОу — к положительному электроду, аноду. Вслед-
ствие этого наблюдается постепенное ослабление окраски
в одном колене трубки и усиление окраски в другом колене.
Опыт следует начинать в начале лекции, тогда к концу ее
будут получены отчетливые результаты.

VI. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
54.	Зависимость скорости химической реакции от концентрации
реагирующих веществ
(взаимодействие бисульфита натрия с йодатом калия)
Оборудование а материалы. 1) Метроном, секундомер нли часы с се-
кундной стрелкой. — 2) Шесть демонстрационных бокалов или стаканов
емк. 400—600 мл. — 3) Два мерных цилиндра емк. 25 и 100 мл. — 4) Две
пипетки емк. 5 н 10 мл с делениями в 0,1 мл. — б) Белый экран. — 6) Иодат
калия KJO3, 5—6%-ный, насыщенный на холоду раствор, содержащий 13 мл
серной кислоты уд. в. 1,84 в 1 л раствора. — 7) Бисульфит натрия NaHSCh,
раствор, содержащий 26 г безводной соли в 1 л раствора. — 8) Раствор крах-
мала (лучше брать «растворимый»), содержащий 1 г крахмала в 1 л воды.
Подготовка. Успех этого опыта зависит главным образом
от точности приготовления растворов и точности их отмерива-
ния.
Раствор йодата калия довольно устойчив и поэтому может
быть приготовлен заранее. Раствор бисульфита натрия, напро-
тив, мало устойчив, при хранении в результате быстро идущего
окисления заметно меняет свою концентрацию и поэтому всегда
должен быть свежеприготовленным *.
Раствор крахмала готовят следующим образом: отмеренное
количество дестиллированной воды доводят до кипения и вли-
вают в нее при помешивании крахмал, взболтанный в неболь-
шом объеме холодной воды.
Для опыта можно пользоваться раствором крахмала только
свежеприготовленным и охлажденным до комнатной темпера-
туры.
На бокалах (или стаканах) для опыта заранее наносят воско-
вым карандашом ** черточки-метки, указывающие объем. На
трех бокалах, предназначенных для бисульфита натрия и зану-
мерованных цифрами 1, 2, 3, следует нанести по одной чер-
точке-метке, соответствующей объему в 100 мл. На трех бока-
лах, предназначенных для йодата калия с крахмалом и зануме-
рованных римскими цифрами I, II, III, следует нанести две
* При отсутствии бисульфита натрия может быть применен сульфит
патрня NajSO3. Прн этом следует иметь в виду, что последний еще менее
устойчив, чем бисульфит.
** Лучше наклеить тонкие полоски бумаги, которые покрыть затем пара-
фином или лаком для этикеток.
74
VI. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
черты-метки: первую, соответствующую объему 25 мл, и вторую,
соответствующую объему в 125 мл.
Выполнение. В бокалы, предназначенные для бисульфита
натрия, с помощью пипетки (тщательно отмеривая) вносят сле-
дующие количества бисульфита натрия: в первый бокал 1,5 мл,
во второй 1 мл и в третий 0,75 мл, и доливают эти бокалы де-
стиллированной водой до метки.
В бокалы, предназначенные для йодата калия, другой пипет-
кой вносят следующие количества раствора йодата калия: в пер-
вый бокал 5 мл, во второй 3,3 мл, в третий 2,5 мл. Затем в бо-
калы до нижней метки вливают раствор крахмала и доливают
дестиллированной водой до верхней метки.
Затем лектор с помощью ассистента сливает попарно (обя-
зательно одновременно) приготовленные растворы (1 и I, 2 и II,
3 и III). Тотчас замечают время, включая метроном или се-
кундомер, а позади бокалов ставят белый экран.
Спустя 10 сек. в бокале с наибольшей концентрацией по-
является синяя окраска, мгновенно распространяющаяся по
всему раствору; в бокале со средней концентрацией окраска
появляется через 20 сек., в бокале с наименьшей концентра-
цией — через 40 сек.
Указанное время появления окраски относится к темпера-
туре 15—17°; оно изменяется в зависимости от условий опыта;
летом, когда температура обычно выше указанной, реакция
протекает быстрее; зимой в связи с понижением температуры
наблюдается некоторое замедление реакции.
55.	Зависимость скорости химической реакции от концентрации
реагирующих веществ
(взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой)
Оборудование и материалы. 1) Метроном, секундомер или часы
с секундной стрелкой. — 2) Шесть демонстрационных бокалов или стаканов
емк. 500 мл. —-3) Три мерных цилиндра: один емк. 250 мл и два емк. 50 мл.—
4) Черный экран. — 5) Серная кислота H2SO4, 1 М раствор. — 6) Тиосульфат
натрия Na2S2O3 • 5Н2О, I М раствор.
Подготовка. При растворении тиосульфата натрия в дестил-
лированной воде нередко получается слегка опалесцирующий
раствор. Это объясняется выделением ничтожного количества
серы вследствие того, что дестиллированная вода иногда имеет
слабокислую реакцию (pH около 5). Для предотвращения этого
в воду перед растворением добавляют несколько капель рас-
твора едкой щелочи. В этом случае раствор тиосульфата полу-
чается совершенно прозрачным.
На всех шести бокалах заранее наносят черты-метки, соот-
ветствующие объему в 200 мл. Бокалы, предназначенные для

ОПЫТЫ 55—56
75
растворов тиосульфата натрия, должны быть занумерованы — 1,
2, 3; три бокала, предназначенные для раствора серной кис-
лоты, также должны иметь номера — /, //, III.
Выполнение. В бокалы, предназначенные для тиосульфата
натрия, с помощью мерного цилиндра (точно отмеривая) вли-
вают: в бокал 1 — 10 мл, в бокал 2 — 20 мл и в бокал 3—
40 мл раствора тиосульфата натрия и доливают все три бокала
дестиллированной водой до метки (200 мл). В бокалы, предна-
значенные для серной кислоты, аналогичным образом вливают
10, 20 и 40 мл раствора серной кислоты и доливают до метки
дестиллированной водой. Затем одновременно сливают растворы
попарно в один бокал (7 и I, 2 и II, 3 и III), тотчас замечают
время, включая метроном или секундомер, а позади бокалов
ставят черный экран.
Через 15 сек. в бокале с наибольшей концентрацией раство-
ров (40 мл) появляется слабая опалесценция, постепенно усили-
вающаяся до интенсивной мути. Во втором бокале (с меньшей
концентрацией) результат реакции становится заметным через
30 сек., и, наконец, в бокале с наименьшей концентрацией
опалесценция появляется через 60 сек.
56.	Зависимость скорости химической реакции от температуры
Оборудование и материалы. \ ) Три стакана емк. 500 мл. — 2) Шесть
стаканов емк. 250 мл. — 3) Три штатива (для больших термометров).-—4) Два
треножника. — 5) Две асбестированные сетки. — 6) Две горелки. — 7) Мерный
цилиндр емк. 250 мл.—8) Пипетка емк. 10 мл. — 9) Три демонстрационных
термометра. — 10) Четыре термометра со шкалой до 50—100°.— 11) Черный
экран.— 12) Тиосульфат натрия Na2S2O3  5Н2О, 1 М раствор.— 13) Серная
кислота H2SO4, 1 М раствор.
Подготовка. Под большие термометры, укрепленные на шта-
тивах, ставят большие стаканы, опуская термометры почти до
дна стаканов.
На шести меньших стаканах наносят метки, соответствую-
щие объему в 200 мл. На трех стаканах делают надпись-по-
метку Na2S2O3, на остальных трех — H2SO4.
Выполнение. В стаканы для тиосульфата натрия вносят пи-
петкой по 10 мл раствора Na2S2O3 и доливают дестиллированной
водой до метки. В стаканы для серной кислоты другой пипет-
кой вносят по 10 мл раствора H2SO4 и доливают дестиллиро-
ванной водой до метки.
Одну пару стаканов с Na2S2O3 и H2SO4 ставят к одному из
больших стаканов, — эти растворы остаются при комнатной тем-
пературе. Остальные стаканы, опустив в них термометры, ста-
вят попарно на треножники и осторожно нагревают: одну пару
стаканов на 11—12° выше комнатной, а другую — на 22—23°
76
VI. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
выше комнатной температуры, следя за тем, чтобы температура
растворов не поднималась выше указанной (нагревание на 1—3°
выше 10 или 20° необходимо потому, что при сливании раство-
ров в большой стакан их температура обычно понижается на
1—3°). Нагрев растворы, одновременно сливают их попарно
(тиосульфат натрия и серную кислоту), тотчас включают метро-
ном или секундомер и позади стаканов устанавливают черный
экран.
В стакане с температурой на 20° выше комнатной результат
реакции становится заметным через 15 сек., при температуре на
10° выше комнатной — через 30 сек. и при комнатной темпера-
туре — через 60 сек.
57.	Химическое равновесие
Оборудование а материалы- 1) Пять демонстрационных бокалов или
стаканов емк. 500 мл. — 2) Четыре стеклянные палочки. — 3) Хлорид железа
FeCU • 6Н2О, 0,01 М. и 1 М растворы. — 4) Роданид калия KCNS, 0,01 М и
1 М растворы. — 5) Хлорид калия КС1 кристаллический. — 6) Белый экран.
Подготовка. На бокалах наносят по две черты-метки, указы-
вающие объем: на одном бокале — 200 мл и 400 мл, на четырех
остальных — 100 мл и 400 мл.
Выполнение. В первый бокал до метки 200 мл наливают
разбавленный раствор хлорида железа, к которому добавляют
до второй метки разбавленный раствор роданида калия. Полу-
чается интенсивно красный раствор, окраска которого вызвана
образованием роданида железа по обратимой реакции
FeCl3+3KCNS Fe(CNS)3+3KCl
Полученный раствор поровну разливают в четыре бокала (до
первой метки) и доливают дестиллированной водой до второй
метки. Для достижения равномерной окраски растворы переме-
шивают стеклянными палочками.
После этого, оставив один бокал с раствором для сравнения,
в другой бокал добавляют несколько миллилитров концентри-
рованного раствора хлорида железа, а в следующий бокал —
концентрированного раствора роданида калия. В обоих слу-
чаях окраска раствора резко усиливается, что свидетельствует
о смещении равновесия в направлении образования роданида
железа.
В последний бокал всыпают порцию кристаллического хло-
рида калия и для ускорения растворения соли энергично пере-
мешивают стеклянной палочкой. По мере растворения хлорида
калия окраска раствора постепенно ослабевает, что свидетель-
ствует о смещении равновесия в обратную сторону.
ОПЫТЫ 57—58
77
58.	Влияние катализатора на скорость химической реакции
(взаимодействие бисульфита натрия с хлоратом калия) *
Оборудование и материалы. 1) Демонстрационный бокал или стакан
емк. 500 мл. — 2) Стеклянный кристаллизатор. — 3) Бисульфит натрия
NaHSO3> раствор, насыщенный на холоду. — 4) Хлорат калия КС10з кристал-
лический.
В бокал, поставленный в кристаллизатор, до половины на-
ливают раствор бисульфита натрия, после чего вносят 2—3 г
кристаллического хлората калия. Вначале не заметно взаимо-
действия между взятыми веществами. Спустя некоторое время
становится заметным выделение пузырьков газа (SO2), вначале
очень слабое, затем постепенно усиливающееся (вплоть до бур-
ного вскипания и выбрасывания части жидкости из бокала
в кристаллизатор). Тотчас после этого бокал с кристаллизато-
ром следует убрать под тягу.
Постепенное увеличение скорости реакции стоит в связи
с последовательно идущими реакциями, постепенно увеличиваю-
щими кислотность среды, от которой зависит скорость реакции.
Бисульфит натрия, будучи слабокислым, обусловливает
образование незначительных количеств свободной хлорноватой
кислоты:
NaHSO3 + KCiO3 = NaKS03+HC103
Последняя, окисляя бисульфит натрия в бисульфат, сама пре-
вращается в соляную кислоту, в результате чего резко увеличи-
вается кислотность среды, которая способствует большему обра-
зованию хлорноватой кислоты:
HC103 + 3NaHS03 = 3NaHSO4 + HCl
Повышение кислотности способствует также образованию
сернистой кислоты, распадающейся с выделением сернистого
газа:
NaHSO3+HCl = NaCl + H2SO3
H2SO3 = SO2-{-H2O
* Постепенное нарастание скорости реакции можно наблюдать и при
взаимодействии щавелевой кислоты или оксалатов с перманганатом калия
в присутствии серной кислоты. При осторожном прибавлении по каплям
раствора перманганата калия к раствору щавелевой кислоты или ее соли,
подкисленных серной кислотой, обесцвечивание раствора происходит вначале
чрезвычайно медленно. По мере протекания реакции и накопления в растворе
ионов Мп++, играющих роль катализатора, обесцвечивание раствора перман-
ганата калия происходит все быстрее и быстрее, и, наконец, приливание
раствора даже непрерывной струей сопровождается мгновенным обесцвечи-
ванием.
Если же в подкисленный раствор заранее добавить 5—10 мл раствора
сульфата марганца, то при приливании к этому раствору раствора перман-
ганата калия обесцвечивание происходит мгновенно.
VIL ВОДОРОД
Водород может быть получен из воды или из кислот при
взаимодействии их с металлами. С водой некоторые металлы
реагируют уже при обыкновенной температуре (калий, натрий,
кальций), другие — лишь при высокой температуре (магний, же-
лезо, цинк). С кислотами все эти металлы реагируют легко,
вытесняя из них водород уже на холоду.
59.	Получение водорода действием натрия на воду
Оборудование и материалы.\) Кристаллизатор. — 2) Стеклянный ци-
линдр для собирания газов с закрывающей его стеклянной пластинкой. —
3) Штатив с лапкой. — 4) Горелка. — 5) Десять мягких медных сеток раз-
мером 5X5 см. — 6) Металлические щипцы (или пинцет). — 7) Лучина.—
8) Металлический натрий. — 9) Дестиллированиая вода.
Подготовка. Вынув сухим пинцетом или щипцами кусок
натрия из банки с керосином *, кладут его на сложенный вдвое
или втрое листок сухой фильтровальной бумаги и осушают ею
металл. Затем сухим ножом кусок натрия тщательно очищают
от покрывающей его корочки (опыт с натрием, покрытым короч-
кой, может сопровождаться взрывом!). Обрезки натрия тотчас
собирают и кладут в специальную банку с керосином.
От очищенного куска натрия ножом отрезают несколько не-
больших (ни в коем случае не больше горошины!) кусочков ме-
талла. При употреблении кусочков натрия большего размера
реакция идет настолько бурно, что горящий металл выбрасы-
вается из воды и может причинить ожоги.
Кристаллизатор на 3/4 наполняют дестиллированной водой.
В водопроводной воде при реакции обычно появляется муть
(осадок гидрата окиси кальция, образующегося из солей каль-
ция, содержащихся в воде, и едкой щелочи).
* Натрий относится к металлам, энергично соединяющимся с кислородом.
Поэтому хранить натрий следует в керосине. Керосин, предназначенный для
хранения натрия, должен быть безводным. Испытание керосина на содержа-
ние влаги и удаление ее производят с помощью безводного сульфата меди
CuSO4. Банка с натрием должна быть хорошо закрыта пробкой. Даже при
хранении натрия в керосине на поверхности металла образуется корочка,
состоящая из окислов.
ОПЫТЫ 59—60
79
В кристаллизатор с водой (рис. 39)
Выполнение.
цилиндр, наполненный водой,
пленный в лапке штатива.
Кусочки натрия тщательно
завертывают в чистую сухую
медную сетку, края которой
захватывают металлическими
щипцами так, чтобы натрий
не мог выскользнуть из нее,
и подводят сетку с натрием
под цилиндр с водой.
2H2O + 2Na = 2NaOH + H2
Выделяющийся водород,
вытесняя воду, собирается в
цилиндре.
После того как весь на-
трий, заключенный в сетку,
прореагирует, берут еще ку-
сочек, завертывают его в но-
вую сухую сетку и подводят
под цилиндр. Так поступают
до тех пор, пока весь ци-
линдр не заполнится водоро-
дом. Наполненный газом ци-
помещают
опрокинутый вверх дном и укре-
Рис. 39.
линдр под водой закрывают
пластинкой и перевертывают; приподняв пластинку, подносят
к отверстию цилиндра зажженную лучину,—собранный газ за-
горается.
60.	Получение водорода действием железа на воду
при высокой температуре
(железо-паровой способ)
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 1л. — 2) Же-
лезная трубка диам. около 2 см, длиной 40—50 см. — 3) Печь для органического
анализа. — 4) Стеклянный цилиндр для собирания газов. — 5) Кристаллиза-
тор.— 6) Два штатива с лапкой и кольцом. — 7) Горелка. — 8) Асбестирован-
ная сетка. — 9) Железные стружки.
Подготовка. Для опыта собирают установку, изображенную
на рис. 40. Колбу-йарообразователь наполовину наливают во-
дой, закрывают пробкой и укрепляют лапкой в штативе.
Железную трубку заполняют железными стружками. Пред-
варительно стружки следует промыть кислотой для удаления
ржавчины и едкой щелочью и эфиром для очистки от возмож-
ных загрязнений жиром и маслом.
80
VII. ВОДОРОД
Трубку, горизонтально положенную в печь, с обоих концов
плотно закрывают корковыми пробками, через которые проходят
стеклянные трубки. Одну из них соединяют резиновой трубкой
с колбой-парообразователем, к другой присоединяют газоотвод-
ную стеклянную трубку, опущенную в кристаллизатор с водой.
В последний помещают также стеклянный цилиндр, наполнен-
ный водой, опрокинутый вверх дном и укрепленный в лапке
штатива.
Рис. 40.
Выполнение. Железную трубку сильно накаливают на пла-
мени горелок (до красного каления), а воду в парообразователе
нагревают до бурного кипения (пробка из колбы должна быть
вынута!). Когда трубка окажется достаточно накаленной, плотно
закрывают колбу-парообразователь пробкой. Пары воды, про-
ходя над раскаленными железными стружками, вступают
с ними в химическое взаимодействие, в результате которого
образуется водород:
4H2O + 3Fe = Fe3O4 + 4H2
H2O + Fe = FeO + H2
После удаления из прибора всего воздуха (необходимо сде-
лать пробу на отсутствие гремучего газа — собрать выделяю-
щийся газ в пробирку и поджечь) свободный конец газоотвод-
ной трубки подводят под опрокинутый цилиндр, в который и
собирается выделяющийся водород. Собранный газ испытывают,
поджигая его горящей лучиной.
ОПЫТ 61
81
Рис. 41.
При окончании опыта следует сначала вынуть газоотводную
трубку из воды и только после этого погасить горелки печи.
Окисленные железные стружки могут быть восстановлены
пропусканием через раскаленную трубку светильного газа или
водорода.
61.	Получение водорода действием металлов на кислоты
Для получения водорода в лабораторных условиях чаще
всего применяются серная кислота (1:5) и цинк.
Получают водород обычно в аппарате Киппа (рис. 41).
Аппарат состоит из трех частей. Нижняя часть — широкий
резервуар с плоским дном, сбоку имеет тубус для сливания
жидкости. Тубус закрывают пришлифован-
ной пробкой (предварительно смазанной ва-
зелином) или резиновой пробкой. Пробку
привязывают к тубусу шнуром или прово-
локой.	'
В среднюю шарообразную часть аппа-
рата через боковой тубус загружают метал-
лический цинк (после загрузки в тубус вста-
вляют на пробке стеклянный кран для
отвода получаемого водорода). Для того,
чтобы кусочки цинка не проваливались
вниз, отверстие, сообщающее средний резер-
вуар с нижним, закрывают кружком из ре-
зины (удобно отрезать его от большой
резиновой пробки), в которой посредине
прорезают широкое отверстие для трубки
и несколько маленьких отверстий для
жидкости.
Верхняя часть аппарата представляет со-
бой большую шарообразную воронку, вста-
вляемую на шлифе, смазанном вазелином,
в горло среднего шара. Длинная трубка этой
воронки доходит почти до дна аппарата. Через эту воронку на-
полняют аппарат раствором кислоты (при открытом газоотводном
кране). Кислоты в аппарат следует наливать столько, чтобы уро-
вень ее при работе аппарата достигал половины среднего шара.
После этого горло верхнего шара закрывают пробкой, в которую
вставляют предохранительную воронку.
Аппарат Киппа приводят в действие, открывая кран. Тогда
кислота из верхнего сосуда поступает в нижний, а из него —
в средний. Здесь кислота вступает в реакцию с цинком и выде-'
ляющийся водород выходит из аппарата через кран.
Прекращают действие аппарата, закрывая кран. Под давле-
нием выделяющегося газа кислота из среднего резервуара вы-
G Зак. 1015. В, Л. Полосин.
82
VII. ВОДОРОД
тесняется в нижний, а из него — в верхний. При этом контакт
кислоты с цинком нарушается и реакция прекращается.
Выливают кислоту из аппарата, поставив его в раковину и
открывая пробку тубуса нижнего резервуара. Прикрывая горло
верхнего резервуара ладонью и регулируя таким образом доступ
воздуха в аппарат, можно добиться того, чтобы кислота вы-
текала ровной, спокойной струей. Если требуется, аппарат про-
мывают водой и наполняют новым раствором кислоты.
Если нужно добавить в аппарат цинка, то вытесняют боль-
шую часть кислоты в верхний шар, отверстие последнего плотно
закрывают пробкой и, вынув пробку с газоотводным краном из
тубуса среднего шара, загружают в аппарат кусочки цинка.
Серная кислота и цинк, применяемые для получения водо-
рода, не всегда бывают чистыми и часто в качестве примесей
содержат мышьяк; в цинке иногда имеется и сурьма. Эти при-
меси в аппарате Киппа образуют мышьяковистый и сурьмя-
нистый водород; кроме того, при этом образуется в незначи-
тельных количествах и сероводород. Эти газы загрязняют водо-
род, делают его ядовитым и вызывают необходимость его
Рис. 42.
очистки. Наряду с этим иногда требуется и высушивание водо-
рода.
Для этих целей полученный газ пропускают через специаль-
ные склянки, содержащие вещества, поглощающие примеси.
Чаще всего ими являются растворы щелочи, перманганата ка-
лия, ацетата или нитрата свинца и т. п. Для высушивания водо-
род пропускают через склянки с концентрированной серной кис-
лотой.
На рис. 42 изображены чаще всего применяемые промывные
склянки.
Для высушивания газов, наряду с серной кислотой, иногда
применяют и сухие поглотители (окись кальция, натронную из-
весть, безводный хлорид кальция, фосфорный ангидрид и т. п.).
В качестве приборов для твердых осушителей обычно при-
меняют хлоркальциевые трубки различной формы (рис. 43).
ОПЫТ 62
83
При наполнении прямых трубок твердым поглотителем и
в нижнюю и в верхнюю часть их помещают небольшие кусочки
ваты; при наполнении U-образных трубок кусочки ваты кладут
в обе верхние части колена над веществом.
Рис. 43.
Более удобны для лекционных демонстраций специальные
поглотительные колонки или склянки Тищенко для сухих ве-
ществ (рис. 44).
При снаряжении поглотительной ко-
лонки в нее помещают тонкую метал-
лическую сетку для того, чтобы напол-
няющее вещество не провалилось в
нижнюю часть колонки. Иногда вместо
сетки кладут кусок обыкновенной или
стеклянной ваты и куски пемзы или
битого стекла, фарфора и т. п. Сверху
сухого поглотителя также кладут ку-
сочек ваты. Нижнее и верхнее отвер-
стия колонки плотно закрывают пред-
варительно подобранными резиновыми
пробками с вставленными в них стек-
лянными трубками.
Для наполнения склянки Тищенко	рнс 44
осушающим веществом ее переверты-
вают пробкой кверху и, вынув пробку, вкладывают в основания
отводных трубок кусочки ваты, после чего насыпают твердое
вещество и закрывают пробкой, смазав шлиф вазелином.
62.	Плотность водорода
Оборудование и материалы. 1) Техно-химические весы. — 2) Аппарат
Киппа с цинком и серной кислотой. — 3) Склянка Тищенко с концентрирован-
ной серной кислотой. — 4) Два стакана емк. 500—1000 мл. — 5) Стеклянная
согнутая под прямым углом трубка, длинное колено которой должно быть по
размеру приблизительно равно высоте стакана. — 6) Тонкая мягкая проволока. —
7) Дробь или песок.
6*
84
Vlt. ВОДОРОД
Подготовка. Аппарат Киппа соединяют с промывной склян-
кой Тищенко. К склянке присоединяют на резиновой трубке
стеклянную трубку, согнутую под углом (рис. 45).
К техно-химическим весам подвешивают два стакана, подго-
товив их следующим образом. На нижнюю часть стакана наде-
вают пояс, сделанный из мягкой проволоки. От проволочного
пояса с двух противоположных сторон по бокам стакана протя-
гивают прямые проволоки, заканчивающиеся крючками; эти
крючки зацепляют за край стакана. К поясу прицепляют прово-
Рис. 45.
лочную петлю, с помощью которой стакан подвешивают вверх
дном к крючку над чашкой весов. После этого весы уравнове-
шивают с помощью мелкой дроби или песка.
Выполнение. Освободив арретир, следует обратить внимание
слушателей на то, что весы находятся в равновесии. Затем под
один из стаканов осторожно подводят стеклянную трубку и
пускают слабый ток водорода из аппарата Киппа. Водород под-
нимается кверху и постепенно вытесняет воздух из стакана. По
мере наполнения стакана водородом чашка весов с ним подни-
мается. Выждав, пока противоположная чашка весов опустится
до возможного предела, прекращают поступление водорода, и
трубку, подводящую последний, убирают. К стакану, напол-
ненному водородом, подносят зажженную спичку, — водород
тотчас вспыхивает, при этом происходит небольшой взрыв (со-
вершенно не опасно); стенки стакана запотевают.
ОПЫТЫ 63-64
85
63.	Переливание водорода
Оборудование и материалы. 1) Два стеклянных цилиндра для
рания газа. — 2) Аппарат Киппа с цинком и серной кислотой.
Перевернув цилиндр вверх дном и введя в него трубку,
щую от аппарата Киппа, наполняют цилиндр водородом,
перевертывая цилиндр с во-
дородом, приближают к нему
второй цилиндр с воздухом,
также перевернутый вверх
дном. Затем цилиндр с во-
дородом медленно накло-
няют (рис. 46) до тех пор,
пока он не окажется пере-
вернутым отверстием вверх
как раз под цилиндром с воз-
духом. При этом водород из
нижнего цилиндра переходит
в верхний. Если теперь ниж-
ний цилиндр поднести к пла-
мени горелки, то окажется,
что в нем водорода уже нет.
При поднесении же к пламени
ходит вспышка,
опасно).
соби-
иду-
Не
верхнего цилиндра проис-
сопровождающаяся небольшим взрывом (не
64.	Горение водорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой. — 2) Склянка Тищеико с концентрированной серной кислотой. —
3) Штатив с лапкой. — 4) Стеклянный стакан емк.
1—Р/г л. — 5) Сернокислая медь CuSOj безвод-
ная. — 6) Большая воронка. — 7) Конденсационный
приемник.
Конденсационный приемник (рис. 47) состоит из
трех частей: деревянной подставки, стеклянного со-
суда с двойными стенками, являющегося приемником
для собирания сжиженного газа, и вставки-про-
бирки для охлаждающей смеси. Сосуд и пробирка
соединены друг с другом с помощью хорошего
шлифа.
Прибор перед применением следует тщательно
высушить. Шлиф необходимо сделать совершенно
непроницаемым, смазав его густым жиром (ланоли-
ном или смазкой для эксикаторов).
А. Опыт со стаканом
К промывной склянке, соединенной с аппа-
ратом Киппа, присоединяют укрепленную
согнутую под прямым углом стеклянную
в лапке штатива
трубку, верхний конец которой оттянут.
86
VII. ВОДОРОД
Пустив из аппарата Киппа умеренный ток водорода (после
испытания выделяющегося газа на отсутствие гремучей смеси),
водород поджигают у оттянутого конца трубки (рис. 48).
Пары воды, образующиеся при горении водорода, конденси-
руются на внутренней поверхности большого стакана, который
держат наклонно над пламенем. Когда образуется достаточное
количество капель воды, вносят в стакан немного безводной серно-
кислой меди. Посинение соли подтверждает наличие воды, обра-
зовавшейся при горении водорода.
Б. Опыт с конденсационным приемником
К промывной склянке, соединенной с аппаратом Киппа, при-
соединяют укрепленную в лапке штатива согнутую под прямым
углом стеклянную трубку, верхний конец которой оттянут. Над
трубкой в лапке штатива укрепляют стеклянную воронку. Трубку
воронки соединяют с трижды согнутой под прямым углом сте-
клянной трубкой, противоположный конец которой соединен
с нижней трубкой конденсационного приемника. Верхнюю газо-
отводную трубку приемника присоединяют к водоструйному на-
сосу (рис. 49).
Пробирку конденсационного приемника наполняют смесью
воды со льдом. Пустив из аппарата Киппа умеренный ток водо-
ОПЫТ 65
87
рода (после испытания выделяющегося газа на отсутствие грему-
чей смеси), водород поджигают у оттянутого конца трубки и, пу-
ская воду не слишком сильной струей, приводят в действие водо-
струйный насос. Пламя водорода постепенно увеличивают.
Пары воды, образующиеся при горении водорода, поступают
в конденсационный приемник и, встречая на своем пути пробирку
с охлаждающей смесью, сжижаются в воду, стекающую вниз
в приемник.
Рис. 49.
Перед окончанием опыта сначала останавливают водоструй-
ный насос, затем прекращают ток водорода и отключают конден-
сационный приемник.
65.	Восстановление водородом окислов металлов
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой (1:5). — 2) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой.—
3) Трубка тугоплавкого стекла диам.'2 см, длиной 40—50 см. е двумя проб-
ками и трубочками к ним. — 4) Двугорлая склянка емк. 200—250 мл с двумя
пробками и оттянутой стеклянной трубкой.— 5) Три фарфоровые лодочки.—
6) Горелка с плоской насадкой. — 7) Два штатива с лапкой и кольцом.—
8) Окислы свинца: окись РЬО, двуокись свинца РЬОг и сурик РЬ3О<.
Вместо окислов свинца можно для этого опыта воспользоваться окисью
меди.
Подготовка. К аппарату Киппа через промывную-склянку при-
соединяют трубку тугоплавкого стекла, укрепленную в лапке шта-
тива с небольшим наклоном в сторону, противоположную от аппа-
рата Киппа. В трубку одну за другой вводят три фарфоровые
88
VII. ВОДОРОД
лодочки с окислами свинца (по 3—5 г). После этого трубку за-
крывают пробкой, в которую вставлена согнутая стеклянная
трубка, соединяющаяся с сухой двугорлой склянкой. Второе горло
последней закрывают пробкой со вставленной в нее прямой сте-
клянной трубкой, конец которой оттянут (рис. 50).
Выполнение. Через трубку пропускают т»к водорода, предвари-
тельно осушенного в склянке Тищенко. Когда водород вытеснит
из собранного прибора весь воздух (обязательна проба на отсут-
ствие гремучей смеси!), горелкой с насадкой равномерно прогре-
Рис. 50.
вают всю трубку, а затем сосредоточивают нагревание в тех ме-
стах, где находятся лодочки. Спустя некоторое время (5—7 мин.)
окислы свинца восстанавливаются и превращаются в капельки
металлического свинца:
РЬО + Н9 = РЬ + Н9О
РЬО2 + 2Н2 = РЬ + 2Н2О
РЬ3О44-4Н2 = ЗРЬ + 4Н2О
Образующаяся при реакциях вода конденсируется, оседает
в виде росы в холодной части трубки (наклон последней необхо-
дим для того, чтобы капли воды не стекали на нагретую часть
трубки) и собирается на дне двугорлой склянки.
Прекратив нагревание трубки, продолжают пропускать слабый
ток водорода до полного охлаждения трубки.
После опыта фарфоровые лодочки со свинцом помещают
в фарфоровую чашку или стакан, обливают концентрированной
ОПЫТЫ 66—67
89
азотной кислотой и слегка нагревают (под тягой!); металл раство-
ряется в кислоте. Очищенные таким способом фарфоровые ло-
дочки промывают водой.
66.	Восстановление водородом нитрата серебра
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой (1 : 5). — 2) Две склянки Тищенко. — 3) Склянка Дрекселя. — 4) Нитрат
свинца РЬ(МОз)з или ацетат свинца РЬ(СН3СОО)2, 0,5 я. раствор. — 5) Пер-
манганат калия КМпО4, щелочной раствор.—6) Нитрат серебра AgNO3, 0,04 н.
раствор.
К аппарату Киппа присоединяют две промывные склянки Ти-
щенко, одна из которых содержит раствор нитрата (или ацетата)
свинца, а другая — щелочной раствор перманганата калия. Тща-
тельная очистка водорода необходима для того, чтобы была пол-
ная уверенность в том, что водород, идущий для опыта, не содер-
жит никаких других восстановителей (H2S, АэНз).
Ко второй склянке Тищенко присоединяют склянку Дрекселя,
содержащую раствор нитрата серебра.
При пропускании водорода через раствор нитрата серебра по-
следний восстанавливается с выделением металлического серебра:
2AgNOs + Н2 = 2HNO3 + 2Ag
В результате реакции раствор становится кислым.
Через 5—10 мин. вполне отчетливо выявляются результаты
опыта: прозрачный бесцветный раствор нитрата серебра посте-
пенно темнеет и под конец становится черным от выделившегося
металлического серебра.
67.	Восстановительные свойства атомарного
и молекулярного водорода
Оба приведенных ниже опыта требуют некоторого времени,
поэтому целесообразно начинать их заранее с таким расчетом,
чтобы к концу лекции можно было наблюдать результаты.
А. Опыт в стаканах
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой (1:6). — '2) Склянка Тищенко с щелочным раствором перманганата.—
3) Четыре стакана емк. 500—1000 мл. — 4) Стеклянный тройник. — 5) Две
стеклянные трубки, согнутые под прямым углом. — 6) Четыре резиновые
трубки. — 7) Перманганат калия KMnOi, разбавленный раствор, подкислен-
ный серной кислотой. — 8) Бихромат калия К2СГ2О7, разбавленный раствор,
подкисленный серной кислотой. — 9) Цинк гранулированный.
Два стакана наполняют подкисленным раствором перманга-
ната калия, два других— подкисленным раствором бихромата ка-
лия. В два средних стакана (с КМпО4 и КгСцОу) пропускают во-
90
VII. ВОДОРОД
дород из аппарата Киппа (рис. 51). В два крайних стакана вносят
металлический цинк; в результате взаимодействия его с серной
кислотой выделяется водород.
Таким образом, в этом опыте на KMnOi и КзСцО? одновре-
менно действуют: в одном случае водород молекулярный из аппа-
Рнс. 51.
рата Киппа, в другом случае водород атомарный, выделяющийся
в реагирующих растворах.
Опыт можно считать законченным, когда в двух крайних ста-
канах окраска растворов изменится (действие атомарного водо-
рода). В двух средних стаканах, куда поступал молекулярный
водород, никаких изменений в окраске растворов не происходит.
Б. Опыт в колбах
Оборудование и материалы- 1) Две перегонные колбы емк. 250—
500 мл. — 2) Две капельные воронки. — 3) Две плоскодонные колбы емк. 250—
500 мл. — 4) Две резиновые и две стеклянные трубки. — 5) Штатив с двумя
парками. — 6) Перманганат калия КМпО4, разбавленный раствор. — 7) Бихро-
мат калия К2СГ2О7, разбавленный раствор. — 8) Серная кислота H2SO4, раствор
(1:6).—9) Цинк гранулированный.
Подготовка. Две перегонные колбы на 3/4 заполняют: одну —
разбавленным раствором перманганата калия, другую — разба-
вленным раствором бихромата калия. В колбы осторожно опу-
скают по нескольку кусочков цинка и закрывают пробками, через
которые проходят капельные воронки. Колбы укрепляют на шта-
тиве (рис. 52). В капельные воронки наливают раствор серной
кислоты.
ОПЫТ 67
91
На боковые трубки перегонных колб надевают резиновые
трубки, в которые вставляют прямые стеклянные трубки. Послед-
ние опускают в плоскодонные колбы. В одну из колб наливают
подкисленный раствор перманганата калия, в другую — под-
кисленный раствор бихромата калия.
Рис. 52.
Выполнение. В перегонные колбы из делительных воронок
добавляют раствор серной кислоты. Атомарный водород, обра-
зующийся в результате взаимодействия кислоты с цинком,
активно реагирует с растворами, окраска которых скоро изме-
няется.
Избыток водорода, не вступившего в реакцию с растворами
в колбах, уже в молекулярном состоянии поступает в плоскодон-
ные колбы; он не производит на растворы никакого действия.
VIII. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
уменьшения теплопроводности удален
Рис. 53.
Демонстрация опытов с жидким воздухом представляет боль-
шой интерес, хотя некоторые из них и не лишены опасности; по-
этому при производстве опытов с жидким воздухом необходимо
соблюдать осторожность.
Жидкий воздух можно сохранять только в специальных сосу-
дах с двойными стенками, из пространства между которыми для
воздух. Эти «сосуды
Дьюара» могут быть
стеклянными и метал-
лическими.
Наиболее употреби-
тельны стеклянные со-
суды различной формы
и величины (рис. 53);
часто стенки их изну-
три серебрят для луч-
шего отражения тепло-
вых лучей. В таких со-
судах жидкий воздух
сохраняется в течение
нескольких дней.
Для опытов на лек-
циях наиболее удоб-
ными оказываются прозрачные (т. е. непосеребренные) сосуды;
это позволяет видеть производимые в них опыты.
Закрывают такие сосуды материалами, свободно пропускаю-
щими воздух (кусок ваты, рыхлый войлок и т. п.).
Ни в коем случае нельзя закрывать сосуд Дьюара пробкой, так
как в результате высокого давления, которое неизбежно создается
Разрыв сосуда с жидким воздухом иногда происходит даже
без видимых причин и может повлечь за собой ранение осколками
стекла. В связи с этим рекомендуется стеклянные сосуды Дьюара
помещать в коробки или ящики соответствующих размеров, закры-
вая сверху ватой или войлоком, или помещать сосуды в чехлы,
сделанные из плотной ткани.
Опасность разрыва стеклянных сосудов Дьюара особенно ве-
лика при переливании жидкого воздуха из одного сосуда в другой.
ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
93
Чаще других причиной этого оказывается прикосновение жидкого
воздуха к месту спайки, т. е. к верхнему краю сосуда.
Для перепивания жидкого воздуха из металлического сосуда
в стеклянный осторожно наклоняют сосуд с воздухом, направляя
в стеклянный сосуд сначала холодные пары жидкого воздуха,
а затем струю жидкости, старательно избегая при этом попадания
жидкости на места спайки.
Для переливания жидкого воздуха из стеклянной колбы
Дьюара во избежание разрыва ее следует пользоваться специаль-
ным приспособлением,
изображенным на рис.
54. В резиновой пробке,
предварительно подо-
бранной к горлышку
колбы, делают два от-
верстия; в одно из них
вставляют дважды со-
гнутую стеклянную
трубку, длинное колено
которой должно не до-
ходить до дна колбы на
1—2 см; в другое от-
верстие пробки пропу-
скают короткую согну-
тую под прямым углом
стеклянную трубку, на внешнее колено которой надевают рези-
новую трубку, оканчивающуюся грушей. Затем пробку осторожно
вставляют в горло колбы, погружая длинное колено трубки
в жидкий воздух очень медленно, для того чтобы избежать бур-
ного кипения жидкости, наступающего при соприкосновении
трубки с жидким воздухом. Наконец, сосуд закрывают пробкой.
Уже при этом некоторое количество жидкого воздуха перели-
вается по длинной трубке в сосуд, подставленный под открытый
конец ее. При поступлении первых порций жидкого воздуха в под-
ставленный сосуд наблюдается бурное кипение жидкости вслед-
ствие соприкосновения с теплыми стенками сосуда. Это начальное
охлаждение следует производить очень осторожно, не спеша,
чтобы избежать разрыва сосуда.
Для переливания больших количеств жидкого воздуха нажи-
мают рукой на грушу несколько раз, и тогда жидкость под давле-
нием переливается в подставленный сосуд.
Удобным приспособлением для хранения и перевозки стеклян-
ных сосудов с жидким воздухом являются специальные футляры
(рис. 55). Самыми удобными для хранения и в особенности для
перевозки жидкого воздуха оказываются металлические сосуды
94
VIII. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
специальной конструкции, которые могут быть различной формы
и емкости (рис. 56).
Нередко жидкий воздух бывает мутным, иногда в такой сте-
пени, что жидкость напоминает молоко. Это объясняется присут-
ствием в жидком воздухе мельчай-
ших кристалликов льда и твердого
угольного ангидрида,
месей жидкий воздух
От этих при-
легко освобо-
Рис. 56.
Рис. 55.
дить фильтрованием через бумажный фильтр. Для ускорения
фильтрования целесообразно использовать складчатый фильтр,
который можно вставить прямо в цилиндрический сосуд Дьюара.
После фильтрования жидкий воздух становится совершенно
прозрачным.
68.	Цвет жидкого воздуха
Оборудование и материалы. 1) Сосуд Дыоара (прозрачный) с жидким
воздухом. — 2) Белый экран.
Жидкий воздух наливают в цилиндрический сосуд Дьюара,
а позади его устанавливают белый экран.
Благодаря содержащемуся в нем кислороду жидкий воздух
имеет голубой цвет, при этом интенсивность окраски тем больше,
чем жидкость богаче кислородом.
69.	Сфероидальное состояние жидкого воздуха
Оборудование и материалы. Сосуд Дьюара с жидким воздухом.
Сфероидальное состояние жидкого воздуха можно демонстри-
ровать, выливая жидкий воздух на демонстрационный стол или на
пол: множество образующихся при этом легко подвижных шари-
ОПЫТЫ 68—71
95
ков жидкости энергично разбегается во все стороны, образуя
клубы тумана (конденсация паров воды из воздуха).
70.	Фонтан под давлением испаряющегося жидкого воздуха
Оборудование и, материалы. 1) Толстостенная коническая колба
емк. 2—3 л. — 2) Резиновая пробка с трубкой. — 3) Большой кристаллиза-
тор.—4) Жидкий воздух.
В колбу, заполненную до половины водой, вливают немного
жидкого воздуха. Горло колбы плотно закрывают резиновой проб-
кой, в которую вставлена доходя-
щая почти до дна колбы стеклян-
ная трубка. Колбу помещают на
середину большого кристаллиза-
тора (рис. 57).
В результате интенсивного ис-
парения жидкого воздуха в колбе
создается повышенное давление,
и вода с большой силой выбрасы-
вается из колбы через трубку в
виде фонтана.
71.	Жидкий воздух
на поверхности воды
Оборудование и материалы.
1)	Большой стакан с водой. — 2) Со-
суд Дьюара с жидким воздухом.
Стакан на 4/s наполняют водой
и вливают в него небольшое коли-
чество жидкого воздуха. Попадая
на воду, жидкий воздух образует
отдельные капли, которые, энер-
гично двигаясь по поверхности
воды, бурно кипят. В первый момент они остаются на поверх-
ности воды, но по мере испарения азота (улетучивается быстрее)
и увеличения содержания в жидком воздухё кислорода плот-
ность жидкости постепенно увеличивается и капли то погру-
жаются в воду, то снова всплывают вверх (вследствие газообра-
зования).
При этом вода в стакане ввиду ее большой теплоемкости все
время остается жидкой, хотя и сильно охлаждается, и только
к концу испарения вокруг капель жидкого воздуха образуются
тонкие ледяные корочки, которые остаются некоторое время и
после испарения капель воздуха.
96
VIII. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
72.	Состав жидкого воздуха
Различие в температурах кипения жидкого азота (—196°) и
жидкого кислорода (—183°), составляющих жидкий воздух, при-
водит к тому, что жидкий азот испаряется быстрее жидкого кисло-
рода.
В связи с этим содержание кислорода в жидком воздухе
постепенно повышается.
Оборудование и материалы. 1) Сосуд Дьюара, цилиндрический, непо-
серебренный, с жидким воздухом. — 2) Газометр с кислородом. — 3) Фарфо-
ровая чашка. — 4) Стеклянная трубка, согнутая под прямым углом. —
5) Лучина.
а)	Жидкий воздух наливают в фарфоровую чашку и подносят
к ней тлеющую лучину. До тех пор, пока лучина находится над
чашкой и не погружена в жидкий воздух, она гаснет, так как ока-
зывается в атмосфере газообразного азота. При погружении же
тлеющей лучины в жидкий воздух она вспыхивает и загорается
ярким пламенем.
б)	В прозрачный, непосеребренный, цилиндрический сосуд
Дьюара на 3/4 наливают жидкий воздух и до дна опускают согну-
тую под прямым углом стеклянную трубку, соединенную с газо-
метром, наполненным кислородом. Затем через жидкий воздух
пропускают медленный ток газообразного кислорода. Последний,
охлаждаясь до температуры жидкого воздуха, сам конденси-
руется в жидкость. Скрытая теплота его испарения, выделяю-
щаяся при этом, способствует более интенсивному испарению
азота. Вследствие этого верхняя часть сосуда Дьюара запол-
няется газообразным азотом, и горящая лучина, опущенная
в него, гаснет.
73.	Сжижение газов жидким воздухом
Большинство обычных газов при охлаждении жидким возду-
хом переходит сначала в жидкое, а затем и в твердое состояние.
В качестве примеров могут быть взяты угольный ангидрид,
аммиак, хлор, ацетилен.	*
Оборудование и материалы. 1) Цилиндрический сосуд Дьюара с
жидким ‘ воздухом. — 2) Четыре запаянные стеклянные трубки с газами. —
3) Штатив для трубок.
Подготовка. Для большего удобства демонстрации действия
низкой температуры на газы следует заранее заготовить серию
толстостенных запаянных стеклянных трубок диам. 2,5—3 см,
длиной 45—50 см, предварительно наполненных соответствую-
щими газами.
ОПЫТЫ 72—74
97
При наполнении и запаивании трубок следует поступать сле-
дующим образом. Стеклянную трубку, запаянную с одного конца,
тщательно вымытую и высушенную, оттягивают с другого конца
настолько, чтобы в нее проходила узкая стеклянная трубочка.
Погрузив последнюю до дна трубки, вводят через нее тот или иной
газ из соответствующих приборов для их получения, подвергнув
его очень тщательной осушке. После длительного пропускания
газа трубку быстро запаивают, обратив особое внимание на то,
чтобы в месте спая стенки трубки не были тонкими.
Приготовленные таким образом запаянные трубки с газом,
с наклеенными на них этикетками, устанавливают в специальный
деревянный штатив.
Выполнение. При демонстрации опыта трубку с газом оттяну-
тым концом медленно и осторожно опускают в сосуд с жидким
воздухом, наблюдая при этом сначала сжижение, а затем затвер-
девание ее содержимого.
а)	При погружении в жидкий воздух трубки с угольным ангид-
ридом последний превращается в белую снегообразную массу,
исчезающую, как только трубку извлекают из жидкого воздуха.
б)	При погружении в жидкий воздух трубки с аммиаком по-
следний превращается сначала в бесцветную жидкость, а затем
в белую снегообразную массу, которая постепенно исчезает, когда
трубку вынимают из жидкого воздуха.
в)	Трубку, заполненную хлором, погружают в сосуд с жидким
воздухом. При этом можно видеть, как желто-зеленая окраска
в трубке постепенно исчезает, а в конце трубки, опущенном в жид-
кий воздух, появляется темножелтая маслообразная жидкость,
которая превращается затем в желто-зеленую снегоподобную
массу.
Вынимая трубку из жидкого воздуха, можно наблюдать об-
ратную последовательность: твердый хлор превращается в жел-
тую маслообразную жидкость, а последняя, испаряясь, превра-
щается в газообразный хлор.
г)	Запаянную трубку с ацетиленом опускают в сосуд с жидким
воздухом; в охлажденном конце трубки появляется белая снего-
образная масса.
74.	Замораживание жидкостей жидким воздухом
Оборудование и материалы. 1) Сосуд Дьюара, цилиндрический, непо-
серебренный, с жидким воздухом.— 2) Штатив для пробирок.—3) Шесть про-
бирок.— 4) Спирт С2Н5ОН. — 5) Диэтиловый эфир (С2Н5)2О. — 6) Глицерин
СзНг(ОН)3. — 7) Керосин. — 8) Сероуглерод CS2. — 9) Петролейный эфир.
При температуре жидкого воздуха переходят в твердое состоя-
ние почти все известные жидкости, даже такие, ка^ спирт, эфир,
глицерин, керосин, сероуглерод и др. Исключение составляет
7 Зак. 1015. В. А. Полосин.
98
Vni. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
петролейный эфир, представляющий собою смесь низкомолеку-
лярных углеводородов жирного ряда.
Перечисленные безводные жидкости в количестве 5—10 мл
наливают в сухие и чистые пробирки, которые закрывают проб-
ками и помещают в деревянном штативе. Жидкий воздух нали-
вают в цилиндрический непосеребренный сосуд Дьюара.
Затем приготовленные пробирки с жидкостями поочередно по-
гружают в жидкий воздух. При этом постепенно жидкости пере-
ходят в твердое состояние.
Спирт при охлаждении сначала становится густым и вязким
и только спустя некоторое время превращается в аморфную сте-
кловидную массу. Жидкий спирт легко воспламеняется от горя-
щей спички; твердый же спирт не годит, но от удара может взор-
ваться.
Эфир, керосин и другие жидкости, так же как и спирт, мед-
ленно замерзают в кристаллическую массу.
Только петролейный эфир даже при длительном охлаждении,
остается жидким, но становится более вязким.
После извлечения пробирок из жидкого воздуха затвердевшие
вещества плавятся и снова становятся жидкими.
75.	Свойства резины при температуре жидкого воздуха
Оборудование и материалы- 1) Сосуд Дьюара с жидким возду-
хом.— 2) Резиновая трубка. — 3) Резиновый мячик. — 4) Щипцы.—б) Мо-
лоток.
 а) Резиновую трубку осторожно погружают в сосуд с жидким
воздухом и держат ее там до прекращения кипения жидкости.
Под действием жидкого воздуха трубка становится твердой и
хрупкой, как стекло. Под ударом молотка трубка разлетается на
куски и может быть истолчена в порошок.
б)	Резиновый мячик диам. 5—6 см после демонстрации его
упругости при бросании на пол погружают, взяв щипцами, в со-
суд с жидким воздухом и держат его там до прекращения кипе-
ния жидкости. Вынув щипцами мячик из сосуда, бросают его на
пол: мячик, как стеклянный, с резким звуком разбивается на
части.
76.	Замораживание ртути жидким воздухом
Оборудование и материалы Л) Сосуд Дьюара с жидким воздухом.—
2) Ртуть. — 3) Железный стержень. — 4) Два железных тигля. — 5) Фарфо-
ровый поддонник. — 6) Наковальня настольная. — 7) Молоток.—8) Щипцы
металлические. — 9) Кусок доски.— 10) Стеклянный стакан.
а)	Пробирку, наполовину .заполненную ртутью, с погружен-
ным в нее железным стержнем (более длинным, чем пробирка)
ОПЫТЫ 75—77
99
осторожно погружают в сосуд Дьюара с жидким воздухом и
держат там до тех пор, пока воздух в сосуде не пере-
станет кипеть.
Вынув пробирку из сосуда, кладут ее на наковальню и осто-
рожнйм постукиванием разбивают пробирку, освобождая цилин-
дрик замерзшей ртути от осколков стекла. Затем затвердевшим
ртутным цилиндриком вбивают небольшой гвоздь в деревянную
доску, после чего, положив цилиндрик на наковальню, ударами
молотка из него выковывают пластинку, которую погружают
в стакан с водой (не касаясь дна). Тотчас вокруг пластинки обра-
зуется ледяной чехол, который спустя некоторое время проры-
вается и из него вытекает жидкая ртуть.
б)	В большой железный тигель, поставленный на плоский
фарфоровый поддонник, вставляют другой — меньшего размера,
следя за тем, чтобы расстояние между стенками тиглей было
везде одинаково. Сверху над тиглями в лапке штатива укре-
пляют упор, чтобы помешать всплыванию малого тигля во время
наливания ртути в большой. В пространство между двумя тиг-
лями через воронку наливают ртуть, а в меньший тигель —- жидкий
воздух. По мере выкипания последнего добавляют новые его
порции. Вскоре ртуть замерзает. Удалив железные тигли, полу-
чают тигель из затвердевшей ртути. При ударе по нему он издает
металлический звон.
При выполнении опытов со ртутью следует помнить об опас-
ности, связанной с разливанием ее. В связи с этим твердую ртуть
прежде, чем она начнет плавиться, помещают в какой-нибудь со-
суд, чтобы предотвратить ее разливание.
77.	Свойства металлов при температуре жидкого воздуха
Под действием низкой температуры жидкого воздуха металлы
резко изменяют свои физические свойства: твердость, упругость,
сопротивление растяжению и т. д.
Оборудование и материалы. 1) Сосуд Дьюара с жидким воздухом. —
2) Свинцовая пластинка. — 3) Свинцовый колокольчик. — 4) Жестяная банка
из-под консервов. — S) Молоток. — 6) Щипцы.
а)	Свинцовую пластинку, легко сгибаемую руками, берут
щипцами, опускают в жидкий воздух и держат до прекращения
кипения жидкости. Охлажденная пластинка становится весьма
твердой, оказывает сильное сопротивление сгибанию и при ударе
издает ясный металлический звук.
По мере возвращения к комнатной температуре обычные
свойства свинца восстанавливаются.
б)	Колокольчик, отлитый из свинца или сделанный из свин-
цовой пластинки, при обычных условиях звучностью не обладает.
Охлажденный жидким воздухом, свинцовый колокольчик при-
7*
100
vni. жидкий воздух
обретает способность издавать звон, подобно обычному медному
колокольчику.
в)	В жестяную консервную банку наливают жидкий воздух.
Спустя некоторое время, после достаточного охлаждения, при
ударе молотком она разбивается, точно фарфоровая.
78.	Фосфоресценция веществ
при температуре жидкого воздуха
При низкой температуре некоторые вещества (парафин, са-
хар, сульфид цинка) приобретают способность фосфоресцировать.
Оборудование и материалы. 1) Проекционный фонарь. — 2) Сосуд
Дьюара с жидким воздухом. — Э) Фарфоровая чашка. — 4) Парафин. —
5) Сульфид цинка ZnS (порошок). — б) Кусок проволоки. — 7) Вата.
Опыт требует затемнения аудитории.
а)	Кусок парафина на проволоке опускают в цилиндрический
сосуд с жидким воздухом и выдерживают его там до окончания
кипения жидкости. Свет в аудитории гасят и зажигают проек-
ционный фонарь. Вынутый из жидкого воздуха кусок парафина
подносят к фонарю и после короткого освещения, быстро погасив
фонарь, демонстрируют бледнозеленое свечение парафина.
После действия жидкого воздуха парафин становится мо-
лочно-матовым и хрупким.
б)	На кусок ваты наносят порошок сульфида цинка и, поме-
стив вату в фарфоровую чашку, обливают жидким воздухом. Вы-
нув щипцами вату из жидкого воздуха, подвергают ее кратко-
временному освещению и затем наблюдают яркое желто-зеленое
свечение в темноте.
При встряхивании ваты сульфид цинка высыпается из нее
в виде огненного дождя; его крупинки при этом светятся еще
ярче.
79.	Изменение окраски веществ
при температуре жидкого воздуха
Оборудование и материалы. 1) Шесть пробирок. — 2) Серный цвет.—
3) Кристаллы ромбической серы. — 4) Сернистая ртуть HgS (киноварь). —
5) Иодная ртуть HgJ2.— 6) Окись ртути HgO (красная). — 7) Сурик РЬ3О4.
Подготовка. Каждым из взятых веществ заполняют про-
бирку. В этом случае при выполнении опыта охлаждают жидким
воздухом только половину пробирки, чтобы сравнить окраску
вещества, находящегося в нижней части пробирки, подверженной
действию жидкого воздуха, с начальной окраской вещества
в верхней неохлажденной части пробирки. (Вместо этого можно
каждым веществом наполнить до половины две пробирки. Одну
из них охлаждают жидким воздухом, а другую оставляют для
сравнения.)
ОПЫТЫ 78—80
101
Выполнение. Пробирки с каждым из взятых веществ последо-
вательно осторожно до половины опускают в цилиндрический со-
суд Дьюара с жидким воздухом. Вначале наблюдается бурное
вскипание жидкости, затем оно затихает и прекращается. При
этом наблюдают следующие результаты:
серный цвет становится белым;
желтые кристаллы ромбической серы превращаются в про-
зрачные бесцветные;
красная сернистая ртуть (киноварь) становится светложелтой;
яркокрасная иодная ртуть также становится светложелтой;
красная окись ртути превращается в желтую;
сурик становится светложелтым.
Вынутые из жидкого воздуха вещества, нагреваясь, посте-
пенно восстанавливают свой первоначальный цвет.
80.	Горение в жидком воздухе
В описанных ниже опытах горение протекает тем интенсив-
нее, чем богаче жидкий воздух кислородом (с максимальной
интенсивностью в чистом кислороде). Следует указать на особую
опасность, а потому и недопустимость, сжигания в жидком воз-
духе, а тем более в жидком кислороде, таких веществ, как же-
лезо, магний, порошкообразный алюминий и в особенности фос-
фор. При горении первых двух, как правило, лопаются сосуды
с жидким воздухом; горение же двух последних сопровождается
опаснейшими взрывами.
А. Горение лучины
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный стакан. — 2) Коническая
колба. — 3) Пробирка большая. — 4) Держалка для пробирки. — 5) Жидкий
воздух. — 6) Лучина.
Пробирку погружают в стакан с водой на глубину 5—6 см и,
держа неподвижно с помощью держалки, наливают в нее жидкий
воздух; по мере испарения последнего подливают новые порции
его. При этом в результате сильного охлаждения вокруг части
пробирки, погруженной в воду, образуется ледяной чехол. После
того, как толщина стенок последнего достигнет примерно 0,5 см,
пробирку из воды вынимают, оставшийся в ней жидкий воздух
выливают, а вместо него наливают теплую воду. Ледяной чехол,
слегка подтаяв у стенок пробирки, легко снимается с нее. Полу-
ченный таким способом ледяной стаканчик с выпуклым дном
устанавливают в горле конической колбы подходящего размера
и наполняют жидким воздухом. Тлеющая лучина, опущенная
в стаканчик, мгновенно ярко вспыхивает и, оставленная в ста-
канчике, продолжает гореть. При этом ледяные стенки своеобраз-
102
VHI. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
кого ярко светящегося фонарика долгое время не плавятся, так
как температура держится значительно ниже 0°.
Б. Горение угля
Оборудование и материалы. 1) Сосуд Дьюара с жидким воздухом.—
2) Стеклянный стакан емк. 200—300 мл. — 3) Щипцы. — 4) Железный лист. —
Б) Уголь древесный. — 'б) Лучина.
а)	В стакан наливают 50—100 мл жидкого воздуха. Кусочек
древесного угля величиной с лесной орех берут щипцами и, нака-
лив его в пламени горелки, тлеющим бросают в стакан с жидким
воздухом — уголь с треском сгорает, подпрыгивая.
б)	На железный лист насыпают небольшую кучку грубо из-
мельченного древесного угля и поливают его небольшим количе-
ством жидкого воздуха. Затем подносят к углю длинную тлею-
щую лучину, — уголь эффектно сгорает подобно смеси угля и
селитры.
в)	В цилиндрический сосуд Дьюара с жидким воздухом бро-
сают кусочек древесного угля и оставляют его там в продолжение
5—10 мин. Кусочек угля, вынутый из сосуда щипцами, кладут на
стол подальше от слушателей и дотрагиваются до него длинной
тлеющей лучиной — уголь тотчас воспламеняется и горящий со
свистом летит в сторону (опыт не рекомендуется выполнять, если
стол расположен недостаточно далеко от первых рядов слуша-
телей) .
В. Горение ваты
Оборудование и материалы. 1) Фарфоровая чашка. — 2) Щипцы.—
3) Асбестированная сетка.—4) Вата. — 5) Жидкий воздух. — 6) Лучина.
В фарфоровую чашку кладут кусок ваты и обливают ее
жидким воздухом. Спустя некоторое время, за которое избыток
жидкого воздуха успеет испариться, вату вынимают щипцами,
кладут на асбестированную сетку и затем поджигают с помощью
горящей длинной лучины. Вата сгорает со вспышкой, подобно
бездымному пороху. Избыток жидкого воздуха снижает эффект
опыта, уменьшая яркость сгорания ваты.
Г. Горение папиросы
Оборудование и материалы.)) Сосуд Дьюара с жидким воздухом.—
2) Щнпцы. — 3) Стеклянная палочка. — 4) Папироса.
Папиросу бросают в сосуд с жидким воздухом. Табак быстро
пропитывается жидким воздухом. Спустя короткое время
(2—3 мин.), папиросу вынимают из сосуда щипцами, в мундштук
ее вставляют длинную стеклянную палочку соответствующего
диаметра (подобрать заранее!) и подносят к пламени горелки,—
папироса, интенсивно сгорая, дает очень эффектный «бенгаль-
ский огонь» фиолетового цвета (окраска пламени солями калия).
IX. КИСЛОРОД
81.	Получение кислорода из окиси ртути
Оборудование и материалы.!) Реторта тугоплавкого стекла с длин-
ным горлом емк. 100—200 мл. — 2) Перегонная колба емк. 100—Г50 мл.—
3) Цилиндр для собирания газа с покровной стеклянной пластинкой.—
4) Три штатива с лапками. — 5) Горелка.—6) Стеклянная трубка.—7) Две
корковые пробки. — 8) Окись ртути HgO.—9) Лучина.
Подготовка. В реторту насыпают 50—75 г окиси ртути, пред-
варительно просушенной при 100°. Если при этом в горле реторты
или на верхней части ее остается пыль окиси ртути, то последнюю
тщательно удаляют с помощью птичьего пера или свернутой
в трубочку длинной полоски бумаги. Реторту укрепляют в шта-
тиве. Горло реторты на корковой пробке вставляют в горло
колбы, к боковому отростку которой присоединяют стеклянную
трубку, согнутую, как показано на рис. 58. В кристаллизатор на-
ливают воду, цилиндр для собирания газа наполняют водой, за-
крывают его стеклом, опрокидывают и погружают в воду; под
водой покровное стекло отнимают и под цилиндр подводят сте-
клянную трубку, идущую от колбы.
104
IX. КИСЛОРОД
Перед опытом следует проверить, «держит» ли прибор. Для
этого нижний конец стеклянной трубки собранного прибора вы-
водят из-под цилиндра, оставляя ее под водой, а реторту слегка
нагревают. Если прибор «держит», то через трубку выделяются
пузырьки воздуха, расширяющегося от нагревания. При хорошо
собранном приборе для этого достаточно нагреть реторту рукой.
Выполнение. Осторожно прогревают всю реторту, а затем
сильно нагревают нижнюю часть ее, где помещается окись ртути.
Из прибора сначала выходит расширяющийся от нагревания
воздух, а затем кислород, выделяющийся из окиси ртути.
2HgO = 2Hg + O2
К отверстию газоотводной трубки необходимо изредка подно-
сить тлеющую лучину, и как только она начнет вспыхивать, сле-
дует приподнять трубку, затем опустить ее в кристаллизатор
с водой и подвести под цилиндр. Поступающий кислород запол-
няет цилиндр, вытесняя воду.
Пары выделяющейся ртути, конденсируясь, осаждаются на
верхней части реторты и в горле ее; прогревая всю реторту, пере-
гоняют ртуть в колбу, где она собирается в виде капелек.
После наполнения цилиндра кислородом, не прекращая нагре-
вания, берут весь прибор за штатив и вынимают трубку из воды;
только после этого убирают горелку из-под реторты. Затем в ци-
линдр с кислородом, вынутый из воды, опускают тлеющую лу-
чину, которая при этом загорается ярким пламенем.
Продемонстрировав собранную в колбе ртуть, ее переносят
в склянку для хранения.
82.	Получение кислорода из хлората калия
Оборудование и материалы. 1) Реторта емк. 250—500мл. — 2) Склянка
Тищенко с раствором едкой щелочи (1:5). — 3) Цилиндр для собирания
газа. — 4) Кристаллизатор.—5) Пробирка.— 6) Держалка для пробирки.—
7) Шпатель (или ложечка). — 8) Два штатива с лапкой и кольцом. — 9) Ас-
бестированная сетка. — 10) Горелка.— 11) Хлорат калия КСЮз.— 12) Дву-
окись марганца МпО2.— 13) Лучина.
Подготовка. Хлорат калия (бертолетова соль), применяемый
для получения кислорода, должен быть безупречно чистым, выс-
шего качества и мелкокристаллическим *. Применение загрязнен-
ного КСЮз, как правило, сопровождается взрывом, который мо-
жет привести к несчастному случаю.
* Очистка соли, а также получение ее в мелкокристаллическом виде,
может быть произведена путем перекристаллизации. Для этого соль раство-
ряют в воде при нагревании, затем еще в горячем состоянии фильтруют
через фарфоровую воронку, применяя отсасывание, и полученный фильтрат
быстро охлаждают. В связи с уменьшением растворимости при падении
температуры (см. таблицу на стр. 289) соль выделяется в форме мелких
кристаллов. После этого соль отфильтровывают и высушивает,
ОПЫТ 82
105
Крупнокристаллический, даже совершенно чистый хлорат дол-
жен быть предварительно измельчен. Измельчение производят
осторожно в фарфоровой ступке или чашке новой роговой ложкой,
раздавливая, но не растирая соль. Ни в коем случае нельзя при
этом пользоваться пестиком.
Перед опытом соль непременно подвергают испытанию; для
этого небольшое количество ее помещают в пробирку, фарфоро-
вую чашку или тигель и нагревают. Если при этом происходят не-
большие взрывы или сильные вспышки, то соль для опыта не го-
дится: только спокойное плавление соли указывает на ее пригод-
ность для получения кислорода.
Для ускорения реакции разложения бертолетовой соли поль-
зуются добавкой к ней различных катализаторов (МпО2, Ре20з,
Сг2О3, СпО, кварцевый песок и др.), в присутствии которых выде-
ление кислорода происходит более легко и равномерно. Лучшим
катализатором является двуокись марганца МпО2.
Двуокись марганца должна быть в виде порошка и свободной
от примесей веществ-восстановителей (уголь и др.). Особенную
опасность представляет ошибочная замена двуокиси марганца
другими веществами, сходными по внешнему виду (порошок угля,
природная сернистая сурьма и т. д.). Такая недопустимая не-
брежность влечет за собою при опыте взрыв большой силы, что
может привести к весьма тяжелым последствиям.
Двуокись марганца предварительно прокаливают при ПО—
120° для удаления возможно содержащейся в ней влаги.
Для приготовления реакционной смеси бертолетову соль и
двуокись марганца берут в весовых отношениях 2:1. При этом
следует учесть, что из 10 а КСЮз может быть получено около 3 л
кислорода. Смешивание производят осторожно в фарфоровой
чашке, на стекле или глянцевой бумаге с помощью рогового
шпателя или ложки (новых), а еще лучше встряхиванием
в колбе.
Прежде чем готовить нужное количество смеси, готовят не-
большое количество ее для предварительного испытания и нагре-
вают в пробирке, фарфоровой чашке или тигле. Только в случае
спокойного течения реакции, отсутствия взрыва и вспышек можно
приступить к приготовлению требуемого количества смеси.
Приготовленной смеси помещают в сухую реторту столько,
чтобы смесь заняла не больше */4 ее объема. К реторте с помощью
резиновой трубки присоединяют промывную склянку Тищенко,
содержащую раствор едкой щелочи (1:5) для поглощения хлора,
который в виде примеси присутствует в небольшом количестве
в выделяющемся кислороде. Газоотводную трубку от склянки
Тищенко погружают в кристаллизатор с водой, где находится на-
полненный водой, опрокинутый вверх дном цилиндр, укреплен'
цыц в лапке штатива (рис. 59),
106
IX. КИСЛОРОД
Выполнение. Нагревание смеси производят осторожно, сна-
чала на слабом пламени, постепенно его усиливая; равномерно
обводят пламенем реторту, избегая перегрева.
Начавшееся разложение соли устанавливают, поднося к от-
верстию газоотводной трубки тлеющую лучину. Когда лучина бу-
дет вспыхивать, трубку подводят под опрокинутый цилиндр. При
Рис. 59.
получении больших количеств кислорода необходимо заранее за-
готовить нужное число цилиндров, наполнив их водой и опроки-
нув в кристаллизатор, чтобы после наполнения одного быстро
подводить газоотводную трубку под другой цилиндр. При окон-
чании опыта сначала вынимают газоотводную трубку из воды и
только после этого прекращают нагревание.
83.	Получение кислорода из перманганата калия
Оборудование и материалы. 1) Реторта амк. 250—5ЮО мл. — 2) Две
склянки Тищенко с водой. — 3) Газометр. — 4) Металлический противень.—
5) Штатив с лапкой. — 6) Горелка.—7) Перманганат калия КМпО<-
Подготовка. Реторту, загруженную крупнокристаллическим
перманганатом калия, укрепляют в лапке штатива. Размер ре-
торты, которая должна быть заполнена не больше, чем наполо-
вину, зависит от количества перманганата, а последнее — от тре-
бующегося количества кислорода: из 50 г КМпСЦ можно полу-
чить около 4 л кислорода.
ОПЫТЫ 83-84
107
Следует иметь в виду, что КМпО.{ в присутствии примеси
веществ-восстановителей (сера, уголь и т. д.) разлагается при на-
гревании со взрывом.
Так как при нагревании перманганат отчасти превращается
в пыль, увлекаемую выделяющимся кислородом и окрашиваю-
щую воду в газометре, для задержания этой пыли вслед за ре-
тортой ставят две промывные склянки Тищенко с водой.
Газоотводную трубку вставляют в нижнее отверстие газо-
метра, наполненного водой и поставленного в металлический
противень, помещенный на краю стола. Слив противня устана-
вливают над водопроводной раковиной (рис. 60).
Выполнение. Осторожно нагревают реторту сначала по окруж-
ности (верхние слои соли), потом постепенно переходят вниз и,
наконец, сосредоточивают нагревание у дна реторты. Уже при
240° начинается разложение соли, протекающее спокойно и даю-
щее равномерный ток кислорода. При окончании опыта сначала
вынимают из воды газоотводную трубку, а затем прекращают
нагревание.
84.	Получение кислорода при взаимодействии двуокиси
< марганца с серной кислотой
Оборудование и материалы- 1) Перегонная колба емк. 250—300 мл.—
2) Воронка диам. 5 см.—3) Капельная воронка. — 4) Короткая пробирка.—
5) Склянка Тищенко с раствором едкой щелочи (1:5). —6) Цилиндр длк
108
IX. КИСЛОРОД
собирания газа. — 7) Кристаллизатор. — 8) Стеклянная палочка. — 9) Два
штатива с лапками н кольцом.— 10) Асбестироваиная сетка. — 11) Горелка.—
12) Двуокись марганца МпОг (зерненая) *.—13) Сериая кислота H2SO4
уд. в. 1,84.
Подготовка. В колбу на ‘/4 насыпают зерненую дву-
окись марганца и туда же наливают столько концентрированной
серной кислоты, чтобы после перемешивания образовалась густая
кашица. Колбу закрывают пробкой со вставленной в нее капель-
ной воронкой, трубка которой почти до дна опущена в короткую
Рнс. 61.
пробирку, помещенную в колбу (рис. 61). Колбу укрепляют на
штативе, а через капельную воронку добавляют концентрирован-
ной серной кислоты, которая, заполнив всю пробирку и пере-
ливаясь через край ее, образует жидкую кашицу со смесью, на-
ходящейся в колбе.
Под колбу на железное кольцо штатива помещают асбести-
рованную сетку. К боковой трубке колбы присоединяют промыв-
ную склянку Тищенко, содержащую раствор едкой щелочи (1 : 5).
Газоотводную трубку погружают в кристаллизатор с водой, в ко-
торый помещен также в цилиндр для собирания газа.
Выполнение. Применение в этом опыте концентрированной
серной кислоты и ее нагревание заставляют отнестись к выполне-
нию с особым внимание и осторожностью.
* Продажную зерненую двуокись марганца следует просеиванием тща-
тельно отделить от пылевидной двуокиси. Вместо двуокиси марганца воз-
можно применение кристаллическогомбихромата калия К?Сг2О-.
ОПЫТЫ 85—86
109
Сначала осторожно прогревают всю колбу, а затем сосредо-
точивают пламя горелки на нижней ее части, где находится
реакционная смесь, и нагревают до начала интенсивного, но
равномерного выделения газа. После этого пламя горелки умень-
шают (или совсем убирают горелку), увеличивая нагревание
лишь в случае заметного уменьшения скорости реакции. Выде-
ляющийся кислород собирают над водой в цилиндр.
При окончании опыта газоотводную трубку из кристалли-
затора вынимают и только после этого прекращают нагревание.
85.	Получение кислорода из перекиси водорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа *. — 2) Склянка Ти-
щенко 'с водой. — 3) Цилиндр для собирания газа. — 4) Кристаллизатор. —
5) Штатив с лапкой. — 6) Перекись водорода Н2О2, 3%-иый раствор. — 7) Сер-
ная кислота H2SO4 уд. в. 1,84. — 8) Двуокись марганца МпОг крупнозер-
неная.
Аппарат Киппа, средний шар которого загружен крупно-
зерненой МпО2, заполняют приготовленным раствором перекиси
водорода, подкисленным серной кислотой. Раствор приготовляют,
сливая при охлаждении 3%-ный раствор перекиси водорода
с концентрированной серной кислотой (на 1 л 3%-ного раствора
Н2О2 берут 150 мл H2SO4 уд. в. 1,84).
При открывании крана аппарата Киппа и взаимодействии
перекиси водорода с двуокисью марганца уже при обычной тем-
пературе происходит спокойное равномерное выделение кисло-
рода, который собирают под водой в цилиндр, помещенный
в кристаллизатор.
Из всех описанных способов получения кислорода этот спо-
соб является наиболее удобным и совершенно безопасным.
86.	Магнитные свойства жидкого кислорода
Оборудование и материалы. 1) Два штатива. — 2) Электромагнит.—
3) Пробирка тонкого стекла. — 4) Сосуд Дьюара с жидким кислородом. —
б) Шнурок.
К Лапке штатива с помощью длинного шнурка подвешивают
пробирку из возможно более тонкого стекла. Рядом устанавли-
вают другой штатив, на котором горизонтально укрепляют силь-
ный электромагнит таким образом, чтобы расстояние между яко-
рем электромагнита и пробиркой было 5—10 мм. Наполнив про-
бирку жидким кислородом (или жидким воздухом, обогащенным
кислородом в результате длительного испарения), провод, иду-
* Опыт можно проводить и в перегонной колбе с капельной воронкой.
110
ik. кислород
щий от электромагнита, включают в электрическую сеть. В тот
же момент пробирка с кислородом притягивается к электромаг-
ниту. При выключении тока пробирка отходит от электромагнита.
87.	Горение в кислороде
Для демонстрации горения веществ в кислороде удобно поль-
зоваться материальными широкогорлыми банками емк. 3—5 л.
Наполнение банок кислородом целесообразно производить за-
благовременно, над водой, пользуясь кислородным баллоном,
газометром или получая кислород в лаборатории тем или иным
способом. При этом не следует вытеснять из банок всю воду,
а оставлять примерно около */8, а в банке, предназначаемой для
сжигания железной проволоки, — даже около ’А объема.
Банки с кислородом сохраняют опрокинутыми и погружен-
ными в кристаллизатор с водой. Приступая к демонстрации опы-
тов, банки прикрывают деревянными кружками, через середину
которых проходит тонкий металлический стержень, кончающийся
ложечкой, опущенной немного ниже середины банки; диаметр
кружков должен быть немного больше диаметра горла банок.
Оборудование и материалы. 1) Газометр с кислородом. — 2) Пять
материальных банок с кислородом. — 3) Две металлические ложечки для
сжигания. — 4) Лучина. — 5) Уголь. — 6) Сера. — 7) Фосфор. — 8) Стеклян-
ная палочка.—9) Стальная проволока.— 10) Железный стержень.— 11) Лак-
мус. — 12) Известковая вода. — 13) Горелка.
А. Воспламенение тлеющей лучины
Приоткрыв банку с кислородом,
лучину, которая тотчас вспыхивает
опускают в нее тлеющую
и горит ярким пламенем
(рис. 62, А). Вынув лучину, в банку вливают немного прозрачной
известковой воды и взбалтывают: наблюдают ее помутнение.
ОПЫТ 87
111
Б. Горение древесного угля
Кусочек древесного угля величиной с лесной орех укрепляют
в сделанной на конце проволоки конической спирали. Накалив
уголь в пламени горелки, раздувают его ртом и затем опускают
в банку с кислородом, — уголь продолжает гореть без пламени,
но гораздо ярче, чем на воздухе (рис. 62, Б).
После прекращения горения в склянку вливают немного из-
вестковой воды и взбалтывают (помутнение) или добавляют
немного фиолетового нейтрального раствора лакмуса (по-
является слабая розовая окраска).
В. Горение серы
На железную ложечку, аккуратно выстланную изнутри влаж-
ным асбестом и затем подсушенную, кладут несколько кусочков
серы, нагревают их в пламени горелки до воспламенения и опус-
кают в банку с кислородом. Сера, горящая на воздухе медленно,
еле заметным синеватым пламенем, в кислороде сгорает ярким
пламенем синевато-фиолетового цвета (рис. 62, В).
После удаления ложечки в банку вливают синий раствор
лакмуса и взбалтывают; раствор сначала краснеет, а затем посте-
пенно обесцвечивается.
Г. Горение фосфора
При обращении с фосфором следует строго соблюдать все
необходимые меры предосторожности (см. стр. 238).
Кусочек белого фосфора величиной с горошину, предвари-
тельно высушенный между листами фильтровальной бумаги, по-
мещают в металлическую ложечку, которую тотчас опускают
в банку с кислородом. Прикосновением нагретой стеклянной па-
лочки фосфор поджигают, и он сгорает ослепительно ярким
пламенем. Банка заполняется густым белым дымом фосфорного
ангидрида (рис. 62, Г).
Нередко при горении фосфора, в особенности если он недоста-
точно хорошо высушен, в сторону разлетаются брызги, которые,
попав на стенки банки, продолжают гореть, отчего банка может
лопнуть *.
Для большей безопасности вместо белого фосфора можно
пользоваться красным, предварительно хорошо высушенным.
В этом случае стеклянную палочку для поджигания фосфора
следует нагревать значительно сильнее.
* В связи с этим для опыта сжигания фосфора в кислороде целесо-
образно пользоваться не банкой, а большой (4 — 5 л) короткогорлой колбой,
стенкн которой будут отстоять дальше от горящего фосфора.
112
IX. КИСЛОРОД
После того как весь фосфорный ангидрид поглотится водой,
в банку вливают раствор синего лакмуса, который окрашивается
в красный цвет.
Металлическую ложечку после опыта следует прокалить под
тягой для уничтожения возможных остатков фосфора. На случай
самовоспламенения фосфора необходимо под руками иметь чашку
с водой и песок.
Д. Горение железа*
В банке, предназначаемой для сжигания железа, при напол-
нении ее кислородом оставляют воды не менее '/< ее объема.
Кроме того, в банку всыпают чистого песка столько, чтобы им
было покрыто дно банки на 2—3 см. Указанные предосторож-
ности необходимы, чтобы банка не лопнула от расплавленной
железной окалины, падающей с конца горящей проволоки.
Тонкую стальную проволоку, свернутую в спираль, прикреп-
ляют к железному стержню. На конец спирали помещают кусочек
трута или пробки и вносят в пламя горелки, чтобы трут или
пробка загорелись. Затем спираль опускают в банку с кислоро-
дом. От горящего трута или пробки загорается и железо, раз-
брызгивая во все стороны яркосветящиеся искры раскаленной
окалины.
На горящее железо направляют струю кислорода через
стеклянную трубку, опущенную в банку и соединенную с газо-
метром, (рис. 62, Д).
88.	Горение водорода в кислороде
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой. — 2) Газометр с кислородом. — 3) Изогнутая стеклянная трубка для
горения водорода. — 4) Стеклянный колокол с газоподводящей трубкой. —
5) Штатив с лапкой. — 6) Горелка. — 7) Лучина.
Подготовка. Стеклянный колокол укрепляют в лапке штатива
отверстием вверх; газоподводящую трубку его соединяют с газо-
метром, наполненным кислородом (рис. 63). К аппарату Киппа
присоединяют на длинной резиновой трубке стеклянную трубку
с оттянутым концом, согнутую, как показано на рисунке.
Выполнение. Открыв краны газометра, пускают медленный
ток кислорода, который постепенно, вытесняя воздух, заполняет
колокол. Как только весь колокол наполнится кислородом (проба
тлеющей лучиной!), ток газа усиливают.
* Возможно сжигание в кислороде и других металлов (магния, натрия).
Ввиду большой интенсивности сгорания этих металлов применение их для
демонстрации на лекциях небезопасно. При сжигании натрия банка с кисло-
родом должна быть совершенно сухой.
ОПЫТЫ 88—89
113
Пустив ток водорода из аппарата Киппа и убедившись через
некоторое время, что из трубки выходит чистый водород (обяза-
тельна проба!), поджигают его. Отрегулировав пламя водорода
Рис. 63.
с помощью крана, опускают трубку в колокол, — водород про-
должает гореть. В первый момент стенки колокола покрываются
росой; как только стенки нагреются, роса исчезает.
89.	Горение кислорода в водороде
Оборудование и материалы — те же, что и в опыте 88.
Подготовка. Укрепив стеклянный колокол на штативе отвер-
стием вниз, газоподводящую трубку его присоединяют к аппарату
Киппа с цинком и серной кислотой. К газометру с кислородом на
длинной резиновой трубке присоединяют согнутую под прямым
углом стеклянную трубку (рис. 64).
Выполнение. Из аппарата Киппа пускают ток водорода, ко-
торый, вытесняя воздух, заполняет колокол. Выждав некоторое
время (1—2 мин.), поджигают водород горящей лучиной, под-
несенной к отверстию колокола; пламя загоревшегося водорода
охватывает снизу колокол. Пустив из газометра слабый ток
кислорода через стеклянную трубку, медленно вводят последнюю
в колокол с водородом. При соприкосновении трубки с пламе-
8 Зак. 1015. В. А- Полосин.
114
IX. КИСЛОРОД
нем водорода на конце ее появляется пламя кислорода, горящего
в атмосфере водорода.
Если случится, что пламя внутри колокола погаснет, следует
тотчас закрыть кран аппарата Киппа, трубку из колокола вы-
Рис. 64.
нуть и лишь спустя некоторое время, дав колоколу охладиться,
начать опыт сначала.
90.	Пламя гремучего газа
Смесь газообразных водорода и кислорода представляет гре-
мучий газ, при поджигании которого происходит взрыв.
Применяя специальную горелку, можно получить безопасное
спокойное водородо-кислородное пламя, обладающее температу-
рой около 2000°. Такая горелка состоит из двух металлических
трубок, вставленных одна в другую (рис. 65, А).
В наружную трубку пускают водород, который заполняет
кольцеобразное пространство между обеими трубками. Во внут-
реннюю трубку направляют ток кислорода. Газы встречаются
и перемешиваются друг с другом только у выходного отверстия
трубок и, будучи подожженными, сгорают спокойным пламенем.
Регулируя ток обоих газов, получают длинное и острое пламя
гремучего газа.
Оборудование и материалы. 1) Специальная горелка (ем.рис. 65, Л). —
2) Баллон или газометр с кислородом. — 3) Апарат Киппа для получения водо-
рода. — 4) Штатив с лапкой. — 5) Металлические щипцы. — 6) Проволока мед-
ОПЫТ 90	115
ная и железная. — 7) Железная пластинка. — 8) Чашка (или сковородка)
с сухим песком.
Подготовка. Горелку укрепляют в лапке штатива под углом
около 20° к поверхности стола. На стол ставят чашку (или сково-
родку) с сухим песком. Внутреннюю трубку горелки соединяют
с баллоном или газометром, содержащим кислород. К боковому
отверстию внешней трубки присоединяют аппарат Киппа, в кото-
ром получают водород.
Выполнение. Пустив в горелку сильный ток водорода, под-
жигают его у отверстия горелки. Затем, осторожно открывая кран
газометра, пускают в горелку ток кислорода, сначала слабый,
Рис. 65.
потом постепенно усиливающийся. Регулируя поступление газов,
получают спокойное пламя.
В полученное таким образом пламя вносят кусочки медной
проволоки, которая при этом плавится (темп. пл. 1083°). Капли
расплавленного металла капают в чашку с песком. Плавится
также и железная проволока (темп. пл. 1525°), которая при
этом горит, разбрасывая искры.
Железную пластинку, взятую металлическими щипцами,
вводят в пламя и держат ее неподвижно, сосредоточивая нагре-
вание в одном месте. Вскоре пластинка проплавляется. Медленно
перемещая пластинку, ее можно разрезать пламенем (рис. 65, Б).
Опыт можно видоизменить, заменив специальную горелку
обычной паяльной горелкой, а водород — светильным газом.
8*
116
IX. КИСЛОРОД
озон
91.	Получение озона из кислорода
Оборудование а материалы. 1) Озонатор. — 2) Аккумуляторы на 6—
12 в. — 3) Индукционная катушка.—4) Газометр с кислородом. — 5) Склянка
Тищенко с концентрированной серной кислотой. — 6) Демонстрационный
бокал. — 7) Иодкрахмальный раствор *.
Подготовка. Озонатор, изображенный на рис. 66, состоит из
двух тонкостенных концентрических, вставленных одна в дру-
гую, трубок А и Б.
Внутренняя, запаянная снизу, трубка А диаметром около
2,5 см вставлена во внешнюю, более широкую (около 3 см)
трубку Б. Несколько расширенная
верхняя часть трубки А пришлифована
к краю трубки Б и плотно запирает
последнюю, как пробка. Трубку Б
с припаянными к ней двумя боковыми
узкими трубочками на пробке поме-
щают в толстостенный стеклянный ци-
линдр В. Во внутреннюю трубку и
в цилиндр наливают раствор серной
кислоты (1:5), в которую погружают
платиновые или медные электроды.
Для того чтобы озон нигде не со-
прикасался с пробками и резиной, ко-
торые озоном быстро разрушаются, на
газоотводную трубку озонатора на
пробке надевают более широкую труб-
ку, в которую наливают ртути столько,
чтобы конец узкой трубки выступал
над ее поверхностью. Трубку, подводя-
щую озон к месту потребления, делают
с расширением на конце и широким концом погружают в ртуть
(см. рис. 66), которая, таким образом, заменяет здесь пробку.
Озонатор через промывную склянку Тищенко, содержащую
концентрированную серную кислоту, соединяют с газометром,
наполненным кислородом (рис. 67).
Трубку, отводящую озон, погружают в бокал, в который налит
иодкрахмальный раствор. Электроды озонатора соединяют со
вторичной обмоткой индукционной катушки, первичную обмотку
* Иодкрахмальный раствор готовят следующим образом: 0,5 г крахмала
растирают в ступке с небольшим количеством воды в жидкую кашицу, кото-
рую вливают в 100 мл кипящей воды. После охлаждения к крахмальному
раствору прибавляют 0,5 г нодида калия, растворенного в небольшом коли-
честве воды. Раствор сохраняют в закрытом сосуде.
ОПЫТЫ 91—92
117
которой присоединяют к полюсам источника постоянного тока
(аккумуляторы).
Выполнение. Включив индукционную катушку, пропускают
через озонатор медленный ток кислорода. Последний, проходя
через кольцевое пространство между трубками озонатора и под-
Рис. 67.
вергаясь действию тихого электрического разряда, частично
(до 15%) превращается в озон, от действия которого иодкрах-
мальный раствор в бокале окрашивается в синий цвет.
Чтобы ознакомить слушателей с характерным запахом озона,
следует подставить под трубку, отводящую озон, бокал с водой
и получить раствор озона в воде, достаточно долго сохраняющий
запах озона.
92.	Образование озона при медленном окислении фосфора
Оборудование и материалы. 1) Колба или банка емк. 2—5 л.— 2) Бе-
лый фосфор. — 3) Иодкрахмальная бумажка *.
За несколько часов до лекции, а еще лучше накануне, в колбу
(или банку), на дно которой налито немного воды, кладут кусо-
чек белого фосфора таким образом, чтобы часть его осталась не
покрытой водой и соприкасалась с воздухом, после чего сосуд
закрывают пробкой.
* Приготовляют смачиванием обыкновенной фильтровальной бумаги
иодкрахмальным раствором.
118
IX. КИСЛОРОД
Демонстрируя опыт, колбу открывают и опускают в нее иод-
крахмальную бумажку, прижав ее пробкой, закрывающей сосуд.
Через непродолжительное время бумажка синеет под действием
озона, образовавшегося в колбе при медленном окислении фос-
фора.	.	. .
О наличии в колбе озона свидетельствует также и характер-
ный для него запах.
После опыта кусочек фосфора осторожно переносят из колбы
в банку, где он обычно хранится, а колбу несколько раз ополаски-
вают водой.	i
93.	Получение озона действием серной кислоты на перекись бария
Оборудование и материалы.!) Специальный стеклянный сосуд (рис. 68)
для получения озона. — 2) Стакан емк. 300 мл. — 3) Демонстрационный
бокал. — 4) Перекись бария ВаОа. — 5) Сер-
Рис. 68.
Озон, образующийся по
ная кислота H2SO4 уд. в. 1,84. — 6) Иод-
крахмальный раствор. — 7) Снег или лед.
»
Для опыта необходим специаль-
ный стеклянный сосуд емк. около
100 мл (см. рис. 68). Стеклянная,
полая внутри, притертая пробка со-
суда заканчивается воронкой с кра-
ном. Нижняя трубка воронки дохо-
дит почти до дна сосуда. Сбоку в
пробку впаяна согнутая под прямым
углом стеклянная трубка. В сосуд
насыпают около 20 г перекиси бария
и, закрыв пробкой, помещают его
в стакан, наполненный снегом или
льдом. Боковую трубку опускают в
бокал с иодкрахмальным раство-
ром. Через воронку в сосуд по ка-
плям приливают концентрированную,
предварительно охлажденную, сер-
ную кислоту.
реакции
3BaO2 + 3H2SO4 = 3BaSO4 4" ЗН2ОО3,
проходя через иодкрахмальный раствор и реагируя с ним, окра-
шивает его в синий цвет.
94.	Окислительные свойства озона
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения озона
(см. рис. 67). — 2) Пять демонстрационных бокалов. — 3) Иодкрахмальный
раствор. — 4) Иодид калия KJ, раствор. — 5) Бромид калия КВг, раствор. —
6) Хлороформ СНС1з (или бензол СеН6).
ОПЫТЫ 93-96
119
а)	При пропускании озона через разбавленный нейтральный
раствор иодида калия в результате окисления последнего тотчас
выделяется иод. Эту реакцию чаще других используют для обна-
ружения озона.
В раствор иодида калия, налитый в бокал, опускают газоот-
водную трубку озонатора и пропускают ток кислорода, не вклю-
чая индукционную катушку (перед демонстрацией этого опыта
ранее полученный озон из прибора должен быть предварительно
вытеснен); раствор не изменяется. После этого, включив катушку,
продолжают пропускать газ через раствор; последний окраши-
вается сначала в желтый, а затем в коричневый цвет от выделив-
шегося иода.
Полученный раствор разливают на несколько порций и проде-
лывают качественные реакции на иод. К первой порции доба-
вляют раствор крахмала: появляется синее окрашивание; к дру-
гой порции приливают немного хлороформа или бензола, которые
после энергичного взбалтывания окрашиваются в фиолетовый
цвет.
б)	В раствор бромида калия, налитый в бокал и подкислен-
ный серной кислотой, пропускают ток озонированного кислорода.
Выделяющийся бром окрашивает бесцветный раствор в слабо-
желтый цвет. Проба такого раствора, взболтанная с хлорофор-
мом или бензолом, окрашивает последние в винно-красный цвет.
95.	Разрушение озоном резины
Оборудование и материалы- !) Установка для получения озона (см.
рис. 67).—2) Резиновая трубка.—3) Стеклянная трубка. — 4) Бокал с водой.
На газоотводную трубку озонатора надевают небольшой,
длиной около 10 см, кусок резиновой трубки, к которой присое-
диняют стеклянную трубку. Опустив последнюю в бокал с водой,
пускают ток озонированного кислорода.
Вначале через жидкость в бокале пробулькивают пузырьки
газа, но через 1—2 мин. прохождение газа через воду внезапно
прекращается. Это объясняется тем, что в результате разруши-
тельного действия озона на резиновой трубке появляется ряд
продольных трещин, через которые озон выходит, минуя бокал.
96.	Окисление озоном серебра
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения озона
(см. рис. 67). — 2) Полоска серебряной жести.—3) Щипцы. — 4) Горелка.
Предварительно очищенную полоску серебряной жести берут
металлическими щипцами и, нагрев в пламени горелки приблизи-
тельно до 200—300°, подносят к отверстию газоотводной трубки
120
IX. КИСЛОРОД
озонатора. Серебро, не окисляющееся кислородом, в атмосфере,
содержащей озон, покрывается налетом окислов: на блестящей
поверхности пластинки появляются синеватые пятна с фиолето-
выми краями.
4Ag + 2O3 = 2Ag2O2 + O2
При последующем нагревании пластинки в пламени горелки
пятна исчезают п поверхность вновь становится блестящей.
Ag2O2 = 2Ag+O2
На холоду окисления серебра озоном не происходит.
ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА
Перекись водорода Н2Оа — сиропообразная, почти бесцветная
жидкость уд. в. 1,46. Обычно применяется 30%-ный раствор
(пергидрол) и 3%-ный раствор (медицинская перекись водорода).
Соединение малоустойчивое; хранить следует в темном и прохлад-
ном месте.
97.	Образование перекиси водорода при горении водорода
Оборудование и. материалы. 1) Аппарат Киппа сцинком и серной кис-
лотой.— 2) Промывная склянка с серной кислотой.—3) Две фарфоровые
чашки. — 4) Два демонстрационных бокала. — 5) Треножник. — 6) Асбестиро-
ванная сетка.—7) Лед. — 8) Иодкрахмальный раствор, подкисленный уксусной
кислотой.
К аппарату Киппа присоединяют промывную склянк^, содер-
жащую небольшое количество концентрированной серной кис-
лоты. К промывной склянке на длинной резиновой трубке
присоединяют стеклянную трубку с несколько оттянутым
концом.
В две фарфоровые чашки кладут по куску льда; одну из них
ставят на треножник с асбестированной сеткой и подогревают, —
лед плавится.
Открыв кран у аппарата Киппа, выжидают некоторое время,
пока весь воздух из прибора будет вытеснен (проба на отсут-
ствие гремучей смеси!), и поджигают водород у оттянутого
конца стеклянной трубки. Отрегулировав ток водорода таким
образом, чтобы длина пламени была 1—2 см, направляют его на
кусок льда, находящийся во второй фарфоровой чашке.
При горении водорода, наряду с водой, частично образуется
и перекись водорода:
Н24-О2 = Н2О2
ОПЫТЫ 97—98
121
Обычно она полностью разлагается при высокой температуре
пламени, но частично сохраняется, если пламя быстро охладить.
Медленно водя пламенем по поверхности льда, плавят его. Воду,
собранную в чашке, выливают в бокал и добавляют иодкрахмаль-
ный раствор, — он тотчас синеет. Для сравнения в другой бокал
выливают воду из той чашки, в которой лед плавился при подо-
гревании. Прибавление к нему иодкрахмального раствора по-
синения не вызывает.
98.	Получение перекиси водорода действием разбавленной
серной кислоты на перекись бария
Оборудование а материалы. 1) Штатив с кольцом. — 2) Три кониче-
ские колбы емк. 250—300 мл. — 3) Пять стаканов емк. 250—300 мл. — 4) Кри-
сталлизатор. — 5) Воронка. — 6) Складчатый фильтр. — 7) Стеклянная па-
лочка.— 8) Перекись бария ВаО2.— 9) Гидрат окиси бария Ва(ОН)2, насы-
щенный растаор.— 10) Серная кислота H2SC>4 (1:10).— И) Соляная кис-
лота НС1 уд. в. 1,12. — 12) Лед.
Подготовка. Наиболее удобно получать раствор перекиси
водорода взаимодействием гидрата перекиси бария ВаО2 • 8Н2О
•с раствором серной кислоты.
Гидрат перекиси бария заранее готовят следующим образом.
Раствор соляной кислоты, приготовленный смешиванием одного
объема соляной кислоты уд. в. 1,12 и трех объемов воды, охла-
ждают до 0°, помещая стакан с раствором в кристаллизатор со
льдом.
К этому раствору почти до полной его нейтрализации, но не-
большими порциями, помешивая, прибавляют кашицу, пригото-
вленную из порошка перекиси бария с небольшим количеством
воды.
ВаО2 + 2НС1 = ВаС12 + Н2О2
К отфильтрованному раствору приливают насыщенного рас-
твора гидрата окиси бария до щелочной реакции; при этом обра-
зуется осадок гидрата перекиси бария:
Ва(ОН)2 + Н2О2 + 6Н2О = ВаО2 • 8Н2О
Отфильтровав осадок, сохраняют его влажным в плотно за-
крытой банке.
Выполнение. Для получения перекиси водорода в раствор
серной кислоты (1 : 10), предварительно охлажденный до 0°, не-
большими порциями вносят влажный гидрат перекиси бария
почти до полной нейтрализации раствора. После отстаивания
жидкости и фильтрования через складчатый фильтр получают
раствор перекиси водорода.
122
IX. КИСЛОРОД
99.	Разложение перекиси водорода при нагревании
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 150—250мл,—
2) Небольшой стеклянный цилиндр для собирания газа или пробирка. —
3) Кристаллизатор. — 4) Два штатива с лапками и кольцом. — 4) Асбестиро-
ванная сетка. — 5) Перекись водорода, 3% -ный раствор. — 6) Едкая щелочь
NaOH или КОН, разбавленный раствор. — 7).Горелка. — 8) Лучина.
Подготовка. В колбу, укрепленную на штативе, на половину
ее объема наливают 3%-ный раствор перекиси водорода и за-
крывают пробкой. К боковой трубке колбы присоединяют газо-
отводную стеклянную трубку, опущенную в кристаллизатор
с водой, куда помещен наполненный водой и опрокинутый
небольшой цилиндр (или пробирка).
Выполнение. При нагревании колбы происходит разложение
перекиси водорода и выделение кислорода, который после вы-
теснения воздуха собирают в приготовленный цилиндр (проба
тлеющей лучиной).
После окончания опыта или параллельно с ним в таком же
приборе производят разложение 3%-ного раствора перекиси
водорода, в который перед нагреванием добавляют немного раз-
бавленного раствора щелочи (катализатор). В этом случае раз-
ложение перекиси водорода идет значительно интенсивнее.
Опыт может быть использован для быстрого получения очень
чистого кислорода.
100.	Разложение перекиси водорода при действии катализаторов
Оборудование и материалы. 1) Две большие стеклянные пробирки. —
2) Два штатива с лапками. — 3) Перекись водорода, 30% -ный раствор. —
4) Двуокись марганца МпО2 в порошке. — 5) Активный уголь. — 6) Лу-
чина. — 7) Горелка.
В две пробирки, укрепленные на штативе, вливают по 10 мл
30%-ного раствора перекиси водорода. В одну из них бросают
кусочек активного угля, а в другую — небольшое количество
(на кончике шпателя) двуокиси марганца.
Тотчас наступает энергичное разложение перекиси водорода,
причем в пробирке с двуокисью марганца процесс протекает бо-
лее интенсивно. Жидкость мутнеет от выделяющихся пузырьков
кислорода. Тлеющая лучина, опущенная в пробирку, вспыхивает.
101.	Окисление индиго перекисью водорода
Оборудование и материалы. 1) Три стеклянных, стакана емк. 250—
300 мл.— 2) Треножник.—3) Асбестированная сетка. — 4) Горелка.—5) Ин-
дигокармин, сильно разбавленный водный раствор. — 6) Перекись водорода
Н2О2, 3%-ный раствор. — 7) Железный купорос FeSOi-7H2O [или соль Мора
(NH4)2Fe(SOi)2 • 6Н2О].
В три стакана-на 3/4 наливают голубой раствор индигокармина
и добавляют к ним одинаковые количества (10—20 мл) 3%-ного
ОПЫТЫ 99-103
123
раствора перекиси водорода. Один из стаканов ставят на тренож-
ник с сеткой и нагревают. В другой стакан бросают кристаллик
железного купороса или соли Мора. Третий стакан оставляют для
сравнения. В стакане с солью закисного железа происходит
мгновенное обесцвечивание раствора (катализ), затем через
1—2 мин. обесцвечивается нагреваемый раствор. Обесцвечивание
в третьем стакане наступает лишь через продолжительное время.
102.	Окисление йодистого водорода перекисью
Оборудование и материалы. 1) Три демонстрационных бокала. — 2) Пе-
рекись водорода Н2О2,3% -ный раствор. — 3) Иодид калия KJ, разбавленный
раствор. — 4) Уксусная кислота СНзСООН, 2 н. раствор. — 5) Раствор крахмала
(1:1000). — 6) Органический растворитель (бензол, толуол или хлороформ).
К раствору иодида калия, налитому в бокалы и слегка под-
кисленному уксусной кислотой*, прибавляют 3%-ного раствора
перекиси водорода. Тотчас бесцветный раствор окрашивается
в желтый или бурый цвет от иода, выделившегося по реакции
2KJ + 2HC2H8O2 + H2O2 - 2KC2H3O2 + 2H2O + J2
Более наглядно выделившийся иод может быть обнаружен
добавлением в один из бокалов раствора крахмала (синее окра-
шивание) или взбалтыванием раствора в другом бокале с органи-
ческим растворителем, который, извлекая иод из раствора,
окрашивается в фиолетовый цвет.
103.	Окисление сульфида свинца перекисью водорода **
Оборудование и материалы. 1) Три демонстрационных бокала. —
2) Стеклянная палочка. — 3) Нитрат свинца РЬ(МОз)г [или ацетат РЬ(СН3СОО)2],
0,5 н. раствор. — 4) Карбонат натрия (или калия, аммония) Ка2СО.з, 2 н. рас-
твор.— 5) Перекись водорода Н2Ог, 3%-ный раствор. — 6) Сероводородная
вода.
К раствору соли свинца, налитому в бокал, добавляют раствор
карбоната натрия. Выпадает белый осадок основного карбоната
свинца — соли, являющейся составной частью свинцовых белил.
Дав осадку осесть и слив отстоявшуюся жидкость, осадок про-
мывают 2—3-кратной декантацией. Половину промытого осадка
переносят в другой бокал и к нему приливают сероводородную
воду. Белый карбонат свинца превращается в черный сульфид
свинца. Осадок промывают 2—3-кратной декантацией и половину
его переносят в третий бокал.
* Подкисление раствора перед опытом можно производить и разбавлен-
ным раствором серной кислоты.
** Опыт объясняет применение перекиси водорода для реставрации по-
темневших картин, писанных масляными красками.
124
IX. КИСЛОРОД
При добавлении к осадку 3 %-кого раствора перекиси водо-
рода черный сульфид свинца постепенно превращается в белый
сульфат свинца.
104.	Окисление формальдегида перекисью водорода
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 500 мл.—
2) Воронка диам. 5 см. — 3) Капельная воронка. — 4) Склянка Тищенко. —
5) Цилиндр для собирания газов. — 6) Кристаллизатор. — 7) Два штатива
с лапками н кольцом. — 8) Асбестнрованная сетка.—9) Горелка. — 10) Пере-
кись водорода Н2О2, 30%-ный раствор.— Г1) Формалин НСОН, 40%-ный
раствор.
Подготовка. В колбу наливают 30 мл формалина, закры-
вают пробкой с вставленной в нее капельной воронкой и укре-
пляют колбу на кольце штатива, подложив под колбу асбе-
стированную сетку. В капельную воронку наливают 20 мл
30%-ной перекиси водорода. К колбе присоединяют промывную
склянку Тищенко с водой, а газоотводную трубку, соединенную
со склянкой, опускают в кристаллизатор с водой, куда помещен
и цилиндр для собирания газа.
Выполнение. Быстро вылив содержащуюся в капельной во-
ронке перекись водорода в колбу, осторожно подогревают
последнюю. Нагревание прекращают, как только начнется реак-
ция, которая протекает весьма бурно; жидкость при этом вскипает
и сильно пенится. Поэтому, несмотря на сравнительно малые
количества реагирующих веществ, для опыта берут большую
колбу.
В этом опыте перекись водорода, которая обычно отщепляет
кислород и превращается в воду, ведет себя иначе, восстанавли-
ваясь до свободного водорода:
2СН2О + Н2О2 = 2НСООН + Н2
Выделяющийся при реакции водород собирают в цилиндр и
затем поджигают.
105.	Одновременное окисление перекисью водорода
формальдегида и пирогаллола
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный стакан емк. 500 мл.—
2) Низкий стеклянный кристаллизатор. — 3) Стеклянная палочка. — 4) Перекись
водорода Н2О2, 30%-ный раствор. — 5) Формалин НСОН, 40%-ный раствор.—
6) Карбоиат калия К2СО3, 30%-ный раствор. — 7) Пирогаллол, 10%-ный рас-
твор.
Опыт следует демонстрировать в затемненной аудитории.
В стакан, поставленный в кристаллизатор, наливают 20 мл
свежеприготовленного 10%-ного раствора пирогаллола, к кото-
рому последовательно добавляют 20 мл 40%-ного раствора
формалина, 60 мл 30%-ного раствора карбоната калия и 40 мл
ОПЫТЫ 104-107
125
30 %-ной перекиси водорода. Тотчас энергично перемешивают
растворы стеклянной палочкой.
Полученная смесь светится красным светом (химическая
люминесценция). Бурно протекающая реакция сопровождается
образованием светящейся розовокрасной пены, которая запол-
няет весь стакан, а иногда вытекает через край в кристаллизатор.
Продуктами окисления формальдегида и пирогаллола в этой
реакции являются муравьиная кислота, окись и двуокись
углерода.
106.	Взаимодействие перекиси водорода с окисью серебра
Оборудование и материалы.Л) Пробирка. — 2) Воронка. — 3) Штатив
с лапкой. — 4) Перекись водорода Н2О2, 30%-ный раствор. — 5) Нитрат се-
ребра AgNOj, разбавленный раствор.—6) Едкая щелочь NaOH или КОН,
разбавленный раствор. — 7) Лучина. — 8) Горелка. — 9) Фильтровальная бумага.
Подготовка. Необходимую для опыта окись серебра заблаго-
временно готовят взаимодействием растворов нитрата серебра и
едкой щелочи. Выпавшую в осадок окись серебра отфильтровы-
вают, промывают и высушивают.
Выполнение. В раствор перекиси водорода, налитый в про-
бирку, всыпают на кончике шпателя небольшое количество окиси
серебра. Мгновенно начинается интенсивное разложение перекиси
водорода:
Н2О2 + Ag2O = 2 Ag + О2 + Н2О
Выделившийся кислород обнаруживают тлеющей лучиной.
107.	Взаимодействие перекиси водорода с перманганатом калия
Оборудование и материалы. 1) Демонстрационный бокал (или стакан).—
2) Стеклянная палочка. — 3) Перманганат калия КМпО«, сильно разбавленный
раствор. — 4) Серная кислота H2SO4, 2 н. раствор. — 5) Перекись водорода
Н9О2, 30% -ный раствор.
К раствору перманганата калия, налитому в бокал и подки-
сленному серной кислотой, понемногу, помешивая палочкой, до-
бавляют перекись водорода. Постепенно наступает обесцвечива-
ние раствора, одновременно происходит выделение газа. Реакция
протекает по уравнению
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2O2 = K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5О2
и может быть использована для получения кислорода в лабо-
ратории.
126	ix. кислород
108.	Взаимодействие перекиси водорода с бихроматом калия
Оборудование и материалы. 1) Цилиндр с притертой стеклянной или
корковой пробкой емк. 100—200 мл. — 2) Перекись водорода Н2О2, 3%-ный
раствор. — 3) Бихромат калия К2СГ2О7, 0,5 н. раствор. — 4) Серная кислота
H2SO4, 2 н. раствор. — 5) Диэтиловый эфир (СгНб^О.
Цилиндр на 3/4 наполняют водой, подкисляют воду серной
кислотой, добавляют несколько капель раствора бихромата калия
и столько эфира, чтобы последний образовал над водным раство-
ром слой высотой 1—2 см. После этого в цилиндр приливают не-
сколько капель 3%-ной перекиси водорода, — тотчас появляется
синее окрашивание (перекись хрома СгЬ5). При сильном взбалты-
вании окраска целиком переходит в эфирный слой. Раствор же,
ранее имевший желтую окраску, обесцвечивается.
X. ХЛОР
Получение хлора и опыты с ним следует производить под
тягой, так как хлор ядовит и сильно раздражает дыхательные
пути. После случайного вдыхания хлора в качестве противоядия
рекомендуется нюхать смесь равных объемов этилового спирта
и 10%-ного раствора аммиака.
Хлор разрушает пробки и резиновые трубки; для предохране-
ния их следует парафинировать, а после опытов тщательно про-
мывать водой, затем разбавленным раствором едкой щелочи и
снова водой.
109.	Получение хлора действием соляной кислоты
на двуокись марганца
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 500 мл. — 2) Во-
ронка диам. около 5 см. — 3) Капельная воронка. — 4) Короткая пробирка. —
5) Две склянки Тищенко. — 6) Цилиндр для собирания газа. — 7) Штатив
с лапкой и кольцом. — 8) Асбестированная сетка. — 9) Горелка. — 10) Стеклян-
ная трубка, согнутая под прямым углом.— 11) Резиновые трубки.— 12) Дву-
окись марганца МпО2 зерненая. — 13) Соляная кислота НС1 уд. в. 1,19.—
14) Вата.
Подготовка. В колбу на */з помещают двуокись марганца,
свободную от пыли, в зернах величиной с горошину (во избежа-
ние сильного ценообразования при реакции). Посередине колбы
в двуокись марганца вставляют короткую пробирку (рис. 69).
Горло колбы закрывают пробкой с проходящей через нее капель-
ной воронкой, трубку которой вводят в пробирку. В воронку на-
ливают концентрированную соляную кислоту (можно взять тех-
ническую). К колбе присоединяют промывные склянки Тищенко,
содержащие воду.
В большинстве случаев можно ограничиться одной промывной
склянкой; для более тщательной очистки применяют вторую
склянку. В тех случаях, когда хлор необходимо высушить, во вто-
рую склянку наливают концентрированную серную кислоту.
Согнутую под прямым углом стеклянную трубку соединяют
резиновой трубкой с промывной склянкой и до дна опускают
в цилиндр, сверху прикрытый куском ваты.
Выполнение. Опыт производят под тягой. В колбу из капель-
ной воронки приливают концентрированной соляной кислоты
столько, чтобы вся взятая двуокись марганца была ею покрыта.
128
X. ХЛОР
Реакция начинается уже при обычной температуре, но протекает
медленно.
МпОа + 4НС1 = МпС12+С12 + 2Н2О
Для ускорения реакции колбу осторожно и постепенно нагревают
небольшим пламенем горелки, следя за равномерностью тока
выделяющегося хлора. При сильном нагревании происходит вы-
деление из соляной кислоты хлористого водорода, примесь кото-
рого к хлору мешает успешному проведению опытов.
Рис. 69.
Проходя через промывные склянки, наполненные водой, хлор
освобождается от капелек увлекаемой им соляной кислоты и от
хлористого водорода.
После вытеснения из прибора воздуха хлор собирают в сухой
стеклянный цилиндр, вытесняя из него воздух *.
Цилиндры с хлором следует закрывать притертыми стеклян-
ными пластинками, смазанными вазелином.
После окончания опыта колбу наполняют водой для прекра-
щения реакции и вытеснения из нее хлора; только после этого
прибор разбирают и моют. Для лучшего отмывания колбы при-
меняют растворы щавелевой кислоты или растворы ее солей, под-
кисленные серной кислотой.
* Хлор можно собирать и над водой, но последняя в этом случае должна
быть горячей для того, чтобы уменьшить растворимость в ней хлора. Вместо
воды можно применять насыщенный раствор поваренной соли.
ОПЫТЫ 110—112
129
110.	Получение хлора действием серной кислоты
на смесь поваренной соли с двуокисью марганца
Оборудование и материалы — те же, что и в опыте 109, исключая
соляную кислоту. Кроме того, нужны: 1) Поваренная соль NaCl. — 2) Серная
кислота H2SO4 уд. в. 1,84.
Подготовка. Собирают прибор по рис. 69. Смесь, приготовлен-
ную из двуокиси марганца и поваренной соли (2 : 1 по весу или
1 : 1 по объему), насыпают в колбу на */3 ее. Заранее готовят
раствор серной кислоты путем смешения концентрированной
серной кислоты и воды в отношениях 1 :2. После охлаждения
раствор наливают в капельную воронку.
Выполнение. При приливании серной кислоты к смеси тотчас
начинается реакция, сопровождающаяся выделением хлора. Для
ускорения ее колбу осторожно нагревают *.
После окончания опыта поступают, как указано в опыте 109.
111.	Получение хлора действием соляной кислоты
на перманганат калия **
Оборудование и материалы—те же, что и в опыте 109, ио вместо
двуокиси марганца берут перманганат калия КМпО<.
Собирают прибор по рис. 69 ***.
В колбу насыпают кристаллический перманганат калия слоем
в 2—3 см. Количество перманганата должно находиться в соот-
ветствии с требующимся количеством хлора (10 г перманганата
калия и 60 мл концентрированной соляной кислоты дают около
4 л хлора).
В капельную воронку наливают концентрированную соляную
кислоту и по каплям приливают в колбу, регулируя скорость ее
поступления и этим устанавливая скорость тока выделяющегося
хлора.
2КМпО4+ 16НС1 = 2КС1 + 2МпС12 + 8Н2О + 5С12
После окончания опыта поступают, как указано в опыте 109.
112.	Электролиз раствора поваренной соли
Оборудование и материалы- 1) Большая U-образная трубка.—
2) Угольные электроды. — 3) Насыщенный раствор поваренной соли. —
4) Раствор лакмуса. — 5) Источник постоянного тока на 8—12 в****.—
6) Штатив с лапкой. — 7) Иодкрахмальная бумажка.
* Для большей безопасности при подогревании можно применить пе-
сочную. баню.
** Вместо перманганата калия можно применить бихромат калия. В этом
случае необходимо осторожно нагревать реакционную колбу на асбестиро-
ванной сетке.
*** Учитывая, что реакция течет без нагревания, вместо колбы можно
использовать двугорлую склянку или колбу для отсасывания.
**** При пользовании переменным тском необходимы выпрямитель
и реостат.
9 Зак. 1015. В. А. Полосин.
130
х. ХЛОР
Подготовка. В оба колена U-образной трубки, укрепленных
в лапке штатива на резиновых пробках, неплотно вставляют
угольные электроды (могут быть использованы угли для дуговой
лампы). U-образную трубку наполняют насыщенным раствором
поваренной соли, подкрашенным нейтральным лакмусом.
Выполнение. Электроды соединяют с полюсами источника
постоянного тока. На катоде выделяются пузырьки бесцветного
газа (водорода), и фиолетовая окраска раствора, соприкасаю-
щегося с катодом, постепенно переходит в синюю от образую-
щейся на катоде едкой щелочи NaOH.
Окраска раствора, окружающего анод, постепенно переходит
в красную, но вскоре совсем исчезает в результате действия вы-
деляющегося хлора, разрушающего лакмус. Хлор может быть
обнаружен по запаху и по посинению иодкрахмальной бумажки,
которую следует подержать некоторое время над поверхностью
жидкости в анодном колене трубки.
113.	Приготовление хлорной воды
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения хлора по
рис. 69 и соответствующие реактивы (см. опыты 109—1'11). — 2) Реактивная
склянка. — 3) Колба емк. 1 л. — 4) Подставка для круглодонных колб. —
5) Дестиллированная вода.
а)	Наиболее просто хлорную воду можно приготовить, если
газоотводную трубку, соединенную с промывной склянкой
А
б
Рнс. 70.
Тищенко, от прибора, в котором получают хлор, опустить почти
до дна в склянку с холодной дестиллированной ведой и про-
пускать медленный ток хлора (рис. 70,Л). Последний, проходя
через слой воды, частично растворяется в ней; остаток же газа
поступает в воздух.
ОПЫТЫ 113—115
131
б)	Колбу, наполненную холодной дестиллированной водой,
устанавливают на соломенной или корковой подставке, как
изображено на рис. 70, Б (можно наклонно укрепить в лапке
штатива). По трубке, слегка согнутой на конце, в колбу про-
пускают медленный ток хлора; газ, отчасти растворяясь в воде,
собирается в верхней части колбы над водой, вытесняя послед-
нюю. Взбалтывая время от времени жидкость в колбе, способ-
ствуют лучшему растворению газа, собравшегося над водой.
114.	Получение кристаллогидрата хлора
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения хлора по
рис. 69 и соответствующие реактивы (см. опыты 109—111). — 2) Коническая
колба емк. 250—500 мл. — 3) Большой стакан. — 4) Снег или лед.
В коническую колбу, помещенную в стакан со снегом или
льдом, наливают около 100 мл дестиллированной воды и, опустив
в нее широкую трубку, пропускают медленный ток хлора. Вскоре
в колбе появляется бледножелтая кристаллическая масса гидрата
хлора состава Cig • 8Н2О.
115.	Сжижение хлора по Фарадею
Оборудование и материалы. 1) Толстостенная стеклянная трубка диам.
1,5—2 с.и, длиной около 40 см, запаянная с одного конца и изогнутая, как
показано на рис. 71. — 2) Чехол из частой металлической сетки. — 3) Две
стеклянные чашки или глубокве кристаллизаторы. — 4) Два демонстрационных
столика. — 5) Штатив с лапкой. — 6) Кристаллогидрат хлора С12-8НгО.—
7) Колба с теплой водой (около 50°). — 8) Снег или лед. — 9) Поваренная
соль NaCl.
Подготовка. Толстостенную стеклянную трубку при охлажде-
нии снаружи снегом на !/т заполняют кашицей из смеси кри-
сталлогидрата хлора С12 • 8Н2О с водой. Охлаждая колено с ка-
шицей смесью снега с солью, запаивают другое. На колено
трубки, в котором помещен кристаллогидрат, надевают чехол из
металлической сетки (при возможном разрыве трубки осколки
стекла задерживаются ею). Укрепив трубку лапкой в штативе,
концы ее погружают в стеклянные чашки (рис. 71).
Выполнение. Кристаллогидрат хлора С12 • 8Н2О разлагается
при нагревании его до 9,6° в открытом сосуде под нормальным
давлением и при 38° в запаянной трубке. В последнем случае
в трубке создается повышенное давление (7—8 атм), при котором
газообразный хлор превращается в желтую маслообразную
жидкость.
Пустое колено трубки в чашке засыпают охлаждающей
смесью снега (или льда) с поваренной солщо (3: 1). На колено
трубки с кристаллогидратом, закрытое металлической сеткой,
понемногу льют из колбы воду, предварительно нагретую прибли-
9*
132
X. ХЛОР
зительно до 50°. Трубка наполняется желто-зеленым газом,
а в охлаждаемом колене трубки собирается жидкий хлор..
После демонстрации опыта сжиженный хлор переливают
® противоположное колено трубки, где он, вступая в соединение
с водой, вновь образует кристаллогидрат хлора.
Раз приготовленная трубка может служить для многократной
демонстрации опыта.
116.	Сжижение хлора охлаждением
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения хлора действием
концентрированной соляной кислоты на перманганат калия (см. опыт 111).—
2) Склянка Тищенко. — 3) Стакан. — 4) U-образная трубка.—5) Фарфоровая
чашка. — 6) Твердая двуокись углерода («сухой лед»). — 7) Ацетон. — 8) Едкая
щелочь, 2 н. раствор. — 9) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.
Подготовка. В промывные склянки прибора для получения
хлора наливают: в первую склянку — воду, а во вторую — кон-
центрированную серную кислоту. К последней склянке присоеди-
няют U-образную трубку*, помещенную в стакан, а к трубке —
склянку Тищенко с раствором едкой щелочи.
Выполнение. Приготовив в фарфоровой1 чашке кашицеобраз-
ную смесь из «сухого льда» и ацетона, наполняют ею стакан, в ко-
торый погружена U-образная трубка. Затем из капельной воронки
в колбу с сухим перманганатом калия медленно по каплям до-
* Удобнее применить конденсационный приемник (см. стр. 85).
ОПЫТЫ 116—118
133
бавляют концентрированную соляную кислоту. Выделяющийся
хлор, проходя через воду в первой промывной склянке, освобо-
ждается от хлористого водорода и во второй склянке осушается
при прохождении через концентрированную серную кислоту.
Вскоре в охлаждаемой трубке начинает собираться жидкий
хлор. Остатки газообразного хлора, не успевшего перейти
в жидкость, поглощаются едкой щелочью в склянке Тищенко.
117.	Горение водорода в хлоре
Оборудование аматериалы. Аппарат Киппа сцинком и серной кис-
лотой (1:5).— 2) Изогнутая стеклянная трубка. — 3) Цилиндр, наполненный
хлором. — 4) Раствор лакмуса синий.
Из аппарата Киппа через оттянутый конец согнутой стеклян-
ной трубки пускают ток водорода. Испытав предварительно водо-
род на чистоту, поджигают его у
оттянутого конца трубки и мед-
ленно опускают в цилиндр с хло-
ром (рис. 72).
Водород продолжает гореть, при
этом пламя его удлиняется и при-
обретает более заметную окраску.
Н2Н-С12 = 2НС1
После опыта в цилиндр нали-
вают синий раствор лакмуса, ко-
торый от образовавшейся соляной
кислоты тотчас краснеет, а затем
обесцвечивается хлором, не во-
шедшим в реакцию.
118.	Горение хлора в водороде
Оборудование и материалы-	ri:c
1)	Прибор для получения хлора дей-
ствием концентрированной соляной кислоты на перманганат калия (см.
опыт 111). — 2) Аппарат Киппа,с цинком и серной кислотой (1:5).—
3) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой. — 4) Стеклянный
колокол с газоподводящей трубкой. —. 5) Два штатива с лапками и коль-
цом. — 6) Асбестнрованная сетка.
Подготовка. К промывной склянке • с концентрированной
серной кислотой, соединенной с аппаратом Киппа, в котором
получают водород, присоединяют укрепленный на штативе сте-
клянный колокол с газоподводящей трубкой (рис. 73). Рядом
устанавливают прибор для получения хлора (перегонная колба
с перманганатом калия, закрытая пробкой с капельной воронкой.
134
X. ХЛОР
содержащей концентрированную соляную кислоту). К колбе при-
соединяют согнутую под прямым углом и слегка оттянутую на
конце стеклянную трубку.
Выполнение. Открыв кран у аппарата Киппа, устанавливают
равномерный, не очень сильный ток водорода. Выждав некоторое
Рис. 73.
время, подносят горящую лучину к отверстию стеклянного коло-
кола и поджигают заполнивший его водород.
Из капельной воронки по каплям вводят в колбу с перманга-
натом калия концентрированную соляную кислоту. Как только
колба заполнится хлором, трубку с оттянутым концом медленно
вводят в колокол с водородом. При соприкосновении с пламенем
водорода выходящий из трубки хлор загорается и продолжает
гореть в водороде бледным пламенем.
119.	Взрыв смеси хлора с водородом
Под влиянием нагревания или яркого света соединение хлора
с водородом сопровождается взрывом. Опыт представляет
опасность и требует особого внимания и осторожности.
Оборудование и материалы. I) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой. — 2) Прибор для получения хлора. — 3) Плоскодонная колба емк. 100—
150 мл с хорошо . подобранной резиновой пробкой. — 4) Кристаллизатор.—
5) Кусок фанеры 35 X35 см. — 6) Предохранительный колпак из частой
металлической сетки 25 X25X25 см.—7) Ящик из фанеры 30 X 30 X 30 см.—
8) Магниевая лента.— 9) Горелка.—10) Длинная лучина.
ОПЫТЫ 119—121
135
Подготовка. Наполнение колбы хлором и водородом необхо-
димо производить в затемненном помещении при отсутствии пря-
мых солнечных лучей.
Точно измерив объем колбы, которая должна быть совер-
шенно чистой, делят его пополам и наносят хорошо видную метку
восковым карандашом. Наполнив колбу водой и погрузив ее
вверх дном в кристаллизатор с водой, вводят в нее до половины
объема хлор (до метки), а затем дополняют водородом. Горло
колбы плотно закрывают резиновой пробкой, несколько раз пере-
вертывают ее для лучшего перемешивания газов, устанавливают
вверх дном на середину куска фанеры и накрывают колпаком из
металлической сетки. Колбу с сеткой помещают в вытяжной
шкаф, закрыв сверху ящиком из фанеры. Рядом с ящиком в лапке
штатива укрепляют спираль из магниевой ленты.
Выполнение. Сняв деревянный ящик и отставив его в сто-
рону, с помощью длинной лучины (держать на вытянутой руке!)
поджигают магниевую ленту *. Тотчас происходит сильный взрыв,
в результате которого колба разлетается в мелкие осколки.
120.	Горение светильного газа в хлоре
Оборудование а материалы. 1) Цилиндр с хлором.— 2) Стеклянная
трубка с оттянутым концом (см. рис. 72). —3) Длинная резиновая трубка.
Присоединив к газовому крану с помощью длинной резиновой
трубки изогнутую стеклянную трубку с оттянутым концом
(см. рис. 72) и приоткрыв кран, поджигают газ. Регулируя ток
газа, получают пламя высотой в 3—5 см и вносят трубку в ци-
линдр с хлором, опуская ее до дна. Пламя при этом уменьшается,
окрашивается в красноватый цвет; происходит интенсивное выде-
ление сажи. Трубку вынимают из цилиндра прежде, чем пламя
успеет погаснуть.
121.	Горение в хлоре
Оборудование и материалы. 1) Три цилиндра с хлором.—2) Две ме-
таллические ложечки на длинном стержне. — 3) Щипцы. — 4) Свеча. — 5) Лак-
мус. — 6) Фильтровальная бумага. — 7) Скипидар. — 8) Фосфор белый или
красный.
А. Горение свечи
Свечу, укрепленную на железной ложечке, поджигают и
медленно опускают в цилиндр с хлором. Свеча продолжает го-
реть, но пламя ее бледнеет, вытягивается и сильно коптит
* Яркое освещение можно получить внесением в пламя горелки магние-
вой пыли (высыпать ее из металлической ложки, держа последнюю на вытя-
нутой руке).
135
X. ХЛОР
(рис. 74, Л). После удаления свечи в цилиндр вливают синий
раствор лакмуса, который сначала краснеет, а затем обесцве-
чивается.
Б. Горение скипидара
Отрезают полоску фильтровальной бумаги такого размера,
чтобы она свободно входила в цилиндр и не касалась дна его.
А Б В
Рис. 74.
Полоску смачивают чистым, пред-
варительно нагретым скипидаром,
избыток которого удаляют путем
легкого отжимания между листа-
ми фильтровальной бумаги. Взяв
конец полоски металлическими
щипцами, опускают ее в цилиндр
с хлором. Бумага обугливается,
а затем воспламеняется, при этом
из цилиндра вырывается пламя
и густое облако сажи (рис. 74,Б).
В. Горение фосфора
Металлическую ложечку, в ко-
торую положен кусочек белого
фосфора величиной не больше
горошины, предварительно хоро-
шо высушенного между листоч-
ками фильтровальной. бумаги,
опускают в цилиндр с хлором.
Вскоре фосфор воспламеняется и сгорает бледным пламенем
(рис. 74, В).
Вместо белого фосфора можно взять сухой красный фосфор,
но он загорается не так легко, как белый. При обращении с белым
фосфором следует строго соблюдать правила работы с ним.
(см. стр. 238).
122.	Взаимодействие хлора с металлами
Оборудование и материалы. 1) Два цилиндра с хлором. — 2) Железная
ложечка. — 3) Щипцы. — 4) Склянка с хлором емк. 3—5 л. — 5) Пробка со
стеклянной трубкой к склянке. — 6) Колбочка емк. 50 мл. — 7) Широкая рези-
новая трубка. — 8) Горелка. — 9) Фильтровальная бумага. — 10) Натрий.—
11) Оловянвая фольга. — 12) Сурьма (порошок)*.
• * Порошок не должен быть очень тонким; его получают измельчением:
кристаллической сурьмы в ступке.
ОПЫТЫ 122—123
137-
А. Горение в хлоре натрия
Кусочек натрия величиной с горошину, предварительно очи-
щенный от корки окислов и высушенный между листочками,-
фильтровальной бумаги, кладут в железную ложечку и, накалив-,
в пламени горелки до воспламенения, опускают в цилиндр с хло-
ром. Натрий продолжает гореть, но горение его за-
медляется, так как поверхность металла покрывается
коркой хлористого натрия, которая замедляет его
взаимодействие с хлором.
Б. Горение в хлоре оловянной фольги
Кусок оловянной фольги в виде ленты или длин-
ного неплотного жгута берут щипцами, слегка подо-
гревают над пламенем горелки и опускают в цилиндр
с хлором. Олово загорается; на дно цилиндра падает
огненный дождь; образуются капли сильно дымящей
жидкости — хлорида олова SnCl4.
В. Горение в хлоре сурьмы
Порошок сурьмы насыпают в небольшую кол- Рис. 75.
бочку; горло ее вставляют в широкую резиновую
трубку, соединенную со стеклянной трубкой, проходящей через-
пробку склянки, наполненной хлором (рис. 75).
Приподнимая колбочку, всыпают в склянку с хлором порошок
сурьмы, который тотчас воспламеняется и сгорает в виде огнен-
ного дождя. Склянка при этом наполняется густым белым ды-
мом — хлоридами сурьмы SbCl3 и SbCl5.
123.	Взаимодействие хлора с окислами металлов
Сродство хлора к металлам столь велико, что при действии
его на такие окислы, как CaO, MgO, CuO и РЬО, обра-
зуются хлориды металлов, а кислород выделяется в свободном
состоянии.
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения хлора.—
2) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой. — 3) Склянка Ти-
щенко с едкой щелочью. — 4) Трубка тугоплавкого стекла диам. около 2 см,
длиной около 30 см. — 5) Цилиндр для собирания газов. — 6) Кристаллиза-
тор.— 7) Три штатива с лапками и кольцом. — 8) Асбестированная сетка.—
9) Горелка.— 10) Окиси металлов (CaO, MgO, РЬО или CuO).— 11) Лу-
чина.
Подготовка. К прибору, в котором получают хлор взаимо-
действием концентрированной соляной кислоты с перманганатом
калия, присоединяют склянку Тищенко с концентрированной сер-
ной кислотой, а к последней — укрепленную в лапке штатива
138
X. ХЛОР
трубку тугоплавкого стекла, средняя треть которой заполнена
рыхло насыпанной окисью металла. Трубку соединяют со склян-
кой Тищенко с раствором едкой щелочи, а идущую от нее газо-
отводную трубку опускают в кристаллизатор с водой, куда
погружен цилиндр, наполненный водой и опрокинутый вверх
дном (рис. 76).
Выполнение. Зажигают горелку под трубкой. Прибавляя по
каплям концентрированную соляную кислоту к перманганату
Рис. 76.
калия, устанавливают равномерный медленный ток хлора, кото-
рый, проходя через промывную склянку с серной кислотой, высу-
шивается и поступает в накаленную трубку с окисью металла.
Накаливание должно быть очень сильным для СаО и MgO (до
начала слабого свечения) и менее сильным для РЬО и СиО.
Выходящий из трубки кислород при прохождении через
склянку с едкой щелочью освобождается от примеси не вступив-
шего в реакцию хлора и собирается в цилиндре над водой.
Опущенная в цилиндр тлеющая лучина ярко вспыхивает. Окиси,
находящиеся в трубке, превращаются в хлориды: белые СаО и
MgO в СаСЬ и MgCh, которые, не изменяя цвета, плавятся;
черная СиО — в бурую СиС12, которая частично возгоняется;
желто-розовая РЬО превращается в белый РЬСЬ, который также
частично возгоняется.
Перед прекращением нагревания следует вынуть из кристал-
лизатора с водой газоотводную трубку.
124.	Взаимодействие хлора с аммиаком
Оборудозание и материалы. 1) Стеклянная трубка, запаянная с одного
конца, диам. 3—4 см, высотой около 50 см, заполненная хлором. — 2) Капель-
ная воронка. — 3) Штатив с лапкой и кольцом. — 4) Аммиак, 26% -ный рас-
твор.
ОПЫТЫ 124—126
139
Подготовка. Стеклянную трубку, наполненную хлором, вер-
тикально укрепляют в лапке штатива. Над трубкой с помощью
’железного кольца помещают капельную воронку с раствором
аммиака на такой высоте, чтобы конец трубки воронки входил
в верхнюю часть трубки с хлором.
Выполнение. Открывая слегка кран, выпускают из воронки
в трубку раствор аммиака, каждая капля которого, приходя в со-
прикосновение с хлором, воспламеняется и сгорает бледнозеле-
ным пламенем.
При этом водород аммиака соединяется с хлором и вы-
деляется азот:
2NH34--3Cla = 6HC1 + N,
Образовавшийся хлористый водород, соединяясь с избытком
аммиака, образует хлорид аммония, который в виде дыма напол-
няет трубку.
125.	Разложение хлорной воды под влиянием света
Оборудование а материалы. 1) Колбас длинным и узким горлам.—
2) Кристаллизатор. — 3) Штатив с лапкой. — 4) Поваренная соль NaCl, насы-
щенный раствор. — 5) Хлорная вода.
Колбу, наполненную свежеприготовленной хлорной водой,
опрокинув горлом вниз, погружают в кристаллизатор с насыщен-
ным раствором поваренной соли. Колбу укрепляют в лапке шта-
тива. Собранный прибор помещают в наиболее освещенное место,
лучше под прямые солнечные лучи.
Под влиянием света из хлорной воды постепенно выделяются
пузырьки газа — кислорода, собирающегося в колбе. Чем ярче
освещение,  тем интенсивнее разлагается хлорная вода. При бла-
гоприятных условиях опыт занимает 3—5 дней; в зимнее же время
при рассеянном свете он продолжается в течение 2—3 недель.
Выделяющийся кислород собирается в колбе; когда его набе-
рется достаточно, переворачивают колбу и в горло погружают
тлеющую лучину, — она воспламеняется.
126.	Белящие свойства хлора
Оборудование и материалы. 1) Четыре демонстрационных бокала —
2) Водные растворы лакмуса, индигокармина, фуксина, эозина. — 3) Хлорная
вода.
А. Обесцвечивание хлором красок
К растворам лакмуса, индигокармина, фуксина и эозина, на-
литым в бокалы, добавляют свежеприготовленную хлорную воду.
Окраска растворов исчезает.
140
X. ХЛОР
Б. Обесцвечивание хлором окрашенных тканей
Оборудование и материалы. I) Два цилиндра с хлором. — 2) Четыре"
покровных стекла к цилиндрам.—3) Воронка с длинной трубкой. — 4) Менде-
леевская замазка. — 5) Две полоски окрашенной хлопчатобумажной ткани *. —
6) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.
На дно одного нз цилиндров с хлором, с помощью воронки
с длинной трубкой наливают небольшим слоем концентрирован-
ную серную кислоту.
К запасным стеклам для цилиндров с хлором менделеевской
замазкой прикрепляют полоски окрашенной ткани. Одну из поло-
сок смачивают водой, другую оставляют сухой.
Сухую полоску ткани опускают в цилиндр с хлором, на дне-
которого имеется серная кислота; влажную полоску опускают
в другой цилиндр с хлором. В последнем случае окраска ткани
быстро исчезает, в то время как даже при длительном пребывании
сухой ткани в атмосфере сухого хлора обесцвечивания не насту-
пает.
Следовательно, хлор белит только в присутствии влаги: обес-
цвечивание производит кислород, выделяющийся при распаде
хлорноватистой кислоты, образовавшейся в результате взаимо-
действия хлора с водой.
ХЛОРИСТЫЙ ВОДОРОД
127.	Синтез хлористого водорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой.— 2) Прибор для получения хлора (см. опыты 109—111). — 3) Две
промывные скляики с небольшим количеством концентрированной серной
кислоты. — 4) Ламповое стекло диам. 5 см, высотой 20 см. — 5) Стеклянный
тройник диам. 1,5 см. — 6) Стеклянная трубка диам. около 1 см.—
7) Стеклянная палочка. — 8) Два штатива с лапками. — 9) Горелка.—
10) Аммиак, 25%-ный раствор. — 11) Синяя лакмусовая бумажка.
Подготовка. Вставляют узкую трубку в тройник и соединяют
их коротким отрезком эластичной резиновой трубки.
Тройник вставляют в пробку, которой закрывают нижнее
отверстие тонкостенного лампового стекла, вертикально укре-
пленного на штативе (рис. 77). Трубку, вставленную в тройннк,
соединяют с промывной склянкой, а последнюю присоединяют
к прибору, в котором получают хлор взаимодействием концен-
трированной соляной кислоты с перманганатом калия. Боковую
трубку тройника соединяют с другой промывной склянкой, а по-
следнюю— с аппаратом Киппа (см. рис. 77).
* Не все ткани одинаково легко обесцвечиваются, поэтому ткань должна-
быть предварительно испытана и применена в опыте, только если она легко
обесцвечивается.
ОПЫТЫ 127—128
141
Выполнение. Вынув пробку с тройником из лампового стекла,
открывают кран у аппарата Киппа и, сделав пробу на отсутствие
гремучего газа, поджигают водород у свободного отверстия трой-
ника. Отрегулировав пламя водорода, пробку вставляют в лампо-
вое стекло и тотчас пускают равномерный, не сильный ток хлора,
приливая по каплям концентрированную соляную кислоту из во-
ронки в колбу с перманганатом калия.
Рис. 77.
Смесь хлора с водородом сгорает бледнозеленым пламенем.
Если над ламповым стеклом поместить стеклянную палочку,
смоченную концентрированным раствором аммиака, то обра-
зуется густой белый дым хлорида аммония. Влажная синяя
лакмусовая бумажка, поднесенная к отверстию стекла, краснеет.
Перед окончанием опыта сначала вынимают из лампового
стекла пробку с тройником и только после этого прекращают по-
ступление водорода и хлора.
128.	Получение хлористого водорода
из концентрированной соляной кислоты
Оборудование и материалы. 1) Колба для отсасывания (или двугорлая
склянка) емк. 500 мл. — 2) Воронка диам. 5 см. — 3) Капельная воронка. —
4) Промывная склянка. — 5) Длинная, согнутая под прямым углом стеклянная
трубка. — 6) Цилиндр для собирания газов. — 7) Соляная кислота НС1
уд, в. 1,19 (дымящая). — 8) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.
142
X. ХЛОР
Подготовка. В колбу для отсасывания на ’/з наливают концен-
трированной соляной кислоты и закрывают пробкой, через кото-
рую проходит капельная воронка, наполненная концентрирован-
ной серной кислотой. К боковой трубке колбы присоединяют
промывную склянку, содержащую концентрированную серную
кислоту. Стеклянную трубку, согнутую под прямым углом,
соединенную длинной резиновой трубкой с промывной склянкой,
до дна опускают в цилиндр для собирания газа.
Выполнение. В колбу с дымящей соляной кислотой из капель-
ной воронки медленно по каплям прибавляют концентрированную
серную кислоту. Происходит спокойное, равномерное выделение
хлористого водорода, который после осушения в промывной
склянке собирают путем вытеснения воздуха в стеклянном' ци-
линдре. Этот способ получения хлористого водорода очень удобен
в тех случаях, когда требуется равномерный ток газа.
129.	Получение хлористого водорода действием
концентрированной серной кислоты на поваренную соль
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 500—750 мл. —
2) Воронка. — 3) Капельная воронка.—4) Склянка Тищенко с концентриро-
ванной серной кислотой. — 5) Горелка. — 6) Штатив с лапкой и кольцом. —
7) Асбестированная сетка. — 8) Длинная стеклянная трубка, согнутая под
прямым углом. — 9) Цилиндр для собирания газов.— 10) Короткая про-
бирка.— 11) Поваренная соль NaCl.— 12) Серная кислота H2SO4 (3:2).
Подготовка. В колбу на 7з насыпают сухую поваренную
соль. Горло колбы закрывают пробкой, через которую проходит
капельная воронка, наполненная серной кислотой (3:2)*.
Нижний конец воронки входит в небольшую короткую пробирку
(рис. 78). Боковую трубку колбы соединяют с промывной склян-
кой, содержащей концентрированную серную кислоту. Длинную,
согнутую под прямым углом, стеклянную трубку, соединенную
с промывной склянкой, опускают до дна в цилиндр для собирания
газа.
Выполнение. Открывают кран капельной воронки; серная
кислота заполняет сначала пробирку (создавая надежный гидра-
влический затвор, препятствующий выходу хлористого водорода
через трубку воронки) и затем попадает на поваренную соль.
Хлористый водород, выделяющийся при взаимодействии пова-
* При употреблении концентрированной кислоты реакция протекает уже
при комнатной температуре весьма бурно, с образованием большого коли-
чества пены, которая заполняет всю колбу и может попасть даже в промыв-
ную склянку. Можно заменить поваренную соль хлористым аммонием. Реакция
в этом случае протекает легко и спокойно без интенсивного ценообразова-
ния.
ОПЫТЫ 129—130
143
ренной соли с серной кислотой, осушается при прохождении че-
рез промывную склянку и собирается в цилиндре.
Рис. 78.
Реакция требует нагревания. Происходит равномерное выде-
ление хлористого водорода, причем интенсивность процесса за-
висит от степени нагревания:
NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl (на холоду)
NaC14-NaHSO4 = Na2SO4-)-HCl (при нагревании)
Этим способом, имеющим применение в промышленности,
чаще всего пользуются для получения хлористого водорода и
в лабораторных условиях.
130.	Получение хлористого водорода в аппарате Киппа
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа. — 2) Промывная склян-
ка. — 3) Длинная стеклянная трубка, согнутая под прямым углом. — 4) Цилиндр
для собирания газа.—5) Хлорид аммония NH4C1 в кусках. — 6) Серная кис-
лота H2SO4 уд. в. 1,84.
Подготовка. Средний резервуар аппарата Киппа загружают
кусками хлорида аммония. Нижний и часть верхнего резервуара
наполняют концентрированной серной кислотой. К аппарату
Киппа присоединяют промывную склянку с концентрированной
серной кислотой для осушки газа. Согнутую газоотводную
трубку опускают в цилиндр.
144
X. ХЛОР
Выполнение.
доступ серной кислоты к хлориду
С помощью крана аппарата Киппа регулируют
аммония и тем самым интен-
сивность выделения газа. Газ
собирают в цилиндр.
Следует избегать встря-
хивания аппарата, так как
Рис. 79.
хлористый водород частично
растворяется в серной кис-
лоте и при сильном встряхи-
вании может выделяться из
раствора настолько интен-
сивно, что кислоту выбрасы-
вает через верхний резервуар.
В случае надобности хло-
ристый водород может быть
собран в стеклянной трубке
над ртутью. Для этой цели
удобно применить специаль-
ную фарфоровую ванночку,
в которую опускается толсто-
стенная трубка со ртутью
(рис. 79).
131.	Адсорбция хлористого водорода углем
Оборудование и материалы.1) Трубка с хлористым водородом, погру-
женная в ртутную ванну. — 2) Древесный уголь. — 3) Щипцы. — 4) Горелка.
Кусочек угля, взятый металлическими щипцами, прокаливают
в окислительном нламени горелки и вводят под ртутью
в трубку с хлористым водородом (см. опыт 130). Уголь всплы-
вает на поверхность ртути и адсорбирует хлористый водород.
Место газа занимает ртуть, которая поднимается в трубке и за-
полняет ее почти целиком.
132.	Растворение хлористого водорода в воде
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения хлористого
водорода (см. опыты 128—130). — 2) Цилиндр для собирания газов с пришли-
фованной стеклянной пластинкой. — 3) Кристаллизатор. — 4) Две стеклянные
бутыли емк. 5—6 л. — 5) Трубка для поглощения газов (см. рис. 81).—
6) Штатив с лапкой и кольцом.—7) Раствор лакмуса.
А. Опыт в цилиндрах
Цилиндр, наполненный хлористым водородом, закрытый при-
шлифованной стеклянной пластинкой и перевернутый вверх дном,
погружают в кристаллизатор с водой, подкрашенной синим лак-
.мусом.
ОПЫТЫ 131-132
145
Быстрым движением отнимают под водой стеклянную пла-
стинку, закрывающую отверстие цилиндра, осторожно его пока-
чивают из стороны в сторону. Вода, вначале медленно, а потом
быстрее, входит в цилиндр, заполняя его почти целиком.
Жидкость в цилиндре при этом окрашивается в красный цвет.
Б. О и ы т в бутылях
Более эффектен показ растворимости хлористого водорода
в воде в опыте с фонтаном.
Бутыль емк. в 5—6 л, предварительно тщательно высушен-
ную, наполняют хлористым водородом, опустив до дна бутыли
согнутую под прямым углом стеклянную трубку, соединенную
с прибором, в котором получают хлористый водород, и пропуская
его в течение 30—40 мин. (в конце наполнения газ должен обра-
зовывать густые клубы тумана у горла бутыли). Затем бутыль
плотно закрывают резиновой пробкой, через которую проходит
прямая длинная стеклянная трубка диам. около 1 см, слегка от-
тянутый конец которой доходит до половины высоты бутыли. На
внешний конец трубки надевают короткую резиновую трубку
с винтовым зажимом, который плотно завинчивают. С помощью
этой же резиновой трубки бутыль с хлористым водородом, укре-
пленную в штативе, соединяют, как показано на рис. 80, со второй
бутылью с водой, подкрашенной синим лакмусом.
Нижняя бутыль должна быть плотно закрыта резиновой проб-
кой, через которую проходит стеклянная трубка, доходящая по-
чти до самого дна бутыли, а сверху соединяющаяся с трубкой от
К) Зпк. 1015. В. V Полпсин.
146
X. ХЛОР
верхней бутыли. В пробку нижней бутыли должна быть также
вставлена короткая стеклянная трубка, согнутая под прямым
углом, на внешний конец которой надевают длинную резиновую
трубку. Открыв винтовой зажим, через трубку вдувают немного
воздуха в нижнюю бутыль, отчего несколько капель воды входит
в верхнюю бутыль и фонтан приходит в действие.
В. Опыт в трубке для поглощения газов
К прибору, в котором получают хлористый водород, присоеди-
няют укрепленную в лапке штатива трубку для поглощения га-
зов (рис. 81), наполненную дестиллированной водой, подкрашен-
ной синим лакмусом. Несмотря на то, что хлористый водород не-
прерывно поступает в трубку, пробулькивания газа через
жидкость не наблюдается, так как весь хлористый водород рас-
творяется в воде. При этом синяя окраска лакмуса сменяется
красной.
133.	Теплота растворения хлористого водорода
Оборудование и материалы. 1) Сосуд с хлористым водородом.—
2) Термоскоп (см. стр. 33) или демонстрационный термометр.—3) Фильтро-
вальная бумага.
Шарик термоскопа (или демонстрационного термометра)
обертывают небольшим куском фильтровальной бумаги, смочен-
ной водой, и опускают почти до дна в сосуд с хлористым водоро-
дом. Подъем жидкости в трубке термоскопа показывает на зна-
чительное. нагревание, сопровождающее процесс растворения
хлористого водорода в воде:
НС1 —aq = НС1 • aq -f-18 ккал
134.	Осаждение хлористым водородом чистого хлорида натрия
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения хлористого
водорода (см. опыты 128—1В0).—2) Стакан емк. 500—750 мл.—3) Во-
ронка.— 4) Поваренная соль NaCl, насыщенный раствор.
В стакан на половину его объема наливают насыщенный рас-
твор поваренной соли. К газоотводной трубке прибора, в котором
получают хлористый водород, на резиновой трубке присоединяют
воронку.
Опустив воронку в стакан с раствором, пропускают в послед-
ний хлористый водород.
В результате растворения газа и повышения концентрации
ионов хлора растворимость хлорида натрия резко уменьшается и
соль выпадает из раствора в виде мелких кристаллов; примеси
остаются в растворе. После фильтрования и осторожного прока-
ливания соль освобождается от поглощенного ею хлористого
водорода и получается совершенно чистой.
ОПЫТЫ 133—135
147
КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ХЛОРА
135.	Получение гипохлорита и хлората калия
Оборудование и материалы. 1) Два прибора для получения хлора
(см. опыты 109—111). — 2) Три промывные склянки. — 3) Промывная
склянка с широкой внутренней трубкой. — 4) Два стакана емк. 500—
750 мл. — 5) Стеклянный тройник. — 6) Два треножника. — 7) Два демонстра-
ционных столика. — 8) Три штатива с лапками и кольцами.—9) Две асбестиро-
ванные сетки. —10) Горелка.—11) Соляная кислота НС1 уд. в. 1,19.—
12) Перманганат калия КМпСЦ, кристаллический. — 13) Раствор едкого кали
КОН (1 : 3). — 14) Снег или лед.
Подготовка. Собирают установку, изображенную на рис. 82.
Колбу I для получения хлора соединяют с промывной склянкой,
установленной на подставке и содержащей воду для очистки
Рис. 82.
проходящего через нее хлора. Вторая промывная склянка содер-
жит концентрированный раствор едкого кали; ее помещают в ста-
кан I, поставленный на треножник.
Колбу II для получения хлора с промывной склянкой, содер-
жащей воду, ^соединяют с промывной склянкой, имеющей широ-
кую трубку (чтобы предотвратить закупорку ее кристаллами
выпадающей соли) й содержащей концентрированный раствор
едкого кали. Эту склянку ставят в стакан II с водой, причем для
того, чтобы склянка не лопнула при нагревании, между дном
стакана и дном склянки помещают в качестве прокладки тонкую
корковую пробку (на рисунке не показано).
10*
IIS	X. ХЛОР
Газоотводные трубки промывных склянок, помешенных в ста-
каны, присоединяют при помощи тройника к стеклянной трубке,
отводящей газ в вытяжной шкаф.
Выполнение. Наполнив стакан I снегом (или льдом) и нагрев
воду в стакане II до 70—80°, одновременно через обе склянки
со щелочью пропускают ток хлора, получающегося в колбах
/ и II.
Проходя через охлаждаемый раствор едкого кали, хлор реаги-
рует с последним с образованием гипохлорита. Поступая же
в горячий раствор едкого кали, хлор образует с последним хлорат
(бертолетову соль), который при охлаждении раствора выпадает
в осадок:
2КОН + С1а — КС1 + КС1О-]-Н2О (на холоду)
6KOH-j-3Cl2 = 5КС1 + КС1О3 + ЗН2О (при нагревании)
Избыток хлора, не вступившего в реакцию со щелочью, через
трубку, присоединенную к тройнику, уходит в вытяжной шкаф.
136.	Взаимодействие хлора с едкой щелочью
в присутствии катализатора
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения хлора (см.
опыты 109—111). — 2) Перегонная колба емк. 250—300 мл. — 3) Склянка Ти-
щенка с раствором едкой щелочи. — 4) Цилиндр для собирания газов. —
5) Кристаллизатор. — 6) Три штатива с лапками и двумя кольцами. — 7) Две
асбестированные сетки. — 8) Горелка. — 9) Едкая щелочь, концентрированный
раствор. — 10) Закись кобальта СоО.— 11) Лучина.
Подготовка. К газоотводной трубке прибора, в котором полу-
чают хлор, резиновой трубкой присоединяют согнутую под
прямым углом широкую стеклянную трубку, проходящую через
пробку, закрывающую перегонную колбу и доходящую почти до
дна последней (рис. 83).
В колбу на половину ее объема наливают концентрирован-
ный раствор едкой щелочи, к которой добавлено немного
порошка закиси кобальта. К боковой трубке перегонной колбы
присоединяют промывную склянку с едкой щелочью, а к послед-
ней — газоотводную трубку, опущенную в кристаллизатор
с водой. Цилиндр, исполненный водой, опрокинутый вверх дном,
погружают в кристаллизатор и укрепляют в лапке штатива
(см. рис. 83).
Выполнение. Подогревают раствор едкой щелочи до 70—80°
и пропускают равномерный медленный ток хлора. Взаимодей-
ствие хлора с едкой щелочью при,; обычных условиях сопро-
ОПЫТЫ 136-137
149
вождается образованием гипохлорита, который при нагревании
окисляется в хлорат. В присутствии же закиси кобальта, играю-
щей роль катализатора, происходит разложение гипохлорита
с выделением кислорода:
4NaOH -4- 2С12 = 4NaCl + 2Н2О + О2
Кислород, освободившись от примеси хлора в склянке
Тищенко с раствором едкой щелочи, собирается в цилиндре, где
его испытывают тлеющей лучиной.
Рис. 83.
При окончании опыта газоотводную трубку вынимают из кри-
сталлизатора до прекращения нагревания колбы со щелочью.
137.	Окисляющее действие хлорноватистой
кислоты и гипохлоритов
Оборудование и материалы-1) Аппарат Киппа с мрамором и соляной
кислотой (1:2). — 2) Три демонстрационных бокала, — 3) Два стакана
емк. 250—300 мл. — 4) Воронка. — 5) Фильтровальная бумага. — 6) Хлорная
вода свежеприготовленная. — 7) Раствор гипохлорита калия (см. опыт 135).—
8) Хлорная (белильная) известь. — 9) Серная кислота H2SO4, 2 н. раствор. —
10) Раствор лакмуса (или индигокармина).
а)	К раствору лакмуса (или индигокармина) в бокале при-
ливают хлорную воду,-—тотчас наступает обесцвечивание рас-
твора. Разрушение красящих веществ производит атомарный
150
X. ХЛОР
кислород, являющийся продуктом распада хлорноватистой кис-
лоты, образовавшейся взаимодействием хлора с водой:
Н2О + С1а = НС1 + НС1О
НСЮ = НС1 + О
б)	Раствор гипохлорита калия (получение см. опыт 135)
наливают в три бокала и добавляют к ним раствор лакмуса (или
индигокармина), которые при этом сохраняют свою окраску.
Один бокал оставляют для сравнения, в другой приливают
раствор серной кислоты, в третий пропускают ток углекислого
газа. В двух последних бокалах растворы вскоре обесцвечи-
ваются.
в)	В стакан насыпают 2—3 ложки хлорной извести, обли-
вают ее теплой водой и после перемешивания стеклянной палоч-
кой отфильтровывают через складчатый фильтр. Полученный
фильтрат разливают в три бокала и проделывают с ним то же,
что указано в опыте «б».
138.	Горение угля в расплавленном хлорате калия
Оборудование и материалы. 1) Большая пробирка. — 2) Держалка для
пробирок. — 3) Металлические щипцы. — 4) Чашка с сухим песком. — 5) Го-
релка.— 6) Хлорат калия КСЮз.— 7) Древесный уголь.
В пробирку насыпают около 5 г хлората калия и, укрепив ее
в держалке, осторожно расплавляют соль, нагревая пробирку
в пламени горелки. Кусочек древесного угля бросают в пробирку
с расплавленной солью. Уголь сгорает весьма энергично и дает
ослепительно яркое пламя.
Пробирку следует держать на вытянутой руке и над чашкой
с песком, так как нередко пробирка проплавляется и содержимое
ее выливается.
139.	Взрыв смеси хлората калия с серой
Оборудование и материалы. 1) Большая фарфоровая ступка диам.
около 20 см с пестиком. — 2) Два роговых или костяных шпателя (или ло-
жечки). — 3) Хлорат калия КСЮз- — 4) Сера в порошке.
Небольшое количество (на кончике шпателя) хлората калия
рассыпают по внутренней поверхности ступки; затем то же самое
производят с очень малым количеством порошка серы. Каждое
вещество необходимо брать отдельным шпателем (или ложеч-
кой). Обернув руку полотенцем, берут пестик и, слегка надавли-
вая на него, растирают им рассыпанные соль и серу. При этом
происходит ряд следующих друг за другом взрывов.
Ни в коем случае не следует брать вещества в больших
количествах.
ОПЫТЫ 138—141
151
140.	Взрыв смеси хлората калия с красным фосфором
Оборудование и материалы. 1) Небольшая наковальня (или кусок
стальной плиты). — 2) Молоток. — 3) Два роговых или костяных шпателя (или
ложечки). — 4) Птичье перо. — 5) Глянцевая бумага.—6) Хлорат калия
КСЮз. — 7) Красный фосфор.
Очень небольшое количество хлората калия (на кончике
шпателя) и вдвое меньшее количество сухого красного фосфора
(брать двумя разными шпателями или ложечками) высыпают на
кусок глянцевой бумаги и осторожно тщательно перемешивают
птичьим пером. Приготовленную смесь пересыпают на небольшой
кусочек бумаги (4 X 4 см), очень осторожно, не сдавливая ее
пальцами, завертывают в пакетик и кладут его на наковальню.
При резком ударе молотком по пакетику происходит сильный
взрыв.	'
141.	Горение белого фосфора под водой
Оборудование и материалы. 1) Большая
2) Стакан емк. 500—750 мл. — 3) Воронка диам. 5
с длинной трубкой. — 5) Штатив с лапкой и
кольцом. — 6) Хлорат калия KCIOj. — 7) Бе-
лый фосфор. — 8) Серная кислота H2SO|
уд. в. 1,84.
Подготовка. В пробирку, на 3Л на-
полненную водой, погруженную в ста-
кан с водой и укрепленную в зажиме
штатива, вносят 5—10 г хлората калия
и затем бросают 2—3 кусочка белого
фосфора величиной с горошину. В про-
бирку опускают вставленную в кольцо
штатива капельную воронку, трубка
которой нижним концом доходит до
слоя бертолетовой соли и фосфора.
В капельную воронку наливают
концентрированную серную кислоту
(рис. 84).
Выполнение. Из капельной воронки
в пробирку осторожно небольшими
порциями вводят серную кислоту. Как
пробирка (3,5 X 30 см). —
см. — 4) Капельная воронка
только последняя приходит в сопри-	Гис. 84.
косновение с хлоратом калия, слы-
шится потрескивание, прилегающая жидкость скрещивается
в желтый цвет от выделяющейся С1О2, и фосфор тотчас вспы-
хивает.
152
X. ХЛОР
При взаимодействии хлората калия с концентрированной
серной кислотой образуется хлорноватая кислота:
2KC1O3 + HoSO4 = K0SO4НС1О3.
которая, будучи непрочной, разлагается на хлорную Кислоту и
двуокись хлора:
ЗНС1О3 = НС1О4 + 2С1О2 + Н2О
Двуокись хлора в присутствии веществ, способных к окислению,
распадается на хлор и кислород. Наличие последнего обусловли-
вает горение фосфора, находящегося под водой.
Серную кислоту не следует приливать в больших количествах,
так как в результате бурно протекающей реакции пробирка
может лопнуть или горящий фосфор может быть выброшен из
пробирки.
142.	Вспышка смеси хлората калия с сахаром
Оборудование и материалы. 1) Треножник.— 2) Асбестированная сет-
ка.—-3) Пипетка или стеклянная палочка. — 4) Глянцевая бумага. — 5) Птичье
перо. — 6) Хлорат калия КСЮз. — 7) Сахар. — 8) Серная кислота H2SO4
уд. в. 1,84.
5—10 г порошкообразного хлората калия тщательно смеши-
вают птичьим пером на листе глянцевой бумаги с равным коли-
Рис. 85.
чеством растертого в пудру сахара.
Приготовленную смесь насыпают на
асбестированную сетку, положенную
на треножник, и капают из пипетки или
со стеклянной палочки 1—2 капли кон-
центрированной серной кислоты. Бур-
ная реакция быстро распространяется
по всей смеси: сахар, сгорая, превра-
щается в пористую углистую массу.
143.	Горение хлората калия
в светильном газе
Оборудование и материалы. 1) Под-
водка светильного газа.— 2) Ламповое цилин-
дрическое стекло (4,5X25 см) с подобранной
к нему пробкой. — 3) Стеклянная трубка, со-
гнутая под углом. — 4) Железная ложечка для
сжигания с длинной проволочной ручкой.—
5) Штатив с лапкой.—-6) Горелка. — 7) Хло-
рат калия КСЮз.
Ламповое стекло, закрытое с одного конца пробкой, через
середину которой проходит согнутая под прямым углом стеклян-
ная трубка, вертикально укрепляют в лапке штатива (рис. 85).
ОПЫТЫ 142—143
153
Трубку соединяют с газовым краном. Полуоткрыв газовый кран
и выждав некоторое время, пока ламповое стекло наполнится
светильным газом, поджигают последний у верхнего отверстия
стекла и регулируют величину пламени газовым краном.
Хлорат калия в железной ложечке нагревают в пламени
горелки до начала выделения из расплавленной соли кислорода
(«вскипание»). Ложечку вводят в ламповое стекло, наполненное
светильным газом. При соприкосновении с пламенем газа рас-
плавленная соль воспламеняется и горит в светильном газе*
ослепительно ярким фиолетовым пламенем.
* Вместо светильного газа можно применить водород. Для этого лампо-
вое стекло присоединяют к аппарату Киппа для получения водорода. Открыв
кран аппарата н выждав некоторое время, поджигают водород, поднося длин-
ную зажженную лучину к верхнему отверстию лампового стекла. Водород
с небольшим взрывом загорается сначала внутри стекла, затем постепенно
пламя его поднимается вверх. Как только оно достигнет верхнего отверстия,
ложечку с расплавленной солью опускают в ламповое стекло. Сгорание соли
протекает еще более интенсивно, чем в светильном газе.
XI. Бром
При обращении с бромом следует проявлять большую осто-
рожность.
Пары брома при вдыхании сильно действуют на слизистые
оболочки. Противоядием может служить вдыхание паров смеси
равных объемов спирта и 10%-ного раствора аммиака. Жидкий
бром, попав на кожу, причиняет очень тяжелые ожоги, причем
даже незначительная капелька брома, быстро расходясь по коже,
поражает большой ее участок. Пораженное место следует немед-
ленно обмыть водой, затем смочить сильно разбавленным раство-
ром едкой щелочи, аммиака или соды, промыть водой и положить
примочку из раствора гипосульфита.
Хранить бром следует в склянках с притертой пробкой и кол-
паком, а все опыты с ним выполнять только под тягой.
144.	Получение брома действием серной кислоты
на смесь двуокиси марганца и бромида калия
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 500 мл. —
2) Воронка днам. 5 см. — 3) Капельная воронка. — 4) Холодильник.—5) Аллонж
для холодильника. — 6) Толстостенный стакан.— 7) Колба емк. 150—200 лл,—
8) Штатив с лапкой и кольцом.— 9) Асбестированная сетка. — 10) Горелка.—
11) Бромид калия КВг.— 12) Двуокись марганца МпОг. — 13) Серная кислота
H2SO4 (1 : 1). — 14) Поваренная соль NaCl. — Г5) Снег или лед.
Подготовка. В колбу помещают смесь 10 г бромида калия
и 20 г двуокиси марганца и укрепляют колбу в зажиме шта-
тива. Горло колбы закрывают пробкой, через которую проходит
капельная воронка, наполненная раствором серной кислоты
(1 : 1).
Боковую трубку колбы через пробку вставляют в холодиль-
ник. На нижний конец форштосса холодильника надевают ал-
лонж, опущенный в колбу (приемник), помещенную в стакан
(рис. 86).
Выполнение. В колбу через капельную воронку наливают
300 мл раствора серной кислоты. Соединив резиновой труб-
кой нижний боковой отросток холодильника с водопроводным
краном, а трубку, идущую от верхнего бокового отростка, опу-
стив в раковину, пускают через холодильник ток воды. Стакан
ОПЫТЫ 144—145
155
заполняют охладительной смесью снега (или льда) с поваренной
солью (3:1). Умеренно нагревают колбу, бром выделяется
Рис. 86.
в виде красно-бурых паров, сгущающихся в холодильнике в тя-
желую темнобурую жидкость, стекающую в приемник.
2КВг + МпО2 + 2H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + 2H2O + Br2
После окончания опыта полученный бром из колбы, соблюдая
необходимую осторожность, переливают в склянку, в которой
обычно хранится бром.
145.	Получение брома действием хлора на бромид калия *
Оборудование и материалы. 1) Измерительный цилиндр с притертой
стеклянной или корковой пробкой емк. 100 мл. — 2) Бромид калия КВт,
0,5 н. раствор. — 3) Хлорная вода свежеприготовленная. — 4) Органический
растворитель (сероуглерод, бензол или хлороформ).
К раствору бромида калия, налитому в цилиндр до поло-
вины, понемногу приливают хлорную воду. Выделяющийся бром
окрашивает раствор сначала в желтый, а затем в оранжевый
цвет.
2КВг + С12 = 2КС1 + Вг2
* Для получения этим способом значительных количеств брома через
концентрированный раствор бромида калия пропускают ток газообразного
хлора и после выделения брома отгоняют его при нагревании.
156
XI. БРОМ
Не следует приливать сразу много хлорной воды, так как ее
избыток может окислить выделившийся бром в бромноватую
кислоту и раствор снова станет бесцветным.
Затем в цилиндр приливают органический растворитель слоем
в 2—3 см высоты *. Плотно закрыв цилиндр пробкой, энергично
встряхивают его, после чего дают жидкости отстояться. При
этом окраска водного раствора заметно ослабевает, а слой рас-
творителя приобретает интенсивный винно-красный цвет.
146.	Испарение брома
Оборудование и материалы. 1) Плоскодонная колба емк. 3—5 л
с пробкой. — 2) Бром.
В колбу наливают 1—2 мл брома, закрывают пробкой и
осторожным поворачиванием колбы достигают равномерного рас-
пределения в ней окрашенных красно-бурых паров брома.
После опыта в колбу наливают воду, которую после поглоще-
ния ею паров брома выливают в склянку с бромной водой.
147.	Замораживание брома
Оборудование и материалы. 1) Стакан е.мк. 500 мл. — 2) Пробирка. —
3) Бром. — 4) Снег или лед.— 5) Поваренная соль NaCl.
Пробирку с налитым в нее бромом (5—10 мл) помещают
в стакан, наполненный охладительной смесью из снега (или льда)
с поваренной солью (3 : 1).
Спустя 10—15 мин. при охлаждении до —6°, бром затверде-
вает в коричневую кристаллическую массу с легким металличе-
ским блеском, несколько напоминающую иод.
148.	Горение фосфора в броме
Оборудование и материалы. 1) Два цилиндра с пришлифованными
стеклами. — 2) Две железные ложечки для сжигания. — 3) Круглодонная
колба емк. 500 мл с длинным и узким горлом. — 4) Воронка. — 5) Капельная
воронка. — 6) Штатив с лапками и кольцом,—7) Фарфоровая чашка с сухим
песком. — 8) Фосфор белый и красный. — 9) Бром.
С фосфором бром взаимодействует со вспышкой уже при
обычной температуре, образуя жидкий РВг3 и твердый РВгз.
а)	Наполняют цилиндры парами брома, вливая в них но
1—2 мл брома, и прикрывают их пришлифованными стеклами **.
* Бензол (уд. в. 0,88) расположится над водой, а сероуглерод (уд. в. 1,27)
и хлороформ (уд. в. 1,49) — под водой.
** Для более быстрого испарения брома нижнюю часть цилиндров можно
опустить в стакан с теплой водой (60—70°),
ОПЫТЫ 146-149
157
Железную ложечку с сухим красным фосфором вносят
в цилиндр, наполненный парами брома. Вскоре фосфор воспла-
меняется и медленно сгорает не очень ярким пламенем.
Другую ложечку с кусочком (не больше горошины) белого
фосфора, предварительно высушенного между листочками филь-
тровальной бумаги, опускают во второй цилиндр с парами брома.
Белый фосфор воспламеняется быстрее и сгорает интенсивнее,
чем красный фосфор.
После опыта ложечки необходимо промыть водой и прокалить
на горелке.
б)	Взаимодействие фосфора с жидким бромом протекает
более энергично, чем с парами брома.
Круглодонную колбу с небольшим количеством сухого крас-
ного фосфора укрепляют в лапке штатива, а над колбой на
кольце помещают капельную воронку с бромом таким образом,
чтобы трубка воронки входила в колбу. Под колбой ставят чашку
с сухим песком. При приливании из капельной воронки в колбу
брома каждая капля его, попадая на фосфор, вызывает яркую
вспышку.
149.	Взаимодействие брома с металлами
Оборудование и материалы. 1) Пять больших пробирок. — 2) Пять
стаканов емк. 500—750 мл. — 3) Стакан емк. 150—200 мл. — 4) Пять штати-
вов с лапками. — 5) Бром. — 6) Медь (тонкие пластинки или проволока).—
7) Олово (фольга). — 8) Сурьма (порошок). — 9) Алюминий (стружки или
тонкая проволока). — 10) Калий.— 11) Сухой песок.
Опыт представляет некоторую опасность и требует точного
выполнения всех указаний, приводимых ниже.
В сухую пробирку, опущенную в стакан, на дне которого на-
ходится слой песка, и укрепленную лапкой в штативе, наливают
5—10 мл брома и бросают металл. В случае слишком бурного
течения реакции (с алюминием) пробирку накрывают небольшим
стаканом.
Реакции с разными металлами следует производить в отдель-
ных пробирках и обязательно в вытяжном шкафу.
а)	Медную пластинку или проволоку перед внесением в про-
бирку с бромом следует накалить в пламени горелки, — медь
энергично соединяется с бромом.
Cu-f- Br2 = CuBr2
б)	Листок оловянной фольги (или сделанный из нее жгут)
вносят в пробирку; соприкасаясь с парами брома, она за-
горается и особенно интенсивно сгорает в жидком броме.
Sn4-F,r2 = SnFr2
в)	Грубо измельченный свежеприготовленный порошок сурьмы
из ложечки всыпают в пробирку. Крупинки сурьмы загораются
158
XI. БРОМ
уже в парах брома и энергично сгорают при соприкосновении
с жидким бромом.
2Sb + 3Br2 = 2SbEr3
г)	Стружки алюминия (или свернутую в комок тонкую алю-
миниевую проволоку) в количестве 0,6—1 г бросают в пробирку
с бромом, отверстие которой затем накрывают стаканчиком.
Реакция начинается не сразу. Примерно через минуту кусочки
алюминия раскаляются, начинают бегать по поверхности жид-
кости.
2А1 + ЗВг2 = 2А1Вг3
д)	Кусочек очищенного от окислов калия величиной со спи-
чечную головку (не больше!) бросают в пробирку с бромом, —
раздается сильный треск от вспышки металла, и стенки пробирки
покрываются белым налетом бромида калия.
2К +-Вг2 = 2КВг
После опыта осторожно наполняют пробирки водой, не выни-
мая их из вытяжного шкафа, и через некоторе время моют их.
150.	Взаимодействие брома с водородом
Оборудозание и материалы. 1) Стеклянный цилиндр, наполненный па-
рами брома.—2) Аппарат Киппа с цинком и серной кислотой. — 3) Стеклянная,
дважды согнутая трубка для горения водорода (см. рис. 72). — 4) Круглодон-
ная колба емк. 1 л. — 5) Стеклянная трубка.—6) Длинная стеклянная па-
лочка. — 7) Штатив с лапкой и кольцом. — 8) Дебетированная сетка. —
9) Горелка.— 10) Бром.— 11) Аммиак, 25%-ный раствор. — 12) Синяя лакму-
совая бумажка.
А. Горение водорода в парах брома
Водород, выходящий из аппарата Киппа через присоединен-
ную к нему согнутую стеклянную трубку (рис. 72), поджигают
(обязательна проверка на отсутствие гремучего газа!) у оттяну-
того конца трубки и медленно опускают последнюю в цилиндр
с парами брома. Водород продолжает гореть, пламя его стано-
вится бледным, а окраска от паров брома в цилиндре исчезает.
Б. Горение смеси водорода с бромом
В колбу, укрепленную в лапке штатива, наливают 10—20 мл
брома, закрывают пробкой, через которую проходят две
трубки, — одна короткая, согнутая под прямым углом, соединен-
ная с аппаратом Киппа, другая — прямая, выступающая над
пробкой на 15—20 см, с слегка оттянутым концом. Под колбу на
ОПЫТЫ 150—151
159
кольцо штатива кладут асбестированную сетку. Из аппарата
Киппа через колбу пропускают ток водорода и после того, как
весь воздух из прибора будет вытеснен (проба на отсутствие гре-
мучего газа!), поджигают водород у оттянутого конца трубки.
Слабо нагревая колбу, к водороду примешивают пары брома;
пламя при этом приобретает желтый цвет, а получающийся
в результате реакции бромистый водород с влагой воздуха обра-
зует туман.
Н2Ч- Вг2= 2НВг
Влажная синяя лакмусовая бумажка от тумана бромистого
водорода краснеет. При внесении в бромистый водород стеклян-
ной палочки, смоченной концентрированным раствором аммиака,
наблюдается образование густого дыма бромида аммония.
БРОМИСТЫЙ ВОДОРОД
151.	Синтез бромистого водорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой.— 2) Склянка Тищенко. — 3) Склянка Дрекселя. — 4) Стакан емк. 750—
1000 мл. — '5) Трубка из тугоплавкого стекла диам. 2 см, длиной около
30 см. — 6) U-образная трубка. — 7) Стеклянная трубка, согнутая под прямым
углом. — 8) Стеклянный тройник. — 9) Цилиндр для собирания газа с пришли-
фованными стеклянными пластинками.— 10) Штатив с лапкой.— 11) Тренож-
ник. — 12) Горелка с плоской насадкой. — 13) Два зажима. — 14) Резиновые
трубки.— 15) Сериая кислота H2SO4 уд. в. 1,84.— 16) Бром.— 17) Красный
фосфор. — 18) Платинированный асбест *.
Подготовка. К аппарату’ Киппа со склянкой Тищенко с кон-
центрированной серной кислотой присоединяют склянку Дрек-
селя, в которую наливают брома столько, чтобы конец газопод-
водящей трубки был в него погружен. Склянку Дрекселя поме-
щают в стакан, установленный на треножнике. Газоотводную
трубку склянки Дрекселя соединяют с трубкой тугоплавкого
* Для приготовления платинированного асбеста берут мелковолокнистый
асбест (или асбестовую вату), пропитывают 4—5%-ным раствором платино-
хлористоводородной кислоты, отжимают избыток раствора, слегка подсуши-
вают асбест и погружают его в насыщенный раствор хлористого аммония.
В результате взаимодействия между H2PtCl6 и NH4C1 на волокнах асбеста
образуется нерастворимый в воде хлороплатинат аммония (NH4)5PiC16.
Отжав еще раз от избытка раствора, асбест подсушивают, а затем про-
каливают в фарфоровом тигле.
При прокаливании хлороплатинат аммония разлагается и на поверхности
асбеста отлагается платина в чрезвычайно мелко раздробленном состоянии,
с весьма большой поверхностью.
Вместо платинированного асбеста в качестве катализатора может быть
применен активный уголь, который перед опытом необходимо прокалить
для удаления поглощенных газов и влаги.
160
XI. ЬРОМ
стекла, средняя треть которой заполнена платинированным асбе-
стом.
Далее присоединяют U-образную трубку, наполненную оскол-
ками стекла или фарфора, перемешанными с слегка увлажнен-
ным красным фосфором (рис. 87). К U-образной трубке присо-
единяют стеклянный тройник с двумя зажимами I и II, а
к тройнику — согнутую под прямым углом стеклянную трубку,
опущенную почти до дна в стеклянный цилиндр, прикрытый
пришлифованной стеклянной пластинкой.
Выполнение. Открыв зажим I и закрыв зажим II, пропускают
через собранную установку сильныД ток водорода из аппарата
Киппа. Когда воздух будет вытеснен и проба газа, собран-
Рис. 87.
ного в пробирку из трубки с зажимом I, покажет отсутствие гре-
мучего газа, зажим II открывают, а зажим I закрывают, ток
водорода уменьшают, в стакан наливают теплой воды (около
40°) и трубку с катализатором нагревают горелкой с плоской
насадкой.
Водород, проходя через склянку, содержащую' бром, увле-
кает его пары и поступает в трубку с нагретым катализатором,
где происходит синтез бромистого водорода. В U-образной
трубке бромистый водород освобождается от не успевшего всту-
пить в реакцию брома * и собирается в цилиндре, вытесняя
находящийся в нем воздух.
Катализатор, нагретый в начале процесса, продолжает оста-
ваться накаленным и далее без подогрева, пока длится пропуска-
ние газов (реакция экзотермична).
* Если требуется совершенно сухой бромистый водород, то его про-
пускают через вторую U-образную трубку, наполненную смесью фосфорного
ангидрида с асбестом или стеклянной ватой.
ОПЫТ 152
161
Полученный таким способом бромистый водород обычно
содержит примесь водорода, что необходимо иметь в виду при
выполнении опытов с ним.
152.	Получение бромистого водорода действием
серной кислоты на бромид калия
Оборудование а материалы. 1) Перегонная колба емк. 500 мл.—
2) Капельная воронка. — 3) Воронка диам. 5 см. — 4) U-образная трубка. —
б) Стеклянная трубка, согнутая под прямым углом. — 6) Цилиндр для собира-
ния газов с пришлифованной стеклянной пластинкой. — 7) Штатив с лапкой и
кольцом. — 8) Асбестированная сетка. — 9) Горелка.— 10) Бромид калия КВг
(или натрия).—11) Раствор серной кислоты H2SO4 (3:1).— 12) Красный фосфор.
Подготовка. Колбу, на */3 наполненную сухим бромидом
калия и укрепленную в зажиме штатива, закрывают пробкой, че-
рез которую проходит капельная воронка, наполненная раствором
серной кислоты (3 : 1). Следует применять раствор только указан-
ной концентрации, так как при взаимодействии бромида калия
с концентрированной серной кислотой, выделяющийся броми-
стый водород отчасти
окисляется серной кис-
лотой по реакции
2HBr + H2SO4 =
= Br2 + SO2 + 2H2O
и всегда содержит зна-
чительную примесь бро-
ма и сернистого газа.
К боковой трубке кол-
бы присоединяют U-об-
разную трубку, напол-
ненную стеклянными
или фарфоровыми ос-
колками перемешан-
ными с слегка увлаж-
ненным красным фос-	fac. 88.
фором.
К U-образной трубке присоединяют стеклянную трубку, кото-
рую опускают почти до дна в цилиндр (рис. 88).
Выполнение. Прилив из капельной воронки в колбу раствор
серной кислоты (столько, чтобы вся взятая соль была покрыта
ею), колбу подогревают. Происходит равномерное, спокойное вы-
деление бромистого водорода.
KBr + H2SO4 = KHSO4 + HBr
КВг t-KHSO^KaSCh + HBr
11 Зак. Ю15. В. Л. Полосин.
162
XI. БРОМ
Газ, проходя через U-образную трубку с красным фосфором,
освобождается от незначительной примеси паров брома и соби-
рается в цилиндре.
Описанный способ является лучшим для быстрого получения
на лекции достаточно чистого бромистого водорода.
153.	Получение бромистого водорода взаимодействием
брома, красного фосфора и воды
Оборудование и материалы. 1) Установка по рис. 88 (см. опыт 152).—
2) Бром. — 3) Красный фосфор.
Подготовка. В колбу помещают 10 г красного фосфора и доба-
вляют 20 мл воды. В капельную воронку наливают бром.
Выполнение. Из капельной воронки осторожно, редко падаю-
щими каплями, вводят бром в колбу. Каждая капля брома, осо-
бенно в начале реакции, при соприкосновении с фосфором, вызы-
вает воспламенение. Спустя некоторое время реакция идет спо-
койнее:
4P-j-6Br2 = 4РВг3
Образующийся трехбромистый фосфор тотчас разлагается
водой с выделением бромистого водорода, который, проходя
через U-образную трубку, освобождается, от примеси паров брома
и собирается в цилиндре.
PBrs + 3H2O = ЗНВг + Н3РО3
154.	Получение бромистого водорода при бромировании
нафталина (или антрацена)
Оборудование и материалы. 1) Установка по рис. 88 (см. опыт 152).—
2) Нафталин (илн антрацен). — 3) Бром. — 4) Стеклянная вата (нли асбест).
Подготовка. В колбу насыпают около 5 г нафталина (илн
антрацена). В капельную воронку наливают жидкий бром.
U-образную трубку рыхло заполняют нафталином (или антраце-
ном), смешанным со стеклянной ватой (или асбестом).
Выполнение. При медленном прибавлении брома по каплям
в колбу с нафталином (или антраценом) происходит спокойная
реакция, сопровождающаяся выделением равномерного тока бро^
мистого водорода.
C10H8-j-Br2 = C)0H7Br-J-HBr
СиН10+Вг2= СиН9Вг + НВг
Пары брома, увлекаемые газом, поглощаются в U-образной
трубке.
ОПЫТЫ 153—157
163
155.	Взаимодействие бромистого водорода с хлором
Оборудование и материалы. 1) Цилиндр с бромистым водородом.—
2) Цилиндр с хлором.
Оба цилиндра должны быть одинакового диаметра и закрыты пришлифо-
ванными пластинками. При точном соблюдении отношений реагирующих газов
объем цилиндра с хлором должен быть в 2 раза меньше объема цилиндра
с бромистым водородом.
На цилиндр с бромистым водородом ставят, не отнимая по-
крывающих их стеклянных пластинок, перевернутый отверстием,
вниз цилиндр с хлором. Убрав стеклянные пластинки и прижав
цилиндры друг к другу, перевертывают их.
Бромистый водород (более тяжелый) устремляется в нижний
цилиндр с хлором, происходит быстрое перемешивание и взаимо-
действие газов, сопровождающееся выделением брома:
2НВг + С12 = 2НС1 + Вг2
156.	Растворение бромистого водорода в воде
Бромистый водород растворим в воде еще лучше, чем хлори-
стый водород. Для опыта требуется установка для получения
бромистого водорода (см. опыт 152). Растворимость газа
демонстрируют теми же способами, которые описаны для хлори-
стого водорода (см. опыт 132).
157.	Теплота растворения бромистого водорода
Теплота растворения бромистого водорода в воде больше, чем
хлористого водорода:
HBr-}-aq = HBr-aq-f-20 ккал
и может быть демонстрирована способом, аналогичным описан-
ному для хлористого водорода (см. опыт 133).
11*
XII. ИОД И ИОДИСТЫЙ ВОДОРОД
158.	Получение иода из иодида калия
Оборудование и материалы. 1) Два измерительных цилиндра с притер-
тыми стеклянными (или корковыми) пробками емк. 100 мл.—2) Демонстра-
ционный бокал. — 3) Иодид калия KJ, 0,5 н. раствор. — 4) Хлорная вода. —
5) Бромная вода. — 6) Органический растворитель (сероуглерод или хлороформ).
а)	К дестиллированной воде, налитой до половины в измери-
тельные цилиндры, приливают немного раствора иодида калия
и по каплям добавляют в один цилиндр хлорной, в другой —
слабо окрашенной бромной воды.
Бесцветные растворы в обоих цилиндрах тотчас окрашиваются
выделившимся иодом сначала в светложелтый цвет, который по
мере прибавления хлорной и бромной воды постепенно темнеет
(не следует доводить раствор до слишком темной окраски).
2KJ + C12 = 2KC1 + J2
2KJ + Br2 = 2KBr + J2
При добавлении в цилиндры сероуглерода (иди хлороформа)
и энергичном взбалтывании жидкости большая часть растворен-
ного в воде иода переходит в органический растворитель и слой
его после отстаивания окрашивается в фиолетовый цвет.
б)	К раствору иодида калия, налитому в бокал, постепенно
добавляют хлорную воду до образования обильного осадка выде-
лившегося иода.
159.	Возгонка иода
Оборудование и материалы- 1) Плоскодонная колба емк. 3—4 л.—
2) Круглодоиная колба емк. 500—1000 мл. — 3) Стакан емк. 1 л. — 4) Песоч-
ная баня. — 5) Штатив с лапкой и кольцом. — 6) Горелка. — 7) Иод кристал-
лический. — 8) Иодид калия KJ.
При нагревании иод, не плавясь, переходит в парообраз-
ное состояние, при охлаждении вновь выделяясь в виде кри-
сталлов.
а) В большую колбу насыпают 1—2 г иода, держа ее в руке
высоко над пламенем горелки и все время вращая, слегка нагре-
вают; постепенно колба наполняется густыми фиолетовыми
парами иода. При последующем охлаждении стенки колбы покры-
ваются изнутри мелкими блестящими кристалликами иода.
ОПЫТЫ 158—160
165
б) В стакан, установленный на песочной бане, помещают
смесь иода с иодидом калия. В стакан погружают дно колбы, на
з/4 наполненной холодной водой
и укрепляют колбу в лапке
штатива. При нагревании иод
превращается в пары, которые,
охлаждаясь, образуют кристал-
лы на холодном дне колбы
(рис. 89).
160.	Взаимодействие иода
с металлами
Оборудование и материалы.
1) Пипетка. — 2) Фарфоровая ступка
с пестиком. — 3) Два металлических
треножника. — 4) Две асбестированные
сетки или пластины из асбестового кар-
тона. — 5) Иод кристаллический. —
6) Алюминий в порошке. — 7) Цинк в
порошке.
а) В фарфоровую ступку вы-
сыпают около 5 г иода и прили-
вают 4 г ртути. Смесь тщатель-
но растирают пестиком. Вскоре
внутренняя поверхность ступки покрывается яркокрасной нодной
ртутью.
Hg + J2 = HgJ2
б) На сухую асбестированную сетку (или асбестовый кар-
тон) насыпают небольшую кучку смеси алюминия (1 г) и иода
(12 г.). На середину кучки из пипетки капают несколько капель
воды. Тотчас начинается бурно протекающая реакция, сопрово-
ждающаяся выделением тепла и света и густых фиолетовых
паров иода.
2A14~3J2 = 2A1J3
в) Мелко истертый в фарфоровой ступке иод (10 г) тща-
тельно перемешивают с цинковой пылью (2,5 г); приготовленную
смесь кучкой насыпают на асбестированную сетку и капают
воду. Протекает бурная реакция, сопровождающаяся выделением
паров иода.
2n—[~J2 — XnJ2
166
XII. ИОД И ИОДИСТЫЙ ВОДОРОД
161.	Получение йодистого водорода взаимодействием
иода, фосфора и воды
Оборудование и материалы. 1) Установка по рис. 88 (см. опыт 1'52).—
2) Фарфоровая чашка плоскодонная. — 3) Аппарат Киппа с мрамором и соля-
ной кислотой. — 4) Пинцет. — 5) Иод кристаллический. — 6) Фосфор белый или
красный. — 7) Фильтровальная бумага.
Подготовка. В колбу (см. рис. 88) всыпают 10 г мелко-
кристаллического сухого иода. U-образную трубку заполняют
влажными осколками стекла, смешанными с красным фосфором.
Отвешивают 1 г белого фосфора и, положив его в плоскодонную
фарфоровую чашку, разрезают под водой на мелкие кусочки.
Выполнение. В колбу с иодом пропускают из аппарата Киппа
ток углекислого газа до полного вытеснения из колбы воздуха
(проба горящей лучиной). После этого кусочки фосфора, высу-
шенные между листочками фильтровальной бумаги, по одному
бросают в колбу, стараясь, чтобы фосфор попадал на иод; при
этом происходит вспышка (образуется трехиодистый фосфор):
4P4-6J2 = 4PJ3
После того, как весь фосфор прореагирует, колбу закрывают
пробкой, через которую проходит капельная воронка, и через нее
приливают понемногу 1,5 мл воды, слабо подогревая колбу.
В результате взаимодействия трехиодистого фосфора с водой
выделяется иодистый водород:
PJS + 3H2O = ЗШ + Н3РО3
Газ проходит через U-образную трубку с красным фосфором,
освобождается от увлеченных им паров иода и собирается
в цилиндре.
Подогревание колбы производят до полного осветления жид-
кости в ней.
Вместо белого фосфора для получения йодистого водорода
можно использовать и красный фосфор. Для этого 10 г мелко
истертого иода и 1 г сухого красного фосфора тщательно пере-
мешивают и помещают в сухую колбу (рис. 88).
При прибавлении к смеси по каплям воды происходит реак-
ция, протекающая более спокойно, чем в случае с белым фосфо-
ром, и дающая равномерный ток йодистого водорода.
162.	Окисление йодистого водорода
Оборудование и материалы. 1) Три цилиндра емк. 1 л с иодистым во-
дородом. — 2) Цилиндр емк. 600 мл с хлором (цилиндры должны быть одина-
кового диаметра). — 3) Большая пробирка. — 4) Держалка для пробирок. —
5) Бром. — 6) Дымящая азотная кислота HNO3 уд. в. 1,5.
ОПЫТЫ 161 — 163
167
а)	Цилиндр с хлором, перевернув вверх дном и не отнимая
закрывающей его стеклянной пластинки, ставят на цилиндр
с иодистым водородом. Быстро удалив разделяющие газы стек-
лянные пластинки, перевертывают цилиндры, не отнимая друг от
друга. Йодистый водород, как более тяжелый газ, устремляется
в цилиндр с хлором. Взаимодействие между газами сопрово-
ждается выделением тепла и света.
2HJ + C12 = 2HC1 + J2
Продукты реакции, расширяющиеся от нагревания, с силой
вырываются из цилиндров. В связи с этим цилиндры следует
держать в вытянутых руках, слегка приоткрыв их в сторону,
противоположную от себя, чтобы выходящие газы не попали
в лицо. Цилиндры изнутри покрываются слоем выделившегося
иода *.
б)	Во второй цилиндр с иодистым водородом вливают
1—2 мл брома. Тотчас выделяется свободный иод, покрывающий
стенки цилиндра темным налетом.
2HJH-Bra = 2HBr + J2
в)	В третий цилиндр с иодистым водородом из пробирки вли-
вают сразу около 10 мл предварительно нагретой до кипения
концентрированной азотной кислоты. Происходит вспышка, из
цилиндра вырывается красное пламя, клубы фиолетовых паров
и окислы азота. Стенки цилиндра покрываются темным налетом
иода.
6HJ + 2HNO3 = 4H2O + 2NO-’r3J2
При выполнении этого опыта необходимо остерегаться брызг
горячей азотной кислоты; держалку с пробиркой следует взять
вытянутой рукой за самый конец и, вылив кислоту в цилиндр,
быстро отойти от него.
163.	Растворение йодистого водорода в воде
Для опыта требуется установка для получения йодистого
водорода (см. опыт 161). Опыт демонстрируют таким же образом,
как опыт 132. Учитывая трудности, связанные с получением
йодистого водорода, для демонстрации его растворимости следует
пользоваться бутылями меньших размеров.
* Если взять одинаковые цилиндры, то количество хлора оказывается
избыточным и он вступает в соединение с выделившимся иодом, образуя сперва
JC1, а иногда даже JC13. В этом случае, наряду с налетом иода, на стенках
нижнего цилиндра появляются желтые пятна и подтеки.
168
ХИ. ИОД И ИОДИСТЫЙ ВОДОРОД
164.	Теплота растворения йодистого водорода
Растворение йодистого водорода в воде сопровождается
заметным выделением тепла:
. HJ-|- ad = HJ • aq 19 ккал
Это можно демонстрировать способом, описанным в опыте 133.
165.	Сравнительная устойчивость соединений галогенов
Оборудование и материалы. 1) Три демонстрационных бокала.—
2) Маленькая наковальня (или стальная плитка). — 3) Молоток. — 4) Три ро-
говых шпателя. — 5) Хлорид калия КО. — 6) Бромид калия КВг. — 7) Иодид
калия KJ- — 8) Серная кислота уд. в. 1,84. — 9) Хлорат калня КСЮз.—
10) Бромат калия КВгОз-— 11) Иодат калия KJO3.— 12) Красный фосфор.—
13) Фильтровальная бумага.— 14) Птичье перо.
А. Устойчивость галогенидов
В три бокала по отдельности насыпают небольшое количество
сухих хлорида, бромида и иодида калия и приливают к ним кон-
центрированную серную кислоту.
В бокале с хлоридом калия наблюдается вспучивание соли;
выделяющийся бесцветный хлористый водород с влагой воздуха
образует туман.
KC1 + H2SO4 = khso4 + hci
В бокале с бромидом калия также происходит вспучивание
соли и выделение бесцветного бромистого водорода, с влагой
воздуха образующего туман.
KBr4-H2SO4 = KHSO4 -НВг
Вскоре, однако, в бокале появляются красно-бурые пары
брома, выделившегося при окислении бромистого водорода сер-
ной кислотой.
2HBr 4- H2SO4 = 2Н2О -4 SO2 + Brs
В бокале с иодидом калия сразу же выделяется иод, так как
образующийся вначале иодистый водород немедленно окис-
ляется серной кислотой, которая при этом в зависимости от тем-
пературы восстанавливается до сернистого газа, свободной серы
и даже сероводорода.
ОПЫТЫ 164 — 165	1 69
Б. Устойчивость галогенатов
На три листочка фильтровальной бумаги кладут равные не-
большие количества сухого красного фосфора, затем отдельными
роговыми шпателями (или ложечками) — небольшие равные
количества хлората калия — на первую, бромата калия — на вто-
рую и йодата калия — на третью. После этого птичьим пером
осторожно перемешивают соль с фосфором, завертывают в от-
дельные пакетики, не сдавливая смесь пальцами, и, положив на
наковальню, ударяют молотком.
По силе звука легко заключить, что хлорат калия взрывает
значительно сильнее, чем иодат калия; бромат калия занимает
среднее между ними положение.
XIII. СЕРА
166.	Получение ромбической серы
Оборудование и материалы. Г) Склянка емк. 100мл с корковой проб-
кой. — 2) Стеклянная чашка или часовое стекло. — 3) Штатив с кольцом. —
4) Воронка. — 5) Складчатый фильтр. — 6) Сероуглерод CS2. — 7) Черенко-
вая сера.
В склянку насыпают 25—30 г измельченной в порошок чистой
черенковой серы, обливают 40—50 мл сероуглерода и, закрыв
склянку корковой пробкой, время от времени взбалтывают. При
этом большая часть взятой серы растворяется. Полученный рас-
твор фильтруют через сухой складчатый фильтр (под тягой!), а
фильтрат собирают в стеклянную чашку, которую покрывают
большой воронкой и оставляют в вытяжном шкафу.
При испарении сероуглерода выделяются блестящие кри-
сталлы серы в форме правильных ромбических октаэдров *.
При выполнении этого опыта следует помнить, что пары серо-
углерода сильно ядовиты (работать под тягой!) и огнеопасны
(работать вдали от огня!).
167.	Получение моноклинной серы
Оборудование и материалы.].) Два больших фарфоровых тигля, верх-
ний диам. 7 см. — 2) Треножник. — 3) Асбестированная сетка. — 4) Горелка. —
5) Нож с острым концом. — 6) Черенковая сера.
Подготовка. Фарфоровый тигель с измельченной черенковой
серой устанавливают на асбестированной сетке, положенной на
треножник, под которым ставят зажженную горелку. Наличие
сетки несколько замедляет плавление серы, зато предохраняет
от перегревания и предупреждает загорание серы.
При нагревании сера плавится, и по мере плавления ее уро-
вень в тигле опускается; следует добавлять новые порции ее,
добиваясь того, чтобы уровень расплавленной серы был ниже
края тигля на 1 х/2—2 см (рис. 90, А).
Нужно следить за тем, чтобы цвет расплавленной серы все
время оставался светложелтым, чтобы она не перегревалась на
* Если для ускорения испарения чашку с фильтратом подогреть на теп-
лой водяной бане (не зажигать горелки!), то кристаллы выделяются мелкие,
и для их рассмотрения приходится применять лупу.
ОПЫТЫ 166—168
171
дне тигля; для этого ее следует осторожно помешивать стеклян-
ной палочкой.
Плавление серы следует начинать заранее с таким расче-
том, чтобы к моменту демонстрации опыта сера была распла-
влена.
Выполнение. Когда вся сера в тигле расплавится, горелку
гасят, дают тиглю спокойно остывать. Как только на поверхности
расплавленной серы по-
явится сплошная тон-
кая корочка, острым
концом предварительно
нагретого ножа в ко-
рочке делают два не-
больших отверстия (од-
но для выхода жидкой
серы, другое для по-
ступления воздуха).
Взяв тигель в руку,
обернутую полотенцем,
выливают в другой ти-
гель всю, еще не успев-
шую застыть в тигле,
серу. Дав стечь остат-
кам жидкой серы и не
перевертывая опроки-
нутый тигель, удаляют
верхнюю корку с помощью нагретого ножа; открывается вну-
тренняя часть тигля заполненная множеством почти бесцветных
полупрозрачных игл застывшей у стенок тигля моноклинной
серы (рис. 90,5).
При остывании и длительном стоянии кристаллы моноклин-
ной серы становятся непрозрачными и приобретают окраску,
свойственную октаэдрической сере.
168.	Получение пластической серы
Оборудование и материалы. 1) Фарфоровая кастрюлька с ручкой. —
2) Кусок асбестового картона. — 3) Тигельные щипцы. — 4) Стеклянный ста-
кан емк. 2—3 л. — 5) Длинная стеклянная палочка, загнутая на конце в виде
крючка. — 6) Треножник. — 7) Асбестированная сетка.— 8) Горелка. — 9) Че-
ренковая сера.
Фарфоровую кастрюльку, наполненную измельченной черен-
ковой серой и закрытую асбестовым картоном, устанавливают на
треножнике и нагревают. Рядом ставят большой стакан, на-
полненный почти доверху холодной водой (лучше положить
в воду снег или куски льда). Когда расплавленная сера
172
ХШ. СЕРА
будет нагрета до кипения *, берут кострюльку правой
рукой и, поддерживая асбест левой рукой, осторожно льют
Рис. 91.
расплавленную серу тонкой
струей в стакан с холодной водой
(рис. 91).
При резком охлаждении
жидкая сера превращается в пла-
стическую, которая в виде тонких
мягких тягучих нитей собирается
на дне сосуда.
С помощью длинной стеклян-
ной палочки с загнутым концом
можно достать серу со дна со-
суда и показать ее тягучесть.
Спустя 30—40 мин. тягучесть
пластической серы утрачивается
и поверхность ее покрывается
желтоватым налетом кристалли-
ческой серы.
169.	Перегонка серы
Оборудование и материалы. 1) Стеклянная реторта с широкой шейкой
емк. 300—500 мл. — 2) Стакан емк. 1 л.—3) Асбестовый картон. — 4) Штатив
с лапкой и кольцом.—о) Ас-	г>
бестированная сетка. — 6) Фар-
форовый треугольник.—-7) Го-
релка. — 8) Черенковая сера.
Подготовка. Реторту
на половину ее объема
заполняют измельченной
черенковой серой и укре-
пляют в лапке штатива.
Шейку реторты в месте'
обхвата ее лапкой следует
обернуть асбестовым кар
тоном. Для того чтобы
предупредить возможное
загорание вытекающей из
реторты расплавленной
серы, между горелкой и
открытым концом ретор-
ты помещают экран из.
асбестового картона.- Для
* Мнение, что при быстром охлаждении расплавленной серы обра-
зуется пластическая сера, неправильно. Необходимо, чтобы сера была не
только расплавлена, но и нагрета до точки кипения.
ОПЫТЫ 169 — 170
173
этого делают отверстие в куске картона и надевают его на шейку
реторты (рис. 92). Под открытый конец реторты ставят стакан
с холодной водой.
Выполнение. Нагревают реторту через асбестированную сетку.
Когда вся сера расплавится, сетку можно убрать, оставив реторту
на фарфоровом треугольнике, положенном на кольцо.
При дальнейшем нагревании реторты голым пламенем сера
скоро закипает и пары ее устремляются в шейку реторты. Здесь
происходит их конденсация сначала в виде серного цвета, осе-
дающего на стенках, а затем, когда шейка реторты достаточно
прогреется, в виде густой тягучей массы. Попадая в холодную
воду стакана, жидкая сера застывает и частично превращается
в пластическую.
Во время опыта необходимо следить за тем, чтобы шейка
реторты не закупорилась вытекающей серой. Если это случится,
тотчас следует прекратить нагрева-
ние реторты и удалить образовав-
шуюся пробку, сильно прогревая
шейку пламенем горелки.
170.	Получение серного цвета
Оборудование и материалы.
1)	Стеклянный колокол 15 X 35 см. — 2) Тре-
ножник.— 3) Асбестовый картон. — 4) Фар-
форовый тигель. — 5) Горелка. — 6) Сера.
Подготовка. Из асбестового кар-
тона вырезают кружок, диаметр
которого несколько больше диа-
метров кольца треножника и стек-
лянного колокола. В середине круж-
ка делают отверстие такой величины,
чтобы в него плотно входил до
половины высоты фарфоровый ти-
гель, наполненный измельченной
серой. Кружок с тиглем кладут на
треножник, а на кружок ставят стек-
лянный колокол, который сверху укрепляют кольцом штатива.
Под треножник, против тигля, подставляют горелку (рис. 93).
Выполнение. Зажигают горелку. Сера, находящаяся в тигле,
плавится, а затем закипает. Пары серы поднимаются вверх и,
соприкасаясь с холодными стенками колокола, конденсируются,
образуя серный цвет.
Иногда во время опыта образовавшийся под колоколом сер-
ный цвет, взвешенный в виде тонкой пыли, вспыхивает и тотчас
гаснет; прибор от этого получает сильный толчок. В связи
174
ХШ. СЕРА
с этим необходимо, чтобы тренножник был устойчивым, а сте-
клянный колокол был прочно прижат кольцом штатива.
171.	Плавление серы и превращения жидкой серы
Оборудование и материалы. I) Большая пробирка. — 2) Держалка
для пробирки. — 3) Штатив с, лапкой. — 4) Черенковая сера.
Пробирку на половину ее объема заполняют небольшими ку-
сочками черенковой серы, укрепляют в держалке и медленно,
осторожно нагревают на пламени горелки, непрерывно вращая
и встряхивая пробирку.
При 113° сера плавится, превращаясь в легко подвижную
янтарно-желтую жидкость, которая остается без изменения при
нагревании до 160°.
По мере дальнейшего повышения температуры светложелтый
цвет серы постепенно переходит в вишнево-красный, а затем
в темнокоричневый; при этом подвижность ее уменьшается, она
становится вязкой и около 200° превращается в густую, как смола,
массу, не вытекающую из пробирки при перевертывании послед-
ней.
При дальнейшем нагревании вязкость серы постепенно умень-
шается; около 400° сера, оставаясь окрашенной в темнокоричне-
вый цвет, становится вновь легко подвижной и при 445° закипает.
После этого следует прекратить нагревание, укрепить пробирку
в штативе и дать расплавленной сере медленно охлаждаться.
При остывании можно наблюдать все описанные выше формы:
сначала сера загустеет, затем сделается жидкой, легко подвиж-
ной, темнокоричневая окраска сменится вишнево-красной, а за-
тем янтарно-желтой, и, наконец, сера закристаллизуется.
172.	Получение коллоидного раствора серы
Оборудование и материалы. 1) Стакан емк. 0,5—1 л,— 2) Про-
бирка.— 3) Стеклянная палочка. — 4) Воронка. — 5) Фильтровальная бу-
мага.— 6) Сера. — 7) Этиловый спирт С2Н5ОН, безводный. — 8) Дестилли-
рованная вода.
Готовят насыщенный раствор серы в безводном этиловом
спирте путем продолжительного настаивания. Нерастворившуюся
часть серы отфильтровывают. Полученный прозрачный фильтрат
по каплям вливают в стакан, наполненный дестиллированной
водой, помешивая воду стеклянной палочкой. При этом обра-
зуется молочнобелый опалесцирующий коллоидный раствор
серы, который является типичным лиофобным коллоидом и легко
коагулирует от примесей электролитов. Коллоидные частицы его
заряжены отрицательно.
ОПЫТЫ 471 —173
175
173.	Взаимодействие серы с металлами
А.	Взаимодействие серы со ртутью
Оборудование и материалы. 1) Фарфоровая ступка с пестиком.—
2) Серный цвет. — 3) Ртуть.
На дно фарфоровой ступки насыпают немного серного цвета,
вносят несколько капель ртути и энергично растирают пестиком.
Постепенно из серы и ртути образуется черная сернистая ртуть:
Hg + S = HgS
Б. Взаимодействие серы с медью
Оборудование и материалы. 1) Пробирка — 2) Держалка для про-
бирки.— 3) Металлические щипцы. — 4) Горелка. — 5) Сера. — 6) Медная
пластинка.
Пробирку до половины заполняют мелкими кусочками серы,
закрепляют в держалке и нагревают. Когда расплавившаяся
сера закипит, в пробирку вводят медную пластинку, зажатую
в металлические щипцы. При соприкосновении с парами кипящей
серы медная пластинка загорается.
2Cu4-S = Cu2S
В.	Взаимодействие серы с железом
Оборудование и материалы. 1) Треножник. — 2) Асбестированная
сетка.—3) Стеклянная палочка. — 4) Пробирка, —5) Держалка для про-
бирки.— 6) Горелка. — 7) Фарфоровая ступка с пестиком. — 8) Сера. — 9) Вос-
становленное железо (железная пыль).
Берут серный цвет или тонко растертую в ступке черенковую
серу и восстановленное железо (железную пыль) в отношениях
4 вес. ч. серы и 6 вес. ч. железа *. Отвешенные количества серы
и железа тщательно перемешивают, растирая пестиком в фарфо-
ровой ступке.
Смесь серы и железа (около 50 г) насыпают кучкой на
асбестированную сетку, положенную на треножник. В пламени
горелки накаливают стеклянную палочку и накаленным концом
дотрагиваются до смеси. В месте соприкосновения начинается
реакция образования сернистого железа, идущая с выделением
большого количества тепла:
Fe-j-S — FeS
* Некоторый избыток серы против теоретического расчета, принимая во
внимание что при реакции часть серы сгорает, превращаясь в сернистый газ.
176
XIII. СЕРЛ
Постепенно реакция распространяется по всей смеси: полу-
чается сплошная раскаленная масса сернистого железа. Если при
этом стеклянную палочку не отнимать, то стекло приплавляется
к раскаленному сернистому железу, и оно в виде диска может
быть поднято за эту палочку.
Г. Взаимодействие серы с цинком
Оборудование и материалы. 1) Треножник. — 2) Асбестированная
сетка.-—3) Длинная стеклянная палочка, —4) Горелка. — 5) Серный цвет.—
6) Цинковая пыль.
Готовят смесь из серного цвета и цинковой пыли в весовых
отношениях 1 :2. Приготовленную смесь насыпают кучкой на
асбестированную сетку, положенную на треножник. Стеклянной
палочкой, раскаленной в пламени горелки, дотрагиваются до
смеси серы с цинком. Тотчас начинается бурная реакция:
Zn-f-S — znS
Опыт следует демонстрировать только в конце лекции, так как
реакция сопровождается образованием вредного сернистого газа
и густого белого дыма сернистого цинка.
СЕРОВОДОРОД
Сероводород является сильным ядом, поэтому при работе
с ним следует строго соблюдать необходимые меры предосторож-
ности: избегать вдыхания газа, опыты с ним производить под
тягой.
Особенно опасен период, когда работающий перестает ощу-
щать специфический запах сероводорода, — это признак начала
отравления. В этом случае необходимо немедленно прекратить
работу и выйти на свежий воздух.
В случае обморока пострадавший немедленно должен быть
удален из отравленной атмосферы; лучшим противоядием служит
свежий воздух.
174.	Синтез сероводорода
Оборудование и материалы. I) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой (1 : 5). — 2) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой.—
3) Тугоплавкая стеклянная трубка диам. 2 см, длиной 25—30 см. — 4) Стеклян-
ная трубка, согнутая под прямым углом. — 5) Стакан. — 6) Фарфоровая ло-
дочка.— 7) Штатив с ланкой. — 8) Горелка. — 9) Сера. — 10) Нитрат свинца
РЬ(1МОз)2 [или ацетат РЬ(СН3СОО)2], 0,5 и. раствор.
Подготовка. Аппарат Киппа соединяют с промывной склянкой,
а последнюю — с трубкой, укрепленной в лапке штатива. В сере-
дину трубки помещают фарфоровую лодочку с кусочками серы.
Конец трубки закрывают пробкой, в которую вставлена согнутая
ОПЫТЫ 174 — 175
177
под прямым углом стеклянная трубка, опущенная в стакан
с раствором соли свинца (рис. 94).
Выполнение. Через собранный прибор пропускают из аппа-
рата Киппа сильный ток водорода. Выждав 1—2 мин., когда весь
воздух из прибора будет вытеснен, ток газа уменьшают; взяв
горелку в руку и водя пламенем вдоль трубки, постепенно про-
Рис. 94.
гревают всю трубку. Затем сосредоточивают нагревание у сере-
дины ее против фарфоровой лодочки. При этом сера плавится и
затем кипит. Водород, проходя над кипящей серой, вступает
в химическое взаимодействие с парами серы; образуется серо-
водород:
H2+S = H2S
Сероводород, проходя через раствор соли свинца, образует
не растворимый в воде и разбавленных кислотах черный сульфид
свинца.
Pb(NO3)2 + H2S = PbS4-2HNO3
175.	Водный раствор сероводорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа. — 2) Склянка Тищен-
ко.— 3) Колба*. — 4) Сернистое железо в кусках FeS. — 5) Серная кислота
H2SO4 (1:5).— 6) Раствор лакмуса фиолетовый.
* Вместо колбы можно применить трубку для растворения газов (см.
стр. 145).
12 Зак. 1015. В. Л. Полосин.
178
XIII. СЕРА
В аппарате Киппа взаимодействием кускового сернистого же-
леза с раствором серной кислоты (1:5) получают сернистый
водород, который, пройдя через склянку Тищенко, содержащую
воду, поступает в колбу с водой, подкрашенной фиолетовым (ней-
тральным) лакмусом. Сернистый водород, поглощаясь водой,
образует сероводородную воду, обладающую свойствами кислоты,
под влиянием которой лакмус окрашивается в красный цвет.
176.	Горение сероводорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа.— 2) Стеклянная труб-
ка, дваждй согнутая и оттянутая на конце. — 3) Фарфоровая чашка. — 4) Сер-
нистое железо FeS. — 5) Серная кислота
тем
H2SO4 (1:5).
К аппарату Киппа на длинной
резиновой трубке присоединяют
стеклянную трубку (рис. 95). В аппа-
рат помещают сернистое железо и
наливают серную кислоту (1 : 5).
Необходимо помнить, что смесь
сероводорода с воздухом при под-
жигании взрывает. Поэтому, открыв
кран аппарата Киппа, прежде, чем
поджигать газ, выжидают некоторое
время, пока весь воздух из аппарата
и трубки будет вытеснен и делают
пробу на отсутствие взрывчатой сме-
си (собирают газ в пробирку и
поджигают). Только после этого
поджигают газ, выходящий из оття-
Рис. 95.	нутого конца трубки. Он горит кра-
сивым голубоватым пламенем. За-
в пламя вносят холодную фарфоровую чашку, при этом
горение становится неполным и дно чашки покрывается светло-
желтым налетом выделившейся серы.
177.	Взаимодействие сероводорода с окислителями
Оборудование и материалы.!) Аппарат Киппа с сернистым железом и
серной кислотой (1:5). — 2) Скляика Тищеико с водой. — 3) Иодная вода.—
4) Бромная вода. — 5) Четыре склянки Дрекселя. — 6) Перманганат калия
KMnOi, сильно разбавленный раствор. — 7) Бихромат калия К2СГ2О7, сильно
разбавленный раствор. — 8) Сериая кислота H2SO4, 2 н. раствор.
jB четыре склянки Дрекселя на ’/з наливают: 1) бромной воды;
2) иодной воды; 3) раствора перманганата калия, подкислен'
ного серной кислотой; 4) раствора бихромата калия, подкислен-
ОПЫТЫ 176—178
179
ного серной кислотой. Последовательно соединенные друг с дру-
гом склянки присоединяют к склянке Тищенко, через которую
поступает сероводород из аппарата Киппа (рис. 96).
Рис. 96.
При прохождении сероводорода через склянки Дрекселя
в первых трех склянках сначала исчезает окраска растворов,
а затем появляется опалесценция, постепенно переходящая в муть
от выделившейся серы.
1)	H2S-J-Br2 = 2HBr-f-S
2)	H2S + J2 = 2HJ + S
3)	2KMnO44-3H2SO44-5H2S = K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5S
В четвертой склянке оранжевая окраска раствора сменяется
изумрудно-зеленой; затем появляется муть от выделившейся серы.
4) K2Cr2O7+3H2S + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O4-3S
178. Взаимодействие сероводорода с сернистым газом
Оборудование а материалы. 1) Плоскодонная колба емк. 3—5 л.—
2) Аппарат Киппа с сернистым железом и серной кислотой (1:5).— 3) Две
склянки Тищенко с водой. — 4) Перегонная колба емк. 500 мл. — 5) Капельная
воронка. — 6) Воронка. — 7) Маленькая пробирка. — 8) Двугорлая склянка. —
9) Пять стеклянных трубок, согнутых под прямым углом. — 10) Штатив с лап-
кой и кольцом.—11) Асбестированная сетка.—12) Сульфит натрия NaaSOs
или бисульфит NaHSOs. —13) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.— 14) Едкий
натр NaOH, раствор (1:5).
12*
180
XIII. СЕРА
Подготовка. Горло большой колбы закрывают пробкой, через
которую проходят три, согнутые под прямым углом, стеклянные
трубки; две из них длинные и доходят почти до дна; третья корот-
кая и кончается около пробки. Одну длинную трубку через про-
мывную склянку соединяют с аппаратом Киппа. К другой длин-
ной трубке через промывную склянку присоединяют перегонную
колбу, в которой получают сернистый газ (рис. 97). Перегонную
колбу закрывают пробкой, через которую проходит делительная
Рис. 97.
воронка со вставленной в нее маленькой воронкой. В колбу
на */4 насыпают сухого сульфита (или бисульфита) натрия,
в делительную воронку наливают концентрированную серную
кислоту. Конец воронки опускают в пробирку, помещенную
в колбу. К короткой трубке, служащей для отвода не вошедших
в реакцию газов, присоединяют двугорлую склянку с раствором
едкого натра (конец стеклянной трубки, по которой поступают
газы в склянку, должен находиться над жидкостью).
Реакция взаимодействия сероводорода с сернистым газом про-
текает по уравнению
2H2S + SO2 = 2H2O + 3S
из которого видно, что на одну молекулу сернистого газа прихо-
дится две молекулы сероводорода, поэтому последнего необхо-
димо вводить в колбу по объему в 2 раза больше, чем сернистого
газа.
ОПЫТ 179
181
Эта реакция протекает только в присутствии паров воды, слу-
жащей катализатором. Поэтому в промывные склянки и нали-
вают воду, проходя через которую газы увлажняются; большую
колбу перед опытом также споласкивают водой.
Выполнение. Открыв кран делительной воронки, пускают
в колбу серную кислоту, которая, попадая на сульфит натрия,
взаимодействует с ним:
Na2SO3+ 2H2SO4 = 2NaHSO4 + Н2О + SO2
Выделяющийся сернистый газ, пройдя через промывную
склянку, поступает в колбу. Если ток сернистого газа окажется
слабым, то, смочив весь сульфит натрия серной кислотой, пере-
гонную колбу слегка нагревают. Одновременно из аппарата
Киппа в колбу вводят ток сернистого водорода. Скорость посту-
пления сернистого водорода должна быть примерно в 2 раза
большей по сравнению со скоростью поступления сернистого газа
(следить по пузырькам в промывных склянках). В результате
реакции стенки колбы покрываются светложелтым налетом серы,
а при длительном пропускании газов колба наполняется дымом,
состоящим из мельчайших частичек серы *.
1 7Q RliJUUA П AUPTRUA ГАПАВП ПАПЛПЯ Г* аЧЛТНЛЙ VUPnATAU
ж а V •	w wwvi»»v*i uuwivivil
Оборудование и материалы.1) Аппарат Киппа с сернистым железом и
серной кислотой (1 : 5). — 2) Коническая колба емк. 2—3 л. — 3) Пробирка.—
4) Дымящая азотная кислота НЫОз уд. в. 1,5.
Колбу наполняют сероводородом. В пробирку наливают не-
сколько миллилитров дымящей азотной кислоты, которую слегка
подогревают и осторожно выливают в колбу; при этом происхо-
дит слабый взрыв. Появляется бледнофиолетовое пламя и наблю-
дается выделение серы, которая желтым налетом покрывает
стенки колбы **.
* Желая показать каталитическое действие паров воды на реакцию серо-
водорода с сернистым газом, опыт проводят в несколько иной форме. В этом
случае колба перед опытом долЖна быть совершенно сухой. В пробку, за-
крывающую колбу, наряду с тремя трубками, вставляют капельную воронку.
В сухие промывные склянки наливают глицерин. В сухую колбу вводят газы,
лишенные влаги, и при этом никакого взаимодействия между ними не проис-
ходит. Тогда, продолжая пропускание газов, в колбу через делительную во-
ронку по каплям вводят немного горячей воды. Тотчас начинается взаимо-
действие между газами, и колба наполняется дымом из мельчайших частичек
серы.
** При выполнении этого опыта колбу можно вполне заменить высоким
стаканом или цилиндром для собирания газов, но преимущество колбы заклю-
чается в том, что она предохраняет от брызг азотной кислоты.
182
ХШ. СЕРА
180.	Соли сероводорода
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с сернистым железом и
серной кислотой (1 : 5). — 2) Склянка Тищенко с водой. — 3) Шесть скляиок
Дрекселя. — 4) 0,5 н. растворы: ацетата натрия CH3COONa, сульфата цинка
ZnSO-i, хлорида марганца МпС12, сульфата кадмия CdSCh, хлорида сурьмы
SbCh, хлорида олова SuCl2 и нитрата свинца РЬ(КЮ3)2.
К аппарату Киппа через склянку Тищенко последовательно
присоединяют шесть склянок Дрекселя, на '/з наполненных: пер-
вая — сульфатом цинка с ацетатом натрия, вторая — хлоридом
марганца и далее в последовательности, указанной выше. *
При прохождении сероводорода, поступающего из аппарата
Киппа, через растворы взятых солей в склянках образуются
осадки различного цвета: белый ZnS, телесно-розовый MnS,
яркожелтый CdS, оранжевый SbjSa, коричневый SnS и чер-
ный PbS.
Так как току газа приходится преодолевать большое сопро-
тивление жидкости в склянках, давление газа должно быть до-
статочным, а для этого аппарат Киппа должен быть свежеза-
правленным.
КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СЕРЫ
181.	Получение сернистого газа действием концентрированной
серной кислоты на медь
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 250—500мл.—•
2) Капельная воронка. — 3) Стеклянная трубка, согнутая под прямым углом. —
4) Склянка Тищенко. — 5) Две резиновые трубки.—-6) Маленькая пробирка.—
7) Стеклянный цилиндр для собирания газа.—8) Штатив с лапкой и коль-
цом.— 9) Асбестированная сетка. —10) Горелка.— 11) Стружки красной
меди. — 12) Сериая кислота H2SO« уд. в. 1,84. — 13) Лучина.
Подготовка. Наклонив колбу, опускают в нее по стенке
20—30 г медных стружек. Горло колбы закрывают пробкой,
в которую вставлена капельная воронка. Колбу укрепляют
в лапке штатива, подкладывают под нее на кольцо штатива асбе-
стированную сетку. К газоотводной трубке колбы присоединяют
склянку Тищенко с концентрированной серной кислотой. К длин-
ной резиновой трубке, идущей от промывной склянки, присоеди-
няют согнутую под прямым углом стеклянную трубку, опущенную
в цилиндр. Установка вполне аналогична показанной на рис. 78
(стр. 143).
* Следует строго соблюдать указанную последовательность растворов,
с тем чтобы склянки с более светлыми осадками предшествовали склянкам
с темными осадками. В противном случае темные осадки, увлекаемые током
газа, могут изменять окраску светлых осадков,
ОПЫТЫ 180 —182
183
Выполнение. Через воронку в колбу наливают 50—100 мл
концентрированной серной кислоты.
При комнатной температуре реакция
2H2SO44-Cu = CuSO4 + 2Н2О + SO2
не наступает. Нагревать колбу следует очень осторожно, посте-
пенно усиливая нагрев и только когда содержимое колбы доста-
точно прогреется, можно подставить горелку под сетку и нагре-
вать до начала энергичного выделения газа. После этого горелку
лучше убрать и подставить снова, только когда выделение газа
заметно уменьшится.
Выделяющимся газом наполняют приготовленный цилиндр,
пробуя полноту вытеснения воздуха горящей лучиной.
182.	Получение сернистого газа действием концентрированной
серной кислоты на сульфит натрия
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 250—500 мл- —
2) Капельная воронка. — 3) Воронка. — 4) Склянка Тищенко. — 5) Две резино-
вые трубки. — 6) Маленькая пробирка. — 7) Стеклянная трубка, согнутая
под прямым углом. — 8) Цилиндр для собирания газа.—9) Штатив с лапкой
и кольцом.—10) Сульфит натрия Na2SO3*.—11) Серная кислота H2SO4
уд. в. 1,84.
Подготовка. Собирают установку по рис. 78 (см. описание
в предыдущем опыте). В колбу насыпают сухой сульфит натрия
(не больше х/4 объема). В капельную воронку вставляют малень-
кую воронку, через которую наливают серную кислоту.
Выполнение. Из капельной воронки по каплям пускают
в колбу серную кислоту. Попадая на сульфит натрия, кислота
взаимодействует с ним:
Na2SO3 + 2H2SO4 = 2NaHSO4 + Н2О +SO2
Выделяющийся сернистый газ поступает в склянку Тищенко
с концентрированной серной кислотой, а отсюда по трубке в ци-
линдр, вытесняя из него воздух. Скорость выделения газа можно
регулировать скоростью поступления в колбу кислоты. После
того как вся соль в колбе будет смочена кислотой и -выделение
газа будет постепенно замедляться, можно, прибегнув к нагрева-
нию, вновь повысить скорость выделения газа. Наполнение ци-
линдра газом устанавливают горящей лучиной.
* Сульфит натрия в этом опыте можно заменить насыщенным раствором
его, или кристаллическим бисульфитом натрия, или тиосульфатом натрия.
184
ХШ. СЕРА
183.	Сжижение сернистого газа
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения сернистого газа
(см. опыты 181 и 182).— 2) U-образная трубка*. — 3) Толстостенный стакан.—
4) Двугорлая склянка. — 5) Снег (или лед). — 6) Поваренная соль NaCl. —
7) Едкая щелочь, раствор (1 : 5).
Подготовка. К прибору для получения сернистого газа при-
соединяют U-образную трубку, которую помещают в толстостен-
ный стакан с охладительной смесью из снега (или толченого льда)
и поваренной соли (3 : 1).
К U-образной трубке присоединяют двугорлую склянку,
на половину ее объема наполненную раствором едкой щелочи
(1 : 5). Стеклянная трубка, по которой газ поступает в склянку,
должна находиться над поверхностью раствора и не касаться его.
Выполнение. Сернистый газ, образующийся в колбе, через
промывную склянку поступает в U-образную трубку, где, охла-
ждаясь, превращается в жидкость. Когда жидкости наберется
достаточно, трубку отключают от прибора, в котором получается
газ, хорошо закрывают двумя пробками и оставляют в охлади-
тельной смеси до момента демонстрации свойств жидкого серни-
стого ангидрида.
184.	Свойства жидкого сернистого ангидрида
Оборудование и материалы.1) Прибор для испытания электропровод-
ности (см. раздел V, стр. 63).—2) Пять пробирок. — 3) Жидкий сернистый
ангидрид. — 4) Раствор сернистого газа. — 5) Магний (лента). — 6) Бромид ка-
лия КВ г.
а)	В пробирку с жидким сернистым ангидридом помещают
ленту магния, — никакой реакции не происходит. Для сравнения
кусок магниевой ленты вносят одновременно в водный раствор
сернистого газа (сернистую кислоту). В последнем случае наблю-
дается взаимодействие, сопровождающееся выделением водо-
рода.
б)	Сухие электроды прибора для испытания электропровод-
ности опускают в жидкий сернистый ангидрид, — последний тока
не проводит, и лампочка не загорается. После этого, опустив
электроды в водный раствор сернистого газа, испытывают его
электропроводность: лампочка загорается.
в)	Небольшое количество бромистого калия, предварительно
хорошо измельченного, вносят в жидкий сернистый ангидрид;
соль растворяется. Затем в приготовленный раствор опускают
сухие электроды прибора для испытания электропроводности и
обнаруживают наличие электропроводности.
* Можно применить конденсационный приемник (см. стр. 85).
ОПЫТЫ 183—186
185
185.	Растворение сернистого газа в воде
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения сернистого
газа (см. опыты 181 и 182).— 2) Трубка для растворения газов (см. стр. 145).—
3) Кристаллизатор. — 4) Цилиндр для собирания газа.—5) Штатив с лап-
кой. — 6) Раствор лакмуса синий.
а)	К прибору, в котором получается сернистый газ, присоеди-
няют трубку для растворения газов, наполненную дестиллирован-
ной водой, подкрашенной синим лакмусом. Сернистый газ, посту-
пая в трубку, растворяется в воде, образуя сернистую кислоту.
Под влиянием последней окраска лакмуса переходит в красную.
При длительном пропускании газа красная окраска исчезает, так
как сернистый газ и сернистая кислота обладают способностью
обесцвечивать краски.
б)	В кристаллизатор, на 3/4 наполненный водой, подкрашен-
ной синим лакмусом, опускают опрокинутый закрытый стеклом
цилиндр, предварительно наполненный сернистым газом. Под
водой цилиндр открывают. Вода, растворяя сернистый газ, посте-
пенно входит в цилиндр; при этом синяя окраска лакмуса пере-
ходит в красную.	;
186.	Взаимодействие сернистого газа и сернистой кислоты
с окислителями
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения сернистого газа
(см. опыты 181 и 182). — 2) Пять склянок Дрекселя. — 3) Склянка Тищенко.—
4) Хлорная вода. — 5) Бромная вода.—6) Иодная вода. — 7) Перманганат калия
КМпО4, сильно разбавленный раствор. — 8) Бихромат калия К2СГ2О7, сильно
разбавленный раствор. — 9) Едкий натр NaOH, раствор (1 : 5). — 10) Серная
кислота H2SO4, 2 н. раствор.
К прибору, в котором получают сернистый газ, последова-
тельно присоединяют пять склянок Дрекселя и склянку Тищенко.
Последнюю наполняют раствором едкого натра (1 : 5). В склянки
Дрекселя на ’А наливают: 1) хлорную воду, 2) бромную воду,
3) иодную воду, 4) раствор перманганата калия и 5) раствор би-
хромата калия. Последние два раствора подкисляют серной
кислотой.
Через склянки пропускают ток сернистого газа, который, про-
ходя через взятые растворы, реагирует с ними. В результате
хлорная, бромная, иодная вода и раствор перманганата обесцве-
чиваются, а раствор бихромата калия из оранжевого превра-
щается в зеленый.
1)	С12 + 2Н2О + SO2 = H2SO4 + 2HC1
2)	Bra-J~2HsO-J-SOa = H2SO4-|-2HBr
3)	J2+2HaO -bso2 = H2SO* + 2HJ
4)	2KMnO4 + 2H2o‘ + 5sd2 = K2SO4 + 2MnSO4 + 2HaSO4
5)	K8Cra07 + H2SO44-3S02 = KoSO4 + Cra(SO4)34-H2O
186
ХШ. СЕРА
Описанный опыт можно показать в бокалах или в стаканах,
взяв вместо сернистого газа раствор последнего в воде (сернистую
кислоту) или раствор сульфита, подкисленный серной кислотой.
187.	Получение серного ангидрида контактным способом
Оборудование и материалы. 1) Газометр с кислородом. — 2) Прибор
для получения сернистого газа (см. отиты 181 и 182).—3) Две склянки Дрек-
селя. — 4) Трехгорлая склянка емк. 300—600 мл. —5 ) Стеклянная трубка тол-
стостенная (желательно тугоплавкая) диам. 1,5 см, длиной 30—35 см. — 6) Ста-
кан емк. 500 мл. — 7) Пробирка. — 8) Два штатива с лапками и кольцом. —
9) Горелка с плоской насадкой.— 10) Сульфит (или бисульфит) натрия.—
11) Сериая кислота H2SO4 уд. в. 1,84.—12) Платинированный асбест*.—
13) Волокнистый асбест.— 14) Снег или толченый лед.
Подготовка. Газометр с кислородом последовательно соеди-
няют со склянкой Дрекселя, содержащей воду (рис. 98), и
с трехгорлой склянкой с концентрированной серной кислотой.
Прибор, в котором получают сернистый газ действием концен-
трированной серной кислоты на сульфит натрия, соединяют че-
рез склянку Дрекселя, содержащую концентрированную серную
кислоту, с трехгорлой склянкой. Среднее отверстие трехгорлой
склянки закрывают пробкой, через которую проходит короткая
стеклянная трубка, согнутая под прямым углом и соединенная
с большой стеклянной трубкой, заполненной платинированным
асбестом. Газоотводную трубку, согнутую под прямым углом,
вставляют в пробку, закрывающую трубку с катализатором, и
другим концом опускают почти до дна пробирки, закрытой ком-
ком волокнистого асбеста и погруженной в стакан, наполненный
* Приготовление платинированного асбеста см. стр г 159.
ОПЫТЫ 187—188
187
снегом или льдом (рис. 98). Перед началом опыта необходимо
убедиться в надежной сборке прибора.
Выполнение. В приборе получают сернистый газ. Одновре-
менно из газометра пускают кислород. Ток обоих газов должен
быть медленным, причем скорость поступления кислорода
должна быть в Р/г раза больше скорости тока сернистого газа
(чтобы кислород находился в избытке).
В трехгорлой склянке происходит смешивание кислорода и
сернистого газа, поступающих затем в трубку с катализатором,
предварительно нагретую до 360—400°.
Здесь сернистый газ и кислород, соприкасаясь с платиниро-
ванным асбестом, взаимодействуют с образованием серного ан-
гидрида, который конденсируется в охлаждаемой пробирке-
приемнике. Когда в пробирке наберется достаточно серного ан-
гидрида, вставляют в нее плотно комок асбеста, вдвигая его
поглубже и затем закрывают заранее подобранной корковой
пробкой.
Платинированный асбест после опыта тщательно промывают
дестиллированной водой до удаления иона SO4_~, прокаливают
и сохраняют в банке с притертой пробкой *.
188.	Взаимодействие серного ангидрида с водой
Оборудование и материалы.!) Стакан емк. 1л.— 2) Серный ангидрид
в пробирке от предыдущего опыта или запаянный в пробирке. — 3) Дестилли-
рованная вода. — 4) Пинцет. — 5) Раствор лакмуса синий.
В стакан почти доверху наливают дестиллированную воду.
Открывают пробирку с серным ангидридом (запаянную пробирку
напильником надрезывают и вскрывают с одного конца). При
этом обращают внимание слушателей на то, что серный ангид-
рид на воздухе дымит. Затем пинцетом берут шелковистые нити
серного ангидрида и опускают в стакан с водой. Происходит
довольно бурная реакция взаимодействия серного ангидрида
с водой, сопровождающаяся сильным шипением.
Раствор синего лакмуса, прибавленный в стакан, меняет свою
окраску на красную.
В качестве катализатора в этом опыте могут быть использованы и дру-
гие вещества: окись железа, нанесенная на асбестовую вату, платиновая пла-
стинка, спираль из железной проволоки или ванадиевый ангидрид. Особого
внимания заслуживает последний, так как он применяется при промышленном
производстве серной кислоты.
Для получении ванадиевого ангидрида V3O6 растворяют 6,3 г ванадиево-
кислого аммония NH4VO3 в 100 мл воды; при 70° получается насыщенный
раствор, которым смачивают асбестовую вату. Отжатую от избытка раствора
вату сначала подсушивают, а затем прокаливают. При этом ванадиевокислый
аммоний разлагается, и поверхность асбеста покрывается слоем коричневого
ванадиевого ангидрида.
188
ХШ. СЕРА
189.	Получение серной кислоты камерным способом
Оборудование и материалы. 1) Плоскодонная колба емк. 5 л с хорошо,
подобранной пробкой. — 2) Пять стеклянных трубок, согнутых под прямым
углом; из них четыре с длинным коленом, равным примерно высоте колбы,
пятая короткая. — 3) Газометр, наполненный кислородом. — 4) Склянка Ти-
щенко с водой. — 5) Прибор для получения сернистого газа (см. опыты 181 и
182).—6) Прибор для получения двуокиси азота (см. опыт 224). — 7) Пере-
гонная колба емк. 500 мл с пробкой. — 8) Штатив с лапкой и кольцом. —
9) Асбестированная сетка.— 10) Горелка. — 11) Белый экран.— 12) Резиновые
трубки. — 13) Сульфит натрия Na2SO3-—14) Медные, стружки.—-1'5) Серная
кислота H2SO4 уд. в. 1,84.—16) Азотная кислота HNO3 УД- в. 1,48.—
17) Хлорид бария ВаС12 [или нитрат бария Ва(МОз)2] 2 н. раствор.
Подготовка. Собирают установку, изображенную на рис. 99.
Большую стеклянную колбу закрывают пробкой с пятью отвер-
Рис. 99.
стаями. В четыре из них вставлены длинные, согнутые под пря-
мым углом, стеклянные трубки; в пятое отверстие вставлена
короткая трубка, также согнутая под прямым углом.
Одну длинную трубку через промывную склянку с концен-
трированной серной кислотой соединяют с колбой I, в которой
получают сернистый газ действием серной кислоты на сульфит
натрия. Другую длинную трубку непосредственно соединяют
с колбой II, в которой действием концентрированной азотной
кислоты на медные стружки получают двуокись азота. Третью
длинную трубку присоединяют к колбе III, в которой кипятя?
воду и откуда поступают пары воды. Через четвертую трубку и
промывную склянку в колбу поступает кислород из газометра.
Последнюю короткую трубку соединяют с двугорлой склянкой
с раствором едкой щелочи.
ОПЫТЫ 189 — 190
189
Заранее нагревают воду в колбе III, для того чтобы к мо-
менту демонстрации опыта вода кипела. Сначала парообразова-
тель остается не соединенным с колбой.
Выполнение. Вводя по каплям концентрированную серную кис-
лоту в колбу /, получают сернистый газ, который равномерным
током направляется в большую колбу-камеру. Вслед за тем на
смоченные водой медные стружки в колбу II приливают не-
большими порциями концентрированную азотную кислоту. Выде-
ляющаяся при этом бурая двуокись азота также направляется
в большую колбу, в которой происходит постепенное обесцвечи-
вание двуокиси азота в результате реакции, протекающей по
уравнению
SO2 + NO2 = SOs + NO
Образовавшийся при этом серный ангидрид дает с окислами азота
в присутствии незначительных количеств влаги так называемую
нитрозилсерную кислоту НО—SO3—NO, которая в форме бес-
цветных кристаллов покрывает стенки колбы (камерные кри-
сталлы).
Если теперь в колбу ввести из газометра немного кислорода,
то колба снова наполнится бурой двуокисью азота. Происходит
это оттого, что окись азота, образовавшаяся по реакции между
SOo и NO2, присоединяя кислород, снова переходит в двуокись
азота.
Усиливая приток сернистого газа в колбу, можно вновь до-
биться исчезновения бурой окраски; вводя же туда новые пор-
ции кислорода из газометра, — вновь наблюдать ее появление.
Таким образом, достаточно овладев управлением реакций,
можно периодически вызывать ^о побурение, то обесцвечивание
газов в колбе.
Наконец, присоединив колбу III, пускают в колбу-камеру
сильную струю паров воды. Тогда кристаллы, покрывающие
стенки колбы, тотчас исчезают: растворяясь в воде, они образуют
серную кислоту.
Разобрав прибор и вылив содержимое колбы-камеры
в бокал, прибавляют туда раствор соли бария. Образование
осадка BaSO4, не растворимого в кислотах, убеждает в при-
сутствии серной кислоты, получившейся при опыте.
190.	Обугливание органических веществ серной кислотой
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный стакан емк. 150 мл (наи-
более удобен узкий). — 2) Плоскодонная фарфоровая чашка диам. 10—15 см.—
3) Пробирка. — 4) Стеклянная паЛочка. — 5) Серная кислота H2SO4 уд. в.
1,84. — 6) Серная кислота H2SO4, раствор (1:5). — 7) Лучина. — 8) Фильтро-
вальная бумага. — 9) Сахар.
190
ХШ. СЕРА
А. Обугливание древесины
В пробирку до половины наливают концентрированную сер-
ную кислоту и погружают лучину. Через 2—3 мин. часть лу-
чины, погруженная в кислоту, становится черной (обугливание).
Б. Обугливание бумаги
На листке фильтровальной бумаги с помощью лучины или
стеклянной палочки, смоченных раствором серной кислоты
(1 : 5), делается какая-нибудь надпись Затем бумагу осторожно
подсушивают над пламенем горелки, причем вода испаряется,
а остающаяся серная кислота обугливает бумагу в местах, смо-
ченных ею, и сделанная надпись резко выде-
ляется на белой бумаге.
В. Обугливание сахара
Около 50 г сахара, растертого в ступке до
состояния пудры, высыпают в стакан, поста-
вленный на плоскодонную фарфоровую чашку;
туда же добавляют 5 мл дестиллирован-
ной воды и тщательно перемешивают стек-
лянной палочкой до равномерного распределе-
ния воды в сахаре. Затем в стакан вливают
25 мл концентрированной серной кислоты,
еще раз быстро и энергично перемешивают
смесь и устанавливают стеклянную палочку
вертикально по середине стакана. Примерно
через минуту масса в стакане начинает тем-
неть, вспучиваться и в виде объемистой рыхлой
ноздреватой колбаски вылезает из стакана
(рис. 100). Реакция сопровождается выделе-
нием значительного количества тепла, что за-
Рис. 100. метно по сильному разогреванию стакана и
интенсивному парообразованию.
Серная кислота не только отнимает от сахара воду, но и
вступает во взаимодействие с образовавшимся при этом углем:
2H2SO4-1-C = 2Н2О 4-2SO2 + СО2
Газообразные SO2 и СО2, а также пары воды, выделяясь,
вспучивают массу, делают ее пористой и выталкивают из ста-
кана.
XIV. АЗОТ
191,	Получение азота из воздуха
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный колокол емк. 3—5 л
с верхним тубусом и хорошо подогнанной пробкой (или склянка с отрезанным
дном). — 2) Кристаллизатор диам. 30 см, высотой 10 см. — 3) Корковая пробка
днам. 6 см., высотой 1,5—2 см. — 4) Фарфоровая чашка диам. 5 см. — 5) Длин-
ная стеклянная палочка. — 6) Штатив с лапкой. — 7) Горелка. — 8) Белый
фосфор. — 9) Лучина.
Подготовка. Стеклянный колокол делят на шесть равных по
объему частей. Для этого, закрыв тубус пробкой и перевернув
колокол тубусом вниз, наполняют его до краев водой. Измерив
таким образом общий объем, снова наливают в колокол воду уже
частями — по Ve общего объема, отмечая каждый раз соответ-
ствующий уровень воды. Потом на сухую внешнюю поверхность
колокола наносят прочные и хорошо заметные деления (изоли-
ровочной лентой, масляной краской, асфальтовым лаком и т. п.).
В качестве меток могут быть наклеены и полоски ярко окра-
шенной бумаги, которые затем покрывают слоем расплавлен-
ного парафина (или воска) *.
В кристаллизатор на половину его объема наливают воду, на
поверхность которой пускают корковую пробку. В углубление,
сделанное на середине пробки, помещают фарфоровую чашку
(или крышку от фарфорового тигля), в которую кладут 1—1,5 г
белого фосфора, предварительно высушенного фильтровальной
бумагой **. Вынув пробку из тубуса, колокол помещают в кри-
сталлизатор, укрепив его в зажиме штатива; погружают коло-
кол в воду (или подливают ее) настолько, чтобы уровень воды
в кристаллизаторе совпадал с нижним делением колокола, но
край его не доходил до дна кристаллизатора (рис. 101, уро-
вень А).
Выполнение. Конец длинной стеклянной палочки нагревают
в пламени горелки, вводят ее в колокол через открытый тубус
* Не рекомендуется употреблять для этого спиртовые лаки или коллодий:
поверхность, покрытая ими, вскоре становится белесоватой, яркая окраска
бледнеет.
** Фосфор должен быть взят в количестве несколько большем против
требующегося для связывания всего кислорода воздуха, заключенного под
колоколом.
192
XIV. лзот
и, прикасаясь к фосфору, поджигают его. Тотчас удалив па-
лочку, тубус плотно закрывают пробкой. Пространство под ко-
локолом наполняется густым белым ды-
П мом фосфорного ангидрида. v
При горении фосфора объем воздуха
внутри колокола вначале от разогрева-
ния несколько увеличивается, и от этого
уровень воды в колоколе несколько пони-
жается.
По мере использования кислорода
пламя постепенно затухает, и горение пре-
кращается, хотя фосфор и не сгорел
полностью. Белый дым постепенно исче-
зает в результате растворения фосфорного
ангидрида в воде. При последующем
охлаждении объем газа под колоколом
уменьшается, и туда начинает входить
вода. В кристаллизатор доливают воды
столько, чтобы и внутри и снаружи
колокола уровни были одинаковыми
Рис- 101 •	и совпадали со вторым делением коло-
кола (рис. 101, уровень Б). Это значит,
что,75 воздуха (кислород) использована при горении фосфора,
а оставшиеся 4/з представляют собой азот. Открыв тубус, в коло-
кол опускают горящую лучину, которая при этом гаснет.
После демонстрации опыта остатки фосфора в фарфоровой
чашке сжигают под тягой.
192.	Определение содержания кислорода и азота
в воздухе
Оборудование и материалы. 1) Стеклянная трубка диам. 2—2J5 см,
высотой около 70 см.—2) Цилиндр диам. 10 см, высотой около 70 см.—
3) Два стакана емк. 250—500 мл. — 4) Пробирка. — 5) Проволока длиной
около 1'50 си.— 6) Горелка. — 7) Белый фосфор.—8) Лучина.
Для успешного окончания опыта в течение одной лекции на-
чинать его следует в самом начале лекции.
Подготовка. Измерив объем стеклянной трубки (наполнив ее
водой), делят его на шесть равных частей и наносят пять деле-
ний, хорошо заметных издали (см. предыдущий опыт).
Готовят палочку белого фосфора следующим способом:
в пробирку, наполненную водой и погруженную в стакан с го-
рячей водой (60—70°), вносят кусочки белого фосфора до тех
пор, пока расплавившийся фосфор не займет около половины
объема пробирки. В расплавленный фосфор до дна пробирки
погружают проволоку с концом, загнутым в небольшой крючок,
ОПЫТ Ий
193
и пробирку переносят в стакан с холодной водой. Палочку за-
стывшего фосфора вынимают из пробирки, потянув за прово-
локу. Если это оказывается трудным, помещают пробирку
с фосфором в стакан с холодной водой, осторожными уда-
рами под водой разбивают пробирку и вынимают палочку
фосфора. До начала опыта фосфор оставляют в стакане под
водой.
Цилиндр почти доверху наполняют водой. В измерительную
трубку на ‘/б наливают воду. Затем, закрыв отверстие трубки паль-
цем или пробкой, перевертывают трубку вверх дном, опускают
ее в цилиндр с водой, устанавливают на такой высоте, чтобы
уровень воды в трубке и в цилиндре
соответствовал нижней метке, и укре-
пляют трубку в лапке штатива.
Согнув проволоку с палочкой фос-
фора примерно пополам и держа фос-
фор наверху, а проволочную петлю
внизу, опускают проволоку в цилиндр
с водой настолько, чтобы палочка фос-
фора оказалась ниже конца Измери-
тельной трубки. Свободный конец про-
волоки, загнув, укрепляют на краю
сосуда.
Выполнение. Поднимая проволоку,
вводят палочку фосфора в верхнюю
часть трубки и вновь укрепляют _про-
волоку на краю цилиндра (рис. 102).
Фосфор, медленно окисляясь, связывает
кислород воздуха, заключенного в труб-
ке. Образующийся при этом фосфорный
ангидрид растворяется в воде, уро-
вень которой в трубке постепенно
поднимается. По истечении 1,5—2 час.
после начала опыта палочку фосфора
вновь опускают в цилиндр с водой.
Затем, опуская трубку в воду, устанавливают уровень воды
в цилиндре и в трубке на одной высоте. При успешном
выполнении опыта этот уровень совпадает со второй меткой на
трубке (вода должна занять Vs объема воздуха в трубке).
В трубке остается азот: горящая лучина, опущенная в трубку,
гаснет.
Палочку фосфора после опыта можно погрузить в банку
с водой и так сохранить до следующей демонстрации или же,
разрезав ее под водой и освободив от проволоки, перенести
в банку, где хранится фосфор.
13 Зак. 1015. В. А. Полосин.
194
XIV. АЗОТ
193.	Получение азота из селитры
Оборудование и материалы. 1) Реторта тугоплавкого стекла или
большая пробирка. — 2) Склянка Тищенко. — 3) Цилиндр для собирания га-
зов.— 4) Кристаллизатор. — 5) Два штатива с лапками и кольцом. — 6) Го-
релка.— 7) Фарфоровая ступка.—8) Селитра калийная KNO3. — 9) Железные
опилки. — 10) Лучина.— 11) Известковая нли баритовая вода.— 12) Вата.
Подготовка. Отвешивают около 6 г калийной селитры, расти-
рают в ступке до мелкого порошка, затем прибавляют 120 г
железных опилок * и смешивают. Приготовленную смесь насы-
пают в реторту (рис. 103), которую укрепляют в лапке штатива.
В горло реторты вкладывают неплотный комок ваты для за-
Рнс. 103.
держивания частичек распыленной соли, увлекаемых выделяю-
щимся газом (на рисунке не показано).
Горло реторты соединяют со склянкой Тищенко, содержащей
воду. К промывной склянке присоединяют газоотводную трубку,
опущенную в кристаллизатор с водой. Туда же опускают напол-
ненный водой цилиндр (опрокинутый) и укрепляют его на шта-
тиве.
Выполнение. Осторожно прогрев пламенем горелки всю ре-
торту, нагревают смесь, избегая при этом чрезмерно сильного
* Нельзя брать избыток селитры или применять мелкий порошок восста-
новленного железа: реакция в этом случае становится опасной, так как про-
текает слишком бурно.
ОПЫТЫ 193—194
195
нагревания. При этих условиях реакция идет спокойно, и газ
выделяется равномерно.
6KNOs + 10Fe = 3K2O + 5Fe2O84-3N2
Выждав время, достаточное для того, чтобы весь воздух из
прибора был вытеснен, подводят газоотводную трубку под ци-
линдр. Наполнив цилиндр газом, вынимают конец газоотводной
трубки из кристаллизатора и только после этого гасят горелку.
В цилиндр опускают горящую лучину: она гаснет. После этого
приливают в него известковой воды, которая при этом не му-
тится. Следовательно, в цилиндре собран азот, а не углекислый
газ.
194.	Получение азота из аммиака действием окиси меди
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 0,&—1 л,—
2) Колонка для сушки газов. — 3) Стеклянная трубка (желательно тугоплав-
кая) диам. 2—2,5 см, длиной 35—40 см. — 4) Фарфоровая лодочка. — 5) Две
промывные склянки. — 6) Цилиндр для собирания газа. — 7) Кристаллизатор. —
8) Три штатива с лапками и кольцом. — 9) Дебетированная сетка. — 10) Две
горелки (Для одной желательна плоская насадка). — 11) Аммиак, 26 %-ный
раствор.’—12) Натронная или негашеная известь.— 13) Окись меди CuO зер-
неная. — 14) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.—15) Известковая (или бари-
товая) вода. — 16) Лучина.
Подготовка. Колбу на ‘/3—*/2 заполняют концентрирован-
ным раствором аммиака и укрепляют на кольце штатива, под-
ложив под колбу асбестирсванную сетку. Боковую трубку колбы
через согнутую стеклянную трубку присоединяют к нижнему
отверстию колонки, наполненной рыхло положенными кусочками
натронной (или негашеной) извести. К колонке присоединяют
стеклянную трубку, укрепленную в лапке штатива с небольшим
наклоном в сторону, противоположную от колонки. В трубку
вставляют фарфоровую лодочку, наполненную зерненой окисью
меди. За трубкой следуют две промывные склянки; первая
содержит разбавленный раствор серной кислоты, а вторая —
концентрированную серную кислоту. Газоотводную трубку,
идущую от второй склянки, опускают в кристаллизатор с во-
дой. Туда же погружают перевернутый вверх дном стеклян-
ный цилиндр, наполненный водой и укрепленный в лапке шта-
тива (рис. 104).
Выполнение. Сначала сильно прогревают стеклянную трубку
с окисью меди, а затем умеренно нагревают колбу с раствором
аммиака. Газообразный аммиак, выделяющийся при нагревании
раствора, осушается при прохождении через колонку и поступает
в трубку. Здесь он вступает во взаимодействие с окисью меди и
в результате выделяется свободный азот:
2NH34-3CuO == N24-3CuH-3H2O
13*
196
XIV. АЗОТ
Образующиеся при этом пары воды, а также остатки ам-
миака, не вступившего в реакцию, проходя через промывные
склянки, поглощаются серной кислотой; азот же собирается в ци-
линдр, вытесняя воду.
При окончании опыта сначала вынимают газоотводную труб-
ку из кристаллизатора и только после этого прекращают нагре-
вание.
Рис. 1С4.
Зажженная лучина, опущенная в цилиндр с собранным азо-
том, гаснет. Известковая (или баритовая) вода, прилитая в ци-
линдр, не мутится.
195.	Получение азота при действии брома на аммиак
Оборудование и материалы. V) Двугорлая склянка емк. 1 л. — 2) Ка-
пельная воронка. — 3) Склянка Тищенко. — 4) Стеклянный цилиндр для со-
бирания газов. — 5) Кристаллизатор. — 6) Пробирка. — 7) Штатив с лапкой. —
8) Аммиак, 26%-ный раствор.—9) Бромная вода насыщенная. — 10) Извест-
ковая (или баритовая) вода.— 11) Лучина.
Подготовка. В двугорлую склянку на '/4 наливают концентри-
рованный раствор аммиака, разбавленный водой (1 : 1). Одно
горло склянки закрывают пробкой, через которую проходит ка-
пельная воронка, длинная трубка которой должна быть запол-
нена дестиллированной водой, а сама воронка — бромной водой.
Газоотводную трубку, проходящую через пробку во втором горле
склянки, соединяют со склянкой Тищенко с водой, а к ней — га-
зоотводную трубку, которую опускают в кристаллизатор с водой.
ОПЫТ 195
197
Туда же опускают опрокинутый вверх дном цилиндр с водой и
укрепляют его в лапке штатива (рис. 105).
Выполнение. В склянку с раствором аммиака из капельной
воронки медленно приливают бромную воду.
В результате происходящей реакции выделяются азот и бро-
мистый водород:
2NH3+ 3Br2 = N2 + 6HBr
Последний, вступая во взаимодействие с избытком аммиака,
образует бромид аммония:
HBr-J-NH3 = NHtBr
который в виде обильного дыма наполняет склянку. Дым посте-
пенно растворяется и окончательно поглощается водой при про-
хождении через промывную склянку.
Прежде, чем подводить трубку под цилиндр для собирания
выделяющегося азота, необходимо проверить полноту вытеснения
из прибора воздуха. Для этого следует предварительно собрать
газ в пробирку, произвести испытание горящей лучиной и только
после того, как лучина будет гаснуть, начать собирать газ в ци-
линдр. Собранный в цилиндр газ также испытывают горящей
лучиной и известковой (или баритовой) водой (см. опцты 193
и 194).
198
XIV. АЗОТ
196.	Взаимодействие растворов хлорида аммония
и нитрита натрия
Оборудование и материалы. 1) Два стакана емк. 0,5—1 л. — 2) Высо-
кий стакан 10X25 см. — 3) Кристаллизатор. — 4) Два треножника.— о) Две
асбестированные сетки. — 6) Две горелки. — 7) Лучина. — 8) Нитрит натрия
NaNO2, насыщенный раствор.—9) Хлорид аммония NH4C1, насыщенный раствор.
Приготовляют насыщенные на холоду растворы нитрита на-
трия и хлорида аммония.
Высокий стакан ставят на середину кристаллизатора. Рядом
ставят два треножника, на которые кладут асбестированные
сетки, и на них устанавли-
вают два стакана. В один
стакан наливают 200—250 мл
насыщенного раствора ни-
трита натрия, а в другой —
такой же объем насыщенного
раствора хлорида аммония.
Оба раствора нагревают
примерно до 80—90° и сли-
вают их в большой стакан.
Тотчас начинается взаимо-
действие. скорость которого
увеличивается благодаря
тому, что реакция экзотер-
мична. При этом наблюдает-
ся бурное выделение газа,
сопровождающееся большим пенообразованием. Нередко содер-
жимое стакана отчасти переливается через край в кристаллиза-
тор (рис. 106).
В случае чрезмерно бурного течения реакции в стакан можно
прилить холодной воды.
Горящая лучина, опущенная в стакан, гаснет.
197.	Получение азота из хлорида аммония и нитрита натрия.
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 250—500 мл. —
’2) Капельная воронка. — 3) Воронка. — 4) Склянка Тищенко с концентриро-
ванным раствором едкой щелочи. — 5) Цилиндр для собирания газов. —
6) Кристаллизатор. — 7) Два штатива с лапками и кольцом. — 8) Асбестнро
ванная сетка. — 9) Горелка.— 10) Лучина.— 11) Нитрит натрия NaNO2, насы-
щенный раствор. —12) Хлорид аммония NH4C1, насыщенный раствор. —
13) Известковая (или баритовая) вода.
Подготовка. В колбу на >/з наливают насыщенный рас-
твор хлорида аммония; горло колбы закрывают пробкой, через
которую проходит капельная воронка со вставленной в нее ма-
ленькой воронкой, и укрепляют колбу на штативе (рис. 107).
ОПЫТЫ 196—198
199
В капельную воронку наливают насыщенный раствор нитрита
натрия. Боковую трубку колбы соединяют с промывной склянкой,
содержащей концентрированный раствор едкой щелочи. Газоот-
водную трубку, присоединенную к промывной склянке, погру-
жают в кристаллизатор с водой. Туда же опускают цилиндр
с водой, укрепленный в лапке штатива.
Выполнение. Нагрев раствор хлорида аммония до 80—90°, го-
релку убирают и медленно, по каплям приливают к нему из во-
ронки раствор нитрита натрия. В результате взаимодействия
Рис. 107.
растворов происходит выделение газа, скорость образования ко-
торого можно регулировать скоростью прибавления нитрита на-
трия. Выделяющийся газ, проходя через раствор едкой щелочи
в промывной склянке, освобождается от присутствующих в нем
окислов азота. После вытеснения из прибора воздуха выделяю-
щийся газ собирают в цилиндр. Горящая лучина, внесенная
в цилиндр с азотом, гаснет. Известковая (или баритовая) вода,
прилитая в цилиндр, остается прозрачной.
АММИАК
198.	Получение аммиака из хлорида аммония
Оборудование и материалы 1) Перегонная колба емк. 0,5—1 л.
2) Колонка для сушки газов. — 3) Цилиндр для собирания газов. — 4) Стек-
лянная трубка, согнутая под прямым углом (длинное колено трубки должно
быть по размеру не меньше высоты цилиндра).—5) Резиновая трубка,—
200
XIV. АЗОТ
6)	Два штатива с лапками и кольцом. — 7) Асбестированная сетка. — 8) Го-
релка.— 9) Хлорид аммония NH4C1.— 10) Гидроксид кальция Са(ОН)2. —-
11) Натронная или негашеная известь.
Подготовка. Готовят смесь хлорида аммония и гидроксида
кальция путем тщательного перемешивания в фарфоровой ступке
5 вес. ч. NH4CI и 8 вес. ч. Са(ОН)2. Избыток гидроксида каль-
ция против стехиометрического соотношения берут для того,
чтобы воспрепятствовать нежелательному соединению аммиака
с хлоридом кальция с образованием аммиаката состава
СаС12 • 8NH3. Приготовленную смесь помещают в колбу и доба-
вляют около 5 вес. ч. воды.
Смеси необходимо брать не меньше половины объема колбы;
в противном случае капли воды, конденсирующейся в верхней
части, стекают вниз на более нагретую нижнюю часть колбы и
последняя обычно лопается.
Колбу закрывают плотно входящей пробкой и укрепляют
в лапке штатива. Под колбу на кольцо кладут асбестированную
сетку. Для сушки аммиака к колбе присоединяют колонку, на-
полненную натронной известью (ни серная кислота, ни безводный
хлористый кальций для этой цели не могут быть применены, так
как образуют с аммиаком соединения).
К колонке на длинной резиновой трубке присоединяют стек-
лянную трубку, согнутую под прямым углом. Для собирания ам-
миака пустой цилиндр, опрокинутый вверх дном, укрепляют
ОПЫТ 199
201
в лапке штатива и вводят в цилиндр стеклянную трубку, дохо-
дящую почти до его дна * (рис. 108).
Выполнение. Реакция между хлоридом аммония и гидрокси-
дом кальция начинается уже при комнатной температуре и за-
метно усиливается при нагревании смеси.
2NH4C1 + Са(ОН)2 = 2NH3-r СаС12 + 2Н2О
Выделяющийся аммиак, освободившись от влаги при прохо-
ждении через колонку, поступает в цилиндр и наполняет его,-
вытесняя воздух. Наполненный аммиаком цилиндр освобождают
от зажима, поднимают над газоотводной трубкой и, не перевер-
тывая, закрывают пробкой или стеклянной пластинкой.
199.	Получение аммиака из его концентрированного раствора
Оборудование а материалы. 1) Перегонная колба емк. 0,5—1 л.—
2) Капельная воронка. — 3) Колонка для сушки газов. — 4) Два штатива
с лапками. — 5) Едкая щелочь (палочки или кусочки). — 6) Аммиак, 25%-ный
раствор.
Рис. 109.
Подготовка. В колбу, укрепленную в лапке штатива, поме-
щают около 100 г сухой едкой щелочи. Горло колбы закрывают
пробкой, через которую проходит капельная воронка, наполнен-
ная концентрированным раствором аммиака. К боковой трубке
колбы присоединяют колонку, наполненную натронной известью.
* Можно собирать аммиак над ртутью, как указано'ша стр. 1-1-1 (рис, 79),
202
XIV. АЗОТ
Газоотводную трубку от колонки вводят в опрокинутый ци-
линдр (рис. 109).
Выполнение. Раствор аммиака из капельной воронки медленно
приливают в колбу с едкой щелочью. Тотчас начинается выделе-
ние аммиака, который проходя через колонку, осушается.
После того, как выделение газа при комнатной, температуре
прекратится, можно продолжить получение его, нагревая колбу
с раствором.
Если хотят провести опыт без нагревания, то вместо колбы
Вюрца можно применить колбу для отсасывания или двугорлую
склянку.
200.	Синтез аммиака
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой.— 2) Перегонная колба емк. 500 мл, — 3) Капельная воронка. — 4) Пять
промывных склянок. — 5) Трехгорлая склянка емк. 250—300 мл. — 6) Стеклян-
ная трубка тугоплавкая диам. около 2 см, длиной около 30 см. — 7) Четыре
стеклянные трубки, согнутые под прямым углом. — 8) Резиновые трубки. —
9) Два штатива с лапками и кольцом. — 10) Асбестированная сетка.—11) Две
горелки, одна из них с плоской насадкой. — Г2) Стеклянная вата.— 13) Ката-
лизатор (сплав железа и церия, или кремень для зажигалок). — 14) Нитрит
натрия NaNOa- — 16) Хлорид аммония ЫН4С1. — 16) Серная кислота HoSCh
уд. в. 1,84. —17) Перманганат калия КМпО4, разбавленный раствор.—
18) Едкая щелочь, концентрированный раствор.— 19) Раствор фенолфталеина.
Рис. 110.
Подготовка. Собирают установку, изображенную на рис. ПО.
К аппарату Киппа, в котором получают водород взаимодействием
серной кислоты с цинком, присоединяют две промывные склянки:
в первую наливают раствор перманганата калия, подкисленный
серной кислотой, во вторую — концентрированную серную кис-
лоту. Последнюю склянку присоединяю? к согнутой под прямым
углом стеклянной трубке, длинное колено которой проходит через,
ОПЫТ 200
203
пробку, закрывающую один из боковых тубусов трехгорлой
склянки, и доходит почти до дна ее. Трехгорлую склянку запол-
няют рыхло положенной стеклянной ватой. Перегонную колбу,
на ’/з заполненную насыщенным на холоду раствором нитрита
натрия и закрытую пробкой с проходящей через нее капельной
воронкой, укрепляют в лапке штатива. В капельную воронку на-
ливают насыщенный раствор хлорида аммония.
К боковой трубке колбы присоединяют последовательно две
промывные склянки: первая из них содержит разбавленный рас-
твор серной кислоты, вторая — концентрированный раствор едкой
щелочи. Последнюю склянку соединяют с согнутой под прямым
углом стеклянной трубкой, проходящей через пробку, закрываю-
щую второй боковой тубус трехгорлой склянки, и опущенной
почти до дна ее.
В пробку, закрывающую средний тубус трехгорлой склянки,
вставляют короткую, согнутую под прямым углом, стеклянную
трубку, к которой присоединяют трубку тугоплавкого стекла,
укрепленную в лапке штатива. В тугоплавкую трубку помещают
катализатор, в качестве которого берут сплав железа и церия
(кремни для зажигалок) *. К трубке присоединяют промывную
склянку с водой, к которой добавлено несколько капель рас-
твора фенолфталеина. К газоотводной трубке склянки присоеди-
няют согнутую под прямым углом стеклянную трубку с оттяну-
тым концом.
Через собранный прибор пропускают сильный ток водорода
до полного вытеснения воздуха (проба на отсутствие гремучей
смеси!). После этого, не прекращая пропускать водород, прогре-
вают сначала осторожно всю трубйу, а затем сильно накаливают
ту часть ее, где помещается катализатор **. После 3—5-минут-
ного прокаливания нагревание прекращают, продолжая про-
пускать водород до полного охлаждения. Этим достигают вос-
становления окислившейся части катализатора.
Выполнение. К нагретому раствору нитрита натрия в колбе
приливают из капельной воронки раствор хлорида аммония и,
регулируя нагревание, добиваются равномерного выделения азота.
Одновременно приводят в действие аппарат Киппа. Так как
объем водорода, вступающего в реакцию с азотом, превышает
объем последнего в 3 раза
N2-[ ЗН2 2NH3
* Несколько кремешков раздробляют в чугунной ступке, затем расти-
рают в агатовой ступке до мелкого порошка, тщательно перемешивают с мед
коврлокнистым асбестом и в таком виде помещают в трубку.
** Для уменьшения теплоотдачи на накаливаемую часть трубки можно
надеть муфту, сделанную из асбестового картона.
204
XIV. АЗОТ
то скорость тока газов устанавливают так, чтобы числа пузырь-
ков водорода и азота в промывных склянках за единицу времени
относились друг к другу, приблизительно, как 3:1.
После вытеснения из прибора всего воздуха (проба на отсут-
ствие гремучей смеси!) начинают осторожно нагревать сначала
всю трубку, а затем ту ее часть, где находится катализатор. Вскоре
жидкость в промывной склянке окрашивается в слабо розовый
цвет, который, постепенно усиливаясь, переходит в интенсивный
малиновый. При поднесении стеклянной палочки, смоченной кон-
центрированной соляной кислотой, к газоотводной трубке про-
мывной склянки наблюдают образование дыма хлорида аммония.
Заканчивая опыт, сначала отключают промывную склянку
с раствором аммиака и только после этого прекращают нагрева-
ние трубки.
201.	Растворимость аммиака в воде
Опыт можно провести в двух вариантах, вполне аналогичных
вариантам опыта 132 (растворение в воде хлористого водорода),
заменив хлористый водород газообразным аммиаком и применяя
для опыта воду, подкрашенную лакмусом в красный цвет. Обо-
рудование и порядок выполнения — те же, что и в опыте 132
(см. стр. 144—146).
202.	Взаимодействие аммиака с хлористым водородом
Оборудование и материалы.
2) Два стеклянных цилиндра для
1) Два демонстрационных бокала.—
собирания газов с покровными стеклами. —
3) Стеклянный колокол. — 4) Два часо-
вых стекла. — 5) Два стеклянных тре-
ножника. — 6) Настольное стекло. —
7) Соляная кислота НС1 уд. в. 1,19.—
8) Аммиак, 25%-ный раствор.
А. Опыт в бокалах
В один из бокалов наливают
концентрированную соляную кис-
лоту, в другой — концентриро-
ванный раствор аммиака. Нали-
вание проводят на разных концах
стола. Бокалы с растворами
Рис. 111.	придвигают друг к другу, между
выделяющимися газами начи-
нается взаимодействие, сопровождающееся появлением дыма
хлорида аммония (рис. 111).
ОПЫТЫ 201—203
205
Б. Опыт в цилиндрах
Рис. 112.
Подобрав два одинаковых стеклянных цилиндра с хорошо при-
шлифованными рантами и покровными стеклами, один из них
споласкивают концентрированной соляной кислотой, другой —
концентрированным раствором аммиака. Ранты цилиндров пред-
варительно смазывают вазелином. Оба цилиндра закрывают
стеклянными пластинками.
Цилиндр с аммиаком перевертывают и, не отнимая стеклянной
пластины, ставят вверх дном на цилиндр с хлористым водородом
и после этого убирают обе стеклянные пластинки. Газы тотчас сме-
шиваются и взаимодействуют: цилиндры
наполняются дымом.. При этом цилиндры
присасываются друг к другу. Для ускоре-
ния диффузии цилиндры перевертывают.
В результате быстрого перемешивания на-
блюдается интенсивное образование дыма.
В. Опыт под колоколом
На стекле, положенном на столе,
устанавливают два треножника (один
выше другого), сделанных из стеклянных
палочек или трубочек. На треножниках
одно над другим ставят два часовых
стекла. На верхнее стекло наливают кон-
центрированную соляную кислоту, а на
нижнее — концентрированный раствор
аммиака, и накрывают все стеклянным колоколом (рис. 112).
Тяжелый хлористый водород, выделяясь из соляной кислоты,
устремляется вниз, легкий аммиак, выделяясь из раствора, под-
нимается вверх. При соприкосновении между ними происходит
взаимодействие с образованием обильного дыма, заполняющего
пространство под колоколом.
203.	Взаимодействие раствора аммиака с кислотами
Оборудование и материалы. 1) Три конические колбы емк. 2 л.—
2) Три пробирки. — 3) Аммиак, 25%-ный раствор. — 4) Соляная кислота НС1
уд. в. 1,19.—б) Азотная кислота HNO3 уд. в. 1,4. — 6) Серная кислота H2SO4
уд. в. 1,84.
В три конические колбы наливают столько концентрирован-
ного раствора аммиака, чтобы дно колб было покрыто жидкостью
на 2—3 см.
В пробирки, приблизительно наполовину их объема, наливают
кислоты: соляную, азотную и серную. Затем осторожно, держа
пробирку в вытянутой руке, постепенно, небольшими порциями
206
XIV. АЗОТ
приливают соляную кислоту в колбу с раствором аммиака. При
взаимодействии с соляной кислотой слышится шипение, колба
наполняется дымом.
NH4OH + НС1 = NH4C1 + Н2О
С азотной кислотой реакция протекает с большей энергией,
сопровождается потрескиванием, разбрызгиванием; на стенках
колбы появляется белый налет.
NH4OH -к HNO3 = NH4NO3+ Н2О
Наиболее бурно происходит реакция с серной кислотой: силь-
ный треск, кипение и разбрызгивание жидкости, стенки колбы
покрываются обильным белым налетом.
2NH4OH + H2SO4 = (NH4).2SO4-t-2H2O
Опыт можно демонстрировать и в стаканах емк. 1 л, но
с большой осторожностью ввиду разбрызгивания жидкости.
204.	Получение амальгамы аммония
А. Взаимодействие хлорида аммония
с амальгамой натрия
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный цилиндр. — 2) Плоско-
донная фарфоровая чашка.— 3) Амальгама натр'ия, 2%-пая*. — 4) Хлорид
аммония NH4C1, насыщенный раствор.
В стеклянный цилиндр, поставленный в фарфоровую чашку,
наполовину его объема наливают насыщенный раствор хлорида
аммония и добавляют 10—15 г 2 %-ной амальгамы натрия. Тотчас
начинается образование амальгамы аммония, которая, будучи при
комнатной температуре мало стойкой, распадается на ртуть,
* Для приготовления амальгамы натрия на каждые 10 мл ртутн берут
около 2,5 г натрия. Ртуть наливают в фарфоровую ступку. От куска натрия,
высушенного между листами фильтровальной бумаги н очищенного от корки,
отрезают кусочки величиною с горошину (не больше!).
Отрезанный кусочек натрия кладут на поверхность ртути и тотчас прижи-
мают пестиком ко дну ступки; наступает взаимодействие натрия со ртутью,
сопровождающееся выделением тепла, но протекающее довольно спокойно,
с легким шипением. Из предосторожности не следует наклоняться над ступ-
кой, а пестик надо держать в вытянутой руке, защищенной перчаткой. Сле-
дует иметь в виду, что по мере разогревания ртути реакция ускоряется. Приго-
товленную амальгаму еще горячей выливают в фарфоровый поддонник или
плоскодонную фарфоровую чашку, после застывания разрезают на кусочки
и складывают в банку для хранения. Если нужна жидкая амальгама, то к твер-
дой амальгаме следует добавить ртути.
ОПЫТ 204
267
Рис. 114.
аммиак и водород. Выделяющиеся газы обусловливают рыхлость,
ноздреватость и вспучивание амальгамы (рис. 113).
Ртуть, оставшуюся после опыта,
следует промыть сначала водой,
потом серной кислотой и снова во-
дой, высушить и слить в сосуд для
хранения.
Б. Электролиз раствора
хлорида аммония
Оборудование и материалы. 1) Ши-
рокая стеклянная трубка диам. 3—4 см,
длиной 23—25 см. — 2) Два железных
стержня. — 3) Две клеммы. — 4) Штатив
с лапкой. — 5) Хлорид аммония NH4C1, на-
сыщенный раствор. — 6) Ртуть. — 7) Источ-
ник постоянного тока (при наличии пере-
менного тока необходим выпрямитель и
реостат).
Стеклянную трубку с одного
конца плотно закрывают рези-
новой пробкой, через которую пр
стержень (катод), и укрепляют в лапке штатива вертикально,
открытым концом вверх. В трубку нали-
вают ртуть (слоем в 2—3 см), затем
доливают до половины объема трубки
насыщенного раствора хлорида аммо-
ния и неплотно закрывают пробкой,
через которую проходит длинный же-
лезный стержень (анод), погруженный
в раствор, но не соприкасающийся со
ртутью (рис. 114).
Заранее определив полюсы источ-
ника постоянного тока (см. стр. 43),
нижний стержень (катод) соединяют
с отрицательным полюсом, а верхний
(анод) — с положительным.
На ртутном катоде наблюдают об-
разование губчатой массы амальгамы
аммония, которая тотчас подвергается
разложению.
Хлор, выделяющийся на аноде,
растворяется в воде, отчасти реаги-
руя с железом стержня. Поэтому
при длительном электролизе у раствора появляется желто-
зеленая окраска.
208
XIV. АЗОТ
205.	Возгонка хлорида аммония
Оборудование и материалы. 1) Пробирка.—'21 Держалка для про-
бирок.— 3) Горелка.—4) Хлорид аммония NH4C1.
В пробирку, укрепленную в держалке, кладут немного сухого
хлорида аммония и, держа с некоторым наклоном, нагревают дно
ее в пламени горелки. При этом количество взятой соли посте-
пенно уменьшается, остаток делается темнее (примеси) и верхняя
холодная часть пробирки покрывается изнутри густым белым
налетом возогнанного хлорида аммония.
206.	Термическая диссоциация хлорида аммония
Оборудование и материалы. 1) Стеклянная трубка диам. около 2 см,
длиной '25—30 см, с шариком посредине. — 2) Штатив с лапкой. — 3) Го-
релка. — 4) Хлорид аммония NH4C1. —
Рис. 115.
5) Красная и синяя лакмусовая бу-
мажка.
Стеклянную трубку, шарик ко-
торой содержит твердый сухой
хлорид аммония, наклонно1 укре-
пляют в лапке штатива (рис. 115).
В отверстие нижнего конца
трубки помещают влажную си-
нюю лакмусовую бумажку, в
противоположный же конец труб-
ки — влажную красную лакму-
совую бумажку. При осторож-
ном нагревании шарика трубки
происходит разложение хлорида
аммония:
NH4C1 NH34-HC1
Аммиак, как более легкий газ,
поднимается вверх и окрашивает
красную лакмусовую бумажку
в синий цвет. Хлористый водо-
род, как более тяжелый газ,
направляется по трубке вниз и, дойдя до синей лакмусовой бу-
мажки, окрашивает ее в красный цвет.
207.	Горение аммиака в кислороде
Оборудование и материалы. 1) Круглодонная колба емк. 500 мл
с пробкой. — 2) Стеклянная трубка длиной около '20 см. — 3) Стеклянная
трубка, согнутая под прямым углом. — 4) Большая пробка, дням, около
5 см. — 5) Цилиндрическое ламповое стекло диам. около 5 см, высотой около
ОПЫТЫ 205 -207
209
15 см. — 6) Склянка Тищенко с водой. — 7) 1 азометр с кислородом. — 8) Шта-
тив с лапкой и кольцом. — 9) Асбестированная сетка. — 10) Горелка.—
11) Стеклянная вата. — 12) Аммиак, 25%-ный раствор.
Подготовка. Колбу, на половину ее объема наполненную кон-
центрированным раствором аммиака, укрепляют в лапке шта-
тива. Под колбу на кольцо кладут асбестированную сетку. Горло
колбы плотно закрывают пробкой, через которую! проходит стек-
лянная трубка длиной около 20 см. Эта трубка проходит далее
через большую пробку, на которую надето ламповое стекло
(рис. 116); при этом верхний конец трубки должен быть на
л
Рис. 116.
1—2 см ниже верхнего края стекла. Во второе отверстие большой
пробки вставлена вторая короткая, согнутая под прямым углом,
стеклянная трубка, соединенная через промывную склянку
с газометром, наполненным кислородом. В ламповое стекло, на
пробку, кладут небольшой слой стеклянной ваты для более
равномерного поступления кислорода.
Выполнение. Нагревают колбу с раствором аммиака: интен-
сивно выделяется газообразный аммиак. Из газометра пускают
равномерный ток кислорода, который заполняет ламповое стекло.
Аммиак поджигают у конца трубки, и он горит в кислороде боль-
шим светлозеленым пламенем
4NH34-3O5 = 2N2 + 6H2O
С прекращением поступления кислорода горение аммиака
также прекращается.
14 Зак. 1015. В. Д. Полосин.
210
XIV. АЗОТ
208.	Горение кислорода в аммиаке
Оборудование и материалы — те же, что и в предыдущем опыте.
Подготовка. Прибор собирают, как в предыдущем опыте.
В отличие от последнего, трубку, идущую из колбы с аммиаком,
делают короткой
(около 5 см), а трубку с кислородом—длин-
ной, на 1—2 см не доходящей до края стекла
(рис. 117).
Выполнение. Нагревают раствор в колбе.
Когда наступит энергичное выделение ам-
миака, пускают медленный и равномерный ток
кислорода из газометра и поджигают его
у верхнего конца трубки. Кислород горит в ам-
миаке.
209.	Горение аммиака в кислороде
в присутствии платины
Оборудование и материалы. 1) Стакан емк.
500 мл. — 2) Стеклянная трубка, согнутая под прямым
углом. — 3) Стеклянная палочка, согнутая дугообраз-
но.— 4) Газометр с кислородом. — 5) Треножник.—
6) Асбестированпая сетка. — 7) Горелка. — 8) Плати-
новая проволока длиной около 20 см, свернутая в
спираль.—’9) фммпак, 25%-ный раствор.
В стакан, поставленный на треножник,
на ‘Л наливают концентрированный раствор
аммиака и нагревают его. В стакан опускают
нагретую спираль из платиновой проволоки,
подвешенную на согнутой дугообразно стек-
лянной палочке. Если теперь в стакан опустить, не погружая
в жидкость, стеклянную трубку, соединенную с газометром, из
которого поступает кислород, то платиновая проволока остается
в накаленном состоянии за счет теплоты реакции аммиака
с кислородом. Продуктами сгорания аммиака в кислороде в при-
сутствии платины являются вода и окись азота.
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
При достаточном количестве газообразного аммиака кисло-
род при выходе из трубки вспыхивает и горит в аммиаке. Горение
сопровождается повторяющимися время от времени взрывами.
При горении, происходящем без взрыва, в стакане появляются
белый дым (NH4NO2 и NH4NO3) и красно-бурая двуокись азота.
При взрыве реакция протекает с образованием воды и свобод-
ного азота (см. выше).
ОПЫТЫ 208—211
211
После того как раствор аммиака достаточно нагреется, трубку
с пламенем кислорода опускают ниже уровня жидкости (рис. 118),
и кислород продолжает гореть в
жидкости за счет содержащегося
в ней аммиака.
210.	Окисление аммиака кислородом
в присутствии платины
Оборудование и материалы. 1) Кол-
ба емк. 2—3 л. — 2) Платиновая пластинка
с припаянной к ней проволокой. — 3) Ам-
миак, 25%-ный раствор.
В колбу приливают 10—20 мл
концентрированного раствора ам-
миака и встряхивают ее, чтобы кол-
ба быстрее заполнилась газообраз-
ным аммиаком. После этого в колбу
вносят раскаленную платиновую
пластинку, которая остается нака-
ленной за счет теплоты реакции
между аммиаком и кислородом воз-
духа, протекающей на ее поверх-	Рис. 118.
ности. В колбе сначала появляются
бурые пары двуокиси азота, а затем густой белый дым, состоящий
из нитрита и нитрата аммония. Сполоснув колбу водой, можно
обнаружить в ней продукты окисления азота по посинению при-
бавленного иодкрахмального раствора (нитриты) или по посине-
нию раствора дифениламина (нитраты).
КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АЗОТА
211.	Получение закиси азота
разложением нитрата аммония
Оборудование и материалы. 1) Реторта с тубусом емк. 200 мл. —
2) Перегонная колба емк. 100 мл. — 3) Изогнутая стеклянная трубка.—
4) Цилиндр для собирания газов. — 5) Кристаллизатор. — 6) Два штатива
с .чапкамн.— 7) Горелка.— 8) Нитрат аммония NH4NO3 безводный*.
Подготовка. Нитрат аммония благодаря своей большой
гигроскопичности часто бывает влажным. Перед опытом его
необходимо обезводить; для этого соль помещают в фарфоровую
чашку, осторожным нагреванием доводят до плавления, а затем
* За неимением нитрата аммония, в опыте может быть использована
смесь сульфата аммония с нитратом натрия и калия. Для приготовления смеси
берут: 13—14 вес. ч. (NH4)2SO4, 17 вес. ц. NaNO3 и 20 вес. ч. KNO3.
14*
212
XIV. АЗОТ
дают остыть. Охлажденный расплав осторожно дробят на мелкие
кусочки, которыми через тубус загружают реторту в нужном
количестве (4 г NH4NO3 способны выделить около 1 л N2O). За-
пас сплавленной соли хранят в банке с притертой пробкой.
При сплавлении нитрата аммония, его дроблении, загрузке и
хранении необходимо следить за тем, чтобы в него не попали
примеси и в особенности органические вещества и уголь.
Горло реторты, укрепленной в лапке штатива, вставляют
в пробку, закрывающую перегонную колбу. К боковой трубке
колбы присоединяют газоотводную трубку, которую свободным
концом погружают в кристаллизатор с теплой (для меньшей рас-
творимости) водой или с раствором поваренной соли. Над концом
трубки помещают цилиндр с водой, перевернутый вверх дном и
укрепленный в лапке штатива (рис. 119).
Выполнение. Осторожно и медленно обогревают реторту
с нитратом аммония небольшим пламенем горелки, затем нагре-
вание усиливают вплоть до плавления соли. Нитрат аммония
начинает разлагаться с выделением закиси азота:
NH4NO3 = N2O + 2H2O
Необходимо внимательно следить за тем, чтобы выделение
газа было равномерным и не очень сильным, что достигается
регулированием нагревания. Не рекомендуется нагревать
ОПЫТ 212
213
выше 200°, так как в этих условиях разложение нитрата сильно
ускоряется и может протекать со взрывом по уравнению
2NH4NOs = 2N2 + О2 + 4Н2О
Как только весь воздух из прибора будет вытеснен *, газо-
отводную трубку подводят под цилиндр с водой и собирают
в него закись азота.
При окончании опыта следует сначала вынуть газоотводную
трубку из кристаллизатора и только после этого прекратить
нагревание реторты.
212.	Свойства закиси азота
Оборудование и материалы- 1) Шесть стеклянных цилиндров с за-
кисью азота. — 2) Стеклянный цилиндр, на половину его объема наполненный
закисью азота. — 3) Два стеклянных цилиндра с окисью азота. — 4) Стеклянный
цилиндр с кислородом. — 5) Покровные стекла для цилиндров. — 6) Аппарат
Киппа с цинком1 и серной кислотой. — 7) Склянка Тищенко с водой. — 8) По-
лотенце.— 9) Лучина. — 10) Свеча. — 11) Сера. — 12) Белый фосфор.
А.	Горение лучины в закиси азота
В один из цилиндров с N2O вносят тлеющую лучину, она
вспыхивает и горит ярким пламенем.
Б. Горение свечи в закиси азота
В другой цилиндр с N2O опускают зажженную свечу, — она
продолжает гореть еще более ярким пламенем.
В.	Горение серы в закиси азота
В третий цилиндр с N2O погружают металлическую’ ложечку
с подожженной на воздухе серой, — последняя сгорает красно-
ватым пламенем.
Г. Горение фосфора в закиси азота
В металлическую ложечку кладут кусочек белого фосфора,
предварительно высушенного между листами фильтровальной
бумаги. Открыв цилиндр с N2O и держа ложечку с фосфором над
отверстием цилиндра, поджигают фосфор, прикасаясь к нему
концом стеклянной палочки, нагретым в пламени горелки, и
медленно опускают ложечку в цилиндр. Фосфор горит ярким
ослепительным пламенем.
* Для проверки этого следует собрать выделяющийся газ в пробирку и
испытать тлеющей лучиной: вспыхивание ее укажет на присутствие N3O.
214
XIV. АЗОТ
За неимением белого фосфора, можно воспользоваться крас-
ным. В этом случае ложечку с помещенным в нее сухим красным
фосфором осторожно нагревают в пламени горелки до момента
воспламенения фосфора, а затем медленно погружают в цилиндр
с N2O.
Д. Горение водорода в закиси азота
После предварительной проверки на отсутствие гремучей
смеси водород, поступающий из аппарата Киппа, поджигают
у оттянутого конца согнутой газоотводной трубки (рис. 72) и опу-
скают в цилиндр с N2O. Водород продолжает гореть, пламя при
этом вытягивается и из бесцветного становится бледноголубым.
Е. Взрыв смеси закиси азота с. водородом
В толстостенный цилиндр, на половину его объема заполнен-
ный закисью азота, добавляют водород. Затем, закрыв цилиндр
под водой стеклянной пластинкой, вынимают его из воды, встря-
хивают, завертывают полотенцем и, отняв стеклянную пластинку,
подносят к отверстию цилиндра горящую лучину, — происходит
взрыв.
N2O + Но = НоО + n2
. ж. Отличие закиси азота от кислорода
На один из цилиндров с окисью азота, поставленный отвер-
стием вверх, ставят цилиндр с закисью азота отверстием вниз.
Затем стекла, покрывающие цилиндры, отнимают и цилиндры
перевертывают, •— никаких изменений не наблюдается.
На другой цилиндр с окисью азота ставят цилиндр с кисло-
родом. После удаления стекол и перевертывания цилиндров на-
блюдают появление красно-бурых паров двуокиси азота.
213.	Синтез окиси азота в пламени электрической дуги
Оборудование а материалы. 1) Дуговая лампа. — 2) Стеклянная во-
ронка диам. около 30 см. — 3) Две промывные склянки. — 4) Водоструйный
насос. — 5) Штатив с лапкой. — 6) Фенолфталеин, спиртовой раствор. — 7) Ди-
фениламин.— 8) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.— 9) Едкая щелочь, 0,'5 н.
раствор.
Подготовка. Над двумя угольными электродами дуговой
лампы в лапке штатива укрепляют перевернутую воронку
(рис. 120). К последней последовательно присоединяют две
промывные склянки. Первая из них содержит воду, подкрашенную
в малиновый цвет несколькими каплями фенолфталеина и одной
каплей раствора едкой щелочи. Во вторую склянку наливают
ОПЫТ 213
215
50 мл концентрированной серной кислоты, в которой растворяют
0,25 г дифениламина и 1 мл воды. Газоотводную трубку послед-
ней склянки соединяют с водоструйным насосом.
Выполнение. Сближая угольные электроды, соединенные
с источником тока, зажигают электрическую дугу. С помощью
водоструйного насоса через воронку и промывные склянки про-
сасывают сильную струю воздуха, захватывающую образую-
Рис. 120
щуюся в дуге газообразную окись азота, которая, соединяясь
с кислородом воздуха, превращается в двуокись:
N2-j-O2 = 2NO
2NO~rO2 = 2NO2
Двуокись азота с водой образует азотистую и азотную кис-
лоты:
2NO2-j-H2O = HNO2-i-HNO3
От действия полученных кислот жидкость в первой промыв-
ной склянке обесцвечивается, содержимое же второй склянки
окрашивается в интенсивно синий цвет *.
* Для опыта, кроме указанных реактивов, могут быть использованы:
1) сильно разбавленный раствор перманганата калия, подкисленный серной
кислотой; 2) иодкрахмальный раствор.
От действия азотистой и азотной кислот первый раствор обесцвечивается,
а второй окрашивается в синий цвет. Обесцвечивание КМпО4 наступает не
сразу и требует длительного присасывания воздуха.
216
XIV. АЗОТ
214.	Получение окиси азота под влиянием
электрического разряда
Оборудование и материалы. 1) Шарообразная колба с тремя тубусами
емк. около 2 л. — 2) Индукционная катушка. — 3) Аккумуляторы на
12—16 в. — 4) Металлические электроды.—5) Водоструйный насос. — 6) Две
промывные склянки. — 7) Стеклянная трубка. — 8) Штатив с кольцом. — 9) Ди-
фениламин, раствор в концентрированной серной кислоте.
Подготовка. В боковые тубусы шарообразной колбы вста-
вляют на пробках металлические электроды (две вязальные
спицы или медные стержни
длиной около 15 см и диам.
2—3 мм). Концы электродов
внутри колбы устанавли-
вают на таком расстоянии
друг от друга, чтобы при
разряде искры легко про-
скакивали между ними
(рис. 121).
Нижний тубус колбы за-
крывают пробкой, через ко-
торую проходят две согнутые
под прямым углом стеклян-
ные трубки. Оттянутый ко-
нец газоподводящей трубки
доходит почти до середины
колбы. Короткая трубка кон-
чается сразу же над проб-
кой. Колбу помещают на
кольце штатива, обвитом
асбестовым шнуром.
К первой трубке присо-
единяют газоотводную труб-
ку промывной склянки
с водой; вторую трубку соединяют с газоподводящей трубкой
другой промывной склянки, содержащей раствор дифениламина
в концентрированной серной кислоте. Газоотводную трубку
последней склянки присоединяют к водоструйному насосу.
Выполнение. Электроды соединяют надежно изолированными
проводами со вторичной обмоткой сильной индукционной
катушки, первичная обмотка которой питается аккумуляторами.
Включив электрический ток, через собранный прибор с помощью
водоструйного насоса просасывают ток воздуха.
Вскоре в колбе появляются бурые окислы азота, а вслед за
тем содержимое второй промывной склянки окрашивается в си-
ний цвет.
ОПЫТЫ 214—215
217
215.	Получение окиси азота действием азотной кислоты
на медь
Оборудование и материалы. 1) Двугорлая склянка емк. около 1 л *.—
2) Капельная воронка. — 3) Воронка диам. 5—7 см.—4) Склянка Тищенко
с раствором едкой щелочи (1 :5).—5) Цилиндр для собирания газов. — 6) Дна
кристаллизатора. — 7) Штатив с лапкой.— 8) Медь (проволока или стружки).—
9) Азотная кислота HNO3 уд. в. 1,2**.
Подготовка. В двугорлую склянку помещают медные стружки
в количестве, соответствующем требуемому количеству окиси
Рис. 122.
азота. В один из тубусов склянки вставляют на пробке капель-
ную воронку. Другой тубус склянки закрывают пробкой, через
которую проходит короткая, согнутая под прямым углом, стек-
лянная трубка, встык соединенная с промывной склянкой, содер-
жащей раствор едкой щелочи. Газоотводную трубку, присоеди-
ненную к промывной склянке, опускают в кристаллизатор с водой,
куда погружен наполненный водой, опрокинутый вверх дном
цилиндр, укрепленный в лапке штатива. Двугорлую склянку
ставят во второй кристаллизатор, который наполняют холодной
водой, для того чтобы предупредить сильное разогревание
склянки при реакции (рис. 122).
* Для получения равномерного тока газа в течение продолжительного
времени реакцию удобно вести в аппарате Киппа. Для этого аппарат заряжают
стружками или обрезками меди и азотной кислотой уд. в. 1,2. Выделяющийся
газ пропускают через промывную склянку Тищенко с раствором едкой щелочи.
** Концентрация кислоты не должна быть выше указанной, чтобы при
реакции не образовывались другие окислы азота,
218
XIV. АЗОТ
Выполнение. Через капельную воронку в склянку приливают
азотную кислоту. Первоначально в склянке появляется бурый
газ — смесь окиси и двуокиси азота.
8HNO3 + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O4-2NO
2NO + O2 = 2NO2
При прохождении газов через промывную склянку двуокись
азота NO2 поглощается раствором щелочи. Как только бесцвет-
ный газ, выходящий из газоотводной трубки, при соприкосновении
с воздухом начнет буреть, конец газоотводной трубки подводят
под цилиндр и наполняют его газом.
216.	Получение окиси азота восстановлением
азотистой кислоты
Оборудование и материалы. 1) Колба для отсасывания. — 2) Капель-
ная воронка. — 3) Воронка. — 4) Склянка Тищенко с раствором едкой ще-
лочи (1:5). — 5) Стеклянная трубка изогнутая. — 6) Цилиндр для собирания
газов. — 7) Кристаллизатор. — 8) Штатив с лапкой. — 9) Нитрит натрия NaNO2,
насыщенный раствор. —10) Хлорид железа FeCl2, насыщенный раствор. —
11) Соляная кислота НС1 уд. в. 1,19.
Подготовка. Колбу, на ’/з наполненную раствором соли
закисного железа пополам с концентрированной соляной кис-
Рис. 123.
лотов, закрывают пробкой, через которую проходит капель-
ная воронка, наполненная насыщенным раствором нитрита
натрия.
ОПЫТЫ 216—217
219
К боковой трубке колбы присоединяют промывную склянку
Тищенко, содержащую раствор едкой щелочи (1 :5). Газоотвод-
ную трубку опускают в кристаллизатор с водой, в которой погру-
жен также цилиндр, наполненный водой, опрокинутый отверстием
вниз и укрепленный в лапке штатива (рис. 123).
Выполнение. Медленно, по каплям к подкисленному раствору
соли закисного железа приливают раствор нитрита натрия.
FeCl2 + 2НС1 + NaNO2 = FeCl3 + NaCl + H2O + NO
Выделяющаяся окись азота проходит через раствор едкой
щелочи в промывной склянке и освобождается от возможной при-
меси NO2.
После вытеснения воздуха из прибора (испытание собранного
в пробирку над водой газа) газоотводную трубку подводят под
цилиндр и собирают в него выделяющийся газ.
217.	Свойства окиси азота
А.	3 атухание горящей лучины, свечи
и серы в окиси азота
Оборудование и материалы. 1) Три цилиндра, наполненных окисью
азота.—2) Железная ложечка. — 3) Горелка. — 4) Лучина. — 5) Свеча.—
6) Сера.
Открыв цилиндр с окисью азота, тотчас вносят в него горя-
щую лучину, — газ не загорается, а лучина немедленно гаснет.
Горящая свеча, погруженная в цилиндр с NO, также тотчас
гаснет. Кусочек серы, нагретый в железной ложечке до воспла-
менения, после внесения в цилиндр с окисью азота гаснет.
Б. Горение угля в окиси азота
Оборудование и материалы. \) Цилиндр с окисью азота. — 2) Желез-
ная ложечка. — 3) Горелка. — 4) Уголь.
Кусочек угля, положенный в железную ложечку и нагретый
в пламени горелки до яркого каления, раздувают и быстро погру-
жают в цилиндр с окисью азота, уголь продолжает гореть еще
энергичнее.
С 4- 2NO = СО2 + N2
В.	Горение фосфора в окиси азота
Оборудование и материалы.}) Цилиндр с окисью азога. —2)Желез-
ная ложечка. — 3) Фосфор белый или красный. — 4) Фильтровальная бумага.
Кусочек белого фосфора, тщательно обсушенный между
листами фильтровальной бумаги, помещают в железную ложечку,
220
XIV. АЗОТ
поджигают нагретой стеклянной палочкой и тотчас погружают
в цилиндр с окисью азота, — фосфор продолжает гореть ослепи-
тельно ярким пламенем.
4Р.+ 10NO = 2Р2О5 + 5N2
При отсутствии белого фосфора может быть применен и крас-
ный фосфор. Ложечку с красным фосфором осторожно нагревают
в пламени горелки до воспламенения, после чего немедленно
опускают в цилиндр с газом.
218.	Горение смеси окиси азота с парами сероуглерода
При работе с сероуглеродом необходимо помнить о его чрез-
вычайной огнеопасности, сильной ядовитости, соблюдать боль-
шую осторожность и производить опыты с сероуглеродом только
под тягой.
Оборудование и материалы. 1) Газометр с окисью азота.—2) Ци-
линдр со стеклянной покровной пластинкой. — 3) Колба емк. 250 мл с корко-
вой пробкой. — 4) Стеклянная трубка диам. 5 мм. — 5) Стеклянный кран. —
6) Штатив с лапкой.—-7) Сероуглерод CS2.
А. Опыт в цилиндре
Большой стеклянный цилиндр наполняют окисью азота, пол-
ностью вытесняя из него воду.
Помещая в стакан с горячей водой пробирку с сероуглеродом,
нагревают последний до кипения. Ни в коем случае нельзя нагре-
вать сероуглерод на голом пламени и держать поблизости к нему
горящую горелку.
Чуть приподняв стеклянную пластинку, закрывающую
цилиндр с окисью азота, вливают в него 2—3 мл нагретого серо-
углерода и тотчас снова закрывают его.
Придерживая пластинку, перевертывают цилиндр несколько
раз, сильно его встряхивают для лучшего перемешивания газов
и ставят на стол.
Сняв пластинку с цилиндра, подносят к открытому цилиндру
зажженную лучину или бросают в него горящую спичку. Смесь
спокойно сгорает ослепительно ярким синевато-белым пламенем,
богатым фиолетовыми и ультрафиолетовыми лучами.
Б. Опыт в приборе
В колбу на ’А наливают сероуглерод, закрывают корковой
пробкой, через которую проходит подводящая газ стеклянная
трубка, доходящая почти до дна колбы и соединенная с газо-
метром, содержащим окись азота (рис. 124). В другое отверстие
ОПЫТЫ 218—220
221
пробки вставляют отводящую газ дважды согнутую стеклянную
трубку с краном. Последний необходим для предотвращения воз-
можного при проведе-
нии опыта взрыва в ре-
зультате засасывания	: Е
пламени в трубку.	" г
Ток окиси азота из
газометра направляют
в колбу. Здесь газ, про-
ходя через слой серо-
углерода, увлекает па-
ры последнего и в сме-
си с ними выходит из
колбы по трубке с кра-
ном.
Подожженная у кон-
ца трубки смесь окиси
азота и сероуглерода
горит ослепительным
светлофиолетовым пла-
менем. При проскаки-
вании пламени в труб-
ку, что возможно при
недостаточно внима-
тельном выполнении опыта, следует кран в нижней части трубки
немедленно закрыть и тем преградить доступ проскочившему пла-
мени в колбу.
219.	Вспышка смеси окиси азота с водородом
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный цилиндр, на половину его
объема наполненный окисью азота. — 2) Покровное стекло к цилиндру.—
3) Аппарат Киппа с цинком и серной кислотой. — 4) Кристаллизатор. —
5) Горелка. — 6) Штатив с лапкой. — 7) Лучина.
В цилиндр, на половину его объема наполненный окисью
азота, над водой добавляют водород. Закрыв отверстие цилиндра
стеклянной пластинкой, вынимают его из воды и для более
равномерного перемешивания газов перевертывают несколько
раз. Затем открывают его, держа отверстием вниз, и подносят
к нему горящую лучину, — происходит безопасная вспышка и
затем спокойное горение газа.
2NO + 2Н2 = 2Н2О + N2
220.	Взаимодействие окиси азота с кислородом воздуха
Оборудование и материалы. 1) Стеклянный цилиндр с окисью азота.—
2) Стеклянный цилиндр с воздухом. (Цилиндры должны быть одинакового
диаметра.)
222	xiv. азот
На пластинку, закрывающую цилиндр с окисью азота, ставят
перевернутый отверстием вниз цилиндр с воздухом, вынимают
разделяющую их пластинку и, не разнимая цилиндры, перевер-
тывают их несколько раз для лучшего перемешивания газов.
В цилиндрах при этом образуется красно-бурый газ
2NO + О2 = 2NO2
221.	Взаимодействие окиси азота с кислородом
в присутствии воды
Оборудование и материалы. 1) Газометр с кислородом.—2) Прибор
для получения окиси азота (см. опыт 216). —3) Промывная склянка Тищеико
с водой. — 4) Шарообразная колба с двумя тубусами емк. 2 л. — 5) Большой
стакан илн кристаллизатор. — 6) Длнииая стеклянная трубка. — 7) Стеклян-
ный кран. — 8) Раствор лакмуса. — 9) Штатив с лапкой и кольцом.
Подготовка. Шарообразную колбу, в один из тубусов которой
на пробке вставлена длинная стеклянная трубка, слегка оттяну-
тая на верхнем конце, а другой тубус — согнутая под прямым
Рис. 125.
углом стеклянная трубка с краном, наполняют водой и укрепляют
на кольце штатива.
Нижний конец первой трубки опускают в стакан, заполнен-
ный водой, подкрашенной лакмусом в синий цвет (рис. 125).
Через трубку с краном колбу наполняют окисью азота. Вода,
вытесняемая из колбы по другой трубке, переходит в стакан.
Небольшая часть воды должна быть оставлена в колбе для рас-
творения первых порций двуокиси азота.
ОПЫТЫ 221-222
223
Наполнив колбу окисью азота, трубку, опушенную в стакан,
поднимают так, чтобы оттянутый конец ее достигал примерло
середины колбы. После этого трубку с краном соединяют через
промывную склянку с газометром, наполненным кислородом.
Выполнение. Из газометра через трубку со стеклянным кра-
ном вводят в колбу небольшую порцию кислорода. Тотчас
в колбе образуется бурый газ, который постепенно исчезает, по-
глощаясь водой, оставленной на дне колбы. В результате этого
в колбе создается разрежение и вода из стакана по трубке по-
ступает в колбу.	'
Спустя некоторое время в колбу вводят вторую порцию кисло-
рода, — опять появляется бурый газ и вода снова фонтаном посту-
пает в колбу. Как только струя воды начинает ослабевать,
в колбу вводят следующую порцию кислорода, и фонтан начинает
бить с новой силой.
Повторяя эту операцию несколько раз, можно достигнуть того,
что вся колба заполнится водой (окраска лакмуса при этом из
синей переходит в красную).
222.	Получение азотистого ангидрида
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 250—300 мл —
2) Капельная воронка. — 3) Воронка. — 4) Колонка для сушки газов.—б) Кон-
денсационный приемник «уточка» (рис. 126). — 6) Двугорлая склянка емк.
250 мл. — 7) Штатив с лапкой и кольцам. — 8)
9) Горелка.—-10) Азотная кислота HNO3 уд. в.
ангидрид As2O3. — 12) Хлорид кальция СаС12 без-
водный.—13) Раствор едкой щелочи (1:5).—
14) Поваренная соль NaCl. —15) Стеклянная
вата. —• 16) Снег или лед.
Подготовка. Колбу с помещенными
в нее кусочками мышьяковистого ангид-
рида * величиной с лесной орех (всего
около 50 г) закрывают пробкой, через
которую проходит капельная воронка,
и укрепляют в лапке штатива. В капель-
ную воронку наливают смесь 75 мл азот-
ной кислоты уд. в. 1,4 с 25 мл воды.
Боковую трубку колбы соединяют
для сушки газов, напол-
стеклянной ватой и хлоридом
присоединяют сухой конденсационный
с колонкой
ненной
Асбестированная сетка. —.
1,4.— 11) Мышьяковистый
кальция,
приемник
К колонке
для сжи-
жения газа, помещенный в кристаллизатор с охладительной
смесью из снега и поваренной соли (3: 1). В конце установки
* Мышьяковистый ангидрид сильно ядовит, обращаться с ним надо
с большой осторожностью и после работы тщательно мыть руки.
224
XIV. АЗОТ
включают двугорлую склянку, на половину ее объема наполнен-
ную раствором едкой щелочи (1:5) и соединенную с конденса-
ционным приемником (рис. 127).
Выполнение. В колбу из капельной воронки приливают
столько азотной кислоты, чтобы последняя покрыла находя-
щийся на дне колбы мышьяковистый ангидрид. Осторожно на-
Рис. 127.
гревают колбу; начинается реакция, сопровождающаяся выделе-
нием темнобурых газов, которые, поступая в приемник, соби-
раются на дне его в виде темной сине-зеленой жидкости *.
As2O3 + 2HNO3 -J- 2Н2О = 2H3AsO4 + N2O3
Когда в приемнике наберется требуемое количество азоти-
стого ангидрида, нагревание прекращают, а в колбу приливают
холодной воды.
За неимением мышьяковистого ангидрида, для получения
N2O3 может быть применен крахмал, при взаимодействии кото-
рого с азотной кислотой также выделяется азотистый ангидрид.
При этом на 10 г крахмала берут 80 г азотной кислоты уд. в. 1,35.
* Если сжижение происходит слишком медленно, то для ускорения
колонку для сушки газов отключают и колбу присоединяют непосредственно
к конденсационному приемнику. Полученный таким способом жидкий азоти-
стый ангидрид может оказаться недостаточно чистым, но вполне пригодным
для демонстрации опытов, иллюстрирующих его свойства.
ОПЫТЫ 223—224
225
223.	Свойства азотистого ангидрида
Оборудование и материалы. 1) Два демонстрационных бокала или
стакана. — 2) Конденсационный приемник с азотистым ангидридом (см. опыт
222). — 3) Едкая щелочь, 2 н. раствор. — 4) Серная кислота H2SO4, 2 н. рас-
твор.—5) Перманганат калия КМпО4, сильно разбавленный раствор. — 6) Газо-
метр с кислородом. — 7) Склянка Тищенко с концентрированной серной кис-
лотой.—8) Лед.
а)	В бокал с ледяной водой приливают из конденсационного
приемника азотистый ангидрид. Вначале образуется голубой
раствор, окраска которого мгновенно исчезает, при этом выде-
ляется бурый газ.
N2O3 + H2O = 2HNO2
3N2Os4-H2O == 2HNOS4-4NO
NO^O2 = NO2
Раствор перманганата калия, прилитый к образовавшемуся
раствору, обесцвечивается.
б)	В бокал с разбавленным раствором едкой щелочи прили-
вают азотистый ангидрид; образуется бесцветный раствор. При-
бавленный к нему подкисленный разбавленный раствор КМпО4
тотчас обесцвечивается.
в)	Через азотистый ангидрид, находящийся в конденсацион-
ном приемнике, пропускают из газометра медленный ток сухого
кислорода. Сине-зеленая окраска переходит в желто-коричневую-
2N2O3 + O2 = 2N2O4 7=± 4NO2
224.	Получение двуокиси азота
Оборудование и материалы. 1) Реторта емк. 250—300 мл. — 2) Ко-
лонка для сушки газов. — 3) Конденсационный приемник «уточка» (см.
рис. 126). — 4) Два кристаллизатора (один высокий). — 5) Хлоркальциевая
трубка. — 6) Цилиндр для собирания газов. — 7) Три штатива с лапками и
кольцом. — 8) Асбестированная сетка. — 9) Горелка.— 10) Хлорид кальция
безводный СаСк-— И) Нитрат свинца РЬ(Х'Оз)2. —12) Чистый кварцевый
песок, прокаленный.— 13) Поваренная соль. — 14) Снег или лед.— 15) Лучина.
Подготовка. Приготовляют смесь из приблизительно- равных
количеств нитрата свинца * и кварцевого песка.
Реторту со смесью укрепляют в лапке штатива (рис. 128).
Горло реторты соединяют встык со стеклянной трубкой колонки
для сушки газов, наполненной безводным хлоридом кальция.
* 50 г нитрата свинца растирают в фарфоровой ступке в возможно более
тонкий порошок. Поместив его в фарфоровую чашку под тягой, прокали-
вают, перемешивая стеклянной палочкой до того момента, когда прекратится
потрескивание и начнется выделение бурого газа, после чего ставят для
охлаждения в эксикатор.
15 Зак. 1015. В. А. Полосин.
226
XIV, АЗОТ
К газоотводной трубке колонки присоединяют встык сухой кон-
денсационный приемник, нижняя часть которого погружена в кри-
сталлизатор с охладительной смесью из снега (или льда) с пова-
ренной солью (3 : 1).
К приемнику присоединяют хлоркальциевую трубку, запол-
ненную безводным хлоридом кальция. Газоотводную трубку
опускают в кристаллизатор с водой, в которую погружен укре-
пленный в лапке штатива цилиндр.
Выполнение. Осторожно и медленно нагревают реторту.
В результате разложения нитрата выделяется красно-бурая дву-
Рис. 128.
окись азота, которая при прохождении через колонку осушается
и, поступив в конденсационный приемник, превращается
в жидкость.
2Pb(NO3)2 = 2PbO4-4NO2 + O2
При сильном охлаждении двуокись азота превращается в че-
тырехокись:
2NO2 N2O4
Вначале, вследствие незначительной примеси влаги, в приемнике
образуется и некоторое количество N2O3, поэтому сконденсиро-
вавшаяся жидкость имеет слабую зеленоватую окраску, кото-
рая сменяется на желто-бурую, затем желтую, а при длительном
охлаждении становится почти бесцветной.
Кислород, образующийся одновременно с NO2, собирают
в цилиндр, а затем испытывают тлеющей лучиной.
Перед прекращением нагревания газоотводную трубку разъ-
единяют с хлоркальциевой трубкой.
ОПЫТЫ 225—226
227
225.	Свойства четырехокиси азота
Оборудование и материалы.1) Шесть демонстрационных бокалов (или
стаканов). — 2) Конденсационный приемник с четырехокисыо азота (см. опыт
224). — 3) Прибор для наблюдения электропроводности (см. стр. 63). —
4) Фильтровальная бумага. — 5) Синяя лакмусовая бумажка. — 6) Иодкрах-
мальный раствор. — 7) Цинковая пыль. — 8) Свинец (порошок). — 9) Ртуть.—
10) .Лед.
а)	Полоску фильтровальной бумаги, смоченную иодкрахмаль-
ным раствором, держат над жидкой N2O4, — бумага окраши-
вается в синий цвет.
2NO2 + 2KJ = 2KNO24-J2
б)	Трубку с электродами для испытания электропроводности
на мгновение вносят в жидкую N2O4, — лампочка не загорается:
жидкость тока не проводит.
в)	Добавив к жидкой N2O4 немного воды, опускают в нее
электроды прибора, — лампочка загорается; синяя лакмусовая
бумажка, опущенная в раствор, краснеет.
2N2O, + H2O = 2HNO34N2O3
N2O3 + H2O = 2HNO2
г)	В жидкую N2O4 бросают небольшой кусочек льда, — цвет
жидкости становится сначала сине-зеленым, затем зеленым и,
наконец, желтым. Одновременно с этим выделяется бесцветная
окись азота, которая тотчас превращается на воздухе в красно-
бурую двуокись.
3HNO2 = HNO34-HaO4-2NO
2NO4-O2 = 2NO2
д)	В жидкую N2O4 в отдельных пробирках вносят небольшие
количества цинковой пыли, порошка свинца, несколько капель
ртути, — образуется белый осадок и выделяется красно-бурый
газ.
2N2O4-f-Zn = Zn(NO3)24-2NO
2NO + О2 = 2NO2
226.	Термическая диссоциация четырехокиси азота
Оборудование и материалы. 1) Прибор из двух сообщающихся сосу-
дов с двуокисью азота (рис. 129). — 2) Два стеклянных стакана емк. 0,7—
1 л. — 3) Два треножника. — 4) Две асбестированные сетки.—-5) Штатив
с лапкой. — 6) Горелка. — 7) Снег или лед.
Подготовка. Сообщающиеся сосуды наполняют двуокисью
азота (см. опыт 224) и запаивают; в обоих сосудах газ имеет
светлобурую окраску. Запаянные сосуды помещают в стаканы
с водой.
15*
228
XIV. АЗОТ
Выполнение. Воду в одном стакане охлаждают, помещая
в нее снег (или лед), другой стакан нагревают (рис. 129).
Газ в сосуде, находящемся
Рис. 129.
в горячей воде, по мере нагре-
вания приобретает все более
темную окраску (термическая
диссоциация N2O4).
N2O4 —> 2NOa
Окраска газа, находящего-
ся в охлаждаемом сосуде, по-
степенно бледнеет (полимери-
зация NO2).
2NO2 —» N2O4
Если сосуды вынуть из ста-
канов с водой, то постепенно
окраска в обоих сосудах ста-
новится одинаковой — светло-
бурой.
N2O4
2NO2
227.	Получение азотной кислоты из селитры
Оборудование и материалы. 1) Реторта с тубусом и притертой пробкой
емк. 500 мл.—2) Колба емк. 2—3 л. — 3) Большая стеклянная воронка.—
4)	Стеклянная трубка. — 5) Резино-
вая трубка. — 6) Два штатива с лап-
ками и кольцами. — 7) Асбестирован-
ная сетка. — 8) Горелка. — 9) Нитрат
калия KNO3 (или натрия NaNO3).—
10) Серная кислота H2SO.1 уд. в. 1,84.
Подготовка. Реторту с из-
мельченным и предварительно
высушенным в сушильном
шкафу нитратом калия (40—
50 г) укрепляют наклонно в
лапке штатива, подложив под
нее асбестированную сетку
(рис. 130).
Горло реторты глубоко вста-
вляют в колбу, служащую при-
емником и помещенную в во-
ронку, на конец которой наде-
вают резиновую трубку, опу-
щенную в водопроводную рако-
вину. Над колбой укрепляют
Рис. 130.
ОПЫТЫ 227—228
229
в лапке штатива стеклянную трубку, соединенную с водопровод-
ным краном.
Через воронку, вставленную в тубус, в реторту приливают
столько концентрированной серной кислоты, чтобы она покрыла
всю селитру и чтобы после осторожного перемешивания стеклян-
ной палочкой получилась кашицеобразная масса.
Выполнение. Пустив ток воды из крана на колбу, начинают
нагревание реторты осторожно, небольшим пламенем, посте-
пенно усиливая его. Образующаяся азотная кислота перегоняется
и собирается в колбе в виде желтоватой жидкости. Перегонку
прекращают при появлении в колбе красно-бурых паров.
Полученную азотную кислоту осторожно переливают в отдель-
ную склянку с притертой пробкой и используют в последующих
опытах. Содержимое реторты после остывания осторожно зали-
вают водой; после растворения реторту моют.
228.	Получение азотной кислоты окислением аммиака
в присутствии платины
Оборудование и материалы. 1) Колба емк. 2—3 л. — 2) Колонка для
сушки газов.—3) Склянка Дрекселя. — 4) Трехгорлая склянка. — 5) Стеклян-
ная трубка (желательно тугоплавкая) диам. около 2 см, длиной 30—35 см. —
6) Две склянки Тищенко. — 7) Бутыль с нижним тубусом емк. 5—8 л. — 8) Во-
доструйный насос. — 9) Стеклянный змеевик. — 10) Платиновая сетка. —
11) Стеклянная вата.— 12) Горелка.— 13) Семь стеклянных трубок, согнутых
под прямым углом.— 14) Аммиак, 25%-ный раствор. — 15) Негашеная известь
СаО. — 16) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84. — 17) Иодкрахмальный раствор. —
18) Раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте. — 19) Пер-
манганат калия КМпО4, разбавленный раствор. — 20) Три демонстрационных
бокала.
Подготовка. В колбу наливают на половину ее объема кон-
центрированный раствор аммиака, свеженасыщенный газообраз-
ным аммиаком, и закрывают пробкой, через которую проходят
две согнутые под прямым углом стеклянные трубки. Одна из них
должна быть нижним концом погружена в раствор и доходить
почти до дна колбы; на внешний конец ее надевают небольшой
отрезок резиновой трубки с винтовым зажимом I. Другая
трубка — короткая; верхний конец ее соединяют с сушильной
колонкой, наполненной негашеной (или натронной) известью
(рис. 131).
Газоотводную трубку колонки соединяют с согнутой под пря-
мым углом стеклянной трубкой, проходящей через пробку, закры-
вающую один из тубусов трехгорлой склянки, рыхло наполнен-
ной стеклянной ватой (трубка доходит почти до дна склянки).
Во второй тубус склянки на пробке вставляют вторую, доходящую
почти до дна склянки, согнутую под прямым углом стеклянную
трубку, к внешнему концу которой присоединяют склянку Дрек-
селя, содержащую концентрированную серную кислоту. На сво-
230
XIV. АЗОТ
бодную трубку склянки надевают небольшой отрезок резиновой
трубки с винтовым зажимом II.
К стеклянной трубке, проходящей через пробку, закрываю-
щую средний тубус трехгорлой склянки, присоединяют длинную
стеклянную трубку, горизонтально укрепленную на штативе.
В середине трубки вставляют «колбаску» из платиновой
сетки *, предварительно прокипяченную в концентрированной
азотной кислоте. К трубке присоединяют змеевик, который ниж-
ним своим концом входит в пробку, закрывающую большую бу-
тыль, положенную горизонтально. Через второе отверстие пробки
Рис. 131.
в бутыль входит трубка, соединенная с промывной склянкой
Тищенко, содержащей воду. К стеклянной трубке, выходящей из
тубуса,' расположенного у дна бутыли, присоединяют промывную
склянку Тищенко с раствором едкой щелочи (1 : 5), а последнюю
соединяют с водоструйным насосом (см. рис. 131).
Выполнение. Осторожно прогрев сначала всю трубку с катали-
затором, сосредоточивают нагревание в том месте, где находится
платиновая сетка. После этого, закрыв зажим II и оставив откры-
тым зажим I, приводят в действие водоструйный насос так, чтобы
через собранный прибор просасывался слабый ток воздуха, кото-
рый, проходя через раствор в колбе, увлекал бы газообразный
аммиак. Смесь воздуха и аммиака, освободившись от влаги
в сушильной колонке, поступает в трубку с катализатором, где
* В качестве катализатора может быть применен платинированный асбест
(см. стр. 159).
ОПЫТ 229
231
на поверхности раскаленной платиновой сетки происходит окисле-
ние аммиака:
4NH3 + 5О2 = 4NO + 6Н2О
4NH34-7O2 = 4NO24-6H2O
Реакция протекает с выделением тепла, поэтому платиновая
сетка остается в накаленном состоянии до тех пор, пока продол-
жается реакция.
Бутыль наполняется густым белым дымом, образованным
нитритом и нитратом аммония. После этого, открыв зажим II и
закрыв зажим I (прекратив ток аммиака), просасывают через
прибор воздух до исчезновения белого дыма. Снова открывают
зажим I и регулируют ток газов с таким расчетом, чтобы количе-
ство воздуха было в 2!/г—3 раза больше количества аммиака
(следить по числу пузырьков газа).
В трехгорлой склянке происходит перемешивание газов. Че-
рез промывную склянку в бутыль входит дополнительно воздух,
необходимый для превращения окиси азота, образовавшейся при
окислении аммиака в двуокись азота. Вскоре бутыль наполняется
бурым газом, который в соединении с образовавшимися в реакции
парами воды образует азотную и азотистую кислоты.
Прекратив действие водоструйного насоса и отъединив от при-
бора бутыль, ополаскивают ее небольшим количеством воды, ко-
торую разливают в демонстрационные бокалы. Добавляют в бо-
калы иодкрахмального раствора (посинение), дифениламина (по-
синение) и сильно разбавленного, подкисленного серной кислотой
раствора перманганата калия (обесцвечивание).
229.	Получение азотной кислоты окислением аммиака
в присутствии меди
Каталитическое окисление аммиака может быть произведено
и с помощью меди. В этом случае следует пользоваться не возду-
хом, а чистым кислородом.
Оборудование и материалы. 1) Газометр с кислородом. — 2) Пере-
гонная колба емк. 250 мл. — 3) Капельная воронка. — 4) Воронка. — 5) Колонка
для сушки газов.— 6) Трехгорлая склянка емк. 250—300 мл. — 7) Колба для
отсасывания емк. 500 лгл. — 8) Склянка Тищенко. — 9) Стеклянная трубка (жела-
тельно тугоплавкая) диам. 1'А>—2 см, длиной около 30 см.— 10) Аллонж.—
11) Медная сетка в виде колбасок: одна около 5 см, другая около 10 см. —
12) Два штатива с лапками. — 13) Горелка с плоской насадкой.— 14) Концен-
трированный раствор аммиака. —15) Едкая щелочь (NaOH или КОН). —
16) Натронная известь. — 17) Стеклянная вата.
Подготовка. Колбу с кусками едкой щелочи укрепляют
в лапке штатива. Горло колбы закрывают пробкой, в которую
вставлена капельная воронка с концентрированным раствором
аммиака.
232
XIV. АЗОТ
К боковой трубке колбы присоединяют колонку для сушки
газов, наполненную негашеной (или натронной) известью.
Газоотводную трубку последней соединяют со стеклянной
трубкой, проходящей через пробку, закрывающую один из боко-
вых тубусов трехгорлой склянки, рыхло наполненной стеклянной
ватой и служащей для смешения аммиака с кислородом.
К стеклянной трубке на пробке, вставленной во второй боко-
вой тубус склянки, присоединяют через промывную склянку Ти-
щенко с концентрированной серной кислотой газометр, напол-
ненный кислородом.
Трубку, проходящую через пробку, закрывающую средний ту-
бус трехгорлой склянки, соединяют с большой, горизонтально
Рис. 132.
укрепленной на штативе, стеклянной трубкой, в которую вложены
две колбаски из медной сетки: меньшая — в начале трубки, сразу
же после пробки, бблыпая — по середине трубки; первая неболь-
шая колбаска играет роль предохранителя от возможных взры-
вов газовой смеси в трубке. С помощью аллонжа трубку соеди-
няют с колбой для отсасывания, в которую на 71 налита вода
(рис. 132).
Выполнение. Прогрев сначала всю трубку, подвергают силь-
ному нагреванию ее середину, где расположена большая кол-
баска из медной сетки. После этого одновременно пускают ток
аммиака из колбы и кислорода из газометра. Тотчас начинается
реакция окисления аммиака. Медная сетка остается накаленной
и после того, как нагревание прекращено, колба для отсасывания
наполняется густым белым дымом нитрита и нитрата аммония.
Затем регулируя поступление аммиака и кислорода, дости-
гают того, что часть трубки после катализатора и колба для
ОПЫТЫ 230—232
233
отсасывания наполняются бурой двуокисью азота, которая, рас-
творяясь в воде, образует азотистую и азотную кислоты *.
230.	Обесцвечивание индиго и лакмуса азотной кислотой
Оборудование и материалы.!) Два демонстрационных бокала или ста-
кана.— 2) Две стеклянные палочки. — 3) Растворы индигокармина и лак-
муса.— 4) Азотная кислота HNOj уд. в. 1,4—1,5.
Небольшие количества растворов индигокармина и лакмуса
разбавляют (до половины объема бокала) водой и добавляют
к ним концентрированной азотной кислоты. Тотчас интенсивная
окраска растворов исчезает.
231.	Взаимодействие азотной кислоты с углем
Оборудование и материалы.!) Пробирка. — 2) Держалка для проби-
рок.— 3) Фарфоровая чашка. — 4) Металлические щипцы. — 5) Горелка.—
6) Азотная кислота HNO3, дымящая, красная. — 7) Древесный уголь. —
8) Кварцевый песок.
В пробирку наливают 5—10 мл дымящей азотной кислоты и
нагревают ее. Взяв металлическими щипцами кусочек древесного
угля, накаливают его в пламени
горелки, затем сильно раздувают
и тотчас бросают в пробирку с
кислотой.
Тлеющий уголь, попав на азот-
ную кислоту, энергично сгорает с
выделением бурых окислов азота.
Пробирку держат на вытяну-
той руке над фарфоровой чашкой
с кварцевым песком для того, что-
бы предупредить разбрызгивание
кислоты, если пробирка лопнет.
232.	Взаимодействие азотной
кислоты со скипидаром и спиртом
Оборудование и материалы.
1) Большой толстостенный стакан. —
2) Пипетка. — 3) Фарфоровая чашка.—
4) Азотная кислота уд. в. 1,48—1,32.—
5) Серная кислота уд. в. 1,84. — 6) Ски-
пидар свежий. — 7) Этиловый спирт
безводный. — 8) Кварцевый песок. —
9) Кусок асбестового картона.
Рис. 133.
На дно стакана насыпают слой в 2—3 см кварцевого
песка, на который устанавливают фарфоровую чашку со
* Присутствие последних обнаруживают с помощью характерных реакций
с иодкрахмальный раствором, дифениламином или разбавленным раствором
перманганата калия, подкисленным серной кислотой.
234
XIV. АЗОТ
смесью равных объемов концентрированных азотной и серной
кислот.
Набрав в пипетку скипидара из склянки, осторожно, по
каплям добавляют его к смеси кислот. Реакция протекает бурно,
со взрывом и образованием пламени, и сопровождается выделе-
нием большого количества сажи (рис. 133).
Аналогично проводят опыт, применяя этиловый спирт, который
в этом случае должен быть безводным.
233.	Разложение азотной кислоты при нагревании
Оборудование и материалы. 1) Реторта емк. 200 мл с длинным
горлом. — 2) Трубка тугоплавкого стекла диам. около 1 см, длиной 35 см. —
3) Промывная склянка. — 4) Стеклянная трубка. — 5) Цилиндр для собирания
газов. — 6) Кристаллизатор. — 7) Два штатива с лапками. — 8) Две горелки,
одна с плоской насадкой. — 9) Азотная кислота уд. в. 1,4—1,5.— 10) Пемза или
глиняные черепки. — 11) Песочная баня.
Подготовка. В реторту наливают на '/4 концентрированную
азотную кислоту, для равномерного кипения помещают кусочки
пемзы и укрепляют в лапке штатива.
Горло реторты через пробку глубоко вводят в тугоплавкую
стеклянную трубку, укрепленную в лапке штатива; в среднюю
часть трубки помещают кусочки пемзы (или глиняные черепки).
С другой стороны к трубке присоединяют пустую промывную
склянку, а к последней — газоотводную трубку, опущенную
в кристаллизатор с водой, в который погружен цилиндр, укре-
пленный в лапке штатива. Все соединения отдельных частей
прибора должны быть произведены встык. Резиновые пробки,
обращенные внутрь трубки, защищают плотно вставленными
кружочками асбестового картона с отверстием в центре, про-
сверленным сверлами для пробок в соответствии с размером тру-
бок, проходящих через них.
Под реторту ставят фарфоровую чашку с сухим песком
(рис. 134).
Выполнение. Прогрев трубку возможно сильнее, пропускают
через нее медленный ток паров азотной кислоты, осторожно на-
гревая кислоту в реторте до кипения. Промывная склянка напол-
няется бурым газом. ,
4HNO3 = 4NO2 + 2H2O4-O2
Спустя некоторое время, достаточное для того, чтобы весь воздух
из прибора был вытеснен, выделяющиеся газы собирают в ци-
линдр. Двуокись азота, попадающая в цилиндр вместе с кисло-
родом, постепенно растворяется в воде. Не следует из цилиндра
вытеснять всю воду. Вынув закрытый под водой цилиндр из кри-
ОПЫТЫ 233—234
235
сталлизатора, несколько раз его перевертывают; при этом
оставшаяся двуокись азота, а также туман, образующийся при
конденсации попадающих в цилиндр паров, нацело поглощаются
водой и собранный кислород становится прозрачным и чистым.
Его испытывают тлеющей лучиной.
Рис. 134.
При окончании опыта, во избежание засасывания воды из кри-
сталлизатора в прибор, сначала вынимают из воды газоотводную
трубку и только после этого прекращают нагревание реторты.
234.	Горение угля и серы в расплавленной селитре
Оборудование а материалы.Пробирка. — 2) Держалка для про-
бирок.— 3) Плоскодонная фарфоровая чашка. — 4) Горелка.—-5) Металличе-
ские щипцы. — 6) Песок. — 7) Нитрат калия KNOs (или натрия NaNO3)1;.—
8) Уголь. — 9) Сера. — 10) Лучина.
В пробирку на ]/4 помещают нитрат калия и, зажав ее в дер-
жалке, нагревают в пламени горелки, по временам встряхивая и
вращая для более равномерного нагревания. При 336° селитра
плавится, превращаясь в бесцветную жидкость. В расплавленную
селитру опускают тлеющую лучинку, — она загорается, начинает
подпрыгивать; иногда ее выбрасывает из пробирки.
* Предпочтительнее брать менее гигроскопичный нитрат калия.
236
XIV. АЗОТ
В селитру бросают тлеющий уголек, он также энергично сго-
рает, подпрыгивая, при этом слышится потрескивание (рис. 135).
Когда сгорание угля
подходит к концу, бро-
сают в пробирку не-
большой кусочек серы,
которая тотчас заго-
рается и энергично сго-
рает светлофиолетовым
пламенем. От тепла,
выделяющегося при
этом, пробирка иногда
плавится. В связи с
этим пробирку с горя-
щим углем и в особен-
ности с серой следует
Рис. 135.
держать над фарфоро-
вой чашкой с песком.
235.	Вспышка черного пороха
Оборудование и материалы.!) Кусок асбестового картона. — 2) Аппа-
рат Киппа с мрамором и соляной кислотой. — 3) Большой толстостенный ста-
кан.— 4) Длинная стеклянная палочка.—5) Горелка.—6) Длинная лучина.—
7) Фарфоровая ступка. — 8) Нитрат калия KNO3. — 9) Сера. — 10) Уголь.
Подготовка. Черный порох может быть приготовлен путем
тщательного перемешивания сухих тонко измельченных порошков
селитры (калийной), угля и серы.
Селитру, серу и уголь, предварительно высушенные, тща-
тельно растирают, каждое вещество в отдельности, в фарфоровых
ступках (если пользуются одной ступкой, то после каждого ве-
щества ступку моют и насухо вытирают).
16	г селитры, 2 г серы и 2 г угля ссыпают вместе на лист
бумаги, тщательно перемешивают и делят смесь на две прибли-
зительно равные части.
Выполнение, а) Половину приготовленной смеси насыпают
на кусок асбестового картона или кирпич и поджигают длинной
горящей лучиной, держа ее в вытянутой руке, — смесь вспыхи-
вает и быстро сгорает с выделением густого белого дыма.
2KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S
б)	Для доказательства того, что вспышка пороха происходит
за счет кислорода селитры без участия кислорода воздуха, опыт
несколько видоизменяют.
На дно стеклянного стакана, на куске асбестового картона,
помещают другую половину приготовленного пороха. Наполнив
ОПЫТЫ 235—236
237
стакан углекислым газом из аппарата Киппа (проба горящей
лучиной), накаливают конец стеклянной палочки в пламени го-
релки и касаются им пороха, находящегося на дне стакана,—
происходит вспышка: порох сгорает так же, как и на воздухе.
236.	Действие расплавленного нитрата серебра
на фильтровальную бумагу
Оборудование и материалы. 1) Пробирка. — 2) Держалка для проби-
рок.— 3) Фарфоровая чашка. — 4) Фильтровальная бумага. — 5) Горелка.—
6) Нитрат серебра AgNOs.
Фарфоровую чашку накрывают куском фильтровальной бу-
маги. В пробирку помещают 1—2 г нитрата серебра и нагревают.
При 218° соль плавится, превращаясь в слегка зеленоватую
Рис. 136.
жидкость. Если расплавленный нитрат серебра вылить на
фильтровальную бумагу, последняя мгновенно вспыхивает
(рис. 136). Расплавленная соль, попав на дно чашки, застывает
в виде серой от восстановившегося серебра массы.
2AgNOs = 2Ag + 2NO2 + O2
XV. ФОСФОР
Белый фосфор. Огнеопасность и ядовитость белого фосфора
обязывают работающих с ним проявлять большое внимание и
осторожность и строго соблюдать правила обращения с ним.
Храниться белый фосфор должен под водой в толстостенной
банке коричневого стекла с притертой пробкой или с пробкой,
залитой парафином. Брать фосфор можно только щипцами или
пинцетом.
Резать фосфор следует только в толстостенном сосуде (в фар-
форовой ступке, толстостенном кристаллизаторе, плоскодонной
фарфоровой чашке) и под водой, лучше нагретой до 25—30°, но
не выше, так как при 44° фосфор уже плавится. В холодной воде
фосфор хрупок и при резании крошится.
Если при резании пользовались теплой водой, то прежде, чем
сушить кусочки фосфора, следует перенести их в холодную воду;
в противном случае фосфор при высушивании может загореться.
Отрезанные и вынутые из воды кусочки белого фосфора перед
употреблением следует высушивать, быстро и слегка отжимая
кусочек фосфора между листами фильтровальной бумаги, сло-
женной в несколько слоев. При этом не следует сильно нажимать
на кусочек фосфора, тереть его бумагой или катать по бумаге,
так как фосфор от этого может воспламениться.
Загоревшийся фосфор необходимо тотчас залить водой или
засыпать песком. Для этой цели при работе с фосфором следует
иметь поблизости наполненную водой большую фарфоровую
чашку или стеклянный кристаллизатор, а также банку с песком.
Ожоги, причиненные горящим фосфором, чрезвычайно болез-
ненны и очень медленно заживают. Обожженное место необхо-
димо немедленно и тщательно промыть водой, а затем смочить
раствором нитрата серебра (1 : 10) или перманганата калия
(1 : 10) или же слабым раствором белильной извести (для окисле-
ния остатков фосфора). После этого вторично промыть водой и
перевязать. Не ограничиваясь принятыми мерами первой помощи,
необходимо, не откладывая, обратиться к врачу.
Красный фосфор. Чистый красный фосфор не огнеопасен и
не ядовит; хранить его следует в банке с хорошо притертой проб-
кой или пробкой, залитой парафином. Иногда красный фосфор
в качестве примеси содержит белый фосфор; бывали случаи,
когда это приводило к воспламенению красного фосфора. Оче-
видно, эта же причина обусловливает способность красного фос-
ОПЫТ 237
239
фора сильно поглощать влагу: белый фосфор, примешанный
к красному, постепенно окисляясь, превращается в фосфорный
ангидрид, который, как известно, является энергичным поглоти-
телем влаги.
Отсыревший красный фосфор, не пригодный для опытов,
можно высушить при комнатной температуре при слабом подо-
гревании на водяной бане, предварительно промыв его на
фильтре дестиллированной водой и отжав между листами филь-
тровальной бумаги.
Избавиться от принеси белого фосфора можно длительным
кипячением красного фосфора с раствором едкой щелочи. При
этом белый фосфор превращается в фосфорноватистую соль и
фосфористый водород. Образование фосфористого водорода —
сильно ядовитого газа — обязывает соблюдать осторожность и
проводить эту операцию в вытяжном шкафу. ,
237.	Удельный вес белого фосфора
Оборудование и материалы. 1) Большая пробирка. — 2) Пипетка. —
3) Стеклянный стакан емк. 500 мл. — 4) Штатив с лапкой. — 5) Пинцет. —
6) Белый фосфор. — 7) Серная кислота уд. в. 1,84.
Опыт основан на весьма незначительной разнице в удельном
весе серной кислоты (1,84) и белого фосфора (1,83). Поэтому
перед началом опыта непременно
следует измерить с помощью арео-
метра удельный вес серной кислоты.
Если она окажется меньше 1,84, то
кислота для данного опыта не при-
годна.
Пробирку, вертикально укреплен-
ную в лапке штатива, погружают
в стакан с водой (рис. 137). В про-
бирку на lh наливают воду. Затем,
набрав в пипетку примерно такой
же объем концентрированной сер-
ной кислоты, осторожно вводят пи-
петку в пробирку до дна и медленно
выпускают серную кислоту в ниж-
нюю часть пробирки, не перемеши-
вая с водой, так чтобы последняя
отделялась от воды резкой границей.
После этого пипетку осторожно, не
перемешивая жидкостей, вынимают	рис. 137.
из пробирки.
Кусочек фосфора величиной с крупную, горошину берут длин-
ным пинцетом с прямыми концами и опускают в воду. Фосфор
потонет в воде, но будет плавать на поверхности концентрирован-
240
XV. ФОСФОР
ной серной кислоты. Однако в результате диффузии плотность
серной кислоты будет уменьшаться — вначале с поверхности,
а постепенно и глубже, вследствие чего фосфор постепенно будет
погружаться в кислоту и, наконец, достигнет дна пробирки.
После окончания опыта содержимое пробирки следует осто-
рожно вылить в стакан с холодной водой. Вследствие возможного
при этом разогревания (смешивание концентрированной серной
кислоты с водой) фосфор может расплавиться.
Выждав, когда жидкость остынет и фосфор затвердеет, сле-
дует вынуть его щипцами, промыть водой и поместить в банку
для хранения.
238.	Холодное пламя фосфора
Оборудование и материалы. 1) Двугорлая круглодонная колба емк.
около 1 л. — 2) Аппарат Киппа с мрамором и соляной кислотой. — 3) Склянка
Тищенко с водой.—4) Стеклянная трубка длиной 10—15 ел, диам. 10—15 мм.—
5) Штатив с лапкой и кольцом. — 6) Водяная баня. — 7) Горелка. — 8) Стеклян-
ная вата. — 9) Белый фосфор.
Опыт следует демонстрировать в затемненной аудитории.
Подготовка. Двугорлую колбу, на дно которой положена
стеклянная вата, укрепляют в штативе и погружают в горячую
Рис. 138.
(80—90°) водяную баню (рис. 138). Верхнее горло колбы
закрывают пробкой, в которую вставлена прямая стеклянная
трубка. Боковое горло колбы также закрывают пробкой, в кото-
рую вставлена согнутая стеклянная трубка, соединенная через
промывную склянку Тищенко с аппаратом Киппа.
ОПЫТЫ 238-239
241
Выполнение. Из аппарата Киппа в колбу пропускают угле-
кислый газ до тех пор, пока им не наполнится вся колба и весь
воздух не будет из нее вытеснен (проба горящей лучиной). За-
тем в колбу помещают 2—3 кусочка белого фосфора, величиной
с горошину каждый, вставляют в горло пробку с трубкой и снова
пропускают сильный ток углекислого газа. Расплавившийся
фосфор отчасти превращается в пар, который увлекается током
углекислого газа из колбы через трубку. При выходе из трубки,
соприкасаясь с воздухом, пары фосфора загораются и образуют
холодное пламя. До этого пламени можно дотрагиваться рукой
без боязни получить ожог, потому что температура этого пла-
мени низкая.
После окончания опыта, вынув колбу из водяной бани, дают
ей охладиться и содержимое колбы вытряхивают в фарфоровую
чашку с водой, колбу же несколько раз ополаскивают водой. Ку-
сочки фосфора выбирают пинцетом и помещают в банку для хра-
нения. Мелкие кусочки фосфора на стеклянной вате сжигают под
тягой.
239.	Легкая воспламеняемость белого фосфора
Оборудование и материалы. 1) Штатив с лапкой.—-2) Фарфоровая
чашка. — 3) Пробирка с корковой пробкой. — 4) Фильтровальная бумага.—
5) Белый фосфор. — 6) Сероуглерод CS2.
Подготовка. В лапке штатива укрепляют вертикально полоску
фильтровальной бумаги, а на штатив под бумагой ставят фарфо-
ровую чашку.
С необходимой предосторожностью приготовляют раствор
белого фосфора в сероуглероде. Для этого в пробирку наливают
3—5 мл сероуглерода и туда же опускают несколько кусочков
белого фосфора, высушенного между листами фильтровальной
бумаги» (всего 0,5—1 г). Легким, осторожным встряхиванием
добиваются полного растворения фосфора. После этого про-
бирку закрывают корковой * пробкой и сохраняют в вертикальном
положении.
Выполнение. Необходимо помнить, что сероуглерод весьма
огнеопасец. Поэтому при работе с ним вокруг не должно быть
горящих горелок.
Полоску фильтровальной бумаги, подвешенную на штативе,
осторожно обливают из пробирки приготовленным раствором
фосфора в сероуглероде. При этом следует остерегаться попада-
ния раствора на руки или стол. Сероуглерод быстро испаряется и
на поверхности бумаги остается белый фосфор. Распределенный
на большой поверхности, способствующей контакту с кислородом
* Резиновая пробка в данном случае ле пригодна, так как резина разбу-
хает от паров сероуглерода.
Зак. 1015. В. Л. Полосин.
242
XV. ФОСФОР
воздуха, фосфор, энергично окисляясь, скоро воспламеняется, а от
него загорается и бумага.
Если опыт демонстрируется в затемненной аудитории, то
можно наблюдать свечение полоски бумаги перед воспламене-
нием.
240.	Влияние концентрации кислорода
на воспламеняемость белого фосфора
Оборудование и материалы. 1) Штатив с лапкой. — 2) Цилиндр для
собирания газа. — 3) Пробирка с корковой пробкой. — 4) Фильтровальная бу-
мага. — 5) Белый фосфор. — 6) Сероуглерод CS2.
Подготовка. В пробирке готовят раствор белого фосфора
в сероуглероде (см. предыдущий опыт). Пробирку с раствором
закрывают корковой пробкой. Стеклянный цилиндр наполняют
кислородом, закрывают стеклом и ставят на подставку штатива.
Полоску фильтровальной бумаги укрепляют вертикально в лапке
штатива.
Выполнение. Приподняв лапку с укрепленной в ней полоской
бумаги, осторожно обливают последнюю раствором белого фос-
фора в сероуглероде и опускают в цилиндр с кислородом таким
образом, чтобы она свободно вошла в цилиндр, но не касалась
стенок и не доходила до дна. Необходимо, чтобы смоченная рас-
твором часть бумаги находилась целиком в кислороде.
По испарении сероуглерода поверхность бумаги будет по-
крыта мелко раздробленным фосфором, но последний не воспла-
менится (не наблюдается также и свечения при проведении
опыта в темноте). Спустя некоторое время, поднимая лапку, вы-
нимают бумагу из цилиндра, тогда фосфор, а за ним и бумага,
тотчас воспламеняется.
241.	Горение белого фосфора под водой
Оборудование и материалы. 1) Газометре кислородом. — 2)Скляика
Тищеико. — 3) Большая пробирка. — 4) Стакан емк. 500'—750 мл. — 5) Стеклян-
ная трубка, согнутая под прямым углом. — 6) Штатив с лапкой. — 7) Горелка. —
8) Белый фосфор.
Подготовка. В пробирку на половину ее объема наливают
воду, опускают в стакан с водой и укрепляют в лапке штатива.
Затем помещают в нее 2—3 кусочка белого фосфора величиной
с горошину. Воду в стакане подогревают до 50—60°, чтобы фос-
фор расплавился.
К газометру с кислородом через промывную склянку с водой
присоединяют стеклянную трубку.
Выполнение. Вначале необходимо отрегулировать ток кисло-
рода таким образом, чтобы можно было считать отдельные пу-
ОПЫТЫ 240-242
243
зырьки газа, проходящего через промывную склянку. Добившись
этого, осторожно погружают стеклянную трубку в пробирку
(рис. 139), не доводя ее до дна на 1—1,5 см. При соприкоснове-
нии кислорода с расплавленным фосфором последний вспыхивает
под водой.
Опыт можно наблюдать при дневном свете, но он особенно
эффектен в темноте.
Рис. 139.
После опыта на дне пробирки остается красноватая масса
(при горений белого фосфора часть его превращается в красный
фосфор). Эту массу тщательно смывают в банку, где сохраняют
остатки фосфора, а пробирку несколько раз ополаскивают водой.
242.	Приготовление коллоидного раствора белого фосфора
Оборудование и материалы. 1) Колбочка емк. 30 мл. — 2) Плоскодон-
ная колба емк. в 2—3 л. — 3) Водяная баня. — 4) Белый фосфор. — 5) Этяло-
вый спирт С2Н5ОН. — 6) Дестиллированная вода.
В колбочке приготовляют 5—10 мл насыщенного раствора бе-
лого фосфора в этиловом спирте (при кипячении на водяной
бане). Для этого на 10 мл спирта берут около 0,1 г фосфора.
Большую колбу наполняют холодной дестиллированной водой,
в которую при постоянном помешивании тонкой струей вливают
спиртовой раствор фосфора. При этом появляется опалесценция.
Вначале слабая, опалесценция постепенно, по мере прибавления
спиртового раствора, усиливается и, наконец, переходит в замет-
ил
244	xv. фосфор
ную муть. Это свидетельствует об образовании коллоидного рас-
твора фосфора.
Полученный гидрозоль фосфора мало стоек: уже на другой
день появляются признаки его коагуляции.
После лекции раствор следует вылить в раковину, которую
затем промыть сильной струей воды.
243.	Превращение белого фосфора в красный
Оборудование и материалы. :) Стеклянная трубка 1,5 X 25 см, запаян-
ная с одного конца. — 2) Специальная колба с широким и длинным горлом
5Х&0 см (см. рис. 140). — 3) Штатив с лапкой и кольцом. — 4) Асбестиро-
ваниая сетка. — 5) Проволока длиной около 50 см. — 6) Горелка. — 7) Бе-
лый фосфор. — 8) Иод. — 9) Дифениламин.
Подготовка. Кусочки белого фосфора (всего около 2—3 г),
предварительно высушенные между листочками фильтровальной
Рис. 140.
бумаги, кладут в стеклянную, запа-
янную с одного конца, трубку; туда
же вносят незначительное количе-
ство иода (катализатор), после че-
го запаивают и второй конец трубки.
Белый фосфор, обычно воспла-
меняющийся на .воздухе, при этом
не загорается, так как, частично
окисляясь, он быстро связывает весь
кислород, находящийся в трубке.
Колбу с широким и длинным горлом
укрепляют в лапке штатива на та-
кой высоте, чтобы под нее свободно
подходила горелка. В колбу насы-
пают дифениламин (около 100 г) и
в горле колбы на проволоке подве-
шивают запаянную трубку с белым
фосфором так, чтобы нижний конец
трубки доходил до основания горла
колбы (рис. 140).
Выполнение. Нагревают колбу;
дифениламин сначала плавится, а
затем начинает кипеть (302°). При
этом пары его окружают запаянную трубку с фосфором и послед-
няя, таким образом, находится в паровой бане при постоянной
температуре. При этих условиях белый фосфор превращается
в красный.
Опыт следует начинать в начале лекции, чтобы к концу ее
демонстрировать результаты.
ОПЫТЫ 243-245
245
Запаянную трубку необходимо после опыта уничтожить, так
как содержимое ее с остатками белого фосфора опасно в пожар-
ном отношении. Для этого трубку следует разбить под водой и
содержимое ее сжечь на асбестовом картоне под тягой.
244.	Воспламеняемость белого и красного фосфора
Оборудование и материалы. I) Медная пластинка 3X20 см, тол-
щиной около 1 мм. — 2) Штатив с лапкой. — 3) Горелка.— 4) Белый фос-
фор. — 5) Красный фосфор.
Медную пластинку укрепляют горизонтально, зажав ее конец
в лапке штатива (рис. 141). На пластинке, отступя от лапки на
Рис. 141.
2—3 см, помещают кусочек тщательно высушенного белого фос-
фора величиной в горошину. Посредине пластинки кладут не-
большое количество красного фосфора. Под другой конец медной
пластинки подставляют зажженную горелку. Вскоре после этого
первым загорается белый фосфор, более удаленный от пламени
горелки (темп, воспл. 40—50°); только спустя некоторое время
загорается расположенный ближе к пламени красный фосфор
(темп, воспл. 240°).
245.	Получение смеси фосфористых водородов
А. Из фосфида кальция и воды
Оборудование и материалы. I) Демонстрационный бокал нлн стакан
емк. 500—750 лм. — 2) Пинцет или щипцы. — 3) Соляная кислота НС1, 2 н.
раствор. — 4) Фосфид кальция Са3Р2.
Фосфористый водород весьма ядовит; поэтому опыт надо про-
изводить под тягой,
246
XV. ФОСФОР
Бокал наполняют водой, подкисленной соляной кислотой, и
бросают в нее небольшие кусочки фосфида кальция, беря их щип-
цами (или пинцетом). Фосфид кальция взаи-
__------------ модействует с соляной кислотой и водой, обра-
CgS----------зуя газообразный фосфористый водород РН3;
Са3Р24-6НС1 = ЗСаС12+2РН3
Са3Р2Д- 6Н2О = ЗСа(ОН)2+ 2РН3
Фосфид кальция всегда содержит примесь
<^> Са2Рг, который при взаимодействии с соляной
г кислотой и водой дает жидкий фосфористый
водород Р2Н4:
Са2Р24-4НС1 = 2СаС124-Р2Н4
Са2Р2 + 4Н2О = 2Са(ОН)2 + Р2Н4
В результате опыта выделяется газообраз-
ный фосфористый водород с примесью жидко-
Рпс. 142.	г°; пары последнего на воздухе самовоспламе-
няются и поджигают газообразный РН3; каж-
дый пузырек газа, выходя из жидкости, сго-
рает, образуя кольцо белого дыма (рис. 142), состоящего из фос-
форного ангидрида.
Б. Из белого фосфора и раствора щелочи
Оборудование и материалы. 1) Круглодонная колба емк. 100 мл. —
2) Изогнутая стеклянная трубка. — 3) Кристаллизатор. — 4) Штатив с лапкой
и кольцом.—5) Асбестированная сетка или песочная баня. — 6) Горелка.—
7) Белый фосфор. — 8) Едкая щелочь (КОН или NaOH), 35—40%-ный рас-
твор.— 9) Диэтиловый эфир (СгВДгО.
Подготовка. Колбу укрепляют в лапке штатива на асбестиро-
ванной сетке (или песочной бане) и закрывают резиновой проб-
кой, в которую вставлена газоотводная трубка. Свободный конец
трубки опускают в кристаллизатор с водой (рис. 143). Колбу
на 3/4 наполняют ' концентрированным раствором едкого кали
(35—40%) и кладут в нее 2—3 г белого фосфора в виде неболь-
ших кусочков.
При взаимодействии едкого кали с белым фосфором, наряду
с газообразным фосфином РН3, отчасти образуется и жидкий фос-
фористый водород Р2Н4, который, самовоспламенившись в колбе,
может поджечь и газообразный фосфористый водород, вследствие
чего произойдет взрыв. Поэтому перед началом опыта из колбы
необходимо вытеснить воздух. Для этого сверх раствора едкого
ОПЫТ 245
247
кали наливают небольшой слой эфира, который при последующем
нагревании быстро испаряется, вытесняя воздух из колбы и из
трубки.
Выполнение. Фосфористый водород ядовит; опыт следует про-
водить в вытяжном шкафу.
Очень осторожно подогревают колбу. Вначале налитый
в колбу эфир интенсивно испаряется и вытесняет воздух из колбы
и газоотводной трубки. При дальнейшем нагревании начинается
взаимодействие между белым фосфором и едкой щелочью:
4Р + ЗКОН + ЗН2О = рн3н-зкн2ро2
В незначительном количестве образуется и жидкий фосфори-
стый водород РгН4:
6Р-НКОН4-4НаО = Р2Н4 + 4КН2РО2
Пузырьки выделяющегося газа на воздухе загораются, и
кольца дыма поднимаются вверх одно за другим, постепенно рас-
ширяясь.
При выполнении этого опыта следует внимательно следить
за тем, чтобы расплавленный фосфор при кипении жидкости
не попадал в газоотводную трубку, где он, застывая, может обра-
зовать пробку, что очень опасно: образующийся газ может разор-
вать колбу, а брызги горящего фосфора могут причинить тяже-
лые ожоги и вызвать пожар.
248
XV. ФОСФОР
246.	Получение фосфина
Оборудование и материалы. 1) Круглодонная колба емк. 100 мл.—
2) Кристаллизатор. — 3) Цилиндр для собирания газа. — 4) Стеклянная труб-
ка. •—5) Стеклянный тройник. — 6) Две промывные склянки.—-7) Два шта-
тива с лапками и кольцом. — 8) Асбестированная сетка или песочная баня. —
9) Горелка. — 10) Винтовой зажим. — 11) Белый фосфор. — Г2) Этиловый спирт
С2Н5ОН. — 13) Едкая щелочь (КОН или NaOH). — 14) Нитрат серебра AgNOa,
разбавленный раствор.— 15) Сульфат меди CuSO4, разбавленный раствор.
Подготовка. В колбу, укрепленную в штативе, на 3/4 наливают
концентрированный спиртовой раствор едкой щелочи и кладут
2—3 г белого фосфора. Колбу закрывают пробкой, в которую
вставлена согнутая под прямым углом стеклянная трубка, при-
соединенная к стеклянному тройнику. Под колбу помещают
асбестированную сетку (или песочную баню).
К тройнику присоединяют стеклянную трубку, опущенную
в кристаллизатор с водой. В кристаллизатор погружают также
цилиндр, наполненный водой, опрокинутый вверх дном и укре-
пленный в лапке штатива. К другой трубке тройника присоеди-
няют последовательно две промывные склянки: первую с рас-
твором нитрата серебра, вторую с раствором сульфата меди
(рис. 144).
На резиновую трубку, соединяющую тройник с промывными
склянками, надевают винтовой зажим, который туго завинчивают.
Выполнение. Опыт следует проводить под тягой. Осторожно
нагревают колбу; из трубки, опущенной в кристаллизатор, начи-
нают выделяться пузырьки газа; вначале это — воздух, расши-
ряющийся от нагревания, а затем фосфин РН3. Выделяющийся
ОПЫТЫ 246—248
249
газ не содержит примесей самовоспламеняющегося жидкого фос-
фористого водорода, поэтому на воздухе он не загорается. Трубку
подводят под цилиндр и после его наполнения направляют ток
фосфина в промывные склянки. Для этого переносят зажим на
резиновую трубку, соединяющую тройник с трубкой, проведенной
под цилиндр, и туго его завинчивают. Бесцветный раствор ни-
трата серебра постепенно темнеет и в конце становится черным
от выделившегося металлического серебра.
6AgNO3 -ь РН3 4- ЗН2О = 6HNOS -4- Н-РО3 + 6Ag
Значительно медленнее идет восстановление сульфата меди,
но и здесь голубая окраска раствора постепенно исчезает и сме-
няется черной от выделившейся металлической меди.
3CuSO44-PH3-4-3H2O = 3H2SO4 + H3PO3.+ 3Cu
Цилиндр с собранным фосфином подносят к пламени го-
релки, — фосфористый водород сгорает ярким пламенем, слегка
окрашенным в зеленоватый цвет. При этом внутренняя поверх-
ность цилиндра покрывается красноватым налетом (в результате
неполного сгорания фосфина выделяется красный фосфор).
После окончания опыта, не убирая прибора из-под тяги, сле-
дует осторожно разобрать его, тщательно промыть водой,
а остатки непрореагировавшего фосфора перенести в банку, где
он хранится.
247.	Получение фосфорного ангидрида
Оборудование и материалы. 1) Стекло настольное 30 X 30 см.—
2) Стеклянный колокол 25 X 40 см. — 3) Фарфоровый тигель или чашка. —
4) Большая корковая пробка. — 5) Длинная стеклянная палочка. — 6) Го-
релка.— 7) Белый фосфор. — 8) Фильтровальная бумага.
На середину стекла, на пробку, ставят фарфоровый тигель и
кладут в него 0,5—1 г белого фосфора, предварительно высушен-
ного при помощи фильтровальной бумаги.
Нагрев конец стеклянной палочки в пламени горелки, прика-
саются им к белому фосфору, который загорается. Тигель накры-
вают сухим стеклянным колоколом. Фосфорный ангидрид, обра-
зующийся при горении фосфора, осаждается на стекле и на стен-
ках колокола в виде белых рыхлых хлопьев *.
248.	Взаимодействие фосфорного ангидрида с водой
Оборудование и материалы. 1) Демонстрационный бокал или ста-
кан.— 2) Фарфоровый шпатель нлн роговая ложка.—-3) Раствор лакмуса
(фиолетовый или синий). — 4) Фосфорный ангидрид P2Os.
Его можно использовать для_опыта 248, -
250	xv. фосфор
В бокал на 3/4 наливают дестиллированной воды. Фосфорный
ангидрид * фарфоровым шпателем (или роговой ложкой) всы-
пают в стакан с водой. При этом слышится шипение, а вода де-
лается мутной от сгустков образующейся метафосфорной кислоты,
постепенно растворяющихся. Вскоре раствор делается совершенно
прозрачным. Раствор фиолетового или синего лакмуса, прилитый
к полученному раствору, окрашивается в красный цвет.
* Можно воспользоваться полученным в предыдущем опыте.
XVI. мышьяк
Все соединения мышьяка и в особенности мышьяковистый во-
дород, мышьяковистый ангидрид и соли мышьяковистых кислот
чрезвычайно ядовиты. Поэтому при проведении опытов с ними
следует проявлять особую осторожность.
249.	Получение мышьяковистого водорода
Оборудование и материалы. 1) Плоскодонная колба емк. 500 мл.—
2) Воронка с длинной трубкой. — 3)Две колонки для сушки газов. — 4) Трубка
Марша (см. рис. 145). — 5) Два штатива с лапками.—6) Фарфоровая чашка.—
7) Горелка. —8) Цинк гранулированный, не содержащий мышьяка. —9) Сер-
ная кислота H2SO4, 20%-ный раствор. — 10) Арсенит натрия Na3AsO3, рас-
твор (или раствор любого другого соединения мышьяка).— 11) Хлорид
кальция СаС12 безводный.— 12) Вата.
Подготовка. Собирают прибор, изображенный на рис. 145.
В колбу помещают гранулированный цинк. Горло колбы закры-
Рис. 145.
вают пробкой с двумя отверстиями; в одно из них вставлена во-
ронка, трубка которой доходит почти до дна колбы; в другое
отверстие вставлена согнутая под прямым углом небольшая
трубка, соединенная с колонкой, заполненной ватой (не плотно)
для задержания капель, увлекаемых газом. Далее следует вто-
рая колонка с кусочками безводного хлористого кальция для
252
XVI. мышьяк
осушения газа. К последней присоединяют длинную трубку из
тугоплавкого стекла с сужениями (трубку Марша). Колбу и
трубку укрепляют в лапках штативов.
Выполнение. В колбу с цинком через воронку наливают
столько раствора серной кислоты, чтобы нижний конец воронки
был погружен в кислоту. Образующийся водород, проходя через
колонки, осушается, поступает в трубку Марша и выходит на-
ружу. Когда весь воздух из аппарата вытеснится водородом
(обязательна проба на отсутствие взрывчатой смеси!), последний
поджигают у отверстия трубки, он горит бесцветным еле замет-
ным пламенем.
Затем в колбу через воронку добавляют 3—5 мл раствора
арсенита натрия или какого-либо другого соединения, содержа-
щего мышьяк. Образуется мышьяковистый водород:
2Na3AsO3 + 3H2SO4-j- 12Н = 3Na2SO44-6H2O + 2AsH3
В результате этой реакции изменяется форма и цвет пламени
водорода: оно удлиняется, становится бледноголубым и образует
белый дым мышьяковистого ангидрида.
2AsH3-}-302 = As2O3 + 3H2O
Если в пламя горящего мышьяковистого водорода внести хо-
лодную фарфоровую чашку, то на ней появляется черный блестя-
щий налет мышьяка в результате неполного сгорания мышьяко-
вистого водорода.
4AsH34-3O2 = 6H2O4-4As
Мышьяковистый водород при нагревании разлагается на
мышьяк и водород. В этом можно убедиться, нагревая горелкой
часть трубки Марша перед сужением. Выделяющийся мышьяк
отлагается в узком месте трубки в виде темного зеркала. Мы-
шьяк летуч, поэтому при нагревании такого зеркала его можно
перегонять по трубке с одного места на другое.
Опыт нужно проводить в вытяжном шкафу. После окончания
опыта следует колбу доверху наполнить водой и только после
этого разобрать прибор. Налет мышьяка в трубке отмывают
смесью равных объемов разбавленных растворов едкого натра и
перекиси водорода.
250.	Горение мышьяка в токе кислорода
Оборудование и материалы . 1) Газометр с кислородом. — 2) Две
склянки Тищенко. — 3) Стеклянная трубка с шариками (желательно тугоплав-
кая).— 4) Двугорлая склянка. — 5) Штатив с лапкой.—6) Горелка. — 7) Сер-
ная кислота HsSCp, уд. в. 1,84,— 8) Едкая щелочь, раствор. — 9) Мышьяк.
ОПЫТ 250
253
Подготовка. Газометр с кислородом через склянку Тищенко
с концентрированной серной кислотой присоединяют к трубке
с шариками, укрепленной в лапке штатива.
В шарики трубки помещают кусочки мышьяка. Конец трубки
закрывают пробкой, в которую вставлена согнутая под прямым
углом стеклянная трубка, опущенная через пробку в пустую дву-
горлую склянку. Второе горло склянки закрывают пробкой с со-
гнутой стеклянной трубкой, которую соединяют со второй склян-
кой Тищенко с раствором едкой щелочи (рис. 146). -
Выполнение. Из газометра через промывную склянку пускают
медленный непрерывный ток кислорода, который поступает
в трубку и проходит над кусочками мышьяка. Нагревают трубку
с мышьяком: он загорается ярким ослепительным пламенем.
4As + 3O2 = 2As2O3
Продукт горения — мышьяковистый ангидрид — в виде бе-
лого дыма поступает в двугорлую склянку, где оседает на дне и
стенках. Дым, не задерживающийся в склянке, поглощается рас-
твором едкой щелочи в промывной склянке.
XVII. УГЛЕРОД
251.	Сухая перегонка дерева
Оборудование и материалы.!) Реторта без тубуса (желательно туго-
плавкого стекла) емк. 500—750 мл. — 2) Перегонная колба с коротким гор-
лом.— 3) Небольшой шариковый холодильник. — 4) Два штатива с лап-
ками.—5) Горелка. — 6) Стеклянная вата. — 7) Древесина лиственных пород
(сухие опилки, стружки или лучинки). /
Подготовка. Стеклянную реторту, на 3/4 наполненную сухими
древесными опилками, стружками или лучинками, укрепляют
лапкой в штативе. Шейку реторты вставляют в пробку, закры-
вающую горло колбы. Отводную трубку колбы соединяют с ша-
риковым холодильником, на верхний конец которого присоеди-
няют небольшой отрезок слегка оттянутой стеклянной трубки,
в которую кладут небольшой рыхлый клочок стеклянной ваты
(рис. 147).
Нижнюю боковую трубку холодильника соединяют с водопро-
водным краном, а резиновый шланг от верхней трубки опускают
в раковину.
ОПЫТЫ 251—252
255
Выполнение. Пустив воду в холодильник, сначала осторожно
прогревают всю реторту большим светящимся пламенем, а затем
сосредоточивают нагревание в нижней ее части (небольшим не-
коптящим пламенем).
Дерево в реторте постепенно обугливается: при 280—290°
разложение идет с выделением тепла (экзотермическая реакция).
На дне колбы приемника собираются жидкие продукты сухой
перегонки дерева: верхний слой — древесный деготь, или смола
(нерастворимая в воде, густая маслянистая жидкость), нижний
слой — подсмольная вода (водный раствор, содержащий около
10% уксусной кислоты, 1,5—3% метилового спирта и 0,5% аце-
тона). После вытеснения из прибора всего воздуха (проба на от-
сутствие гремучей смеси!) выходящий из газоотводной трубки
газ поджигают, — он горит слабо светящимся пламенем. В ре-
торте остается древесный уголь.
После проведения опыта колбу и реторту отмывают раство-
ром щелочи или горячей концентрированной серной кислотой,
оставляя последнюю на некоторое время в реторте.
252.	Сухая перегонка каменного угля
Оборудование и материалы. 1) Железная трубка с пробкой на
резьбе с одного конца, диам. 25 мм, длиной 75—80 см. — 2) Реторта с ту-
бусом емк. 300—500 мл. — 3) Кристаллизатор. — 4) Две колонки для сушки
газов. — 5) Капельная воронка. — 6) Стакан емк. 250—300 мл. — 7) Сте-
клянный колокол 15X40 см. — 8) Стеклянный толстостенный сосуд или обре-
занная бутыль 20 X 35 см. — 9) Стеклянные трубки. — 10) Стеклянный кран. —
И) Два винтовых зажима.— 12) Штатив с лапкой.— 13) Печь для органи-
ческого анализа.—-14) Каменный уголь (газовый, «жирный», но не антра-
цит!).— 15) Пемза кусками, — 16) Железный купорос FeSO.4 • 7НгО.— 17) Из-
весть негашеная СаО.
Подготовка. При подготовке опыта особое внимание должно
быть обращено на герметичность железной трубы. На конец ее,
имеющий нарезку, навинчивают крышку с прокладкой из асбе-
стового шнура.
Трубу наполняют кусочками каменного угля величиной с лес-
ной орех, закрывают корковой пробкой, обернутой асбестовой
бумагой, замазывают пробку гипсом и кладут трубку в печь
(рис. 148).
Через корковую пробку должна проходить довольно широкая
газоотводная трубка, входящая в тубус реторты, помещенной
в кристаллизатор с холодной водой и предназначенной для соби-
рания жидких продуктов сухой перегонки каменного угля *.
* Для более сильного охлаждения реторту можно поместить в воронку
и пустить на нее воду из водопровода. Воду из воронки следует отвести ре-
зиновой трубкой в раковину.
256
XVII. УГЛЕРОД
Шейку реторты соединяют со стеклянной трубкой, вставлен-
ной в пробку, закрывающую нижний тубус колонки. Через
другое отверстие этой пробки проходит согнутая под прямым
углом стеклянная трубка, на конец которой надет отрезок рези-
новой трубки с винтовым зажимом /, опущенный в стакан для
сбора аммиачной воды. Колонку, предназначенную для улавли-
вания аммиака, наполняют кусочками пемзы.
Сверху колонку закрывают пробкой с двумя отверстиями:
в одно из них вставлена капельная воронка с водой; через дру-
Рис. 148.
гое проходит дважды согнутая под прямым углом стеклянная
трубка, соединенная со второй колонкой, в которой находятся
пемза и влажная смесь железного купороса и извести (для погло-
щения сероводорода).
К трубке, выходящей из второй колонки, присоединяют через
зажим II трижды согнутую под прямым углом трубку, опущен-
ную в сосуд под погруженный в него стеклянный колокол (см.
рис. 148), в котором собирается образующийся при сухой пере-
гонке каменного угля светильный газ, очищенный от примесей.
Из-под колокола выходит согнутая четыре раза под прямым
углом стеклянная трубка с припаянным на конце краном.
Для облегчения движения колокола к нему на шнуре, прохо-
дящем по роликам, привязывают уравновешивающий груз.
Трубки, пробки, краны в собранном приборе должны быть
хорошо пригнаны. Весь прибор не должен пропускать газа *.
* Установка на рис. 148 представляет собой примитивную модель газового
завода.
ОПЫТ 2.53
257
Выполнение. Трубку с углем нагревают до красного каления.
При этом каменный уголь подвергается сухой перегонке, в резуль-
тате которой образуются: твердый кокс (остается в трубке),
жидкие продукты (собираются в охлаждаемой реторте) и газо-
образные продукты (аммиак, сероводород, окись углерода, метан
и другие углеводороды). Аммиак и сероводород поглощаются
в колонках (для поглощения аммиака следует пустить по каплям
воду из капельной воронки в колонку), а очищенный газ соби-
рается в колоколе.
В начале нагревания, когда из прибора еще не вытеснен весь
воздух, собирать газ в колокол не следует (взрывчатая смесь!).
Поэтому сначала разъединяют трубку от второй колонки и
трубку, подводящую газ под колокол, и только после того, как
весь воздух будет вытеснен (проба на отсутствие взрывчатой
смеси!), их соединяют и направляют светильный газ под коло-
кол. После наполнения колокола-газгольдера нагревание пре-
кращают, зажим I открывают, а зажим II закрывают. Собранный
газ поджигают, выпуская его через стеклянный кран. В стакане
собирается аммиачная вода.
253.	Получение светильного газа из нефти
Оборудование и материалыЛ) Железная труба диам. 2блл«, согнутая
под прямым углом, с коленами длиной 25 и 75 см. — 2) Капельная воронка
с изогнутой трубкой. — 3) Воронка диам. около 5 см. — 4) Круглодонная
колба емк. 1 л. — 5) Два стеклянных кристаллизатора (один глубокий). —
6) Стеклянные трубки. — 7) Цилиндр для собирания газов. — 8) Три штатива
с лапками. — 9) Печь для органического анализа. — 10) Нефть.
Подготовка. Вертикальный короткий конец согнутой под пря-
мым углом железной трубы, положенной в печь и укрепленной
Рис. 149.
в лапке штатива плотно закрывают пробкой, через которую
проходит капельная воронка с изогнутой трубкой, наполненная
нефтью.
17 Зак. 1015. В. А. Полосин.
258
XVII. УГЛЕРОД
К другому концу трубы, плотно закрытому обернутой асбе-
стом и замазанной гипсом корковой пробкой, присоединяют
колбу, помещенную в кристаллизатор с холодной водой. В пробку
вставляют газоотводную стеклянную трубку, опущенную во вто-
рой кристаллизатор с водой; в кристаллизатор опущен цилиндр
для собирания газа, укрепленный в лапке штатива (рис. 149).
Выполнение. Железную трубку раскаляют докрасна и из ка-
пельной воронки медленно, по каплям вводят в нее нефть. В ре-
зультате термического разложения последней в охлаждаемой
колбе собираются жидкие продукты, а через газоотводную
трубку выходит светильный газ. После вытеснения из прибора
всего воздуха (обязательна проба на отсутствие взрывчатой
смеси!) газоотводную трубку подводят под цилиндр и собирают
в него выделяющийся газ.
Перед прекращением нагревания газоотводную трубку выни-
мают из кристаллизатора и поджигают газ, собранный в ци-
линдре.
254.	Получение снега в пламени светильного газа
Оборудование и материалы. 1) Металлический шарик, припаянный
к стальной спице*. — 2) Сосуд Дьюара с жидким воздухом. — 3) Стакан
с водой. — 4) Горелка.
Металлический шарик погружают в сосуд с жидким воздухом
и держат его там до. прекращения кипения жидкости.
Вынув шарик из жидкого воздуха, держат его 1—2 мин. на
воздухе; при этом поверхность шарика покрывается белым нале-
том инея (конденсация паров воды из воздуха). Затем шарик
вводят в пламя газовой горелки. Слой снега при этом не только
не исчезает, по заметно увеличивается. Продукты горения све-
тильного газа — пары воды и углекислый газ, соприкасаясь
с сильно охлажденным шариком, осаждаются на нем в твердом
состоянии.
Затем следует опустить шарик в стакан с водой, — шарик по-
крывается толстым слоем льда. Спустя некоторое время после
внесения шарика в воду, наблюдается заметное выделение пу-
зырьков углекислого газа.
255.	Охлаждение светильного газа жидким воздухом
Газообразные вещества (кроме водорода и окиси углерода),
входящие в состав светильного газа, при охлаждении жидким
воздухом переходят в твердое состояние.
Оборудование и материалы. 1) Сосуд Дьюара с жидким воздухом.—
2) Прибор по рис. 150.—3) Пробирка. — 4) Подводка светильного газа.
* Удобно взять подшипниковый шарик диам. 25 мм.
ОПЫТЫ 254-2S6
259
а)	В пробирку, погруженную в сосуд с жидким воздухом,
через опущенную в нее до дна стеклянную трубку пропускают
светильный газ. Пробирка наполняется белой снегообразной мас-
сой отвердевших газов, входящих в состав светильного газа
(кроме окиси углерода и водорода).
Вынув пробирку из жидкого воздуха, под- Л
носят к ее отверстию зажженную лучину и на- И
блюдают горение светильного газа.	У
Горение протекает более интенсивно при
погружении пробирки в стакан с холодной
водой; пробирка при этом покрывается ледя-
ным чехлом.
б)	Через прибор, показанный на рис. 150,
присоединенный резиновой трубкой к газовому
крану, пропускают светильный газ и поджи-
гают его у открытого верхнего конца трубки,
обращая внимание на характер пламени. За- gg
тем прибор погружают в сосуд с жидким воз- 55
духом и наблюдают при этом, как постепенно ТС
характер пламени меняется: оно укорачивает- С J
ся и бледнеет и становится похожим на обыч-
ное пламя водорода. Остальные составные Рис. 150.
части светильного газа задерживаются на
стенках змеевика в виде белого снегообразного налета или
в жидком состоянии стекают в шарик прибора.
Вынув прибор из жидкого воздуха, наблюдают постепенное
изменение пламени: оно перестает быть бесцветным, становится
светящимся, а затем коптящим.
Нельзя прибор погружать в стакан с водой. В этом случае
плавление затвердевших газов и последующее их испарение про-
текает столь интенсивно, что может произойти взрыв.
256.	Взрыв смеси светильного газа с воздухом
Оборудование и материалы. 1) Трехгорлая склянка емк.’ около 2 л
(горла склянки должны быть не слишком узкими). — 2) Прямая стеклянная
трубка диам. 1 см, длиной около 1 м. — 3) Стеклянная трубка^ согнутая под
прямым углом.
Подготовка. В одно из крайних отверстий склянки вставляют
на пробке согнутую под прямым углом стеклянную трубку, до-
ходящую до дна склянки и соединенную с газовым краном. Дру-
гое крайнее отверстие склянки закрывают пробкой. В пробку,
закрывающую среднее отверстие склянки, прочно вставляют длин-
ную прямую стеклянную трубку, кончающуюся на 2—3 см ниже
пробки (рис. 151).
17*
260
XVII. УГЛЕРОД
Выполнение. Открыв газовый кран, пропускают через склянку
ток светильного газа до полного вытеснения воздуха (обяза-
тельна проба выходящего из верхнего конца
длинной трубки газа на отсутствие гремучей
смеси!), после чего газ зажигают сверху
трубки, — он горит большим светящимся пла-
менем.
После этого одновременно одной рукой за-
крывают газовый кран, а другой вынимают
пробку из третьего горла склянки и отходят от
прибора.
Газ некоторое время продолжает гореть
спокойно, но затем пламя его постепенно
уменьшается, начинает мигать, делается менее
светящимся и, наконец, превратившись в ма-
ленький сине-зеленый конус, спускается в
трубку. Здесь пламя становится изумрудно-
зеленым и опускается вниз по трубке сначала
медленно, а потом со все увеличивающейся
скоростью. Как только пламя проникнет внутрь
склянки, происходит взрыв.
257.	Восстановление светильным газом
окислов металлов
Оборудование и материалы. 1) То же, что в
опыте 65 (стр. 87), кроме аппарата Киппа. — 2) Склян-
ка Тищенко. — 3) Склянка Дрекселя.—4) Известковая
вода.
К газовому крану присоединяют склянку Тищенко с концен-
трированным раствором едкой щелочи (для поглощения углекис-
лого газа), а к склянке — установку, показанную на рис. 50
(склянка Тищенко с серной кислотой, трубка для прокаливания,
двугорлая склянка). К двугорлой склянке присоединяют склянку
Дрекселя с прозрачной известковой водой. В трубку для прока-
ливания помещают фарфоровые лодочки с окислами ме-
таллов.
Полуоткрыв газовый кран, через прибор пропускают умерен-
ный ток светильного газа и после того, как весь воздух из при-
бора будет вытеснен (проба на отсутствие взрывчатой смеси!)
начинают нагревать трубку, вначале осторожно, а после прогре-
вания всей трубки более сильно.
Вскоре окиси металлов восстанавливаются, на дне двугорлой
склянки собирается вода, а известковая вода в склянке
Дрекселя становится мутной.
ОПЫТЫ 257—259
'261
258.	Поглощение активным углем паров брома
Оборудование и материалы. 1) Два цилиндра для собирания газов,
с притертыми стеклянными пластинками. — 2) Бром.*— 3) Активный уголь. —
4) Белый экран.
Цилиндры наполняют парами брома, влив в них несколько
капель брома. Позади цилиндров устанавливают белый экран.
В один из цилиндров насыпают 2—3 столовых ложки актив-
ного угля и наблюдают как постепенно красно-бурая окраска
в нем исчезает *.
259.	Обесцвечивание подкрашенной воды
активным углем
Оборудование и материалы. 1) Ламповое стекло цилиндрическое
4 X 25 см. — 2) Плоскодонная колба емк. 1 л. — 3) Демонстрационный бокал. —
4) Винтовой зажим. — 5) Штатив с лапкой и
кольцом. — 6) Разбавленный раствор фуксина или
индигокармина. — 7) Активный уголь. — 8) Стек-
лянная вата.
Рис. 152.
Цилиндрическое ламповое стекло с
одного конца плотно закрывают пробкой,
через которую проходит стеклянная тру-
бочка длиной около 5 см. Внутренний
конец трубочки должен быть на уровне
пробки; на внешний конец ее надевают
небольшой отрезок резиновой трубки с
закрытым винтовым зажимом и присоеди-
няют небольшую стеклянную трубочку
со слегка оттянутым концом.
Ламповое стекло вертикально укре-
пляют в штативе, на пробку рыхло кла-
дут стеклянную вату слоем в 1—2 см,
поверх нее насыпают слой активного угля
до 3/.f высоты стекла; сверху угля вновь
помещают слой ваты. Под ламповое
стекло ставят бокал.
Колбу, наполненную вровень с края-
ми водой, подкрашенной фуксином
(или индигокармином), накрывают кусочком бумаги, переверты-
вают вверх дном и, продев горло через кольцо штатива, погру-
жают горло в верхнюю часть лампового стекла, убирают
бумагу и укрепляют кольцо штатива на нужной высоте. Часть
* Если после прибавления угля цилиндр I—2 раза встряхнуть, окраска
исчезает мгновенно.
262
XVII. УГЛЕРОД
жидкости из Колбы выливается и заполняет ламповое стекло до
уровня краев горла колбы (рис. 152).
Приоткрыв винтовой зажим, по каплям выпускают обесцве-
тившуюся жидкость из лампового стекла в подставленный бокал.
260.	Восстановление окиси меди углем
Оборудование и материалы. 1) Пробирка (желательно тугоплавкая). —
2) Пробка к пробирке (со стеклянной трубкой, согнутой под прямым углом). —
3) Стакан. — 4) Штатив с лапкой. — 5) Горелка. — 6) Окись меди СиО*.—
7) Древесный уголь. — 8) Известковая вода.
Подготовка. Тщательно смешивают тонкие порошки окиси
меди (8 г) и угля (0,6 г). Пробирку со смесью, закрытую пробкой
с проходящей через нее согнутой под прямым утлом стеклянной
трубкой, горизонтально укрепляют в лапке штатива. Длинное
колено стеклянной трубки опускают в стакан с прозрачной извест-
ковой водой.
Выполнение. Осторожно прогревают всю пробирку, затем
сильно нагревают смесь. Вскоре черный цвет смеси сменяется
красно-желтым цветом металлической меди.
2СиО4-С = 2Сп4-СО2
Известковая вода мутится от проходящего через нее угле-
кислого газа.
Перед окончанием опыта следует сначала вынуть газоотвод-
ную трубку из стакана с известковой водой и только после этого
прекратить нагревание.
261.	Карбюрирование водородного пламени
Водород, как известно, горит бесцветным, несветящимся пла-
менем. Если же к водороду примешаны пары таких жидкостей,
как бензол, бензин и др., то при горении этой смеси пламя ста-
новится светящимся.
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с цинком и серной кис-
лотой.—2) Склянка Тищенко с концентрированной серной кислотой.— 3) U-
образная трубка с боковыми отростками. — 4) Капельная воронка. — 5) Штатив
с лапкой. — 6) Бензол С6Н6. — 7) Вата.
Подготовка. К промывной склянке, соединенной с аппаратом
Киппа, присоединяют укрепленную в лапке штатива U-образную
трубку, в середину которой помещена (неплотно) сухая вата.
В пробку, закрывающую одно из отверстий трубки, вставляют
капельную воронку с бензолом. Другое отверстие трубки закры-
вают пробкой, а к боковому отростку присоединяют согнутую под
* Вместо окиси меди "могут быть применены окись свинца, двуокись
свинца, сурик и др.
ОПЫТЫ 260—262
263
прямым углом стеклянную трубку, конец которой слегка оттянут
(рис. 153).
Выполнение. Пропустив из аппарата Киппа через собранный
прибор водород, поджигают газ у оттянутого конца трубки (сде-
лать предварительно пробу на отсутствие гремучей смеси!) —во-
дород горит несветящимся пламенем.
Рис. 153.
После этого из капельной воронки в U-образную трубку вво-
дят немного бензола, который смачивает находящуюся в ней
вату. Водород, проходя через слой ваты, увлекает с собою пары
бензола, и пламя его становится светящимся (свечение пламени
объясняется тем, что бензол при высокой температуре разлагается,
выделяя углерод в виде твердых частичек, которые прежде чем
сгореть накаливаются и испускают свет).
262.	Легкая воспламеняемость сероуглерода
Оборудование и материалы. 1) Плоскодонная фарфоровая чашка.—
2) Стеклянная палочка длиной около 50 см. — 3) Треножник. — 4) Асбестиро-
ванная сетка. — 5) Кусок асбестового картона.—6) Горелка. — 7) Сероугле-
род CS2.
В фарфоровую чашку, помещенную на треножнике, наливают
около 5 мл сероуглерода и прикасаются к нему стеклянной палоч-
кой, нагретой в пламени газовой горелки (зажженная горелка
должна находиться на значительном расстоянии от сероугле-
264
XVH.УГЛЕРОД
рода!). Сероуглерод мгновенно загорается и горит бледным;, сине-
ватым пламенем.
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2
После непродолжительного горения, во избежание отравления
воздуха образующимся при горении сернистым газом, пламя
гасят, прикрыв его куском асбестового картона, и чашку убирают
под тягу.
МЕТАН
263.	Получение метана
Оборудование и материалы. 1) Плоскодонная фарфоровая чашка.—
плавкого стекла).—2) Стеклянная трубочка. — 3) Цилиндр для собирания
газов. — 4) Кристаллизатор. — 5) Штатив с лапкой. — 6) Горелка. — 7) Ацетат
натрия NaC2H3O2 обезвоженный и плавленый *. — 8) Натронная известь.
Рис. 154.
Подготовка. Смесь 1 вес. ч. обезвоженного ацетата натрия и
2 вес. частей прокаленной натронной извести, приготовленную
* Для приготовления безводного ацетата натрия кристаллическую соль
NaC2H3O2 • ЗН2О помещают в железную илн фарфоровую чашку, нагревают
на голом огне при постоянном помешивании стеклянной палочкой. Сначала
соль плавится в своей кристаллизационной воде. По мере испарения воды
расплав густеет, пузырится н, наконец, застывает в белую массу. При даль-
нейшем. нагревании соль вновь плавится. Под конец требуется более сильное
нагревание; вместе с тем следует избегать перегрева расплавленной солн,
чтобы не произошло разложения с выделением угля.
После того как выделение пузырьков почти прекратится, прекращают
и нагревание. Расплав выливают на чистый холодный кафель н после засты-
вания измельчают и хранят в хорошо закрытой банке или в эксикаторе.
ОПЫТЫ 263—266
265
тщательным растиранием в ступке, помещают в пробирку и на-
клонно укрепляют ее в лапке штатива. К стеклянной трубке, про-
ходящей через пробку, закрывающую пробирку, присоединяют
трубку, опущенную в кристаллизатор с водой, в который погру-
жают цилиндр, наполненный водой, опрокинутый вверх дном и
укрепленный на штативе (рис. 154).
Выполнение. Сначала осторожно нагревают всю пробирку,
а затем сильно нагревают смесь в пробирке.
CH3COONa 4- NaOH = CH4 + Na2CO3
По вытеснении всего воздуха из прибора (обязательна проба
газа, собранного над водой в пробирку, на отсутствие гремучей
смеси!) газоотводную трубку подводят под цилиндр и собирают
выделяющийся метан.
Метан, полученный этим способом, содержит примесь водо-
рода (до 8%).
264.	Горение метана
Оборудование и материалы. 1) Цилиндр с метаном, закрытый пришли-
фованной стеклянной пластинкой. —• 2) Известковая или баритовая вода.
Сняв стеклянную пластинку, закрывающую цилиндр, газ тот-
час поджигают — спокойное, едва светящееся пламя метана
в цилиндре медленно опускается вниз.
СН4 + 2О2 = 2Н2О + СО2
После сгорания газа в цилиндр вливают прозрачной известко-
вой (или баритовой) воды и встряхивают цилиндр, — вода
мутится от углекислого газа.
265.	Взрыв смеси метана с воздухом
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения метана (см.
опыт 263).—2) Прибор по рис. 151.
Прибор (см. рис. 151) заполняют метаном; в остальном опыт
проводят так же, как опыт 256.
266.	Взрыв смеси метана с кислородом
Оборудование и материалы. 1) Газометр с кислородом. — 2) Газо-
метр с метаном.—'3) Толстостенная стеклянная трубка, запаянная с одного
конца, диам. около 2 см, длиной 45—50 см, с пробкой *. — 4) Чехол для
трубки, сшитый из плотной, в несколько раз сложенной, ткани.—5) Горелка.
* Вместо стеклянной трубки для этого опыта можно использовать толсто-
стенную склянку с широким горлом емк. 300 мл (не больше!). Перед опытом
ее следует тщательно обернуть полотенцем.
266
XVH. УГЛЕРОД
Подготовка. Стеклянную, трубку, разделенную метками на
три равные части, наполняют над водой сначала двумя объемами
кислорода, а затем одним объемом метана. Отверстие трубки
под водой закрывают пробкой, а трубку помещают в чехол и для
лучшего перемешивания перевертывают 2—3 раза.
Выполнение. Трубку с чехлом (держать крепко!) подносят
концом, закрытым пробкой, к пламени горелки и, вынув пробку,
поджигают смесь. Происходит сильный взрыв; часто при этом
горелка гаснет. Отверстие трубки следует направлять в сторону,
противоположную от аудитории.
267.	Горение метана в хлоре
Оборудование и материалы. 1) Цилиндр с хлором, закрытый пришли-
фованной стеклянной пластинкой. — 2) Газометр с метаном. — 3) Дважды
согнутая стеклянная трубка для горения газов (см. рис. 72 на стр. 133).
Пустив ток метана из газометра (обязательно сделать пробу
на отсутствие гремучей смеси!), метан поджигают у слегка
оттянутого конца трубки, — он горит спокойным едва светящимся
пламенем. Отрегулировав пламя горящего метана, трубку вводят
в цилиндр с хлором.
Метан продолжает гореть в атмосфере хлора, образуя густые
клубы сажи.
СН44-2С12 = С-ННС1
Если к отверстию цилиндра поднести стеклянную палочку,
смоченную концентрированным раствором аммиака, то обра-
зуются клубы белого дыма хлорида аммония.
268.	Горение метана в парах брома
Оборудование и материалы.!) Цилиндр, наполненный парами брома и
закрытый пришлифованной стеклянной пластинкой. — 2) Газометр с метаном. —
3) Дважды согнутая стеклянная трубка для горения газов (см. рис. 72 на
стр. ГЗЗ).
Цилиндр наполняют парами брома, налив на дно его не-
сколько капель брома.
После предварительной пробы на отсутствие взрывчатой
смеси в выходящем из газометра метане его поджигают. Трубку
с пламенем горящего метана вводят в цилиндр с парами брома,—
метан продолжает гореть с выделением сажи; пламя его стано-
вится бледным, удлиняется и несколько отрывается от конца
трубки. Красно-бурая окраска в цилиндре постепенно исчезает.
При поднесении к отверстию цилиндра стеклянной палочки, смо-
ченной концентрированным аммиаком, образуется белый дым
бромида аммония.
ОПЫТЫ 267—270
267
АЦЕТИЛЕН
269.	Получение ацетилена
Оборудование и материалы. 1) Перегонная колба емк. 250—
300 мл. — 2) Штатив с кольцом и лапкой. — 3) Две промывные склянки.—
4) Карбид кальция СаС2. — б) Битое стекло. — 6) Насыщенный раствор по-
варенной соли. — 7) Перманганат калня КМпСЦ, щелочной раствор. —
8) Бромная вода.
На дно колбы, укрепленной в лапке штатива, кладут
битое стекло, а на него помещают около десятка кусочков
карбида кальция. В ка-
пельную воронку, про-
ходящую через пробку,
закрывающую горло
колбы, наливают на-
сыщенный раствор по-
варенной соли.
При медленном, по
каплям, прибавлении
раствора из капельной
воронки в колбу реак-
ция протекает не столь
энергично, как с чи-
стой водой, и удается
получить равномерный
ток газа.
СаС2 + 2Н2О =
= С2Н2Ч-Са(ОН)2
Выделяющийся аце-
тилен собирают над во-
дой в цилиндр или газометр, обязательно предварительно сделав
пробу на отсутствие гремучей смеси (смесь ацетилена с воздухом
обладает значительно большей взрывчатой силой, чем другие
гремучие смеси).
Если не требуется собирать ацетилен, его пропускают через
промывные склянки, содержащие щелочной раствор перманганата
калия и бромную воду (рис. 155).
270.	Горение ацетилена
Оборудование и материалы. I) Прибор для получения ацетилена
(см. опыт 269). — 2) Цилиндр с ацетиленом, закрытый пластинкой.—3) Аце-
гилеиовая юрелка. — 4)- Фарфоровая чашка.
268
XVII. УГЛЕРОД
а)	Сняв стеклянную пластинку, закрывающую цилиндр с аце-
тиленом, поджигают газ, — ацетилен горит сильно коптящим
пламенем вследствие неполного сгорания углерода.
б)	К прибору, в котором получают ацетилен, присоединяют
специальную ацетиленовую горелку (рис. 156). В ней ацетилен
выходит из двух узких,
расположенных друг
против друга, отвер-
стий. После предвари-
тельного испытания на
отсутствие в выходя-
щем газе гремучей сме-
си газ поджигают, —
при столкновении двух
сильных струй газа и
полном смешении его
с воздухом образуется
плоское ослепительно
яркое белое, не коптя-
щее пламя.
2С2Н24-5О2 =
= 4СО2-г-2НаО
При внесении в пла-
мя холодной фарфоро-
вой чашки последняя
покрывается сажей.
271.	Получение твердого ацетилена
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения ацетилена
(см. опыт 269). — 2) Сосуд Дьюара с жидким воздухом. — 3) Стакан
с водой. — 4) Две пробирки. — 5) Жестяной кружок на металлическом
стержне.
а)	В пробирку, погруженную в жидкий воздух, через опущен-
ную в нее трубку, пропускают из прибора газообразный ацети-
лен, — пробирка наполняется белой снегообразной массой.
После этого, вынув пробирку из жидкого воздуха, подносят
к отверстию ее зажженую лучину, появляется яркое сильно коп-
тящее пламя горящего ацетилена. Еще большее пламя получается
при погружении пробирки в стакан с водой; пробирка при этом
покрывается слоем льда.
б)	В пробирку опускают до дна укрепленный на тонком
металлическом стерженьке жестяной кружок, касающийся сте-
нок. Пробирку опускают в сосуд с жидким воздухом и через
ОПЫТЫ 271-274
269
стеклянную трубку, согнутую под прямым углом и опущенную
до дна пробирки, пропускают из аппарата ацетилен в течение
3—5 мин.
Застывший в белую снегообразную массу ацетилен извлекают
из пробирки с помощью приспособления с жестяным кружком.
Поджигают полученную ацетиленовую «свечку», она горит ярким
сильно коптящим пламенем.
272.	Взаимодействие ацетилена с хлором
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения ацетилена
(см. опыт 269) с трубкой для горения газов (см. рис. 72 на стр. 133).—
2) Цилиндр с хлором, закрытый пришлифованной стеклянной пластинкой.
Трубку, из которой выходит медленный ток ацетилена, после
предварительного испытания на отсутствие взрывчатой смеси
вводят в цилиндр с хлором. Как только конец трубки окажется
в атмосфере хлора, ацетилен вспыхивает с небольшим хлопком и
загорается красноватым пламенем, обильно выделяя сажу.
С2Н24-С12 = 2С + 2НС1
273.	Взаимодействие ацетилена с бромом
Оборудование и материалы. 1) Прибор для получения ацетилена
(см. опыт 269). — 2) Две промывные склянки. — 3) Бромная вода.
К прибору, в котором получают ацетилен, присоединяют две
промывные склянки; в первую наливают сильно насыщен-
ную бромом воду, во вторую — дистиллированную воду и про-
пускают равномерный ток ацетилена. Бромная вода постепенно
обесцвечивается; на дне склянки собираются продукты при-
соединения брома к ацетилену в виде тяжелой маслянистой
жидкости.
С2Н2-|-Вг2 = С2Н2Вг2
C2H2B.r2-f-Вг2 = С2Н2Вг4
Во второй склянке поглощаются увлекаемые током газа пары
брома.
ОКИСЬ УГЛЕРОДА
Окись углерода сильно ядовита; все опыты с нею следует
производить только под тягой.
274.	Получение окиси углерода
Оборудование и материалы. 1) Установка по рис. 61 (стр. 108).—
2)	Муравьиная кислота уд. в. 1,2 (можно применять техническую кислоту).—
3) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.—4) Раствор едкой щелочи (NaOH или
КОН). — 5) Известковая или баритовая вода.
2?0
kv».' УГ ЛЕРОД
Подготовка. В колбу на '/4 наливают концентрированную
серную кислоту и укрепляют в лапке штатива; затем закры-
вают ее пробкой, через которую проходит капельная воронка
с муравьиной кислотой. *
К боковой трубке колбы присоединяют промывную склянку
Тищенко с раствором едкой щелочи. Газоотводную трубку, со-
единенную со склянкой Тищенко, опускают в кристаллизатор
с водой.
Для собирания газа погружают в кристаллизатор цилиндр,
наполненный водой, опрокинутый вверх дном и укрепленный
в лапке штатива.
Выполнение. Предварительно нагревают серную кислоту до
80—90°, затем медленно, по каплям, приливают к ней муравьиную
кислоту.
Тотчас же начинается равномерное выделение окиси угле-
рода.
НСООН = НаО + со
При уменьшении интенсивности выделения газа колбу слегка
подогревают.
После того как воздух из прибора будет вытеснен (проба
собранного в пробирку над водой газа на отсутствие гремучей
смеси!), окись углерода собирают в приготовленный цилиндр и
поджигают, — она спокойно сгорает синим пламенем.
2СО4-О3 = 2СО2
Известковая (или баритовая) вода, налитая в цилиндр после
сгорания окиси углерода, мутится; при горении образуется угле-
кислый газ.
Для прекращения реакции охлаждают колбу снаружи. После
окончания опыта, не вынимая прибора из-под тяги, колбу запол-
няют доверху водой для вытеснения имеющегося в ней газа и
только после этого прибор разбирают и моют.
* За неимением муравьиной кислоты, для получения окиси углерода может
быть использована ее соль — муравьинокислый натрий HCO2Na. При слабом
подогревании смеси равных объемов мелкокристаллической соли и концен-
трированной серной кислоты, помещенных в колбу прибора, происходит
выделение окиси углерода.
Окись углерода может быть получена и из щавелевой кислоты действием
концентрированной серной кислоты.
При разложении щавелевой кислоты образуется наряду с окисью угле-
рода также двуокись углерода; для поглощения последней выделяющиеся газы
пропускают через две промывные склянки Тищенко с концентрированным
раствором едкой щелочи.
ОПЫТ 2?5
2'?i
275.	Получение водяного газа действием паров
воды на раскаленный уголь
Оборудование а материалы. 1) Перегонная колба емк. 1 л. — 2) Же-
лезная труба диам. 25 мм, длиной около 70 см. — 3) Колба коническая емк.
300 мл.— 4) Стакан емк. 760—1000 мл. — 5) Цилиндр для собирания газов.—
6) Кристаллизатор. — 7) Два штатива с лапками и кольцом. — 8) Печь газовая
для органического анализа. — 9) Асбестированная сетка. — 10) Горелка. —
11) Древесный уголь или кокс.— 12) Снег или лед.
Подготовка. Перегонную колбу, наполненную на половину ее
объема водой и укрепленную в лапке штатива, закрывают проб-
кой с проходящей через нее стеклянной трубкой. Боковую трубку
колбы с помощью резиновой трубки, с надетым на нее винтовым
зажимом, соединяют с согнутой под углом стеклянной трубкой,
проходящей через пробку, закрывающую железную трубу, поло-
женную в газовую печь.
Железную трубу равномерно и рыхло заполняют кусочками
угля (или кокса), с обоих концов вставляют рыхлые пробки из
асбеста или стеклянной ваты и закрывают корковыми пробками,
обернутыми асбестовой бумагой.
Согнутая под прямым углом стеклянная трубка, вставленная
в пробку, закрывающую второй конец железной трубы, проходит
в пробку конической колбы, поставленной в стакан, наполненный
водой со снегом (или кусочками льда).
Ко второй короткой трубке, проходящей через пробку, закры-
вающую коническую колбу, присоединяют газоотводную трубку,
согнутым концом опущенную в кристаллизатор с холодной водой.
Для собирания водяного газа погружают в кристаллизатор
цилиндр, наполненный водой, перевернутый вверх дном и укре-
пляют его в лапке штатива (рис. 157).
272
XVH. УГЛЕРОД
Выполнение. Закрыв винтовой зажим и подняв трубку
в пробке колбы так, чтобы нижний конец ее был выше уровня
воды, нагревают последнюю до бурного кипения. В то же время
железную трубу нагревают возможно сильнее.
Когда труба нагреется, открывают винтовой зажим и, опустив
трубку в пробке ниже уровня воды в колбе, направляют пары
воды в железную трубу с раскаленным углем.
Образовавшийся водяной газ и избыток водяного пара посту-
пают в охлаждаемую коническую колбу, где водяной пар кон-
денсируется в жидкость. Водяной газ после предварительной про-
верки на отсутствие гремучей смеси собирают над водой
в цилиндр.
Собранный газ поджигают, — он горит сначала слабо светя-
щимся пламенем (водород), которое затем становится сине-голу-
бым (окись углерода).
При окончании опыта вынимают газоотводную трубку из
кристаллизатора и только после этого прекращают нагревание
колбы и железной трубы.
276.	Получение водяного газа разложением воды
в электрической дуге
Оборудование и материалы. 1) Шарообразная колба с тремя тубусами
емк. 1—-2 л. — 2) Газоотводная стеклянная трубка. — 3) Цилиндр для собира-
ния газов, — 4) Кристаллизатор. — 5) Два штатива с лапкой и кольцами. —
6) Два угольных электрода. — 7) Источник электрического тока. — 8) Реостат.
Подготовка. Колбу, в боковые тубусы которой на резиновых
пробках вставлены два передвижных угольных электрода, почти
соприкасающихся в середине колбы, наполняют доверху водой
и укрепляют с помощью двух колец на штативе (рис. 158).
Верхний тубус колбы закрывают резиновой пробкой, через
которую проходит газоотводная трубка, свободный конец которой
пускают в кристаллизатор с водой, куда погружен также напол-
ненный водой и укрепленный в лапке штатива цилиндр для соби-
рания газа.
Угольные электроды, на свободные концы которых надеты от-
резки резиновой трубки, присоединяют к реостату. Последний,
поставив на полное сопротивление, присоединяют к источнику
тока.
Выполнение. Включив ток и постепенно уменьшая сопротивле-
ние в реостате, зажигают электрическую дугу ц, регулируя рас-
стояние между электродами, достигают равномерного горения
дуги под водой. Уголь электродов частично сгорает и распы-
ляется, поэтому электроды приходится сближать, взяв за наруж-
ные изолированные концы.
ОПЫТЫ 276=277
273
При высокой температуре дуги уголь взаимодействует с водой:
С + Н2О = СО + Н2
Смесь водорода и окиси углерода после вытеснения из прибора
воздуха собирают в цилиндр.
Полученный таким способом водяной газ при поджигании спо-
койно сгорает. В качестве примеси он содержит углекислый газ,
Рис. 158.
о чем свидетельствует слабое помутнение известковой (или бари-
товой) воды, прилитой в цилиндр перед сожжением газа.
Известковая вода, прилитая в цилиндр после сгорания, при
взбалтывании сильно мутится.
277.	Взрыв смеси окиси углерода с кислородом
Оборудование и материалы. \) Прибор для получения окиси углерода
(см. опыт 274). — 2) Газометр с кислородом. — 3) Цилиндр для собирания га-
зов с пришлифованной стеклянной пластинкой. — 4) Кристаллизатор. — 5) Го-
релка.
Стеклянный цилиндр, предварительно разделенный метками
на три равные по объему части, наполняют над водой одним
объемом кислорода и двумя объемами окиси углерода.
Цилиндр, наполненный газами и закрытый стеклянной пла-
стинкой, после 2—3-кратного перевертывания подносят к пламени
горелки и, отняв стеклянную пластинку, поджигают газовую
смесь, — происходит взрыв.
18 Зак. 1015. В. Л. Полосин.
274	xvii. углерод
278.	Восстановительные свойства окиси углерода
Оборудование а материалы. 1) Прибор для получения окиси углерода
(см. опыт 274).—2) Склянка Тищенко с раствором едкой щелочи. — 3) Три
склянки Дрекселя. — 4) Аммиачный раствор окиси серебра *. — 5) Фелингова
жидкость (растворы I и II**). — 6) Хлорид палладия PdCl2, 1%-пый раствор.
Подготовка. Смешивая равные объемы приготовленных рас-
творов I и II, получают фелингову жидкость.
К прибору, в котором получают окись углерода, присоединяют
промывные склянки Дрекселя: в одну из них наливают аммиач-
ный раствор окиси серебра, в другую — свежеприготовленную
фелингову жидкость и в третью — 1 % -ный раствор хлорида
палладия.
Выполнение. Пропускают окись углерода через взятые рас-
творы; наблюдается выделение черных осадков серебра и палла-
дия и. образование красной закиси меди.
Реакция протекает с большей скоростью, если газ пропускают
через теплые растворы.
ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА
279.	Получение углекислого газа разложением
карбонатов при нагревании
Оборудование и материалы. 1) Реторта с тубусом емк. 250—500 ли.—
2) Перегонная колба емк. 100—150 мл. — 3) Стеклянная трубка. — 4) Стек-
лянный цилиндр. — 5) Штатив с лапкой и кольцом. — 6) Асбестироваииая
сетка. — 7) Горелка, —8) Малахит Сп2(ОН)2СО3 или углекислый магний
MgCO3.— 9) Известковая вода.— 10) Безводная сернокислая медь CuSOt.
Подготовка. Шейку реторты, укрепленной в лапке штатива,
вставляют на резиновой пробке в горло колбы. К отводной
трубке колбы присоединяют согнутую стеклянную трубку,
опущенную в цилиндр (рис. 159). Реторту на !/3 загружают сухим
измельченным в порошок малахитом. В перегонную колбу насы-
пают немного безводной сернокислой меди. В цилиндр наливают
прозрачную известковую воду. Испытывают прибор на герме-
тичность.
Выполнение. Медленно и осторожно нагревают реторту с ма-
лахитом. После того, как вся реторта будет прогрета, сосредото-
чивают нагревание в нижней части реторты, где находится ма-
лахит.
* Для приготовления аммиачного раствора окиси серебра к 2—3%-ному
раствору нитрата серебра прибавляют по каплям при постоянном взбалты-
вании 2 н. раствора аммиака до растворения появляющегося вначале осадка.
** Для получения фелинговой жидкости готовят отдельно два раствора;
I. 17,3 г медного купороса растворяют в 500 мл воды.
II. 86,5 г виннокислого калия-натрия NaKC4H40e („сегнетовой соли*)
и 30 г едкого натра растворяют в 500 мл водьг.
ОПЫТЫ.278-280
275
Через некоторое время содержимое реторты становится чер-
ным (окись меди CuO), в колбу начинает но каплям стекать вода,
при соприкосновении с которой безводная сернокислая медь
окрашивается в синий цвет (образование медного купороса).
Рис. 159.
Известковая вода при прохождении через нее углекислого
газа мутится от образовавшегося нерастворимого в воде карбо-
ната кальция.
Следовательно, малахит при нагревании разлагается с образо-
ванием окиси меди, воды и углекислого газа:
Cu2(OH)2CO3 = 2СиО4-Н2ОН- СО2
280.	Получение углекислого газа действием соляной
кислоты на мрамор
Оборудование и материалы. 1) Аппарат Киппа с предохранительной
воронкой (см. рис. 160). — 2) Склянка Тищенко с водой. — 3) Цилиндр для
собирания газа. — 4) Мрамор. — 5) Соляная кислота (1:4). — 6) Лучина.
Средний резервуар аппарата Киппа наполняют кусками мра-
мора величиною с орех. Весь нижний резервуар и часть верхнего
наполняют раствором соляной кислоты (1 : 4). К аппарату Киппа—
присоединяют промывную склянку с водой, которая служит для
задерживания увлекаемых газом капелек соляной кислоты и
газообразного хлористого водорода, а также для наблюдения за
18*
276
XVII. УГЛЕРОД
скоростью выделения газа, а к промывной склянке присоединяют
газоотводную трубку. При приведении в действие аппарата
Киппа соляная кислота энергично реагирует с мрамором:
СаСО34-2НС1 = СаС12 + СО2 + Н2О
Выделяющийся газ собирают в сухой цилиндр и испытывают
горящей лучиной, которая в нем гаснет.
281.	Переливание углекислого газа
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения углекис-
лого газа (см. опыт 280). —2) Три стеклянных стакана емк. 2 л.—6) Техно-
химические весы. — 4) Песок или дробь.
На чашки техно-химических весов ставят большие стеклянные
стаканы и уравновешивают песком (или дробью). Третий стакан
наполняют углекислым газом, опустив в него до дна газоотвод-
ную трубку от установки для получения углекислого газа.
Стакан с углекислым газом подносят к одному из стаканов,
стоящих на уравновешенных весах и, плавно наклоняя стакан
Рис. 160.
с газом, переливают по-
следний. в стакан, находя-
щийся на весах; равно-
весие весов нарушается.
282.	Тушение свечей
углекислым газом
Оборудование и мате-
риалы. 1) Аппарат Киппа с
мрамором н соляной кисло-
той. — 2) Большой стеклянный
сосуд емк. 5—6 л. — 3) «Ле-
сенка» из толстой металличе-
ской проволоки или стеклян-
ной палочки (рис. 160).—
4) Свечи.
На каждой ступеньке
«лесенки» укрепляют по
небольшому кусочку све-
чи, зажигают их и опу-
скают в сосуд. Опустив
до дна сосуда трубку,
соединенную с аппаратом
Киппа, пускают ток угле-
кислого газа, который по-
степенно снизу заполняет сосуд, отчего горящие свечи одна
за другой гаснут (рис. 160).
ОПЫТЫ 281—284
277
283.	Горение магния в углекислом газе
Оборудование и материалы. 1) Установка для получения углекис-
лого газа (см. опыт 280). — 2) Склянка Тищенко. — 3) Стеклянный стакан
емк. 1 л. — 4) Стеклянная трубка. — 5) Резиновая трубка. — 6) Металли-
ческие щипцы. — 7) Горелка. — 8) Серная кислота H2SO4, уд. в. 1,84.—
9) Магний (лента).— 10) Лучина.
Подготовка. К промывной склянке установки для получения,
углекислого газа присоединяют вторую промывную склянку,
в которую наливают концентрированную серную кислоту для вы-
сушивания углекислого газа. Ко второй промывной склянке при-
соединяют согнутую под прямым углом стеклянную трубку так,
чтобы при опускании ее в стакан она доходила до дна.
Магниевую ленту длиной около 40 см свертывают в спираль,
туго накручивая ее на толстую стеклянную палочку. Концы ленты
оставляют прямыми, направленными по оси спирали.
Выполнение. Опустив стеклянную трубку в стакан, пускают
сильный ток углекислого газа из аппарата Киппа. Убедившись
с помощью горящей лучины (потухание) в том, что стакан на-
полнен углекислым газом, берут щипцами магниевую спираль, за-
жигают ее нижний конёц в пламени горелки и опускают в стакан
с углекислым газом, не касаясь его стенок.
Магний горит в углекислом газе, потрескивая и разбрасывая
продукты горения на стенки стакана.
CO2 + 2Mg = 2MgO4-C
Во время горения магния ток углекислого газа не прекращают.
Если магний гаснет, следует тотчас поджечь его на горелке и
снова опустить в стакан.
В результате реакции дно и стенки стакана покрываются
окисью магния и частицами угля. Для большей наглядности по
окончании горения магния в стакан наливают немного подогре-
той соляной кислоты (1 : 1), обмывают ею стенки стакана и выли-
вают содержимое в бокал. При этом окись магния растворяется,
а оставшийся без изменения уголь становится более заметным.
284.	Получение «сухого льда»
Оборудование и материалы. 1) Баллон с углекислотой, со специальной
подставкой. — 2) Мешок с ватной прокладкой или из сукна, холста, проши-
того в несколько слоев, 20 X 30 см. — 3) Цилиндрический сосуд Дьюара. —
4) Деревянная ложка.
Баллон с углекислотой устанавливают на специальной под-
ставке (рис. 161), так, чтобы дно баллона оказалось выше его
верхней части. К главному вентилю баллона с помощью надеж-
278
XVII. УГЛЕРОД
ного шнура крепко привязывают мешок так, чтобы боковое вы-
водное отверстие вентиля входило в мешок (рис. 162). Осторожно
поворачивая вентиль, выпускают из баллона порцию жидкой
углекислоты, которая вытекает с сильным шипением и, частично
испаряясь, образует в мешке белую снегообразную массу твердого
угольного ангидрида («сухого льда»). Повторив описанную опе-
Рис. 161.	Рис. 162.
рацию несколько раз и получив требуемое количество сухого
льда, вентиль плотно закрывают, баллон вновь ставят верти-
кально, полученную твердую двуокись углерода извлекают из
мешка с помощью деревянной ложки и помещают в сосуд
Дьюара.
285.	Фонтан под давлением углекислого газа
Оборудование и материалы. 1) Толстостенная коническая колба емк.
2—Зл с резиновой пробкой. — 2) Стеклянная трубка со слегка оттянутым
концом. — 3) Большой кристаллизатор. — 4) Твердая двуокись углерода.
В коническую колбу с налитой в нее до половины водой бро-
сают несколько кусочков твердой двуокиси углерода. Горло
колбы плотно закрывают резиновой пробкой, в которую вставлена
доходящая почти до дна колбы стеклянная трубка. Колбу поме-
щают на середину большого кристаллизатора.
В результате интенсивного испарения твердой двуокиси угле-
рода в колбе создается повышенное давление, под влиянием ко-
торого вода выбрасывается из колбы через трубки в виде
фонтана (см. рис. 57, на стр. 95),
ОПЫТЫ 285—286
279
286.	Охлаждение «сухим льдом»
Оборудование и. материалы. 1) Цилиндрический сосуд Дьюара.—
2) Стакан емк. 500—750 мл. — 3) Стеклянные пробирки. — 4) Фарфоровая
чашка. — 5) Деревянная ложка. — 6) Железный стержень. — 7) Наковальня
или металлическая плитка. — 8) Молоток. — 9) «Сухой лед» (твердая дву-
окись углерода). — 10) Ацетон (СНз)2СО. — 11) Ртуть.
Готовят охладительную смесь из твердого угольного анги-
дрида и ацетона: мелкие кусочки «сухого льда», помещенные
в фарфоровую чашку, понемногу обливают ацетоном, помешивая
деревянной ложкой до образования кашицеобразной массы. При-
готовленную смесь переносят в цилиндрический сосуд Дьюара.
Пробирку с водой погружают в сосуд с охладительной
смесью, — вода быстро превращается в лед; при этом слышится
характерный треск.
Пробирку с налитой в нее до половины ртутью, с погружен-
ным в нее железным стержнем (более длинным, чем пробирка),
опускают в сосуд с охладительной смесью. Вскоре ртуть замер-
зает (темп. зам. —39°).
Пробирку с замерзшей ртутью кладут на наковальню или
металлическую плитку, постукиванием разбивают пробирку и,
освободив ртуть от стекла, сильно ударяют по ней молотком; при
этом слышится металлический звук и цилиндрик ртути сплющи-
вается.
XVIII. КРЕМНИЙ, БОР
287.	Получение аморфного кремния
Оборудование и материалы. 1) Фарфоровая ступка.—2) Пробирка.—
3) Держалка для пробирок. — 4) Стакан емк. 500 мл. — 5) Горелка. — 6) Маг-
ний в порошке. — 7) Мелкий кварцевый песок. — 8) Соляная кислота НС1,
2 н. раствор.
Подготовка. 10 г сухого кварцевого песка * тщательно пере-
мешивают в фарфоровой ступке с 16 г порошковидного магния.
Приготовленную смесь помещают в пробирку.
В стакан на 3/4 наливают дестиллированную воду, подкислен-
ную соляной кислотой.
Выполнение. Взяв пробирку в держалку, осторожно прогре-
вают на пламени горелки сначала всю пробирку, а затем сосре-
доточивают нагревание на верхней ее части. Нагревание прекра-
щают, как только начнется реакция; она протекает весьма энер-
гично и быстро распространяется по всей массе смеси.
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
После остывания пробирку осторожно разбивают и содер-
жимое ее вместе с осколками стекла бросают в стакан с водой,
подкисленной соляной кислотой. Темный порошок и осколки
стекла падают на дно стакана, а на поверхности жидкости проис-
ходят вспышки, сопровождающиеся легкими хлопками.
Выделившийся аморфный кремний находится в осадке на дне
стакана с возможными примесями магния, от которого он может
быть освобожден нагреванием с соляной кислотой.
Взаимодействие выделившегося кремния с магнием сопрово-
ждается образованием кремнистого магния:
Si-{-2Mg = Mg2Si
Последний при взаимодействии с соляной кислотой образует
водородистый кремний — моносилан:
Mg2Si + 4HCl = SiH44-MgCl2
Выделяющийся газ содержит примеси других силанов и водо-
рода; при соприкосновении с воздухом он самовоспламеняется
* Не следует брать песок мелко измельченным или вместо него растертый
кварц нли кизельгур, так как реакция в этом случае протекает слишком
энергично,	’
ОПЫТЫ 287—289
281
и сгорает, превращаясь в воду и кремневый ангидрид (белый
дым):
SiH4 + 2Оа = 2НаО + SiOa
288.	Получение геля кремневой кислоты
Оборудование и материалы. 1) Демонстрационный бокал. — 2) Стеклян-
ная палочка.—3) Силикат натрия Na2SiO5, 10%-ный раствор. — 4) Соляная
кислЪта НС1, уд. в. 1,12.
В бокал наливают 200 мл раствора силиката натрия, добав-
ляют к нему 10 мл соляной кислоты и энергично размешивают
стеклянной палочкой, которую оставляют в бокале, держа ее
вертикально.
Вскоре в растворе появляется слабая опалесценция, посте-
пенно усиливающаяся, и содержимое бокала застывает в сплош-
ную прозрачную массу.
Палочка остается в вертикальном положении и после того,
как ее перестают держать рукой.
Раствор силиката натрия разъедает стекло, поэтому посуду
необходимо тщательно вымыть тотчас же после опыта.
289.	Получение четырехфтористого кремния
и кремнефтористоводородной кислоты
Оборудование и материалы. 1) Круглодонная колба емк. 500 мл с
пробкой. — 2) Стеклянная трубка, согнутая под прямым углом. — 3) Стеклянный
цилиндр. — 4) Фарфоровая ступка с пестиком. — 5) Штатив с лапкой и коль-
цом. — 6) Асбестироваиная сетка. — 7) Горелка. — 8) Воронка со складчатым
фильтром. — 9) Три демонстрационных бокала. — 10) Фторид кальция CaF2. —
11) Кварцевый песок.— 12) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.— 13) Соляная
кислота НС1 уд. в. 1,19.—14) Ртуть.— 15) Хлорид бария ВаСЬ, 2 и. рас-
твор.— 16) Хлорид калия КС1, концентрированный раствор.— 17) Этиловый
спирт С2Н5ОН. — 18) Раствор синего лакмуса.
Подготовка. Фторид кальция и кварцевый песок растирают
в ступке (каждый отдельно) до состояния тонкого порошка. За-
тем, тщательно перемешивая их в ступке, готовят смесь из равных
по весу частей (по 20 г).
Смесь помещают в колбу и добавляют концентрированной
серной кислоты столько, чтобы образовалась жидкая кашица.
Горло колбы, укрепленной в лапке штатива, плотно закрывают
резиновой пробкой с проходящей через нее дважды согнутой под
прямым углом стеклянной трубкой, длинное колено которой опу-
скают до дна в стеклянный цилиндр с водой. На дно цилиндра
наливают ртуть слоем в 2—3 см. Под колбу подкладывают
рсбестированную сетку (рис, 163).
282
XVIII. КРЕМНИЙ, БОР
Рис. 163.
Выполнение. Медленно и осторожно нагревая колбу, доби-
ваются равномерного тока газа.
При взаимодействии фтористого кальция с серной кислотой
выделяется фтористый водород:
CaFs-LH2SO4 = CaSO4+H2F2
который, реагируя с кремнеземом, образует четырехфтористый
кремний:
2H2F2 + SiO2 = SiF4 + 2H2O
Фтористый кремний разлагается водой с выделением кремне-
вой кислоты и фтористого водорода:
SiF4-{-2H2O = SiOa + 2H8F2
Слой ртути на дне цилиндра необходим для того, чтобы раз-
ложение фтористого кремния, сопровождающееся образованием
студенистого осадка, происхо-
дило выше отверстия газо-
отводной трубки и последняя
не забивалась осадком. .
Образующийся фтористый
водород, соединяясь с нераз-
ложившимся фтористым крем-
нием, дает кремнефтористо-
водородную кислоту:
H2F2 + SiF4=H2SiF6
При окончании опыта сна-
чала вынимают газоотводную
трубку из цилиндра и только
после этого прекращают на-
гревание.
Колба и стеклянная трубка
изнутри сильно разъедаются
фтористым водородом, поэтому
пользоваться ими можно толь-
ко один раз.
Содержимое цилиндра после
фильтрования разливают в три
бокала. В первый из них приливают синего раствора лакмуса, ко-
торый окрашивается при этом в красный цвет. Во второй бокал
приливают раствора хлорида бария и немного концентрированной
соляной кислоты, — выделяется кристаллический осадок:
H8SiF6 + BaCl3 = BaSiF6+2HCl
ОПЫТ 290
283
В третий бокал добавляют концентрированного раствора хлорида
калия и немного этилового спирта, — образуется полупрозрач-
ный студенистый осадок KaSiFe:
H2SiF6J-2KCl = K2SiF6 + 2HCl
290.	Свойства стекла
Оборудование и материалы. 1) Легкоплавкие стеклянные трубки.—
2) Трубка или колба из кварцевого стекла. — 3) Газовая горелка с плоской
насадкой. — 4) Стакан емк. 500 мл. — 5) Стеклянный цилиндр. — 6) Демон-
страционный бокал. — 7) Фарфоровая ступка с пестиком.—8) Перманганат
калия KMnO.i, разбавленный раствор. — 9) Спиртовой раствор фенолфталеина.
а)	Взяв отрезок стеклянной трубки за концы обеими руками,
вводят средину трубки в верхнюю часть пламени горелки с плос-
кой насадкой и нагревают, все время вращая в одном на-
правлении.
Когда стекло размягчится настолько, что трубка начнет
гнуться сама, вынимают ее из пламени и плавно сгибают,
медленно поднимая ее концы кверху.
б)	Другой отрезок стеклянной трубки, нагретый аналогич-
ным способом до размягчения стекла, вынимают из пламени и,
вытягивают в тонкую нить, разводя руки в сторону резким дви-
жением.
Для того, чтобы показать, что полученная стеклянная
нить является капилляром, ее разрывают на отрезки длиной
в 10—30 см и опускают их вертикально в цилиндр с раствором
перманганата калия. Окрашенный раствор высоко поднимается
по капиллярам.
в)	Третий отрезок трубки нагревают в пламени горелки до
размягчения и погружают в бокал с водой, — на дно бокала
падают кусочки растрескавшейся трубки. Прибавляют в бокал
несколько капель спиртового раствора фенолфталеина, — ни-
каких изменений в окраске не происходит.
Слив из бокала жидкость, осколки стекла, промытые водой,
переносят в фарфоровую ступку и тщательно растирают пести-
ком в порошок, а затем вновь смывают водой в бокал. Теперь
при приливании фенолфталеина жидкость в бокале окрашивается
в розовый цвет, что показывает на частичный переход в раствор
силиката натрия, входящего в состав стекла (раствор его в воде
имеет щелочную реакцию).
г)	Трубку или колбу из кварцевого стекла подвергают силь-
ному нагреванию в пламени горелки (размягчения стекла ие про-
исходит) и в раскаленном состоянии погружают в стакан с во-
дой, — слышится треск и шипение от резкого испарения воды, но
предмет из кварцевого стекла остается целым благодаря чрез-
вычайно незначительному коэфициенту расширения (примерно
в 15 раз меньше, чем у обычного стекла).
284
XVIII. КРЕМНИЙ, БОР
291.	Окраска пламени борнометиловым эфиром
Оборудование и материалы. I) Фарфоровая плоскодонная чашка диам.
около 10 см. — 2) Круглодонная колба емк. 250 мл. — 3) Стеклянная трубка
диам. около 10 мм, длиной около 50 см. — 4) Треножник. — 5) Штатив с лап-
кой и кольцом. — 6) Асбестированная сетка. — 7) Горелка. — 8) Борная кис-
1	лота Н3ВО3. — 9) Метиловый спирт СН3ОН *. —
10) Серная кислота H2SO4 уд. в. 1,84.
а) На асбестированную сетку, положен-
ную на треножник, ставят фарфоровую
чашку, в которой смешивадот в жидкую
J кашицу 2—3 г борной кислоты с 20—30 мл
у метилового спирта, туда же приливают
р	около 5 мл концентрированной серной кис-
лоты и поджигают.
Борная кислота с метиловым спиртом
«	в присутствии концентрированной кислоты,
II	I	как водоотнимающего	средства,	образует
“Ча	Л	сложный	борнометиловый	эфир:
ХОН	/ОСН3
В^ОН + ЗСН3ОН = ЗН2О 4-ВстОСН,
ХОН	^ОСН,,
1. пары которого горят яркозеленым пла-
. J,менем:
(Г	2В(ОСН3)3 4- 9О2 = ВаО3 4- 9Н2О 4~ 6СО2
L ... )	Горение сопровождается образованием
во	белого дыма — борного ангидрида.
I	а	б) В круглодонную колбу помещают
II	д	5—10 г борной кислоты, 50—100 мл мети-
||	левого спирта и 5—10 мл концентрирован-
ной серной кислоты. Колбу плотно закры-
вают пробкой, через которую проходит
Рис. 164.	длинная стеклянная трубка диаметром 1 см
со слегка оттянутым верхним концом, и
укрепляют в лапке штатива. Под колбу на кольце подкладывают
асбестированную сетку. Смесь в колбе нагревают до кипения.
Пары спирта и образующегося при реакции борнометилового
эфира поджигают у оттянутого конца стеклянной трубки. Сгорая,
они образуют большое пламя, окрашенное в красивый ярко-
зеленый цвет (рис. 164).
Сверху пламени заметен белый дым борного ангидрида, обра-
зующегося при горении борнометилового эфира.
* Вместо борной кислоты можно брать буру, а вместо метилового
спирта — этиловый спирт.
ПРИЛОЖЕНИЯ
I.	Граммолекулярный объем
Известно, что граммолекула любого газа при 0° и 760 мм давления зани-
мает объем, равный 22,4 л.
Практика показывает, что, как правило, у слушателей создается пред-
ставление о граммолекулярном объеме, не соответствующее его реальной ве-
личине.
Рис. 165.
В связи с этим целесообразно демонстрировать на лекции деревянный куб,
ребро которого равно 28,2 см. Такой куб делается полым, из тонких досок или
фанеры; желательно после предварительной шпаклевки выкрасить его белой
краской и на одной стороне черной краской написать «22,4 л» (рис. 165).
2.	Периодическая система химических элементов
Д. И. Менделеева
Главным наглядным пособием при изложении периодической системы хими-
ческих элементов является стенная таблица той или иной формы.
Наряду с этим желательно демонстрировать и соответствующие хими-
ческим элементам простые вещества, к которым слушатели обычно прояв-
ляют повышенный интерес. Поэтому представляется целесообразным для
демонстрации простых веществ изготовить специальную полку, изображен-
ную на рис. 166.
Изготовленная из фанеры полка устанавливается на столе. На вертикаль-
ных стенках ее наклеивают специально для этой цели написанные или выре-
занные из стенной таблицы ряды периодической системы. Размеры полки мо-
гут быть различными: ширина и высота ее должна находиться в соответствии
с величиной банок, в которых размещены вещества.
Все банки, расположенные на этой полке, одинаково хорошо видны даже
в большой аудитории.
При рассмотрении свойств химических элементов, находящихся в одном
ряду периодической системы, и иллюстрации закономерностей, наблюдаемых
' ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
I
ЭЛЕМЕНТОВ
I | II | Щ | IV | V | VI | УП | VIII , О
I 1
Н 1
Не2
||п 2|Li 8|ве*|в
6
с 6
N 7
РГ 3|Na W|All3|Si14P
0 8
Ts
“16
СГ7
21
а<|ш^|е5|с^№г8_
1 fiy~4 К !В Ca2°|Sc
// ‘////ЛА “	I 	__  ' .1 /.о! 
ЯЬ^тё”! J
'qg^’KlS.
1 —
ТГдаТТГ19
, U|„M ST [YJ
fy^Ag1C<l>2i;
iliiKTslCs
»ЙЗЬ
\ Ш \X^-' ВЫСШИЕ.
,, «Опх
Zr
80
м] (-,2 34Ir^ 35|
*—J----Л-^52? w 53}
"50^
I*— 1
^•t" 72lm
Wjf Ta
^Ra8^
1D n I
B,o 15°	»
Krl
gpdTi
|Хе51^
"^ЯТ^Р 17*Г И
_____	аьЦ
92[ J
оК11с;1Ы I
о I RO4 I
286	приложения
Рис. 166.
ПРИЛОЖЕНИЯ
287
в изменении свойств этих элементов и их соединений, целесообразно демон-
стрировать не только простые вещества, но также их окисли и соответствую-
щие им основания, кислоты и соли.
Рис. 167.
Наиболее удобны для демонстрации соединения элементов третьего ряда
периодической системы, начинающегося натрием и кончающегося аргоном.
- Для большей наглядности и доступности наблюдения и в этом случае
целесообразно располагать банки с веществами не на одной плоскости стола,
а на полке, изображенной на рис. 167.
288
ПРИЛОЖЕНИЯ
3.	Охлаждающие смеси
	Соль	Весовые части соли на 100 г снега	Минималь- ная темпера- тура, °C	Соль	Весовые части соли на 100 г снега	Минималь- ная темпера- тура, °C
	СаС12 • 6Н2О	41	— 9	(NH4)2SO4	62	-19
	Na2S,O2 - 5Н»О	67.5	—11	NaCl	33	—21
	‘ КС1 ‘	30	-11		82	—22
	NH4C1	25	-16	CaClo • 6Н,0 {	125	—40
	nh4no3	45	—17		143	—55
	NaNO3	59	—19			
4.	Понижение температуры при растворении солей
Соль	Количество)Понижение		Соль	Количество соли в г иа 100 г воды	Понижение темпера- туры °C
	соли в г на 100 г воды	темпера- туры ЬС			
NaCl	36	3	NaNO3	75	19
MgSO4 7Н2О	85	8	Na,S2Os • 5HnO	ПО	19
N32CO3 • ЮНоО	40	9	KJ	140	22,5
KNOg	16	10	CaCl2-6HnO	250	23
КС1	30	13	NH4NO3	60	27
NaC»H3O2 • ЗН.,0	85	15	NH*CNS	133	31
NH4Cl	30	18	КС NS	150	35
5.	Растворимость нитрата калия KNO3
(в граммах на 100 г воды)
Температура	л | Растворимость	Температура °C	Растворимость
0	13,3	60	110,0
10	21,0	70	138,0
20	31,6	80	169,0
30	45,8	90	203,9
40	63,9	100	246,0
50	85,5		1
ПРИЛОЖЕНИЯ
289
6.	Растворимость хлората калия КСЮ3
(в граммах на(100 г раствора)
Температура вС	Растворимость	Температура °C	Растворимость
0	3,2	60	20,6
10	4,8	70	24,5
20	6,8	80	28,4
30	9,2	90	32,3
40	12,7	100	36,0
50	16,5		
7.	Растворимость иодида свинца PbJ2
(в граммах на 100 г воды)
Температура	Растворимость	Температура °C	Растворимость
0	0,0442	55	0,1755
10	0,0613	65	0,2183
25	0,0764	80	0,3023
35	0,1042	95	0,3960
45	.	0,1453	100	0,4360
8.	Удельный вес и концентрация растворов азотной кислоты
	Нормаль- ность раствора	Содержание HNOn в г		1 г»®	Нормаль- ность раствора	Содержание HNO, в	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,00	0,016	0,10	1,0	1,15	4,531	24,83	285,6
1,01	0,305	1,90	19,2	1,16	4,850	26,35	305,7
1,02	0,599	3,70	37,8	1,17	5,174	27,87	326,0
1,03	0,899'	5,50	56,7	1,18	5,499	29,37	346,5
1,04	1,197	7,26	75,4	1,19	5,828	30,87	367,3
1,05	1,497	8,99	94,3	1,20	6,159	32,34	388,1
1,06	1,796	10,68	113,2	1,21	6,490	33,80	409,0
1.07	2,092	12,32	131,8	1,22	6,827	35,26	430,2
1,08	2,389	13,94	150,5	1,23	7,175	36,76	452,1
* 1,09	2,685	15,52	169,2	1,24	7,531	38,27	474,6
1,10	2,985	17,10	188,1	1,25	7,894	39,80	497,5
1,11 	3,287	18,66	207,1	1,26	8,261	41,32	520,6
1,12	3,594	20,22	226,5	1,27	8,635	42,85	544,1
1,13	3,902	21,761	245,9	1,28	9,016	44,39	568,2
1,14	4,215	23,30	265,6	1,29	9,401	45,93	592,4
19 Зак. 1015. В. Л. Полосин.

290
ПРИЛОЖЕНИЯ
Продолжение
4«’	11ормаль- ность раствора	Содержание HNOft в J			Нормаль- ность раствора	Содержание HNO.. в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,30	9,795	47,48	617,2	1,42	15,73	69,80	991,3
1,31	10,20	49,07	642,8	1,43	16,38	72,17	1 032
1,32	10,62	50,71	669,4	1,44	17,06	74,68	1 075
1,33	11,05	52,37	696,5	1,45	17,79	77,28	1 121
1,34	11,49	54,07	724,5	1,46	18,53	79,98	1 168
1,35	11,95	55,79	753,2	1,47	19,34	82,90	1219 .
1.36	12,42	57,57	783,0	1,48	20,21	86,05	1274
1,37	12,91	59,39	813,6	1,49	21,19	89,60	1 335
1,38	13,42	61,27	845,5	1,50	22,39	94,09	1 411
1,39	13,95	63,23	878,9	1,51	23,50	98,10	1 481
1,40	14,51	65,30	914,2	1,515	23,82	99,07	1 501
1,41	15,10	67,50	951,7	1,52	24,(И	99,67	1515
9.	Удельный вес и концентрация растворов серной кислоты
	Нормаль- ность раствора	Содержание 1LSO4 в г			i 1ормаль- ноеть раствора	Содержание H2SO4 в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 10Э г раствора	на 1 л раствора
1,00	0,018	0,09	0,9	1,24	8,162	32,28	400,3
1,01	0,324	1,57	15,9	1,25	8,521	33,43	417,9
1,02	0,634	0,03	30,9	1,26	8,882	34,57	435,6
1,03	0,951	4,49	46,2	1,27	9,248	35,71	453,5
1,04	1,264	5,93	62,0	1,28	9,623	36,87	471,9
1,05	1,578	7,37	77,4	1,29	10,00	38,03	490,4
1,06	1,896	8,77	93,0	1,30	10,39	39,19	509,5
1,07	2,223	10,19	109,0	1,31	10,78	40,35	528,7
1,08	2,555	11,60	124,8	1,32	11,17	41,50	547,8
1,09	2,887	12,99	141,6	1,33	11,57	42,66	567,0
1,10	3,219	14,35	157,9	1,34	11,95	43,74	586,2
1,11	3,556	15,71	174,4	1,35	12,34	44,82	605,2
1,12	3,885	17,01	190,6	1,36	12,72	45,88	624,0
1,13	4,219	18,31	206,9	1,37	13,11	46,94	643,1
- 1,14	4,559	19,61	223,6	1,38	13,51	48.00	662,4
1,15	4,903	20,91	240,4	1,39	13,91	49,06	681,9
1,16	5,249	22,19	257,4	1,40	14,31	50,11	701,6
1,17	5,600	23,47	274,6	! 1,41	14,71	51,15	721,2
1,18	5,958	24.76	292,2	1,42	15,10	52,15	740,5
1,19	6,319	26,04	309,9	1,43	15,49	53,11	759,5
1,20	6,685	27,32	327,8	1,44	15,88	54,07	778,6
1,21	7,052	28,58	345,8	1,45	16,27	55.03	797,9
1,22	7,424	29,84	364,1	1,46	16,66	55,97	817,2
1,23	7,803	31,11	382,6	1,47	17,06	56,90	836,4
ПРИЛОЖЕНИЯ
291
Продолжение
.3 5°	Нормаль- ность раствора	Содержание HrSO4 в г		ri15° “40	Нормаль- ность раствора	Содержание I1.SO, в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,48	17,45	57,83	855,9	1,69	26,28	76,38	1 289
1,49	17,85	58,74	875,2	1,70	26,75	77,17	1312
1,50	18,26	59,70	895,5	1,71	27,20	78,04	1 334
1,51	18,68	60,65	915,8	1,72	27,67	78,92	1 357
1,52	19,09	61,59	936,2	1,73	28,16	79,80	1381
1,53	19,51	62,53	956,7	1,74	28,63	80,68	1404
1,54	19,92	63,43	976,8	1,75	29,10	81,56	1427
1,55	20,32	64,26	996,0	1,76	29,59	82,44	1451
1,56	20,74	65,20	1 017	1,77	30,14	83,51	1 478
1,57	21,17	66,09	1 038	1,78	30,69	84,50	1 505
1,58	21,57	66,95	1 058	1,79	31,28	85,70	1 534
1,59	21,98	67,83	1078	1,80	31,89	86,92	1564
1,60	22,41	68,70	1099	1,81	32,59	88,30	1 598
1,61	22,84	69.56	1 120	1,82	33,42	90,05	1639
1,62	23,27	70,42	1 141	1,825	33,87	91,00	1 661
1Л’3	23,66	71,27	1 162	1,83	34,39	92,10	1686
1,64	24,10	72,12	1 182	1,835	34,99	93,56	1716
1,65	24,55	72,96	1 204	1,84	35,87	95,60	1 759
1,66	24,98	73,81	1 225	1,8415	36.54	97,35	1 792
1,67	25,41	74,66	1246	1,84	37,03	98,72	1 816
*	25,86	75,50	1 268	1,837	37,66	100,00	1 847
10. Удельный вес и концентрация
растворов соляной кислоты
	Нормаль- ность раствора	Содержание НС1 в г		.15е ^4°	Нормаль- ность раствора	Содержание НС1 в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,000	0,044	0,16	1,6	1,075	4,471	15,16	163,0
1,005	0,317	1,15	11,6	1,080	4,784	16,15	174,4
1,010	0,593	2,14	21,6	1,085	5,099	17,13	185,9
1,015	0,868	3,12	31,7	1,090	5,414	18,11	197,4
1,020	1,155	4,13	42,1	1,095	5,725	19,06	208,8
1,025	1,446	5,14	52,7	1,100	6,037	20,01	220,1
1,030	1,737	6,15	63,3	1,105	6,355	20,97	231,7
1,035	2,032	7,16	74,1	1,110	6,673	21,92	243,3
1,040	2,328	8,16	84,9	1,115	6,995	22,86	255,1
1,045	2,628	9,17	95,8	1,120	7,317	23,82	266,8
1,050	2,929	10,17	106,8	1,125	7,649	24,78	278,9
1,055	3,237	11,18	118,0	1,130	7,981	25,75	291,0
1,060	3,544	12,19	129,2	1,135	8,314	26,70	303.2
1,065	3,851	13,19	140,4	1,140	8,648	27,66	315,4
1,070	4,158	14,17	151,6	1,145	8,987	28,61	327,7
292
ПРИЛОЖЕНИЯ
Продолжение
.15°	Нормаль- ность раствора	Содержание НС1 з'г		.15’	Нормаль- ность раствора	Содержание НС1 в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,150	9,327	29,57	340,1	1,180	11,45	35,38	417,5
1,155	9,679	30,55	352,9	1,185	11,80	36,31	430,3
1,160	10,03	31,52	365,6	1,190	12,15	37,23	443,1
1'165	10,38	32,49	378,5	1,195	12,51	38,17	456,2
1,170	10,74	33,46	391,5	1,200	12,87	39,11	469,3
1,175	11,09	34,42	404,4				
11.	Удельный вес и концентрация растворов аммиака
.15’	Нормаль- ность раствора	Содержание NH3 в г			Нормаль- ность раствора	Содержание NH3 в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,000 0,998	0,00 0,26	о,со 0,45	0,0 4,5	\ 0,940 0,938	8,63 8,93	15,63 16,22	146,9 152,1
0,996	0,53	0,91	9,1	0,936	9,24	16,82	157,4
0'994	0,80	1,37	13,6	0,934	9,56	17,42	162,7
0,992	1,07	1,84	18,2	0,932	9,87	18,03	168,1
0,990	1,34	2,31	22,9	0,930	10,18	18,64	173,4
0,988	1,63	2,80	27,7	0,928	10,49	19,25	178,5
0"986	1,91	3,30	32,5	0,926	10,80	19,87	184,2
0,984	2,20	3,80	37,4	0,924	11,11	20,49	1893
0,982	2,48	4,30	42,2	0,922	11,43	21,12	194,7
0,980	2,76	4,80	47,0	0,920	11,75	21,75	200,1
0^978	304	5,30	51,8	0,918	12,07	22,39	205,6
0 976	3,32	5,80	56,6	0,916	12,38	23,03	210,9
0'974	3,60	6,30	61,4	0,914	12,70	23,68	216,3
0,972	3,88	6,80	66,1	0,912	13,03	24,33	221,9
0,970 0,968	4,16	7,31	70,9	0,910	13,35	24,99	227,4
	4,44	7,82	75,7	0,908	13,67	25,65	232,9
0 966	4,73	8,33	80,5	0,906	13,99	26,31	238,3
0^964	5,00	8,84	85,2	0,904	14,32	26,98	243,9
0 962	5,28	9,35	89,9	0,902	14,64	27,65	249,4
0^960	5,58	9,91	95,1	0,900	14,97	28,33	255,0
0,958	5,89	10,47	100,3	0,898	15,29	29,01	260,5
0956	6,19	11'03	105,4	0,896	15,62	29,69	266,0
0,954	6,50	11,60	110,7	0,894	15,94	30,37	271,5
0 952	6,81	12,17	115,9	0,892	16,27	31,05	277,0
0 950	7,10	12,74	121,0	0,890	16,59	31,75	282,6
0,948	7,41	13,31	126,2	0,888	16,94	32,50	288,6
0,946	7,71	13,88	131,3	0,886	17,30	33,25	294,6
0,944	8,01	14,46	136,5	0,884	17,70	34,10	301,4
0,942	8,32	15,04	141,7	0,882	18,10	34,95	308,3
ПРИЛОЖЕНИЯ
293
12.	Удельный вес и концентрация растворов едкого кали
,15*	Нормаль- ность раствора	Содержание КОН в г		4Г	Нормаль- ность раствора	Содержание КОН в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,01	0,213	1,18	12,0	1,19	4,272	20,14	239,7
1,02	0,413	2,27	23,2	1,20	4,523	21,15	253,8
1,03	0,616	3,36	34,6	1,21	4,776	22,15	268,0
1,04	0,822	4,43	46,1	1,22	5,030	23,13	282,2
1,05	1,032	5,51	57,9	1,23	5,288	24,12	296,7
1,06	1,246	6,59	69,9	1,24	5,550	25,11	311,4
1,07	1,462	7,67	82,0	1,25	5,811	26,08	326,0
1,08	1,682	8,74	94,4	1,26	6,075	27,05	340,8
1,09	1,903	9,80	106,7	1,27	6,341	28,01	355,8
1,10	2,128	10,85	119,4	1,28	6,609	28,97	370,8
1,11	2,356	11,92	132,2	1,29	6,882	29,93	386,1
1,12	2,586	12,95	145,1	1,30	7,153	30,87	401,3
1,13	2,819	14,00	158,1	1,31	7,423	31,79	416,5
1,14	3,046	14,99	170,9	1,32	7,704	32,74	432,2
1,15	3,292	16,05	184,6	1,33	7,981	33,67	447,8
1,16	3,532	17,08	198,2	1,34	8,264	34,60	463,6
1,17	3,778	18,12	212,0	1,35	8,547	35,52	479,5
1,18	4,093	19,13	225,7				
13.	Удельный вес и концентрация растворов едкого натра
,15*	Нормаль- ность раствора	Содержание NaOH в г		,15*	Нормаль- ность раствора	Содержание NaOH в г	
		на 100 г раствора	на 1 л раствора			на 100 г раствора	на 1 л раствора
1,01	0,239	0,96	9,6	1,19	5,084 -	17,09	203,4
1,02	0,464	1,82	18,6	1,20	5,397	17,99	215,9
1,03	0,700	2,72	28,0	1,21	5,714	18,89	228,6
1,04	0,939	3,61	37,6	1,22	6,039	19,80	241,6
1,05	1,182	4,50	47,3	1,23	6,365	20,70	254,6
1,06	1,431	5.40	57,2	1,24	6,693	21,60	267,7
1,07	1,684	6,30	67,4	1,25	7,032	22,50	281,3
1,08	1,942	7,19	77,7	1,26	7,375	23,42	295,0
1,09	2,205	8,09	88,2	1,27	7,722	24,33	308,9
1Д0	2,472	8,99	98,9	1,28	8,078	25,25	323,1
1,11	2,744	9,89	109,8	1,29	8,432	26,15	337,3
1,12	3,021	10,79	120,9	1,30	8,795	27,07	351,8
1,13	3,302	11,69	132,1	1,31	9,166	27,99	366,7
1,14	3,588	12,59	143,5	1,32	9,542	28,92	381,7
1,15	3,878	13,49	155,1	1,33	9,921	29,84	396,9
1,16	4.173	14,39	166,9	1,34	10,312	30,78	412,5
1,17	4,472	15,29	178,9	1,35	10,704	31,72	428,2
1,18	4,776	16,19	191,1				
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Адсорбция
красящих веществ 261
паров брома 261
хлористого водорода 144
Азот 191—237
выделение при взаимодействии
хлорида аммония и нитрита на-
трия 198
кислородные соединения 211
определение содержания в воздухе
192
получение из аммиака 195, 196
—	из воздуха 191
—	из селитры 194
—	- из хлорида аммония и нитрита
натрия 198
Азота двуокись
полимеризация в четырехокись 226,
228
получение 225
Азота закись
взрыв смеси с водородом 214
горение в ней см. Горение
отличие от кислорода 214
получение 211
свойства 213
Азота окись
вспышка смеси с водородом 221
горение в ней см. Горение
и кислород, взаимодействие 221,
222
затухание горения 219
получение из азотистой кислоты
2Г8
— из азотной кислоты 217
свойства 219
синтез 214, 216
Азота четырехокись
получение 226
свойства 227
термическая диссоциация 227
свойства 227
Азотистая кислота, восстановление
218
Азотистый ангидрид
получение 223
свойства 225
Азотная кислота
восстановление 217, 223
Азотная кислота
горение в ней см. Горение
обесцвечивание подкрашенной во-
ды 233
окислительные свойства 217, 223,
233
получение из селитры 228
— окислением аммиака 229, 231
термическое разложение 234
уд. вес и концентрация растворов
(таблица) 289
Активный уголь
каталитическое действие 122
обесцвечивание подкрашенной во-
ды 261
поглощение паров брома 261
Алюминий
и бром, взаимодействие 157
и иод, взаимодействие 165
Амальгама
аммония, получение 206
натрия, получение 206
Аммиак
горение в кислороде 208, 210
—	кислорода в нем 210
и бром, взаимодействие 196
и кислород, взаимодействие 208,
210, 211, 229, 231
и кислоты, взаимодействие 205
и окись меди, взаимодействие 195
и хлор, взаимодействие 138
и хлористый водород, взаимодей-
ствие 204
окисление воздухом; 229
— кислородом 208, 210, 211, 231
—	окисью меди 195
получение азота 195, 196
получение из концентрированного
раствора 201
— из хлорида аммония 199
растворимость в воде 204
сжижение 96
синтез 202
уд. вес и концентрация растворов
(таблица) 292
чистый, приготовление раствора
69
Аммоний
амальгама, получение 206
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
295
Аммоний
роданид, теплота растворения 53
хлорид, термическая диссоциация
208
— получение аммиака 199
Ангидриды кислот, взаимодействие с
водой 185, 187, 249
Аппарат Киппа 81
Асбест платинированный, приготовле-
ние 159
Атомно-молекулярная теория 25—32
Ацетат натрия безводный; пригото-
вление 264
Ацетилен
горение см. Горение
и бром, взаимодействие 269
получение 267
твердый, получение 96, 268
Бихромат калия, взаимодействие с
перекисью водорода 126
Бокалы демонстрационные 17
Борный ангидрид, образование 284
Бром 154—163
адсорбция паров 261
горение в нем см. Горение
замораживание 156
и алюминий, взаимодействие 157
и аммиак, взаимодействие 196
и ацетилен, взаимодействие 269
и водород, взаимодействие 158
и калий, взаимодействие 157
и медь, взаимодействие 157
испарение 156
и фосфор и вода, взаимодействие
162
обращение с ним 154
получение 154, 155
устойчивость соединений 168
Бромид калия
и двуокись марганца, взаимодей-
ствие 154
и хлор, взаимодействие 155
получение брома 154, 155
—	бромистого водорода 161
Бромистый водород 159—163
и хлор, взаимодействие 163
получение взаимодействием брома,
фосфора и воды 162
—	из бромида калия 161
образование при бромировании
нафталина 162
растворение в воде 163
синтез 159
Бромная вода, взаимодействие с сер-
нистой кислотой 185
Взрыв смеси
водорода с закисью азота 214
—	с хлором 134
метана с воздухом 265
— с кислородом 265
окиси углерода с кислородом 273
светильного газа с воздухом 259
серы с хлоратом калия 150
фосфора с хлоратом калия 151
Ванадиевый катализатор 187
Вода 33—46
аномальное расширение 33
давление пара 35, 38
и ангидриды кислот, взаимодей-
ствие 185, 187, 249
и железо, взаимодействие 79
и натрий, взаимодействие 78
и серный ангидрид, взаимодей-
ствие 187
и сернистый газ, взаимодействие
185
и фосфорный ангидрид, взаимодей-
ствие 249
каталитическое действие 179, 222
кипение при уменьшенном давле-
нии 37
перегонка под уменьшенным давле-
нием 39
разложение в электрической дуге
272
растворы водные см. Растворение,
Растворимость, Растворы
синтез 45
Ьмешивание со спиртом 52
термическая диссоциация 41
электролиз 42, 44
Водород
атомарный, восстановительные
свойства 89
взрыв смеси с закисью азота 214
--- с хлором 134
восстановительные свойства 87, 89
восстановление окислов металлов
87
—	нитрата серебра 89
вспышка смеси с окисью азота 221
выделение при восстановлении пе-
рекиси 124
горение см. Горение
—	в нем см. Горение
—	образование перекиси 120
и бром, взаимодействие 158
и кислород, взаимодействие 45,
112, 113
молекулярный, восстановительные
свойства 89
переливание 85
296
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ'
Водород
плотность 83
получение действием железа на
воду 79
—	• — металлов на кислоты 81
—	— натрия на воду 78
—	электролизом воды 42, 44
скорость выделения из кислот 67
Водорода перекись см. Перекись во-
дорода
„Водоросли искусственные" 61
Водяной газ, получение
действием водяного пара на рас-
каленный уголь 271
разложением воды в электриче-
ской дуге 272
Возгонка 164, 208
Воздух
взрыв смеси с метаном 265
горение в нем см. Горение
жидкий см. Жидкий воздух
получение азота 191
растворимость в воде 47
состав 20, 21, 96
— определение 192
Вольтметр 43
Воспламеняемость
сероуглерода 263
фосфора 241, 242, 245
Восстановление
водородом 87, 89
медью 217
мышьяковистым ангидридом 223
окисью углерода 274
светильным газом 260
солью двухвалентного железа 218
углем 262
Вспышка
пороха 236
смеси водорода с окисью азота
221
—« сахара с хлоратом калия 152
Выветривание солей 58
Газы
диффузия 25, 36
переливание 85, 276
растворимость 47, 48 см. также
Растворение
сжижение и отверждение 96, 184,
258, 268, 277
Галогены, сравнительная устойчи-
вость соединений 168
Гель кремневой кислоты, получение
281
Гидратация
серной кислоты 49
спирта 52
Гипохлорит калия, получение 147
Гипохлориты, окислительное дей-
ствие 149
Горелка
ацетиленовая 268
водородная 115
Горение
аммиака в кислороде 208, 210
ацетилена в воздухе 267
— в хлоре 269
брома в смеси с водородом 158
в азотной кислоте сероводорода
181
-------- скипидара 233
---------- спирта 233
-------- угля 233
в аммиаке кислорода 210
в броме водорода 158
----- метана 266
------- олова 157
------- сурьмы 157
------- фосфора 156
в водороде кислорода 113
----- хлора 133
----- хлората калия 153
в воздухе ацетилена 267
----- водорода 85
----- метана 265
— — свечи 20, 21, 22
— — сероводорода 178
в жидком воздухе ваты 102
--------лучины 101
— - -- — папиросы 102
-------- угля 102
в закиси азота водород;.) 214
--------лучины 213
-------- свечи 213
------- -- - серы 213
--------фосфора 213
в кислороде аммиака 208, 210
— — водорода 112
-----железа 112
----- лучины 110
-----мышьяка 252
-----серы 111
----- угля 111
-----фосфора 111
водорода в броме 158
—	в воздухе 85
—	в закиси азота 214
—	в кислороде 112
—	в смеси с бромом 158
— в хлоре 133
в окиси азота сероуглерода 220
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
297
Горение
в окиси азота угля 219
--------фосфора 219
в светильном газе Г52
в селитре серы 235
---- угля 235
в углекислом газе 277
в хлорате калия 150
в хлоре ацетилена 269
— •— водорода 133
---- метана 266
---- натрия 137
---- олова 137
---- светильного газа 135
---- свечи 135
---- скипидара 136
----сурьмы 137
— — фосфора 136
железа в кислороде 112
затухание в окиси азота 219
кислорода в аммиаке 210
—	в водороде 113
магния в углекислом газе 277
метана в броме 266
—	в воздухе 265
—	в хлоре 266
мышьяка в кислороде 252
натрия в хлоре 137
олова в броме 157
—	в хлоре 137
под водой 151, 242
светильного газа в хлоре 135
свечи в воздухе 20, 21, 22
—	• в закиси азота 213
—	в хлоре 135
сероводорода в азотной кислоте
181	•
—	в воздухе 178
сероуглерода в смеси с окисью
азота 220
серы в закиси азота 213
—	в кислороде 111
—	в расплавленной селитре 235
скипидара в хлоре 136
сурьмы в броме 157
—	в хлоре 137
угля в жидком воздухе 102
—	в кислороде 111
—	в окиси азота 219
—	- в расплавленной селитре 235
—	в хлорате калия 150
фосфора в броме 156
—	в закиси азота 213
—	в кислороде 111
—	в окиси азота 219
—	в хлоре 136
—	под водой 151, 242
Горение
хлора в водороде 133
хлората калия в водороде 153
----- в светильном газе 152
Гремучий газ
пламя 114
получение 44
Давление
влияние на растворимость газов
48
паров, зависимость от темпера-
туры 35, 38
— кристаллогидрата 58
— растворителя и раствора 56
при испарении жидкого воздуха
95
Диссоциация
термическая см. Термическое раз-
ложение
электролитическая см. Электроли-
тическая диссоциация
Диффузия
в желатине 31
в растворах 28
газа в газе 25
— через пористую стенку 26
Дьюара сосуды 92
Едкий натр
взаимодействие с хлором 148
теплота растворения 53
уд. вес н концентрация растворов
(таблица) 293
Едкое кали
взаимодействие с хлором 147, 148
уд. вес и концентрация растворов
(таблица) 293
Железа окись, каталитическое дей-
ствие 187
Железо
горение в кислороде 112
и вода, взаимодействие 79
и сера, взаимодействие 175
каталитическое действие 187
окисление 19
Железо-цериевый катализатор 202
Жидкий воздух 92—102
горение в нем см. Горение
давление при испарении 95
замораживание жидкостей 97, 98
на поверхности воды 95
обращение с ним 92
298
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Жидкий воздух
окраска веществ, изменение при
температуре ж. в. 100
охлаждение светильного газа 258
свойства металлов, изменение при
температуре ж. в. 99
свойства резины, изменение при
температуре ж. в. 98
сжижение газов 96
состав 96
сфероидальное состояние 94
фосфоресценция веществ при тем-
пературе ж, в. 100
хранение 92
цвет 94
Жидкий кислород, магнитные свой-
ства 109
Жидкости
взаимная нерастворимость 51
замораживание 97, 98, 156, 279
контракция при смешении 52
Закон сохранения веса 19—24
Иод 164 169
возгонка 164
и металлы, взаимодействие 165
каталитическое действие 244
получение 164
устойчивость соединений 168
Иодид свинца, растворимость (табли-
ца) 289
Иодистый водород
окисление 166
получение 166
растворение в воде 167, 168
Иодкрахмальный раствор, пригото-
вление 116
Иодная вода, взаимодействие с сер-
нистой кислотой 185
Ионы, передвижение при электро-
лизе 71
„Искусственные водоросли” 61
Калий, взаимодействие с бромом 157
Калня бихромат, взаимодействие с пе-
рекисью водорода 126
Калия перманганат см. Перманганат
калия
Карбюрирование водородного пламени
262
Каталитические реакции
взаимодействие окиси азота с кис-
лородом 222
— сероводорода с сернистым га-
зом 179
Каталитические реакции
взаимодействие хлора с едкой ще-
лочью 148
окисление аммиака 210, 211, 229,
231
— сернистого газа 186
превращение белого фосфора в
красный 244
разложение перекиси водорода 122
— хлората калия 104
синтез аммиака 202
— бромистого водорода 159
— воды 45
ускорение 77
Каталитическое действие
активного угля 122
ванадиевого ангидрида 187
воды 179, 222
двуокиси марганца 104, 122
железа 187
железо-цериевого сплава 202
закиси кобальта 148
кислотности среды 77
иода 244
меди 231
окиси железа 187
платины 45, 159, 186, 210, 211,
229
соли двухвалентного железа 122
Кипение при уменьшенном давлении
37
Киппа аппарат 81
Кислород 103—126
атомарный, окислительное дей-
ствие 149
взрыв смеси с. метаном 265
--- с окисью углерода 273
выделение из перекиси водорода
109, 122, 125
—	из хлорной воды 139
-	- при взаимодействии хлора с
окислами металлов 137
—	при электролизе воды 42, 44
горение см. Горение
— в нем см. Горение
жидкий, магнитные свойства 109
и аммиак, взаимодействие 208, 210,
211, 229, 231
и водород, взаимодействие 45, 112,
113
и окись азота, взаимодействие 221,
222
концентрация, влияние на воспла-
меняемость фосфора 242
озон, получение 116
определение содержания в воз-
духе 192
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
299
Кислород
отличие от закиси азота 214
получение быстрое 122
— из двуокиси марганца 107'
— из окиси ртути 103
— из перманганата калия 106, 125
— из хлората калия 104
Кислоты
и аммиак, взаимодействие 205
и карбонаты, взаимодействие 275
и металлы, взаимодействие 81, 182
нейтрализация щелочами 70
уд. вес н концентрация (таблицы)
289, 290, 291
Кобальта закись, каталитическое
действие 148
Коллоидный раствор
белого фосфора 243
серы 174
Колонки поглотительные 83
Конденсационный приемник 85, 223
Контракция при смешении жидкостей
52
Красящие вещества
адсорбция углем 261
разрушение азотной кислотой 233
— перекисью водорода 122
— хлором 139, 140
Крахмал, приготовление раствора 73
Кремневая кислота, получение геля
281
Кремнефтористоводородная кислота,
получение 281
Кремний 280—283
аморфный, получение 280
четырехфтористый, получение 281
Кристаллизация 55
Кристаллогидраты
давление пара 58
перекиси бария I2I
хлора 131
Люминесценция 124
Магний, горение в углекислом газе
277
Магнитные свойства жидкого кисло-
рода 109
Марганца двуокись
и бромид калия, взаимодействие
154
и серная кислота, взаимодействие
107
каталитическое действие 104, 122
Меди окись, окислительные свойства
195, 262
Медь
восстановление азотной кислоты
217
и бром, взаимодействие 157
и сера, взаимодействие 175
и серная кислота, взаимодействие
182
каталитическое действие 231
Металлы
горение см. Горение
и бром, взаимодействие 157
и вода, взаимодействие 78, 79
и иод, взаимодействие 165
и кислоты, взаимодействие 81, 182
и сера, взаимодействие 175, 176
окисление 19, 119
свойства при температуре жидкого
воздуха 99
Метан
взрыв смеси с воздухом 265
-----с кислородОхМ 265
горение в нем см. Горение
получение 264
Мышьяк, горение в кислороде 252
Мышьяковистый ангидрид, восстано-
вительные свойства 223
Мышьяковистый водород, получение
251
Натрий
амальгама, получение 296
горение в хлоре 137
и вода, взаимодействие 78
металлический, хранение 78
Нейтрализация кислот щелочами 70
Нефть, получение светильного газа
257
Нитрат калия, растворимость (табли-
ца) 288
Нитрат серебра, окислительные свой-
ства 89, 237
Обесцвечивание см. Красящие веще-
ства
Обугливание органических веществ
189
Озон 116—120
действие на резину 119
образование при окислении фос-
фора 117
окислительные свойства 118, 119
получение из кислорода 116
— из перекиси бария 118
Озонатор 116
300
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Окисление см. также Горение
азотной кислотой 217, 223, 233
атомарным кислородом 149
бихроматом калия 178
бромом 178
кодом 178
каталитическое 186, 210, 211, 229,
231
кислородом 186, 221, 222, 231
нитратом серебра 89, 237
озоном 118, 119
окисью меди 195, 262
перекисью водорода 122, 123, 124
перманганатом калия 178
сернистым газом 179
Окислы металлов
восстановление водородом 87
— светильным газом 260
— углем 262
и хлор, взаимодействие 137
Олово
горение в броме 157
— в хлоре 137
Осмос 59, 60
Осмотическая ячейка 60
Охлаждающие смеси 288
Пемза платинированная, приготовле-
ние 46
Перегонка
под уменьшенным давлением 39
серы 172
сухая дерева 254
— каменного угля 255
Перекись бария
гидрат, получение 121
получение озона 118
Перекись водорода
восстановительные свойства 125
восстановление до водорода 124
выделение кислорода 109, 122, 125
и бихромат калия, взаимодействие
126
и окись серебра,  взаимодействие
125
и перманганат калия, взаимодей-
ствие 125
образование при горении водо-
рода 120
окислительные свойства 122, 123,
124
получение из перекиси бария 121
разложение каталитическое 122
— термическое 122
Перекристаллизация 104
Переливание газов 85, 276
Перманганат калия
выделение кислорода при нагре-
вании 106
и перекись водорода, взаимодей-
ствие 125
и сернистая кислота, взаимодей-
ствие 185
и сероводород-взаимодействие 178
Пламя
водородное, карбюрирование 262
гремучего газа 114
окраска борнометиловым эфиром
284
светильного газа, получение сне-
га 258
тушение углекислым газом 276
холодное (фосфора) 240
электрической дуги 214
Платина, каталитическое действие 45,
159, 186, 210, 211, 229
Платинированная пемза, приготовле-
ние 46
Платинированный асбест, пригото-
вление 159
Подготовка опытов 15
Полюса, определение знака 43
Порох, вспышка 236
Постоянство веса 23
Приемник конденсационный 85, 223
Промывные склянки 82
Равновесие химическое 76
Расплывание солей 58
Растворение в воде
аммиака 204
бромистого водорода 163
воздуха 47
едкого натра 53
иоднстого водорода 167, 168
сернистого газа 185
серной кислоты 49
сероводорода 177
углекислого газа 48
хлористого водорода 144
эфира 50
Растворимость газов см. также Рас-
творение
зависимость от давления 48
— от температуры 47
Растворимость солей (таблицы) 288,
289
Растворы 47—62, см. также Раство-
рение
давление пара 56
диффузия 28, 31
насыщенные 54
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
301
Растворы
неэлектролитов, электропровод-
ность 64
пересыщенные 55
поглощение паров растворителя 57
электролитов, электропроводность
64, 65
Ртуть
замораживание 98, 279
и сера, взаимодействие 175
собирание остатков 36
Светильный газ
взрыв смеси с воздухом 259
восстановительные свойства 260
горение в нем хлората калия 152
— в хлоре 135
охлаждение жидким воздухом 258
получение из нефти 257
снег в пламени св. г. 258
Селитра
горение в ее расплаве 235
получение азота 194
— азотной кислоты 228
порох, приготовление 236
Сера 170—190
взрыв смеси с хлоратом калия 150
горение см. Горение
жидкая, превращения 174
и железо, взаимодействие 175
и медь, взаимодействие 175
и ртуть, взаимодействие 175
и цинк, взаимодействие 176
кислородные соединения 182
коллоидный раствор 174
моноклинная, получение 170
перегонка 172
плавление 174
пластическая, получение 171
ромбическая, получение 170
серный цвет, получение 173
Серебра окись
аммиачный раствор, приготовление
274
и перекись водорода, взаимодей-
ствие 125
Серебро, окисление озоном 119
Сериая кислота
гидратация 49
и двуокись марганца, взаимодей-
ствие 107
и медь, взаимодействие 182
и снег, тепловой эффект взаимо-
действия 54
н тиосульфат, взаимодействие 74
75
Серная кислота
обугливание органических ве-
ществ 189
получение камерным способом 188
растворение в воде 4.9
уд. вес и концентрация (таблица)
290
Сернистая кислота
и иодная вода, взаимодействие 185
и перманганат калия, взаимодей-
ствие 185
и хлорная вода, взаимодействие
185
образование 185
Сернистый газ
восстановительные свойства 185
жидкий сернистый ангидрид, свой-
ства 184
окислительные свойства 179
окисление в серный ангидрид 186
получение из серной кислоты и
меди 182
— из сульфита натрия и серной
кислоты 183
растворение в воде 185
сжижение 184
Серный ангидрид
и вода, взаимодействие 187
получение контактным способом
186
Сероводород 176—182
водный раствор 177
восстановительные свойства 178,
179, 181
горение см. Горение
образование солей 182
синтез 176
Сероуглерод
воспламеняемость 263
горение в смеси с окисью азота
220
Сжижение и отверждение газов 96,
184, 258, 268, 277
Склянки
поглотительные 82
промывные 82
Тищенко 82, 83
Скорость химических реакций 73—77
влияние катализатора 77
выделение водорода из кислот
67
зависимость от концентрации ре-
агирующих веществ 73, 74
— от температуры 75
Соли
выветривание и расплывание 58
растворимость (таблицы) 288, 289
302
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Соляная кислота
получение хлора 127, 129
— хлористого водорода 141
уд. вес и концентрация (таблица)
291
электропроводность растворов 65,
66
Стекло, свойства 283
Столики демонстрационные 17
Сурьма, горение см. Горение
Сухая перегонка
дерева 254
каменного угля 255
Сухой лед
испарение 278
охлаждение им 279
получение 97, 277
Теплота кристаллизации 55
Теплота нейтрализации кислот щело-
чами 70
Теплота растворения
бромистого водорода 163
едкого натра 53
йодистого водорода 168
роданида аммония 53, 288
серной кислоты 49, 54
солей 288
хлористого водорода 146
Термическое разложение
азотной кислоты 234
воды 41
карбонатов 274
перекиси водорода 122
перманганата калия 106
хлората калия 104
хлорида аммония 208
четырехокиси азота 227
Термометры демонстрационные 17
Термоскоп 34
Тиосульфат, взаимодействие с кис-
лотой 74
Трубки хлоркальциевые 83
Углекислый газ 274—279
горение магния в нем 277
«ереливание 276
получение действием кислоты на
карбонаты 275
— термическим разложением кар-
бонатов 274
растворимость в воде 48
твердая углекислота см. Сухой
лед
тушение пламени 276
Углерода двуокись см. Углекислый
газ
Углерода окись
взрыв смеси с кислородом 273
восстановительные свойства 274
получение 269
Уголь
адсорбционная способность 144, 261
активный см. Активный уголь
восстановительные свойства 233. .
262
горение см. Горение
и азотная кислота, взаимодействие
233
и водяной газ, взаимодействие 272
каменный, сухая перегонка 255
каталитическое действие 122
Фелингова жидкость 274
Фенол, растворимость в воде 50
Фонтан
под давлением испаряющегося
жидкого воздуха 95
— — углекислого газа 278
при растворении газов в воде 145,
163, 167, 204
Фосфор
изрыв смеси е хлоратом калия 151
воспламеняемость 241, 242, 245
горение см. Горение
и бром и вода, взаимодействие 162
коллоидный раствор 243
образование озона при окислении
117
обращение с ним 238
превращение белого фосфора в
красный 244
уд. нес 239
холодное пламя 240
Фосфоресценция веществ при темпе-
ратуре жидкого воздуха 100
Фосфористые водороды, получение
245, 248
Фосфорный ангидрид
и вода, взаимодействие 249
получение 249
Химическое равновесие 76
Хлор 127—153
белящие свойства 139, 140
взрыв смеси с водородом 134
горение в водороде 133
— в нем см. Горение
н аммиак, взаимодействие 138
и ацетилен, взаимодействие 269
и бромид калия, взаимодействие
155
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
•*оз
Хлор
и бромистый водород, взаимодей-
ствие 163
и едкая щелочь, взаимодействие
147, 148
и окислы металлов, взаимодей-
ствие 137
кислородные соединения 147
кристаллогидрат 131
получение из поваренной соли 129
— из соляной кислоты 127, 129
сжижение 96
устойчивость соединений 168
Хлорат калия
взрыв смеси с серой 150
----с фосфором 151
вспышка смеси с сахаром 152
горение см. Горение
— угля в ием 150
получение 147
разложение каталитическое с вы-
делением кислорода 104
растворимость (таблица) 289
Хлорид аммония
возгонка 208
получение азота 198
— аммиака 199
— хлористого водорода 143
термическая диссоциация 208
электролиз раствора 207
Хлорид кобальта
безводный, приготовление 06
электролитическая диссоциация 66
Хлорид меди
безводный, приготовление 65
электролитическая диссоциация 65
Хлорид натрия
чистый, получение 146
электролиз раствора 129
Хлористый водород
адсорбция углем 144
и аммиак, взаимодействие 204
осаждение чистого хлорид;', натрия
146
получение из поваренной соли 142
—	из соляной кислоты 141
—	из хлорида аммония 143
растворение в воде 144, 146
синтез 140
теплота растворения 146
электропроводность растворов 65,
66
Хлоркальциевые трубки 83
Хлорная вода
белящее действие 139
выделение кислорода 139
и сернистая кислота, взаимодей-
ствие 185
приготовление 130
разложение под действием света
139
Хлорноватистая кислота, окислитель-
ные свойства 149
Холодное пламя фосфора 240
Цинк
взаимодействие с иодом 165
— с серой 176
Целочи
едкие, взаимодействие с хлором
147, 148
уд. вес и концентрация (таблица)
293
Экзоосмос 59
Электрическая дуга
разложение воды 272
синтез окиси азота 214
Электролиз
воды 42, 44
передвижение ионов 71
раствора медного купороса 71
— поваренной соли 129
— сульфата натрия 71
—	хлорида аммония 207
Электролитическая диссоциация 63—
72
влияние концентрации 69
хлорида кобальта 66
—	меди 65
Электропроводность, прибор для на-
блюдения 62
Электропроводность растворов
аммиака 68, 69
, едкого натра 68
неэлектролитов 64
соли 68
уксусной кислоты 66, 68
хлористого водорода 65, 66
электролитов 64
Эмульсия, образование 51
Эндооемос 59
Эфир, растворение в воде 50
Редактор И. Г. Нагаткин
Техн, редактор М. С. Лурье
Сдано в набор 9/1 1950 г. Подписано к печати 27/111 195!) г. Т 01897 Формат 60х921/щ
Печатных листов 19	Уч.-издательских листов 21,75 Типогр. знаков в 1 печ. листе 41200
Тираж 10 000 зк.’>. Заказ типографии № 1015 Цена 11 р. 80 к.
4-я типография им. Евг. Соколовой Главполиграфиздата при Совете Министров СССР»
Ленинград, Измайловский пр., 29.
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стр.	Строка	Напечатано	Должно быть 1
71	13 сверху	30%-ный	20%-ный
225	14 сверху	NO + О, = NO2	2NO 4- О2 = 2NO2
264	10 сверху	1) Плоскодонная фарфо- ровая чашка.—	1) Большая пробирка (же- лательно туго-
Зак. 1015. В. А. Полосин.