академия педагогических наук РСФСР
ИНСТИТУТ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ
Политехническое обучение в школе
А.	А. ГРАБЕЦКИЙ
ОПЫТЫ по химии
в связи
С ОЗНАКОМЛЕНИЕМ УЧАЩИХСЯ
С НАУЧНЫМИ ОСНОВАМИ
ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
АКАДЕМИИ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ НАУК РСФСР
Москва 1957

Печатается по решению
Редакционно-издательского совета
Академии педагогических наук РСФСР
Данная книга может быть рекомендована для учи¬
телей химии. Предлагаемые в ней опыты описываются
в нескольких вариантах. Это даст возможность учителю
выбрать наиболее подходящие из них для определен¬
ного класса, школы.
Главное внимание в пособии обращено на описание
техники эксперимента; даются также общие методиче¬
ские указания к проведению опытов на уроках и вне¬
классных занятиях.
В «Карточках демонстрационных опытов» поме¬
щены наиболее рациональные варианты опытов, опи¬
санных в основном тексте. В карточках указываются:
оборудование для каждого опыта, техника работы, на¬
блюдаемые явления и ,их сущность.
Проверка рекомендуемых опытов на уроках и вне¬
классных занятиях по химии производилась в базовых
школах Института методов обучения АПН РСФСР
№ 315 и № 204 Москвы при активном участии учите¬
лей: М. JI. Тетерина, И. П. Ястребовой и Л. М. Бре-
менер. Некоторые опыты были проверены под руко- '
водством И. А. Черняка и В. С. Полосина группой сту¬
дентов и учителей г. Москвы и Московской области.
Критические замечания и пожелания просим на¬
правлять в Институт методов обучения АГ1Н РСФСР
по адресу: Москва Б-64, Лобковский пер., д. 5/16.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ
ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ ОПЫТОВ
Политехническое обучение предполагает ознакомле¬
ние учащихся с приложениями химической науки в про¬
мышленности и сельском хозяйстве, привитие учащимся
•практических умений и навыков. Особенности препода¬
вания химии в связи с осуществлением задач политехни¬
ческого обучения (содержание учебного предмета, мето¬
ды работы и другие вопросы) подробно изложены в кни¬
ге, составленной сотрудниками Лаборатории методики
химии Института методов обучения Академии педагоги¬
ческих наук РСФСР1, и поэтому мы на этих вопросах
останавливаться не будем.
Тематика демонстрационных опытов,
отражающих химическое производств!о.
В курсе химии средней школы освещаются в той или
иной степени многие производственные процессы. Однако
для формирования понятий о химических производствах
достаточно изучить только наиболее типичные из них
(синтетической соляной кислоты, серной кислоты кон¬
тактным способом, аммиака, азотной кислоты, минераль¬
ных удобрений, переработку твердого топлива и метал¬
лургию). Об остальных производствах, предусмотренных
программой, даются лишь общие представления.
При демонстрации опытов учащиеся' выясняют важ¬
нейшие принципы, положенные в основу производства
химических продуктов. Так, при постановке опыта полу¬
чения синтетической соляной кислоты школьники встре¬
чаются с принципом противотока. Этот же принцип на¬
глядно представлен при перегонке жидкостей с холо-
1 С. Г. Ш а п о в а л е н к о, Д. А. Эпштейн, Л. А. Цвет¬
ков, П. А. Г л о р и о з о в, Вопросы политехнического обучения
в преподавании химии, М., Учпедгиз, 1954.
3

ДйЛЬНйком Либиха, с чем учащиеся знакомились еще на
первых уроках химии. Демонстрационный опыт получе¬
ния серной кислоты контактным методом наглядно по¬
казывает влияние температуры, концентрации реаги¬
рующих веществ и катализатора на скорость химической
реакции. Незначительный выход аммиака при взаимо¬
действии азота с водородом в присутствии катализатора
и при оптимальной температуре указывает на необходи¬
мость вести этот процесс при повышенном давлении, а
также применять циркуляционную схему процесса.
Таким образом, на конкретных примерах учащиеся
узнают, как влияют: температура, концентрация, величи¬
на поверхности соприкосновения реагирующих веществ,
катализаторы, давление, противоток, циркуляция веществ
и другие факторы на течение химических реакций.
При подготовке и проведении демонстрационных
опытов нужно учитывать и другие особенности произ¬
водства, например, агрегатные состояния реагирующих
и образующих веществ (твердых, жидких и газообраз¬
ных) и характер используемой энергии (механической,
тепловой и электрической) для осуществления требуемых
превращений веществ.
Механической обработке исходного материала, проме¬
жуточных веществ и готовой продукции, имеющей столь
важное значение в производстве, в демонстрационных
опытах не отводится особенно большого места. Между
тем на влияние температуры и электрической энергии при
постановке демонстрационных опытов обращается боль¬
шое внимание.
Сравниваются состав и свойства исходных, промежу¬
точных и образующихся веществ в школьном опыте и на
производстве.
Большая часть изучаемых в средней школе производ¬
ственных процессов излагается в сопровождении демон¬
страционных опытов, которые можно условно' сгруппи¬
ровать по следующим производствам:
1. Основной неорганический синтез. Получение соля¬
ной, серной и азотной кислот и аммиака.
2. Производство минеральных солей: аммиачной се¬
литры, соды, а также фосфатных и калиевых удобрений.
3. Электрохимические производства. Электролиз во¬
ды и раствора хлористого натрия с целью получения во¬
дорода, кислорода, хлора и едкого натра.
4

4. Термическая переработка топлива. Получение воз¬
душного и водяного газов, сухая перегонка древесины,
каменного угля и крекинг нефти.
5. Органический синтез. Производство уксусного аль¬
дегида и уксусной кислоты, гидрогенизация масла, по¬
лучение искусственного волокна и, как пример электро¬
синтеза, электролитическое восстановление нитробензола.
6. Металлургия. Восстановление металлов из их окис¬
лов углем и окисью углерода, обжиг сернистых руд, по¬
лучение металлов электролизом из растворов и распла¬
вов их солей, а также алюмотермическим путем.
Условность такого подразделения видна, например, из
того', что электрохимические производства применяются’
не только для получения водорода, кислорода, хлора и
щелочей, но и для выработки соляной кислоты синтети¬
ческим способом, а также при производстве металлов и
некоторых органических веществ.
Тем не менее целесообразно придерживаться приве¬
денной выше последовательности, принятой в курсах со¬
временной технологии, что примерно отвечает и распо¬
ложению материала по отдельным производствам в про¬
грамме химии для средней школы.
Несколько обособлены два опыта — получение водо¬
рода железопаровым способом и получение извести пу¬
тем обжига известняка. Эти опыты демонстрируются в
VII классе, но они в большей мере отвечают уровню под¬
готовки учащихся старших классов, когда изучаются
свойства железа и щелочноземельных металлов.
Основные требования к демонстриро¬
ванию опытов. Характерная особенность учебного
демонстрационного эксперимента — завершенность в оп¬
ределенный отрезок времени — особенно отчетливо вы¬
ступает при демонстрации опытов, представляющих еди¬
ное целое с изложением учителя. Кроме того, учебный
эксперимент должен обладать максимальной выразитель¬
ностью. Последнее требование не означает, что нужно
прибегать к упрощенчеству и примитивизму.
Каждый из разбираемых ниже опытов имеет свои
особенности, обусловленные характером изучаемого яв¬
ления и той конкретной учебно-воспитательной задачей,
которая стоит перед учителем. Но все опыты должны от¬
вечать целому ряду общепедагогических и частнометоди¬
ческих требований (наглядность, простота, надежность,
5

безопасность опытов), которые достаточно подробно рас¬
смотрены в литературе
К существенным требованиям принадлежит также и
обеспечение хорошей видимости опыта для всех учащих¬
ся. Это достигается применением приборов достаточно
крупных размеров, значительных количеств реактивов,
созданием контрастности (при помощи фонов, освеще¬
ния) и т. п. Но из оказанного не следует, что размеры
аппаратуры и количество реактивов в демонстрационных
опытах должны быть всегда большими. Б ряде слу¬
чаев это может создать определенные неудобства: боль¬
шую затрату времени на нагревание, излишний расход
реактивов, возможность образования вредных для здо¬
ровья продуктов и пр.
Для уяснения деталей конструкции аппаратуры, вы¬
ставленной на демонстрационном столе, бывает полезно
предварительно на доске сделать зарисовку отдельной
детали, которую трудно рассмотреть на готовом приборе.
Демонстрацию некоторых процессов удобно производить
с использованием проекционной аппаратуры. Проектиро¬
вание на экран опытов, например по коррозии металлов,
хорошо воспринимается всеми учащимися, если для этого
применяются даже малые количеста реактивов. При де¬
монстрации опыта учитель дает необходимые объясне¬
ния, помогающие учащимся раскрыть сущность наблю¬
даемых явлений.
При объяснении эксперимента учитель должен отме¬
чать трудности, встречающиеся при выполнении опыта,
и указывать пути их преодоления. Кроме того, всякий
раз следует предупреждать учащихся о возможных опас¬
ностях в процессе демонстрации опытов.
Особенности демонстрационных опы¬
тов, отражающих производственные про¬
цессы. Опыты, отражающие химизм производствен¬
ных процессов, должны отвечать общим требованиям
дидактики, которые могут быть кратко выражены так:
опыты должны быть доступными пониманию учащихся и
1 В. Н. Верховский, Техника и методика химического экс¬
перимента в школе, т. I и II, Учпедгиз, 1947 и 1949: Л. А. Цвет¬
ков, Эксперимент по органической химии в средней школе, М.,
Учпедгиз, 1950, изд. 2, 1954; К. Я. Парменов, Демонстрацион¬
ный химический эксперимент. М., Изд-во АПН РСФСР, 1В54.
6

давать в течение отведенного времени (одного урока) не
обходимый учебно-воепитательный эффект.
Вместе с тем опыты с производственным содержа¬
нием имеют и некоторые особенности: они должны воз¬
можно точнее отражать химические процессы, лежащие
в основе производства тех или иных продуктов, но не
копировать технологический процесс.
Демонстрируемые в школьных условиях опыты во
многом отличаются от аналогичных химических процес¬
сов, осуществляемых в производственных условиях. Раз¬
личие состоит не только в конструкции и размерах ап¬
паратуры и материала, из которого она изготовлена, ус¬
ловий проведения процесса, но и в составе и свойствах
исходного сырья и в предварительной обработке. На¬
пример, для школьного опыта по обжигу сернистой руды
не имеет сколько-нибудь существенного значения степень
ее предварительного измельчания. Между тем в технике
небезразлично, будет ли руда в виде порошка или гра¬
нул. Поэтому после флотации сернистую руду (напри¬
мер: ZnS) перед обжигом подвергают агломерации (сме¬
шение руды при умеренном нагревании с углем до обра¬
зования частичек определенных размеров), совершенно
излишней в школьном опыте.
Равным образом выход продукта и степень его чисто¬
ты, играющие первостепенную роль в технике, в учебном
демонстрационном опыте отодвигаются па задний план
или совсем не принимаются во внимание.
На уроке в школе могут быть показаны лишь про¬
стейшие установки, облегчающие выяснение сущности
физико-химических процессов, протекающих при произ¬
водстве того или иного продукта. Например, в условиях
школы не могут быть показаны процессы, требующие
применения очень высоких температур или давлений, а
также нецелесообразно стремиться воспроизводить все
детали производственного процесса, если даже это по¬
сильно школьному кабинету химии, так как в излишних
подробностях теряется главное. Например, при демон¬
страции опыта получения соляной кислоты синтетическим
способом вряд ли целесообразно добывать водород и
хлор электролизом раствора хлористого натрия, как это
делается в промышленности. Если даже отвлечься от то¬
го обстоятельства, что процессы электролиза не изучают¬
ся в VIII классе, то нагромождение в одном опыте столь
7

большого числа аппаратов затрудняет учащимся усвое¬
ние главного — синтеза и растворения хлористого водо¬
рода. Но для внеклассных занятий и при повторении кур¬
са химии в X классе такой комбинированный прибор пред¬
ставляет интерес.	—
В связи с отмеченным обстоятельством вряд ли мож¬
но принять безоговорочно идею действующих моделей
заводов1. В самом деле, между «заводом на столе» и дей¬
ствительным производством очень мало общего.
Сказанное относится не только к простым опытам,
проводимым в средней школе, но и к весьма сложным—
в технической школе, где учитываются выход продукта,
степень его чистоты и другие требования производства.
Различие между лабораторным опытом и производствен¬
ным процессом нужно всякий раз иметь в виду, чтобы
учащиеся не получили извращенного примитивного пред-
ствления о современном производстве. Понятие о нем
формируется не только в процессе демонстрации опытов
но и другими средствами, о чем будет сказано дальше.
Из этого- не следует, что вообще нужно отказываться от
действующих моделей заводских аппаратов. Они важны
в первую очередь для работы на внеклассных занятиях
в школе, на детских технических станциях и т. д. На уро¬
ках же, при демонстрации опытов, используются не спе¬
циальные модели заводских установок, а предметы обыч¬
ного лабораторного оборудования.
При конструировании демонстрационных установок
следует пользоваться типовым оборудованием химиче¬
ской лаборатории. Только в тех случаях, когда испыты¬
вается в таком оборудовании недостаток, оно заменяет¬
ся самодельным (промывалками, холодильниками
и т. д.).
Несмотря на то, что между школьными опытами и
■производственными процессами имеются существенные
различия, не следует забывать и общие черты между ни¬
ми. Например, в обоих случаях в результате протекания
идентичных химических процессов получают одинаковые
продукты. Тем не менее, исходные материалы, условия
.проведения опыта, конструкция аппаратуры и другие мо¬
менты могут (а в ряде случаев должны) быть различ¬
1 М. М. Гостев, Химический завод иа столе, М., ОНТИ,
1936.
6

ными. Кроме того, в школьном опыте можно показать
лишь отдельные стадии технологического процесса, толь¬
ко некоторые свойства исходного сырья и готового про¬
дукта и лишь некоторые особенности применяемой аппа¬
ратуры. Так, для характеристики доменного процесса вы¬
брана лишь одна реакция—восстановление окиси железа
окисью углерода, так как она наиболее отчетливо выяв¬
ляет химизм выплавки железа из руды.
В ряде случаев, как уже говорилось, современные спо¬
собы производства того или иного продукта вообще нель¬
зя представить доступными в средней школе средствами,
например синтез аммиака при высоком давлении. Тогда
или нужно отказаться от опыта, или видоизменить его
настолько, чтобы в нем отражались лишь одна-две ка¬
кие-либо стороны процесса. Так, синтез аммика можно
осуществить и при атмосферном давлении (правда, с нич¬
тожным выходом), показав при этом роль катализатора
и температуры. Представление о синтезе аммика можно
получить также, изучая реакцию разложения этого ве¬
щества. Таким путем, в частности, были получены дан¬
ные об условиях протекания этой обратимой реакции.
В школьную практику прочно вошли полноценные де¬
монстрационные опыты, отражающие не самые передо¬
вые, а несколько устаревшие, хотя и применяемые еще
методы производства тех или иных продуктов, например:
получение водорода железопаровым способом, соляной
кислоты сульфатным методом, окислов! азота в пламени
электрической дуги и др.
Мы думаем, что нет оснований отказываться от подоб¬
ных опытов, имеющих значительную учебно-воспитатель¬
ную ценность, лишь на том основании, что они утратили
прежнее промышленное значение. Но от разбора техно¬
логических процессов в этих случаях нужно отказаться.
Связь между демонстрационными опы¬
тами и другими видами наглядности.
С химическими производствами учащиеся знакомятся не
только при демонстрации соответствующих опытов, но и
при использовании других средств наглядного обучения,
тесно связанных друг с другом. В первую очередь школь¬
ники должны непосредственно ознакомиться с конкрет¬
ными веществами. С этой целью они рассматривают вы¬
ставленные на демонстрационном столе образцы сырья,
промежуточных веществ, образующихся в ходе реакции,
9

и готовой продукции, а также реактивы и катализаторы,
используемые в производстве тех или иных продуктов!.
Многие учителя применяют для этой цели таблицы-кол¬
лекции, составленные учащимися—
К наглядным пособиям принадлежат также схемы
технологических процессов, рисунки основных аппаратов
и 'установок, диапозитивы и учебные кинофильмы. Наря¬
ду с плоскостными пособиями в школьной практике все
шире начинают применяться объемные пособия—модели
заводских аппаратов!1 и макеты целых химических заво¬
дов. Наконец, завершающим моментом в изучении мно¬
гих производственных вопросов! являются экскурсии на
различные предприятия с последующим подведением ито¬
гов экскурсии в виде письменных и устных отчетов, схем,
диаграмм, коллекций и т. д.2.
Как средство политехнического обучения большое
значение имеет демонстрация на уроках учебных кино¬
фильмов, знакомящих учащихся с химическими произ¬
водствами3.
Аннотации учебных фильмов, выпущенных до 1950 го¬
да, помещены в каталоге, составленном Главучтехпро-
мом4. В последующие годы созданы новые фильмы о
коксохимическом производстве, производстве серной кис¬
лоты, синтетического аммиака, азотной кислоты, ам¬
миачной селитры, соляной кислоты, цемента и других
продуктов, важных для народного хозяйства (см. жур¬
нал «Химия в школе», 1956, № 3, стр. 79).
Просматривая фильмы, содержащие производствен¬
ный материал, учащиеся уже должны иметь представ¬
ление о сущности данного процесса. Это достигается
предварительным изложением материала учителем, при¬
влечением демонстраций опытов, схем, таблиц, моделей
и других наглядных пособий, а также в процессе само¬
стоятельной работы учащихся в классе-лаборатории,
при изучении материала учебника и т. д.
1 Д. А. Эпштейн и С. А. Ш у р х и н, Учебные модели за¬
водских химических установок, М., Учпедгиз, 1В53.
2 'Производственные экскурсии по химии в шкоде (Сборник ста¬
тей из опыта учителей), под ред. Л. А. Цветкова. М., Учпедгиз.
1953.
3 Т. М. Др изо век а я. Роль кинофильмов в формировании
понятий о химическом производстве, «Химия в школе», 1956, № 5.
4 Учебные кинофильмы и киноаппаратура. Каталог-справочник
Министерства просвещения РСФСР, Главснабпрос, 1950.
J0

Некоторые методические указания
к демонстрации опытов. Техника проведения
демонстрационного опыта в известной мере определяет, в
какой момент урока его наиболее целесообразно поста¬
вить. Так, более продолжительный эксперимент требует
возможно более раннего его начала, чтобы осталось
время для обобщения результатов. Некоторые опыты,
особенно с органическими веществами, требующие много
■времени, должны начинаться на уроке до того момента,
когда речь будет идти о самом явлении или о продукте
реакции (например, гидролиз крахмала и древесины, по¬
лучение искусственного шелка и др.). Из необходимости
учета фактора времени при демонстрации опытов выте¬
кает, что, прежде чем поставить опыт на уроке, его сле¬
дует тщательно подготовить и проверить с учетом всех
мелочей.
Для успешной подготовки учителя к демонстрирова¬
нию опытов на уроках химии, как показала практика,
весьма большую пользу оказывает набор карточек, со¬
ставляемых многими учителями по тому или иному пла¬
ну. На лицевой стороне каждой карточки обычно отме¬
чается: название эксперимента, его продолжительность,
приводится список лабораторных принадлежностей, ре¬
активов и материалов, помещается рисунок установки,
дается описание техники выполнения опыта и особо от¬
мечаются меры безопасности. Кроме того, полезно ука¬
зать в такой „карточке, какие явления наблюдаются в
процессе выполнения опыта и какова их сущность.
При демонстрации опытов, отражающих производст¬
венные процессы, большое значение имеет показ дейст¬
вующих установок, особенно при изложении нового ма¬
териала, когда требуется дополнить сведения о химизме
процесса показом конкретных условий, в которых осуще¬
ствляется данная реакция. Учащиеся знакомятся: со
свойствами исходного вещества, способами воздействия
на него при помощи нагревания, катализаторов и вспомо¬
гательных реактивов, с контролем за ходом процесса и
с испытанием готовой продукции. Одновременно они ви¬
дят, в какой аппаратуре всё это может быть осуществле¬
но в лабораторных условиях.
Нередко демонстрационные приборы и установки ис¬
пытывают во время внеклассных занятий в химических
кружках, Тогда учащиеся выступают в роли не только
11

1
конструкторов действующих установок, но и как испол¬
нители самого опыта под руководством и наблюдением
учителя.
Самостоятельные лабораторные опыты и кратковре¬
менные демонстрации оказывают большую помощь при
ознакомлении учащихся с основами производства целого
ряда важных продуктов. Они облегчают уяснение химиз¬
ма технологических процессов. Простая техника выполне¬
ния таких опытов (сливание растворов, подогревание,
растирание и т. п.) и использование простого оборудова¬
ния ни в какой мере не умаляют их педагогической цен¬
ности. Чем проще техника выполнения опыта, чем проще
аппаратура, тем ярче выступает само вещество, качест¬
венные изменения которого и составляют предмет химии
как науки и учебного предмета.
Техника изготовления демонстрацион¬
ных п р и б о р о в. При изучении производственных во¬
просов на уроке химии ведущее место принадлежит хи¬
мическому эксперименту, раскрывающему химизм про¬
цессов посредством действующих установок. Часть таких
установок изготовляется заранее или приобретается в го¬
товом виде, большинство же собирается накануне урока
из запасных частей, имеющихся в кабинете химии; после
U
Рис. 1. Детали оборудования: 1 — трубки фарфоровые и стеклян¬
ные прямые, длиной 25—30 и 35—40 см, диаметром 1—1,5, 1,5—2
11 3—4 см; 2—трубки железные диаметром 1,5—2 см: длина ’прямой
трубки 35—40 см, колена изогнутой трубки 15 и 25 см; 3 — труб-
ка стеклянная с краном; 4 — трубки стеклянные, согнутые под раз¬
ными углами и разной длины; 5 — трубка прямая с оттянутым кон¬
цом; б —тройники; 7 — хлоркальциевая трубка
12

окончания опыта эти установки разбираются, а части их
служат для монтажа других приборов.
В последнее время намечается тенденция к созданию
различного рода «универсальных приборов», при помощи
,которых можно выполнять разнообразные опыты (полу¬
чение многих газов, реакций между твердыми вещества¬
ми и жидкостями, поглощение газов и др.). Значение
таких «универсальных» приборов нередко переоценивает¬
ся. В них видят иногда едва ли не единственное средство
не только для улучшения постановки химического экспе¬
римента в школе, но и для усовершенствования препода¬
вания химии в целом.
Наши наблюдения показали, что в школьной прак¬
тике успешно применяются различные приборы, смонти¬
рованные из обычных лабораторных принадлежностей
силами учащихся под руководством учителя (рис. 1, 2, 3).
Рис. 2. Посуда: 1 — колба плоскодонная на 500 мл; 2 — колба
Вюрца на 250—500 мл; 3 — пробирка с тубусом; 4 — U-образные
трубки; 5 — пневматические ванны; 6 — капельные воронки; 7 —
воронки с длинными шейками; S — воронка Бюхнера; 9 — стеклян¬
ная воронка обыкновенная; 10 — стеклянная банка; 11 — промывная
склянка Тищенко; 12 — промывная склянка Дрекселя; 13—склянки
двух- и трехгорлые; 14 — стеклянный цилиндр на 100, 250 и 500 мл
для собирания газов; 15 — поглотительная колонка; 16 — стакан из
пористой глины; 17 — батарейные стаканы; 18 — муфта холодиль¬
ника (в качестве поглотительной колонки, для печи с внутренним
электронагревом и г. п.)
13

Для постановки многих опытов, отражающих произ¬
водственные процессы, весьма целесообразно использо¬
вать готовые детали, так называемые «узлы», встречаю¬
щиеся в самых разнообразных опытах. В качестве при-
Рис. 3. Приборы и их детали: 1 — аппарат Киппа; 2 — стеклян¬
ный газометр; 3 — водоструйный насос; 4 — содовый выпрямитель;
а — алюминиевый электрод, б — железный электрод, в — раствор
соды; 5 — термоскоп; 6 — дефлегматор; 7— термопара; 8 — клапан
Бунзена; 9 — вольтметр; 10 — амперметр; 11—реостат
мера одного из таких узлов для демонстрационных при¬
боров служит трубчатая печь с внешним электронагре¬
вом. При помощи такой печи могут быть проведены мно¬
гие школьные опыты, например разложение углекислого
кальция, получение генераторного газа (воздушного, во¬
дяного, парокислородного), синтезы органических веществ;
пиролиз каменного угля, крекинг нефти и другие опыты,
требующие достаточно сильного нагревания.
Один из вариантов такой печи представляет собой
фарфоровую трубку, на среднюю часть которой наматы¬
вается возможно плотнее нагревательная спираль; концы
спирали соединены медными проволоками (помещаемы¬
ми для изоляции в стеклянные трубки). Нагревательная
И

спираль покрывается асбестом в тех случаях, когда хотят
добиться более сильного нагрева.
Фарфоровую трубку
непосредственно обматы¬
вают спирально от элек¬
троплиток, тогда как же¬
лезная трубка предвари- р-г
тельно изолируется при по- пД
мощи асбестовой проклад¬
ки (рис. 4). Температура
измеряется пирометрами.
Неудобство фарфоровых и
железных трубок состоит	°	j
в том, что они непрозрач- /
ны. Но для показа многих
опытов в стеклянных труб¬
ках последние должны
быть тугоплавкими, иначе
они быстро размягчаются
при нагревании газовой
горелкой. Сочетание поло-	рж 4 Реакцнонные трубки с
ЖИтельных качеств фар-	внешним электронагревом:
форО'ВЫХ И СТеКЛЯННЫХ	А. 1 — фарфоровая трубка, 2—
трубок нашло отражение	спираль от электроплитки, 3 —
в конструкции, разрабо- реостат. ~ железная труб-
,	й	ка. 2 — асбестовая прокладка,
тайной В МОСКОВСКОМ Об-	g — спираль от электроплитки,
ластном институте усовер-	4	—	реостат
шенствования учителей1
(рис. 5, Л). Внутри фарфоровой трубки 1 находится спи¬
раль от электроплитки. Трубка укрепляется в муфте хо¬
лодильника 3. Таким образом, спираль не соприкасается
с реагирующими веществами, нагрев которых осуществи
ляется равномерно посредством самой фарфоровой
трубки.
Проведенные в таких трубках с внутренним обогре¬
вом опыты по каталитическому окислению двуокиси серы
в серный ангидрид и аммиака до азотной кислоты дали
хорошие результаты. Для получения воздушного и водя¬
ного газов, а также демонстрации других опытов, в кото¬
рых происходит взаимодействие твердых и газообразных
1 И. А. Черняк, Приборы с внутренним электронагревом,
«Химия в школе», 1955, № 2, стр. 48.
15

веществ с образованием Летучих Продуктов реакции, вме¬
сто стеклянной муфты можно воспользоваться фарфоро¬
вой (или железной), представляющей собой более широ¬
кую фарфоровую (или железную) трубку (рис. 5, £).
Внутренняя трубка 1, служащая для обогрева посред¬
ством вставленной в нее спирали от электроплитки, скреп¬
ляется с внешней трубкой при помощи асбестовых про¬
бок, пропитанных жидким стеклом; через пробки прохо¬
дят трубки 4 и 5 для поступающих и образующихся
газов.
Рис. 5. Реакционная трубка с внутренним электронагревом:
А. Фарфоровая трубка в стеклянной муфте; 1 — фарфоровая трубка
со вставленной в нее спиралью от электроплитки; 2 — изолирован¬
ный провод к электрической сети; 3 — муфта холодильника для
твердого вещества; 4 — газоприводная трубка; 5 — газоотводная
трубка. Б. Фарфоровая трубка в фарфоровой (или железной) муф¬
те: 1 — узкая фарфоровая трубка со вставленной в нее спиралью
от электроплитки; 2 — изолированный провод к электрической сети;
3 — широкая- фарфоровая (или железная) трубка с твердыми ве¬
ществами; 4 — газоприводная трубка; 5 — газоотводная трубка
Широкому применению внутреннего электрообогрева
препятствует то обстоятельство, что фарфоровые трубки
узкого диаметра, в которые помещается электроспираль,
малодоступный для школ материал. Однако он может
быть заменен керамической насадкой, применяемой в
электронагревательных приборах. Удобно- с этой целью
■воспользоваться запасными спиралями для электроутю¬
гов, имеющимися в продаже (для напряжения 127 и
16

220 в). Длина спирали подгоняется к размерам трубки
(25—40 см).
Весьма удобный прием нагревания катализатора при
помощи электрического тока был описан Р. Кюнелем1
BI опытах по синтезу аммиака и каталитическому окисле¬
нию аммиака. Предложенный им реакционный сосуд
(рис. 6) состоит из стеклянной трубки 1 для сжигания,
Рис. 6. Реакционная трубка с электронагревом посред¬
ством спирали от электроплитки: 1 — широкая трубка
для сжигания; 2 — стеклянная трубка с оттянутым кон¬
цом; 3 — тройник; 4 — проволоки медные или железные
(оголенные); 5 — клеммы; 6—спираль от электроплит¬
ки; 7 — асбестовая вата с катализатором или другие
вещества; 8 — изолированные провода к электросети;
9 и 10 — трубки тройника для подвода газов; 11 — га¬
зоотводная трубка
закрытой с обеих сторон пробками с отверстиями, в кото¬
рые вставлены стеклянные трубки 2 с оттянутым концом
и 11 изогнутая под прямым углом. Другой конец трубки 2
соединен при помощи короткой резиновой трубки с трой¬
ником. Нагретыми медными или железными проволоками
в пробке проделывают (по обеим сторонам от трубки с
оттянутым концом) два отверстия так, чтобы обе прово¬
локи проходили параллельно до середины стеклянной
трубки 1. Внутренние концы проволок соединяются друг
с другом при помощи клемм или кусочков: жести (но не
посредством припаивания) с концами кусочка спирали от
электроплитки. Между витками этой нагревательной спи¬
рали помещают катализатор, перемешанный с асбестовой
ватой. Выступающие из реакционной трубки концы про¬
волок присоединяются через электрическую плитку, иг¬
рающую роль добавочного сопротивления, предохраняю¬
1 „Chemie in der Schule“, 1955, № 1, 2, стр. 29.
2 Опыты по химии
17

щего спираль от чрезмерного нагревания, с источником
тока от осветительной сети. О степени нагрева можно
приблизительно судить по накалу спирали. Так, темно¬
красный накал соответствует температуре около 500°, а
светло-красный — около 700°. Накал спирали можно ре¬
гулировать изменением напряжения. Кроме того, зона
нагрева в данном случае точно ограничена, и это позво¬
ляет лучше проследить процессы, происходящие на ка¬
тализаторе.
Электрическая спираль может служить для нагрева¬
ния вступающих в реакцию твердых и газообразных ве¬
ществ, например угля и кислорода, угля и паров* воды.
С этой целью спираль от электроплитки укрепляют вдоль
стеклянной трубки, как было указано выше. Внутри труб¬
ки помещают кусочки древесного угля. Пропуская через
накаленную спиралью трубку сухой кислород, получают
воздушный газ, который собирают в цилиндре и поджи¬
гают. Аналогичным способом может быть собран и испы¬
тан парокислородный (смешанный) газ, если пропускать
через нагретую трубку влажный кислород (ем. журнал
«Химия в школе», 1956, № 1, стр. 41).
* *
*
В заключение рассмотрим вопрос о характере
описаний демонстрационных опытов.
Инструкции для выполнения демонстрационных опы¬
тов бывают весьма разнообразны по содержанию и фор¬
ме. Но, как правило, все они содержат схему прибора, в
котором происходит химический процесс, и схемы вспо¬
могательных приспособлений. Назначение отдельных ча¬
стей установки, а также реактивов и материалов объяс¬
няется в подписях под рисунками или в основном тексте.
Очень часто в начале (но иногда и в конце) инструкции
дается подробнейший перечень посуды, лабораторных
принадлежностей, реактивов, материалов, необходимых
для выполнения данного опыта; при этом часто' указы¬
вается размер посуды и количество необходимых реаген¬
тов.
Содержание инструкции, как правило, зависит от того,
для кого она предназначена, и от характера самого опы¬
та. Предлагаемые демонстрационные опыты, отражающие
химические основы некоторых производств, рассчитаны
18

учителей химии средних школ, владеющих в той или
иной мере техникой эксперимента.
!В настоящем пособии при описании отдельных при¬
боров, установок и опытов мы придерживаемся следую¬
щего плана: вначале даются краткие сведения о назначе¬
нии того или иного демонстрационного опыта, т. е. «акая
учебно-воспитательная цель преследуется при его поста¬
новке. Затем разбирается химизм основных процессов.
Обращается внимание на состав и свойства исходных
веществ, промежуточных соединений и готовых продук¬
тов, на отдельные закономерности химического производ¬
ства. Приводится общая схема установки с обозначением
основных ее частей. В необходимых случаях сообщаются
некоторые дополнительные данные о сборке установки.
Таким образом, план описания демонстрации совпа¬
дает в основном с планом изучения производства, где
дается характеристика состава и свойств сырья и продук¬
та, рассматривается реакция, лежащая в основе произ¬
водства данного продукта, разбирается схема производ¬
ства, устройство и действие типичных аппаратов. В обоих
случаях указывается, какими способами можно увеличить
скорость химических реакций (повышение концентрации
реагирующих веществ, увеличение суммарной поверхно¬
сти реагирующих веществ, применение определенной тем¬
пературы и катализаторов, противотока и циркуляции
реагирующих веществ).
Несколько подробнее приводится в инструкции опи¬
сание техники выполнения опытов, и особо обращается
внимание на необходимость соблюдения осторожности во
избежание несчастных случаев.
Более краткая и ■ конкретная характеристика опытов
дается в виде демонстрационных карточек (см. стр. 132).
В них представлены варианты опытов с производствен¬
ным содержанием.
Система карточек для записи оборудования к каждо-
му уроку разработана П. А. Глориозовым и описана в
его книге «Опыт организации школьного кабинета химии»
(М., Учпедгиз, 1953).
При описании опытов главное внимание обращено на
технику эксперимента. Попутно затрагиваются методиче¬
ские вопросы, но они заслуживают большего внимания
и должны явиться предметом специальных работ.
2*

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА ЖЁЛЁЗОПАРОВЫМ СПОСОБОМ
Давно известный способ получения водорода, не утра¬
тивший технического значения и в настоящее время, ос¬
нован на экзотермической реакции, выражаемой следу¬
ющим суммарным уравнением:
3Fe + 4HsO5=±Fe304 + 4Н2; Q = 35,7 ккал.
Процесс ведут в три стадии: 1) восстанавливают же¬
лезо из его окислов водяным газом; 2) продувают водя¬
ной пар для удаления остатков водяного таза; 3) выде¬
ляют водород. Периодичность процесса и необходимость
затраты большого количества тепла и водяного газа яв¬
ляются недостатками этого способа.
Взаимодействие железа с водой может быть проведено
в пробирке, в которую помещают немного увлажненного
песка и слой железных опилок. Пробирку закрывают
пробкой с газоотводной трубкой, конец которой .подведен
под наполненную водой пробирку, опущенную в ванночку.
Нагревают пробирку в том месте, в котором находятся
железные опилки. Испаряющаяся из песка вода вступает
в реакцию с нагретым железом. Образующийся при этом
водород собирается в другой пробирке и испытывается,
как обычно.
Рис. 7 А. Вариант I. Установка лля получения водорода
железопаровым способом в изогнутой железной трубке:
1 — железная трубка (изогнутая под прямым углом); 2 —
изгиб трубки, где помещен порошок восстановленного железа;
3 — капельная воронка; 4—дистиллированная вода; 5 —
пневматическая ванна; 6 —цилиндр для собирания водорода;
7 — газовая горелка
20

для школьного опыта удобно воспользоваться поро¬
ком свежевосстановленного железа, которое получают
путем .взаимодействия светильного газа или водорода с
окисью железа Fe203 при сильном нагревании. Вместо
восстановленного железа можно взять железные струж¬
ки, очищенные от окиси железа споласкиванием их в ки¬
слоте и затем обезжиренные раствором щелочи. Но в
этом случае реакция протекает медленнее. Железо поме¬
щают в железную трубку (прямую или изогнутую), куда
вводится вода (ток водяного пара). На рис. 7 А изобра¬
жен один из простых вариантов данного опыта с исполь¬
зованием изогнутой под прямым углом железной трубки
диаметром 17г—2 см и длиной колен 15 и 25 см. В изгиб
трубки помещают около 20 г железного порошка и слабо
запирают его стеклянной ватой. Концы трубки закрыва¬
ют хорошо подогнанными корковыми пробками с отвер¬
стиями для капельной воронки и газоотводной трубки.
Нагревают изгиб железной трубки, не доводя ее до
красного каления. При очень высокой температуре реак¬
ция идет в обратную сторону. Из капельной воронки при¬
бавляют по каплям воду. После вытеснения воздуха из
прибора собирают в цилиндр образующийся водород и
испытывают его свойства. Чтобы закончить опыт, отни-
Рис. 7 Б. Вариант 1Г. Установка для получения водорода же-
лезопаровым способом в прямой железной трубке: 1 — колба кругло¬
донная с водой; 2 — тройник; 3 — прямая железная трубка, в се¬
редине которой находится восстановленное железо и стеклянная или
асбестовая вата; 4 — газоотводная трубка; 5 — пневматическая ван¬
на; б—цилиндр для собирания газов; 7—газовая горелка
21

мают газоотводную трубку вместе с пробкой, прекраща¬
ют нагревание железной трубки и прибавление воды из
капельной воронки.
Другой вариант опыта (рис. 7 Б) состоит в том, что
над раскаленным железом пропускают не воду, а водя¬
ные пары. Кроме того, пользуются не изогнутой, а пря¬
мой реакционной железной или фарфоровой трубкой.
Реакция железа с водой обратима, что можно пока¬
зать, действуя водородом на образовавшуюся железную
окалину Fe304.
Для опыта можно воспользоваться той же самой изо¬
гнутой железной трубкой, причем водород пропускают
через вертикальное колено этой трубки, как показано на
рис. 8. Когда вытеснение из установки воздуха водоро-
Рис. 8. Установка для получения железа восстановлением окислов
железа водородом: 1 — газоприводная трубка от аппарата Киппа,
заряженного для получения водорода; 2 — промывная склянка с
концентрированной серной кислотой; 3 — железная трубка (изогну¬
тая) с окислами железа; 4 — охладительная ванна (стакан с хо¬
лодной водой); 5 — приемник с обезвоженным медным купоросом
для улавливания и обнаружения получающейся при реакции воды;
6 — газоотводная трубка для испытания чистоты водорода
дом закончено (проба на отсутствие гремучего газа!),
поджигают водород у газоотводной трубки 6. Затем на¬
гревают трубку с окислами железа, после чего пламя у
трубки 6 гаснет. Через 10—15 минут разъединяют прием¬
ник 5, на дне которого легко заметить голубые кристал¬
лики медного купороса. Они образовались при взаимодей¬
ствии безводной сернокислой меди с водой—одним из
22

продуктов реакции Еез04 с водородом. После этого пре¬
кращает нагревание трубки, продолжая пропускать во¬
дород до ее остывания. Высыпают содержимое трубки на
стекло или тарелку и сравнивают его с исходным продук¬
том. Если для опыта была взята красная окись железа
Ее203, то она отличается от образовавшегося продукта
реакции — железа — по цвету и отсутствию магнитных
свойств. В том же случае, когда в реакционной трубке
находилась магнитная окись — закись железа (например,
полученная при проведении предыдущего опыта), то ис¬
ходные и конечные продукты идентифицируют при помо¬
щи разбавленной соляной кислоты, так как они почти не
отличаются по цвету и обладают магнитными свойствами.
Полученное таким путем железо может быть использо¬
вано в качестве катализатора при реакции синтеза ам¬
миака (стр. 42).
Взаимодействие железа с водой целесообразно про¬
демонстрировать в VII классе в связи с вопросом получе¬
ния водорода. Эта реакция, а также обратный процесс —
взаимодействие окислов железа с водородом — служат
ярким примером окислительно-восстановительной реак¬
ции, направление которой определяется условиями прове¬
дения опыта, легко воспроизводимыми в школьных усло¬
виях. Еще более наглядно окислительно-восстановитель¬
ные процессы обнаруживаются на примере окисления
меди и восстановления образовавшейся окиси меди водо¬
родом, так как реакции эти не требуют сильного нагре¬
вания (они могут быть выполнены в обычной стеклянной
трубке); продукт реакции в этом случае легко отличается
от исходного вещества путем сравнения их окраски.
РАЗЛОЖЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО КАЛЬЦИЯ
Обжиг углекислого кальция (в виде известняка, мела,
мрамора и других минералов) представляет важную от¬
расль промышленности, вырабатывающую известь в ка¬
честве вяжущего строительного материала и химическо¬
го продукта, а также двуокись углерода, .используемую
для получения соды и других веществ. Распад углекис¬
лого кальция выражается следующим уравнением эндо¬
термической реакции:
СаС03 = CaO -f С02 Q~— 42,6 ккал.
23

Процесс этот осуществляется в промышленности пу¬
тем обжига минералов, содержащихся СаС03 в* печах
шахтного типа. Источником высокой температуры (около
800°) служит кокс или антрацит.
Воспроизведение этого процесса в качестве школьного
демонстрационного опыта сопряжено с некоторыми тех¬
ническими трудностями. Поэтому обжиг углекислого каль¬
ция производится обычно в упрощенном виде. С этой
■целью кусочек мрамора нагревают в тигельной или му¬
фельной электрической печи, на что затрачивается не¬
сколько часов.
Обжиг известняка проводится также в самодельной
трубчатой печи с внешним электронагревом. Трубку за¬
полняют измельченным мелом или мрамором. В послед¬
нем случае опыт можно провести количественно, сравни¬
вая вес исходного вещества и образующейся окиси каль¬
ция. Полученный продукт испытывают водой. Происхо¬
дит гашение извести, а образующийся раствор гидрата
окиси кальция окрашивает раствор фенолфталеина в ма¬
линовый цвет.
Опыт может быть проведен и в течение одного урока.
Небольшой кусочек мрамора в виде пластинки сильно
прокаливают непосредственно в пламени газовой горелки
(или спиртовки с приспособлением для продувания воз¬
духа). Происходит частичное разложение углекислого
кальция, что доказывается, как и в предыдущем случае,
реакцией гидратации и испытанием Полученного раствора
фенолфталеином.
Существенный недостаток обоих этих вариантов со¬
стоит в том, что он позволяет обнаружить лишь один про¬
дукт реакции—окись кальция, тогда как второй про¬
дукт— двуокись углерода при этом не улавливается.
Вследствие этого учащиеся получают неполное представ¬
ление о такой важной в техническом отношении реакции,
как разложение углекислого кальция. Между тем разло¬
жение углекислого кальция весьма просто осуществить
в течение нескольких минут с помощью электронагрева
и обнаружить оба продукта реакции. Для этого можно
применить установку, изображенную на рис. 9.
Существенная часть этой установки представляет со¬
бой реакционную трубку, внутри которой вставлен кусок
спирали от электроплитки, как это было описано ранее
(стр. 17, рис. 6). В пространство между витками спирали
24

помещают кусочек мрамора. Через собранную установку
продувают ток воздуха посредством аспиратора или во¬
доструйного насоса. Воздух очищается от двуокиси угле¬
вода и поступает по трубке в пробирку 1, содержащую
раствор щелочи. Проходя в пробирке 2 через известковую
воду, очищенный воздух не вызывает ее помутнения, на
что необходимо обратить внимание учащихся. Затем
включают электрический ток, и спираль накаляется до¬
красна. Через несколько минут известковая вода в про-
Рис. 9. Установка для разложения углекислого кальция:
1 — пробирка с раствором едкого натра; 2—пробирка с из¬
вестковой водой; 3 — реакционная трубка с электроспиралью;
4—тонкий кусочек мрамора; 5 — пробирка с известковой во¬
дой; 6 — электроплитка (сопротивление) ; 7 — электропровода
(изолированные); 8—вилка; 9 — розетка от электросети:
10 — газоприводная трубка (для воздуха); 11 — газоотводная
трубка к водоструйному насосу или аспиратору
бирке 5 мутнеет вследствие образования карбоната
кальция:
Са (ОН) 2+С02=СаС0з | +Н20.
В пробирке же 2 известковая вода остается прозрачной.
Двуокись углерода образовалась при разложении мра¬
мора, помещенного между витками спирали. Электриче¬
ский ток выключают, продолжая пропускать струю воз¬
духа для более быстрого охлаждения спирали. Через не¬
сколько минут вынимают пробку и извлекают твердый
остаток. Он представляет собой белое рыхлое и хрупкое
вещество, отличающееся от твердого кристаллического
мрамора. Прибавление в дистиллированную воду, содер¬
жащую 1—2 капли фенолфталеина, продукта реакции вы¬
25

зывает появление малиновой окраски индикатора вслед¬
ствие образования щелочи:
Са0 + Н20 = Са(ОН)2,
Ca(OH)25=t Са++ + 20Н-.
Исходное вещество — мрамор — нерастворимо и не ре¬
агирует с водой, и фенолфталеин не меняет своей окраски.
Таким образом, в течение нескольких минут может
быть показано, что расход карбоната кальция представ¬
ляет собой сильно эндотермическую реакцию и что про¬
дуктом этого распада являются два вещества — окись
кальция и двуокись углерода, присутствие которых дока¬
зывается при помощи фенолфталеина и известковой воды.
Учитель химии Чжу Инь-фу (Китайская Народная
Республика) в письме, присланном в адрес Академии
педагогических наук РСФСР, предлагает использовать
для разложения мрамора пламя гремучего газа. Мра¬
мор помещают в широкую стеклянную трубку, в которую
вводят кислородно-водородную горелку в виде двух узких
стеклянных трубок, к концам которых припаяны куски
фарфоровых трубок, поскольку они более тугоплавки, чем
стеклянные. В таком приборе можно показать, что распад
углекислого кальция требует сильного нагревания и что
при этом образуется окись кальция и углекислый газ,
который легко и наглядно можно обнаружить (подобно
тому, как это делается в приборе, изображенном на
рис. 9).
Опыт продолжается всего лишь несколько минут, так
как кислородно-водородное пламя дает очень высокую
температуру.
При выполнении опыта с кислородно-водородным пла¬
менем необходимо обращать самое серьезное внимание
на меры предосторожности во избежание взрыва.
Описанные установки, способствуя уяснению химизма
процесса, не дают представления об осуществлении его
в промышленности. Чтобы восполнить этот пробел, реко¬
мендуется показать учащимся схему (а также модель)
известкообжигательной печи.
Весьма полезно также продемонстрировать отдельные
кадры из кинофильмов и диапозитивы.
После предварительного освещения материала о про¬
изводстве извести большую пользу учащимся принесет
экскурсия на известкообжиговый завод.
26

ПОЛУЧЕНИЕ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ СИНТЕТИЧЕСКИМ
СПОСОБОМ
Синтетический способ производства соляной кислоты
настоящее время почти полностью вытеснил на заводах
старый сульфатный способ получения этого технически
важного продукта.
Исходными веществами для приготовления синтетиче¬
ской соляной кислоты служат водород и хлор, получае¬
мые электролизом раствора хлористого натрия. Производ¬
ство соляной кислоты по этому способу состоит из двух
стадий: 1) получения хлористого водорода, 2) поглоще¬
ния хлористого водорода водой.
Обе стадии производства легко осуществить в форме
демонстрационного' опыта на уроке. Хлор получают обыч¬
но заранее взаимодействием марганцевокислого калия или
двуокиси марганца с крепкой соляной кислотой и собира¬
ют его в газометре над насыщенным раствором хлори¬
стого натрия, в котором хлор мало растворим.
Хлор может быть также получен действием разбавлен¬
ной соляной или серной кислоты на хлорную известь.
Ток хлора регулируется посредством приливания из ка¬
пельной воронки кислоты в колбу, содержащую хлорную
известь. При проведении опыта не требуется нагревания.
Водород получают взаимодействием цинка с раство¬
ром серной кислоты в лабораторных газогенераторах типа
аппарата Киппа, присоединяемых к основной установке
через промывалку с концентрированной серной кислотой.
Хлор и водород могут быть получены и электролитиче¬
ским путем. Однако такой прием сильно усложняет всю
установку, и вспомогательные приспособления затрудняют
учащимся усвоение сущности главного процесса — синте¬
за хлористого водорода.
Общий вид установки для получения соляной кислоты
синтетическим способом изображен на рис. 10. Сухой
хлор поступает в узкую стеклянную трубку, вставленную
в более широкую Т-образную трубку так, чтобы она не¬
сколько выступала над ее краями. Обе трубки скрепля¬
ются при помощи отрезка резиновой трубки. Такая го¬
релка 5 вставляется вместе с корковой пробкой в стек¬
лянный цилиндр 6. Свободный конец Т-образной трубки
соединяется с промывалкой 4, содержащей концентриро¬
ванную серную кислоту для осушки водорода. Образу¬
ющийся в цилиндре (при реакции горения хлора в водо¬
27

роде или, наоборот,— водорода в хлоре) хлористый во¬
дород под действием водоструйного насоса поступает в
нижнюю часть поглотительной колонки 8, где навстречу
газу движется вода из капельной воронки 9. Так осущест¬
вляется противоток, обеспечивающий полноту поглоще¬
ния хлористого водорода водой. Реакции, происходящей
между этими веществами, способствует также увеличение
поверхности соприкосновения. Для этого внутрь поглоти¬
тельной колонки помещены кусочки битого стекла. При
Рис. 10. Установка для получения соляной кислоты синтетиче¬
ским способом. А. Общий вид: 1 — газоприводная трубка для хло¬
ра; 2—газоприводная трубка для водорода; 3 и 4 — промывные
склянки с концентрированной серной кислотой; 5— горелка для
сжигания водорода в хлоре; 6 — камера для собирания хлористого
водорода; 7 — газоотводная трубка для хлористого водорода; 8 —
поглотительная колонка с битым стеклом; 9 — капельная воронка
с водой; 10 — колба для собирания образующейся соляной кисло¬
ты; 11—газоотводная трубка к аспиратору (или водоструйному
насосу). Б. Детали установки; 5 — горелка для сжигания водорода
в хлоре: а — тройник, б—узкая стеклянная трубка; в и г — рези¬
новые трубки; 12 — стеклянная воронка (вместо камеры 6 для со¬
бирания хлористого водорода) с газоотводной трубкой 7
растворении хлористого водорода в воде получается со¬
ляная кислота, которая время от времени выпускается в
колбу 10, откуда берется проба для ее испытания (реак¬
ция с лакмусом, раствором азотнокислого серебра, ме¬
таллическим магнием и др.).
Для приведения установки (рис. 10) в действие го¬
релку вместе с пробкой вынимают из камеры 6 и пуска¬
ют ток водорода (из аппарата Киппа, не изображенного
на рисунке). После проверки чистоты водорода (проба на
отсутствие гремучего газа) его поджигают у отверстия
28

горелки 5, и пламя регулируют так, чтобы оно горело
спокойно и не было бы слишком большим. После этого
горелку вместе с пробкой вводят в цилиндр и пускают
слабый ток хлора из газометра (не изображенного на
рисунке). Водород подается в избытке, чтобы избежать
попадания свободного хлора в продукт реакции. Пламя
приобретает бледно-зеленую окраску, и камера наполняет¬
ся белым туманом, который рассеивается после включе¬
ния аспиратора или водоструйного насоса. Опыт заканчи¬
вают следующим образом: открывают камеру (вынимают
пробку вместе с горелкой), прекращают ток хлора, а за¬
тем и водорода.
Уже через несколько минут таким путем удается по¬
лучить раствор соляной кислоты достаточной концентра¬
ции и проделать с ним характерные реакции. Кроме этого,
на уроке может быть определена концентрация получен¬
ного раствора соляной кислоты путем титрования его рас¬
твором щелочи известной концентрации в присутствии
фенолфталеина. Зная титр щелочи (число граммов, со¬
держащихся в 1 мл раствора), объем раствора щелочи,
затраченной на нейтрализацию данного объема соляной
кислоты, легко вычислить концентрацию кислоты.
При выполнении данного опыта (как и других опытов
с водородом и ядовитыми газами) необходимо' тщательно
соблюдать меры предосторожности во избежание взрыва
и отравлений.
Другой, более простой вариант этого же опыта состо¬
ит в том, что вместо камеры 6 (рис. 10) к газоотводной
трубке 7 для хлористого водорода прикрепляют при по¬
мощи резиновой трубки обычную стеклянную воронку 12,
под которую направляют пламя горелки 5 для сжигания
хлоро-водородной смеси. Благодаря создаваемому аспи¬
ратором (или водоструйным насосом) разрежению ток
хлористого водорода, образующегося под воронкой, на¬
правляется по трубке 7 в поглотительную колонку 8.
Между трубкой, отходящей от камеры, в которой проис¬
ходит образование хлористого водорода, и поглотитель¬
ной колонкой можно вставить тройник, к которому при¬
соединена короткая резиновая трубка с зажимом. Откры¬
вая зажим на одно мгновение, легко обнаружить выделя¬
ющийся хлористый водород: подносят к нему стеклянную
пластинку, смоченную раствором аммиака (образуется
29

белый дым хлористого аммония), или влажную лакмусо¬
вую бумажку синего цвета (она становится красной).
Чтобы сделать опыт максимально безопасным, иногда
рекомендуют поместить промывную склянку с водой меж¬
ду горелкой и поглотительной колонкой. Такая склянка
служит затвором, предотвращающим возможность про¬
никновения взрывчатой смеси водорода и воздуха в по¬
глотительную колонку.
Для получения хлористого водорода вместо свобод¬
ного водорода экономически выгодно использовать во¬
дород из воды. Взаимодействие хлора с водяными пара¬
ми может быть выражено следующим уравнением:
2С12 + 2НгО = 4HCI + О,; Q = — 28 шал.
Эту эндотермическую реакцию легко осуществить на опы¬
те, .пропуская хлор и водяные пары над сильно нагретым
катализатором. Последний готовят, пропитывая кусочки
пемзы горячим концентрированным раствором хлор¬
ной меди, упариванием раствора и прокаливанием кусоч¬
ков пемзы в фарфоровом тигле. Образующиеся продукты
реакции — хлористый водород и кислород — испытывают,
как обычно, производя с ними характерные реакции.
Обратная реакция — окисление хлористого водорода
кислородом воздуха — .протекает при нагревании -в при¬
сутствии того же катализатора (процесс Дикона, при¬
менявшийся ранее для получения хлора).
Если пропускать хлор и водяные пары над раскален¬
ным углем, то реакция идет и без катализатора. Она мо¬
жет быть выражена следующим суммарным уравнением:
2HsO + 2С12 + С = 4НС1 + С02.
Если процесс вести при очень высокой температуре, то
наряду с двуокисью углерода получается еще и окись
углерода.
Последний способ получения соляной кислоты пред¬
ставляет технический интерес, так как он не требует для
своего осуществления водорода, на который современная
~ промышленность .предъявляет большой спрос (для синте¬
за аммиака, получения искусственной нефти и др.)
На рис. 11 А изображена схема установки для полу¬
чения хлористого, водорода путем пропускания паров во¬
ды и хлора над раскаленным углем. Конструирование и
испытание подобной установки следует провести на вне-
30

яассйых занятиях, так как соответствующие реакции
посредственно в школьном курсе химии не рассматри-
Наются. Выполнение данного опыта требует особой осто-
Вожности, так как исходные, конечные и промежуточные
вещества’ядовиты (С12, СО, а также СОС]2, гидролизую¬
щийся до С02 и НС1).
Рис. 11 А. Установка для получения соляной кислоты путем
взаимодействия хлора, паров воды и угля при нагревании. Вари¬
ант I: 1 — колба с водой; 2—газометр, наполненный хлором; 3 —
трубка стеклянная или фарфоровая; 4 — кусочки древесного угля,
перемешанные с порошком окиси железа (катализатор); 5 —
склянки с водой для поглощения хлористого водорода; 6 — цилиндр
для собирания окиси углерода
Аналогичный опыт был описан также П. Н. Федосее¬
вым 1 в несколько ином конструктивном оформлении
(рис. 11 Б). Особенность предлагаемой названным авто¬
ром установки состоит в том, что в реакционную трубку
с древесным или активированным углем (например, от
старого противогаза) пропускается только хлор, предва¬
рительно увлажненный пропусканием его через промыв¬
ную склянку 3 с водой. Таким образом, исключается не¬
обходимость вводить в реакционную трубку водяные па¬
ры, как это имело место в предыдущем варианте. Вторая
особенность предложенного П. Н. Федосеевым прибора
состоит в использовании клапана Бунзена 5 для предот¬
вращения засасывания жидкости в трубку. Вместо кла¬
пана можно воспользоваться стеклянной воронкой, края
которой подходят к поверхности жидкости (рис. 11 Б, 7).
В обоих случаях хлористый водород можно определить
по образованию тумана соляной кислоты, белого дыма из
1 «Химия в школе», 1055, № 3, стр. 65.
31

хлористого аммония (при поднесении к газоотводной
трубке стеклянной палочки, смоченной раствором аммиа¬
ка), а также по окрашиванию синей лакмусовой бумаж¬
ки в красный цвет. Водный раствор соляной кислоты ис¬
пытывают, как и в предыдущем случае, азотнокислым
серебром, металлическим магнием и т. д.
Рис. 11. Б. Установка для получения соляной кислоты путем
взаимодействия -хлора, паров воды и угля при нагревании. Вари¬
ант II: 1 — капельная воронка с концентрированной соляной кисло¬
той; 2—марганцевокислый калий; 3 — промывная склянка с водой;
4 — реакционная трубка с кусочками древесного угля; 5—газоот¬
водная трубка с клапаном Бунзена на конце; 6 — стакан с водой;
7 — вариант газоотводной трубки с воронкой на конце
Реакция между углем, водяными парами и хлором
протекает с выделением тепла. При быстром пропускании
хлора уголь остается в накаленном состоянии даже в том
случае, если нагрев! реакционной смеси прекратить.
Учащиеся могут собрать на кружковых занятиях
комбинированную установку, аналогичную описанной
С. В. Васильевым *. Получаемые электролитическим пу¬
тем хлор и водород пропускают над нагретым активиро¬
ванным углем, причем газы спокойно соединяются друг с
другом с образованием хлористого водорода, который за¬
тем поглощается водой. Этот интересный опыт можно
видоизменить так, что получаемые электролитическим пу¬
тем хлор и водород сначала собираются в газометре, от¬
куда они поступают в горелку для сжигания. Но нужно
иметь в виду, что водород должен быть чистым, не содер-
1 С. В. Васильев, Получение некоторых веществ электро¬
лизом, «Химия в школе», 1951, № 1, стр. 73.
32

jxauttfM кислорода й хлора, во избежание образования
взрывчатой смеси, чего при работе с самодельными элек¬
тролизёрами не всегда удается достичь.
Демонстрация действия основной установки, изобра¬
женной на рис. 10, 'Происходит на уроке химии в VIII клас¬
се, когда учитель излагает материал о производстве соля¬
ной кислоты синтетическим способом. .После этого разби¬
рается схема промышленной установки, в которой проте¬
кают те же химические процессы в сходном техническом
оформлении. Но следует отметить различие в способах
получения водорода и хлора в промышленности и школь¬
ном опыте. В самом деле, в промышленности сырьем слу¬
жит раствор хлористого натрия, а в школьном опыте
одним из исходных веществ служит соляная кислота.
Правда, она может быть заменена серной кислотой (для
этого' берется смесь хлористого' натрия и двуокиси мар¬
ганца или хлорная известь). Но ближе к техническим ус¬
ловиям находится опыт с получением электролитического
хлора и водорода, что рассматривается в курсе химии
X класса.
На этом примере учащиеся наглядно видят, как про¬
исходит комбинирование производства соляной кислоты с
производством хлора, водорода, едкого натра, гипохло-
ритов! и хлоратов. Однако материал этот выходит за рам¬
ки курса химии VIII класса, но может служить темой вне¬
классной работы.
ПОЛУЧЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ
Контактный метод получения серной кислоты основан
на окислении двуокиси серы в серный ангидрид кислоро¬
дом воздуха в присутствии твердого катализатора. Обра¬
тимая экзотермическая реакция этого процесса может
быть выражена схемой:
S02	1/г02	SOs.
Эта реакция осуществляется при температурах 450—
600° в зависимости от применяемых катализаторов!1.
В условиях школьного опыта двуокись серы полу¬
чают обычно при взаимодействии бисульфата натрия с
■концентрированной серной кислотой или при реакции ме¬
1 Д. А. Эпштейн, Научные основы химического производ¬
ства, вып. 1, М., изд-во АПН РОФСР, 11952.
3 йпыты П'< ЗИМИН	33

таллической меди с концентрированной серной кислотой.
В методической литературе описаны варианты опытов,
когда источником двуокиси серы служит сжигание сво¬
бодной серы или обжиг пирита, что приближает процесс
к техническим условиям. Вместо кислорода воздуха при¬
меняют также чистый кислород, и это способствует уве¬
личению скорости реакции. Взамен недоступных для
школы катализаторов, применяемых в технике, с успе¬
хом может служить окись железа Fe203, перемешанная
с асбестовой или стеклянной ватой. Как показал А. Бо¬
гуцкий1, катализатором окисления двуокиси серы в сер¬
ный ангидрид является также красный кирпич, т. е. по
существу та же окись железа на силикатном носителе.
Удобно также пользоваться окисью железа, нанесен¬
ной на асбест, для чего асбестовая вата пропитывается
раствором железного купороса, высушивается, а затем
прокаливается до образования Fe203.
Применяется также ванадиевый катализатор на ас¬
бесте, получаемый при разложении ванадиевокислого ам¬
мония:
2NH4VO, = V20B + 2NH3 -f H20.
С этой целью приготовляют водный раствор ванадата
аммония, пропитывают им чистую асбестовую вату, от¬
жимают, высушивают, а затем прокаливают в тигле или
непосредственно внося отдельные порции ваты в пламя
газовой горелки при помощи тигельных щипцов.
Один из вариантов установок для каталитического
окисления двуокиси серы в серный ангидрид изображен
на рис. 122. Образовавшаяся в колбе 1 двуок шь серы
проходит через предохранительную склянку 3 и посту¬
пает в трехгорлую склянку 4 с концентрированной сер¬
ной кислотой, где смешивается с кислородом, идущим
по' трубке 11 из газометра (на рисунке он не изображен).
Поступление S02 регулируется нагреванием, а 02 — кра¬
ном газометра так, чтобы число пузырьков S02 было
вдвое больше, чем число пузырьков 02. Равномерный ток
газов создается при помощи аспиратора или водоструй¬
ного насоса. Затем газы поступают в двугорлую склян¬
ку 5, наполненную стеклянной ватой для задержания
1 „Fizyka i chemia", 1951, № 5.
2 А. А. Грабепкий и А. А. Осипов, Несколько демон¬
страционных опытов, связанных с изучением основ химического'
производства, «Химия в школе», 1954, № 1.
34

,ьчайшйх Капелек серной кислоты', которые могут уйо-
ься быстрым током газов. Наконец, чистая и сухая
Смесь газов (S02 и 02) проходит через сильно нагретую
с‘ бку 6 с катализатором. Через некоторое время в
[/-образной трубке 7, охлаждаемой смесью снега и соли
(или водой со льдом), .появляется белый «дым», точнее
Рис. 12. Установка для каталитического окисления двуокиси
серы в серный ангидрид: 1 — колба с медными стружками (или
бисульфитом натрия); 2— капельная воронка с концентрированной
серной кислотой; 3— предохранительная склянка; 4—трехгорлая
склянка с концентрированной серной кислотой; 5 — двугорлая
склянка со стеклянной ватой; 6 — трубка из тугоплавкого стекла
(фарфора или шамота) с катализатором; 7— //-образная трубка в
охладительной смеси; 8 — колба с водой; 0 — двугорлая склянка с
концентрированной серной кислотой; 10 — газоотводная трубка к ас¬
пиратору; 11 — трубка к газометру с кислородом; 12—газовая
горелка; 13 — спиртовка
туман. Туман этот образуется вследствие того, что сер¬
ный ангидрид жадно поглощает влагу из воздуха, пере¬
ходя в мелкие капельки серной кислоты. Такое свойство
отсутствует у двуокиси серы, и поэтому по образованию
тумана судят о происшедшем процессе окисления S02
в S03. Последний проходит через колбу 8 с водой, но
удерживается в двугорлой склянке 9 с концентрирован¬
ной серной кислотой. Для улавливания избытка двуокиси
серы присоединяют приемник с раствором щелочи.
Вместо тугоплавкой стеклянной трубки можно исполь¬
зовать фарфоровую или шамотную трубки, как более до¬
ступные в школьных условиях.
Для доказательства того, что серный ангидрид рас¬
творяется в концентрированной серной кислоте, можно
воспользоваться также поглотительной колонкой, запол¬

склянку 5 с концентрированной серной кислотой, где эти
газы осушаются и смешиваются друг с другом, после че¬
го направляются в трубку 7 с катализатором. Сгорание
серы и окисление двуокиси серы до серного ангидрида
происходит интенсивнее, чем в предыдущем опыте, в ко¬
тором был использован воздух вместо чистого кислорода.
Рис. 15. Установка для получения двуокиси серы сжига¬
нием серы в чистом кислороде: 1 — газоприводная трубка от
газометра с кислородом; 2 — трубка с краном для подвода
кислорода к сере; 3 — фарфоровая лодочка с серой; 4 — труб¬
ка с краном для подвода кислорода к смесителю; 5 — сме¬
ситель с концентрированной серной кислотой; 6 — газоотвод¬
ная трубка для вывода смеси двуокиси серы и кислорода;
7 — трубка с катализатором; 8—U-образная трубка для со¬
бирания серного ангидрида; 9 — стакан с охладительной
смесью
В такой установке (см. рис. 14) сернистый газ может
быть получен также при обжиге пирита, для чего нужно
использовать трубку из тугоплавкого стекла (или фар¬
фора).
Как показали специально поставленные опыты1, окис¬
ление двуокиси серы до серного ангидрида удобно про¬
изводить в реакционной трубке с внутренним обогревом
(рис. 5Л). В пространство между муфтой холодильни¬
ка и фарфоровой трубкой помещают катализатор (кусоч¬
ки красного кирпича, порошок Сг203, перемешанный с
асбестовой ватой, ванадиевый ангидрид на асбесте
и т.п.), включается электрический ток от осветительной
сети, и температура в реакционной трубке доводится до
400—450°. Через трубку 4 поступает в такую электриче-
1 И. А. Черня«. Приборы с внутренним электронагревом,
«Химия в школе», 1055, № 2, стр. 48.
,?8

VIo «печь» двуокись серы и кислорода, а через трубку
л выходит после прохождения через слой нагретого ка-
дизатора газовая смесь, в которой легко обнаружить
Трпный ангидрид. С этой целью удобно направить газы,
ыходяпше из трубки 5, в большую (1 я) круглодонную
колбу, поставленную выше «печи» вверх дном. Вскоре
колба' наполняется белым туманом серного ангидрида,
который хорошо виден всему классу. С помощью водо¬
струйного насоса серный ангидрид из колбы перево¬
дится в ниже расположенные приемники и испытывается
так как было описано выше.
Окисление двуокиси серы до серного ангидрида мо¬
жет быть легко осуществлено путем нагревания катали¬
затора электричеством и без внутренней фарфоровой
трубки — непосредственно спиралью для электроплитки
в реакционном сосуде, изображенном на рис. 6 (стр. 17).
Все остальные детали установки остаются такими же,
как и в предыдущих вариантах опытов. Общий вид такой
установки изображен на рис. 16.
Рис. 16. Установка для каталитического окисления SO2 до SO3
в реакционной трубке с электронагревом:	1 — колба с медными
стружками (или бисульфитом натрия); 2 — капельная воронка с
концентрированной серной кислотой; 3 — трехгорлая склянка с кон¬
центрированной серной кислотой; 4 — двугорлая склянка со стек¬
лянной ватой; 5 — реакционная трубка с электронагревом в виде
спирали; 6—катализатор на асбестовой вате; 7—сухая пробирка;
3 — стакан с охладительной смесью; 9 — пробирка с подкисленным
раствором хлористого бария; 10 — пробирка с концентрированной
серной кислотой; 11 — газоотводная трубка к водоструйному насо¬
су; 12 — трубка к газометру с кислородом; 13 — спиртовая горелка;
Н — электроплитка (сопротивление); 15 — электрический шнур с
вилкой; 16 — розетка к электросети
39

При пропускании смеси двуокиси серы и кислорода
над нагретой докрасна спиралью через некоторое время
можно наблюдать белый туман, состоящий из серного ан¬
гидрида, который заполняет приемник и дальше прохо¬
дит через раствор хлористого бария, но частично погло¬
щается концентрированной серной кислотой. Легко на¬
блюдать, что в пробирке 9 над раствором содержится
больше тумана, чем в пробирке 10. Выделение серного
ангидрида происходит более интенсивно, если между вит¬
ками накаленной спирали содержится порошок красного
кирпича (или окись железа), перемешанный с асбестовой
ватой.
Еще быстрее идет реакция образования сернистого
ангидрида в присутствии ванадиевого катализатора (пя-
тиокись ванадия на асбестовом носителе).
Проходя через нагретую спиралью массу катализато¬
ра, двуокись серы и кислород энергично реагируют. Поч¬
ти тотчас же реакционная трубка и приемник запол¬
няются густыми облаками серного ангидрида, который
можно получить в жидком и твердом виде при сильном
охлаждении приемника.
Изложение раздела программы о производстве серной
кислоты контактным способом ведется на основе демон¬
страционного эксперимента то каталитическому окисле¬
нию двуокиси серы в серный ангидрид. Учащиеся в это
время получают наглядное представление о значении
концентрации реагирующих веществ, катализатора и
оптимальной температуры на течение химической реак¬
ции в нужном направлении с достаточно большой ско¬
ростью. Использование катализаторов в мелко раздроб¬
ленном состоянии показывает на значение для увеличе¬
ния скорости реакции большой поверхности соприкосно¬
вения реагирующих веществ.
После того как учащиеся уяснили химическую сторо¬
ну производства серной кислоты, им легче будет разо¬
браться в схемах, моделях заводской аппаратуры и в де¬
талях технологического процесса, если удастся побывать
с экскурсией на сернокислотном заводе. Здесь учащиеся
получат сведения об общих принципах химического про¬
изводства, усвоенных на основе школьных эксперимен¬
тов. Так, на сернокислотном производстве при изучении
контактного аппарата они увидят, как используется теп¬
лота реакций для нагревания вступающих в реакцию га-
40

goB двуокиси серы и кислорода — в теплообменнике.
Обжиг сернистых руд служит примером комбинирования
производства — сернокислотного и металлургии.
Просмотр нового учебного фильма (выпуск 1954 г.) о
производстве серной кислоты также имеет большое учеб¬
но-воспитательное значение, поскольку в нем наглядно
показано, как осуществляются в промышленности разо¬
бранные на уроке химические процессы.
Тема получения серной кислоты является весьма цен¬
ной и для внеклассных занятий. Представляет интерес
опыт получения серной кислоты из ангидрита или гипса,
внедренный в производство в ряде стран. Дело сводится
к получению двуокиси серы из сернокислого кальция при
обжиге последнего с углем в* присутствии каолина и дру¬
гих добавок. Этот способ получения серной кислоты из
ангидрита имеет, например, большое значение для про¬
мышленности в Германской Демократической Республике.
Школьный демонстрационный опыт, дающий возмож¬
ность понять химическую сущность этого производства,
оописан М. Рихтером '.
Смесь 5 вес. ч. порошка древесного угля, 4 вес. ч.
каолина и 8 вес. ч. жженого гипса высушивают при тем¬
пературе 150—170°, помещают в фарфоровую трубку и
сильно прокаливают в токе воздуха. Образующаяся дву¬
окись серы окисляется затем кислородом воздуха в при¬
сутствии твердого катализатора При температуре 400—
500° до серного ангидрида.
Л. Кольб2 рекомендует взять смесь порошков прока¬
ленного сульфата магния и древесного угля (10 : 1), так
как реакция между этими веществами не требует столь
высокой температуры, как в предыдущем опыте. Дву¬
окись серы подвергается окислению до серного ангидри¬
да, как обычно, а к твердому остатку окиси магния при¬
бавляют концентрированный раствор хлористого магния
и получают строительный материал (так называемый це¬
мент Сореля, а в смеси с древесными опилками — ксило¬
лит).
На этом примере также видна тесная связь между
1 „Mathematik, Physik und Chemie in der Schule", 1953, №7—8,
стр. 375.
? Там же. 1952,, № 9, стр. 453.
41,

химической промышленностью и промышленностью стро¬
ительных материалов.
На внеклассные занятия следует также вынести мон¬
тирование установок и проведение в них опытов по полу¬
чению серной кислоты нитрозным способом.
СИНТЕЗ АММИАКА ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ
Синтез аммиака протекает в соответствии со следую¬
щей обратимой экзотермической реакцией:
N2 + 3H2T=t2NH8; Q = + 2-10,9 ккал.
При нагревании равновесие смещается влево, что тре¬
бует проведения процесса при возможно' более низкой
температуре. Однако даже при 400° скорость реакции
незначительна, и для ее увеличения применяют активные
катализаторы. Повышение давления увеличивает выход
аммиака, так как реакция протекает с уменьшением
объема газовой смеси. Но и при этих условиях удается
использовать азотоводородную смесь лишь до 20%. Что¬
бы заставить прореагировать и остальное количество азо¬
та и водорода до образования аммиака, осуществляется
циркуляционная схема процесса.
Синтез аммиака в качестве школьного демонстрацион¬
ного опыта существенно отличается от способа осущест¬
вления этого процесса в заводских установках как в от¬
ношении исходных веществ для получения азотоводород¬
ной смеси, так и условий реакции и связанной с этим кон¬
струкцией аппаратуры, не позволяющей применять высо¬
кие давления, циркуляционную схему и т. д. Тем не ме¬
нее постановка опыта и при атмосферном давлении, когда
можно получить лишь ничтожные выходы аммиака
(даже при соблюдении температурных условий реакции
и наличия активного катализатора), наглядно показы¬
вает учащимся значение высоких давлений в этом про¬
цессе и будет способствовать более сознательному усвое¬
нию схем и моделей заводских установок 1 при дальней¬
шем изучении этого вопроса.
Для синтеза аммиака в школьных условиях нужно
иметь чистую азотоводородную смесь и достаточно ак¬
тивный катализатор. Азот обычно получают при взаимо¬
1 Д. А. Эпштейн и С. А. Ш у р х и н, Учебные модели за¬
водских химических установок, М., Учпедгиз, 1953,

действии насыщенных растворов сернокислого аммония
(или хлористого аммония) с азотистокислым натрием:
(NH4)2S04 + 2NaN02^2NH4N02 + Na2S04,
NH4N02 = N2 f +2H20.
Реакция требует нагревания лишь вначале, после чего
она протекает сама по себе с выделением тепла. В каче¬
стве побочных продуктов этой реакции образуется окись
азота N0 и двуокись азота N02. Для удаления N0 и
N02 выделяющиеся газы пропускают через раствор сер¬
нокислого железа (закисного) и крепкий раствор едкого
натра, причем образуется комплексное соединение
Fe(NO)S04 бурого цвета, NaN02 и NaN03, что может
быть представлено уравнениями:
FeS04 + NO = Fe (N0)S04 и
2N02 + 2NaOH — NaN03 +- NaNOs4- H20.
Специально поставленные опыты показали, однако,
что для получения заметных количеств аммиака очистку
азота можно ограничить пропусканием его только через
крепкий раствор щелочи.
Высушивание азота производится путем пропускания
газа через концентрированную серную кислоту. Водород
получают действием раствора серной кислоты на цинк,
содержащий обычно мышьяк и другие каталитические
яды. Поэтому водород очищают от примесей мышьяко¬
вистого водорода АбНз и других примесей, пропуская его
через хромовую смесь. В частности, она окисляет AsH3
, До мышьяковой кислоты H3As04, остающейся в растворе.
Затем ©одород освобождают от влаги, пропуская его че¬
рез концентрированную серную кислоту. Удобно исполь¬
зовать вместо прибора для получения азота (рис. 17 1,
2, 3) уже готовый азот, собранный предварительно в
газометре. Благодаря этому техника проведения опыта
на уроке упрощается.
Хорошим катализатором для лабораторного синтеза
аммиака служит порошок восстановленного железа,
предварительно смешанный с асбестовой ватой. Добавка
к железному катализатору небольшого количества крем¬
ней для зажигалок, содержащих металлический церий,
делает его более активным. Активный катализатор по¬
лучается также путем восстановления окиси железа во¬
дородом. как было описано выше (см. рис. 8). Но восста¬

новление окиси железа удобнее производить в той же
трубке, которая служит для синтеза аммиака и для про¬
ведения обратной реакции — разложения аммиака.
Рнс. 17. Установка для синтеза аммиака под атмосферным дав¬
лением: 1 — капельная воронка с насыщенным раствором нитрита
натрия; 2 — колба с насыщенным раствором сульфата (или хлори¬
да) аммония; 3— горелка; 4 — раствор сернокислого железа (за-
кисного); 5 — концентрированный раствор едкого натрия; 6—кон¬
центрированная серная кислота; 7 — аппарат Киппа с цинком и сер¬
ной кислотой (1:1); 8 — хромовая смесь; 9— концентрированная
серная кислота; 10 — смесйтель со стеклянной ватой; 11 — трубка
из тугоплавкого стекла (или фарфоровая) с катализатором; 12 —
газовая горелка; 13 — вода с раствором фенолфталеина; 14—газо¬
отводная трубка; 15—зажим
Степень размельчения катализаторов синтеза аммиа¬
ка, другими словами — их удельная поверхность, оказы¬
вает весьма существенное влияние на скорость протека¬
ния химической реакции. Синтез аммиака над порошком
восстановленного железа, перемешанного с асбестовой
ватой идет быстрее, чем над железными опилками. Ку¬
сочки же церистого железа (неизмельченные камни для
зажигалок) не оказывают заметного каталитического
действия на синтез аммиака, тогда как в порошкообраз¬
ном виде это вещество является 'весьма активным ката¬
лизатором. Для демонстрации этих опытов собираются
установки1, изображенные на рис. 17 и 18.
Для выполнения опыта воздух из прибора должен
быть вытеснен азотоводородной смесью. С этой целью
1 Д. А. Эпштейн, А. А. Грабецкий, А. А. Осипов,
С. А. Ш у р х и н, Опыты и наглядные пособия для ознакомления
учащихся с производством синтетического аммиака и азотной кис¬
лоты, «Химия в школе», 1954, № 2,
44

пускают ток азота и водорода, следя за тем, чтобы объ¬
емы этих газов относились, как 1 : 3. Скорость течения га¬
зов и их относительные количества регулируют посред¬
ством счета числа пузырьков!, пробулькивающих через
промывали и с концентрированной серной кислотой. Пос¬
ле проверки полноты вытеснения воздуха (для чего нуж¬
но взять пробу тазов у трубки 14 на отсутствие взрывной
смеси) начинают подогревать катализатор, избегая чрез¬
мерного повышения его- температуры. Об образовании
аммиака судят по появлению окраски раствора фенол¬
фталеина в склянке 13, а также, по образованию дыма
хлористого аммония при приближении к газоотводной
трубке 14 стеклянной палочки, смоченной концентриро¬
ванной соляной кислотой.
Опыт заканчивается в следующем порядке: сначала
прекращают нагревание катализатора, затем закрывают
кран аппарата Киппа и пропускают в течение несколь¬
ких минут азот, чтобы вся установка заполнилась этим
газом.
Закрыв трубку с катализатором посредством зажи¬
мов и отделив ее от остальной аппаратуры, собирают
установку (изображенную на рис. 18) для проведения
Рис. 18. Установка для разложения аммиака: 1 — кол¬
ба с водным раствором аммиака; 2 — спиртовая горел¬
ка; 3 — fZ-образная трубка с натровой известью и стек¬
лянной ватой; 4 — трубка из тугоплавкого стекла (или
фарфоровая) с катализатором; 5—газоотводная трубка;
6— промывная склянка с серной кислотой для погло¬
щения аммиака; 7 — газовая горелка
опыта разложения аммиака. Сначала, не нагревая ката¬
лизатора, собирают выходящий непосредственно из труб¬
ки 4 газ в пробирку и показывают учащимся, что он не
46

горит. Затем Подключают промывную СКлянку 6, нагре¬
вают катализатор и время от времени испытывают выде¬
ляющийся газ на горючесть. Когда образовавшийся водо¬
род начнет спокойно гореть в пробирке, его поджигают
у отверстия газоотводной трубки 5. Водород горит ров¬
ным, спокойным пламенем. Таким образом, учащиеся по¬
лучают наглядное представление об обратимости реакции
синтеза аммиака: в присутствии одного и того же ката¬
лизатора, при атмосферном давлении и при температуре
400—500°, происходит одновременно образование и распад
аммиака. Уяснение этого вопроса существенно для изуче¬
ния промышленного способа синтеза аммиака, в частно¬
сти, почему необходимо применять в этом случае цирку¬
ляционный процесс.
В условиях школьного опыта синтеза аммиака под
атмосферным давлением можно увеличить выход аммиа¬
ка, если использовать применяемую в технике циркуля¬
ционную схему процесса. С этой целью над нагретым ка¬
тализатором пропускают несколько раз азотоводородную
смесь, приготовленную заранее. Образовавшийся аммиак
каждый раз поглощается водой, и концентрация его уве¬
личивается. Такая более сложная установка может
быть изготовлена учащимися во время внеклассных за¬
нятий, но на уроке химии вполне достаточно продемон¬
стрировать простую установку, в которой азотоводород¬
ная смесь проходит только один раз над катализатором,
после чего удаляется из сферы реакции.
Циркуляционный процесс может быть иллюстрирован
на следующем опыте *. Азотоводородная смесь (заготав¬
ливается заранее), пройдя один раз над катализатором,
не удаляется в воздух, а возвращается обратно в реак¬
цию. Благодаря этому удается получить большее коли¬
чество аммиака из одного и того же количества азота и
водорода. Это обстоятельство можно наглядно показать
по изменению цвета индикатора, например лакмуса или
фенолфталеина, под действием аммиака. Так, с увеличе¬
нием числа пропусканий азотоводородной смеси окраска
индикатора становится все более интенсивной.
Перекачивание азотоводородной смеси осуществляет¬
ся различными способами. Для этой цели служат, напри-
1 В. Ф. Е г о р к и н, Д. М. Кирюшин, B.C. Полосин,
Внеклассные 'Практические занятия по химии. Руководство для уча¬
щихся средней школы, М., Учпедгиз, 1966, стр. ИЗО.
46

{iiep, две резиновые камеры волейбольного мяча, соеди¬
ненные друг с другом непосредственно и через реакцион¬
ную трубку с катализатором (для этого используются два
тройника, резиновые трубки и зажимы). Другой вариант
состоит в том, что соединяются друг с другом два сосу¬
да-газометра так, что газ из нижнего сосуда поступает
в реакционную трубку, образовавшийся аммиак погло¬
щается водой с индикатором, а азотоводородная смесь
поступает в верхний сосуд. После этого сосуды меняют¬
ся местами: сосуд с газами снова оказывается внизу, а
сосуд с водой — наверху. Такую циркуляцию газов осу¬
ществляют несколько раз. Чем дольше пропускать азото¬
водородную смесь над нагретым катализатором, тем
большее количество газов вступает в реакцию.
Синтез аммиака удобно производить в качестве де-
монстрационнного опыта в реакционной трубке с исполь¬
зованием накаленного куска спирали от электроплитки
(стр. 17, рис. 6).
Катализатором реакции синтеза аммиака рекомен¬
дуется применять, как и в ранее описанных опытах, вос¬
становленное железо, смесь восстановленного железа с
церистым железом или окись железа, которую восстанав¬
ливают водородом непосредственно перед проведением
синтеза аммиака. Тот или иной катализатор смешивают
с асбестовой ватой и образовавшейся смесью, плотно за¬
полняют пространство между витками спирали при по¬
мощи спички.
Опыт производится в такой же последовательности,
как было описано ранее. После тщательной проверки на
чистоту водорода и отсутствие аммиака в исходной сме¬
си газов (проба с лакмусовой бумажкой) включают ток
от осветительной сети. Спираль накаляется более или
менее сильно в зависимости от включенного сопротивле¬
ния, количества катализатора, силы тока газовой смеси.
В зависимости от взятого катализатора через тот или
иной промежуток времени можно обнаружить образова¬
ние аммиака. Так, если было взято восстановленное же¬
лезо с добавками порошка церистого железа, то появле¬
ние окраски в растворе фенолфталеина происходит почти
тотчас же после включения тока, а уже через минуту
окраска становится весьма интенсивной. Равным обра¬
зом стеклянная пластинка, смоченная концентрированной
соляной кислотой и поднесенная к отверстию газоотвод¬
47

ной трубки, вызывает появление обильного «дыма» хло¬
ристого аммония, который вскоре, оседая на стенках
стекла, образует белый налет. Лакмусовая бумажка бы¬
стро окрашивается в синий цвет. Аналогичный опыт с
восстановленным железом (без добавок церистого желе¬
за) приводит к появлению окраски фенолфталеином поз¬
же (через 3 минуты), так как образование аммиака
в этом случае происходит медленнее. Если же взять крас¬
ную окись железа, то она при высокой температуре легко
восстанавливается водородом до металлического железа,
которое служит более активным катализатором синтеза*
аммиака, чем взятое уже готовое восстановленное желе¬
зо, имеющее более крупное кристаллическое строение.
Конструкция реакционной трубки позволяет быстро
установить активность различных катализаторов, влия¬
ние степени раздробления катализатора, температурные
и другие условия. Например, если поместить между вит¬
ками спирали не измельченное железо, а кусочки желез¬
ной проволоки или даже церистое железо (в виде камней
для зажигалок), то образование аммиака не наблюдает¬
ся. Интересна также возможность испытания смеси ка¬
тализаторов, например, влияние добавок к железу дру¬
гих металлов (кобальта, никеля), а также некоторых
окислов (калия, алюминия и др.).
Опыт проходит удовлетворительно, если азот пропус¬
тить только через раствор щелочи и оба газа осушить
пропусканием их через промывную склянку с концентри¬
рованной серной кислотой. Благодаря этому конструкция
установки упрощается. Общий вид ее в этом варианте
изображен на рис. 19 А. В трубке с электронагревом мо¬
жет быть также проведена обратная реакция — разложе¬
ние аммиака и обнаружение образующегося при этом
водорода.
Оригинальный опыт синтеза аммиака разработан
В.	С. Полосиным («Химия в школе», 1955, № 6,
стр. 46). Существенным здесь является то, что исполь¬
зуется азот воздуха, а это ближе отвечает условиям про¬
изводства аммиака в технике. Правда, удаление кисло¬
рода осуществляется другим приемом, чем это делается
в технике, а именно.: сжатием в воздухе водорода, полу¬
чаемого обычным лабораторным способом — взаимодей¬
ствием цинка с раствором серной кислоты (1 : 5). Но
благодаря этому приему нет необходимости столь тща¬
48

тельно очищать азот от примесей аммиака и окислов азо¬
та, образующихся в качестве побочных продуктов при по¬
лучении азота обычным лабораторным способом: разло¬
жением нитрита аммония:
NH4N02 = Ns f + 2НаО.
Это обстоятельство сильно упрощает конструкцию уста¬
новки и делает опыты более выразительными.
Рис. 19 А. Установка для синтеза аммиака в реакцион¬
ной трубке с электроспиралью: 1 — капельная воронка с на¬
сыщенным раствором нитрита натрия; 2 — колба с насыщен¬
ным раствором хлорида аммония; 3— промывная склянка с
концентрированным раствором едкого кали; 4 — промывные
склянки с концентрированной серной кислотой; 5 — тройник;
6 — стеклянная трубка с оттянутым концом; 7 — спираль от
электроплитки; 8 — катализатор на асбестовой вате; 9 — про¬
волока медная или железная (оголенная); 10 — электроплит¬
ка со шнуром и вилкой; 11 — розетка; 12—(/-образная труб¬
ка с раствором фенолфталеина; 13 ■— газоотводная трубка
(
Для проведения опыта служит колба емкостью в 1 л
(или больше), закрытая пробкой с двумя отверстиями,
в которые вставлены две стеклянные трубки: одна длин¬
ная, с оттянутым концом, доходящая почти до дна кол¬
бы, и вторая — короткая. Обе трубки, выходя наружу,
изгибаются в противоположные стороны под прямым уг¬
лом. Длинная трубка соединена с аппаратом Киппа, за¬
ряженным для получения водорода, а короткая — с реак¬
ционной трубкой, содержащей катализатор (восстанов¬
ленное железо), перемешанный со стеклянной или асбес¬
товой ватой. Реакционная трубка соединена с короткой
трубкой куском резиновой трубки, на которую надет вин¬
товой зажим. Закрывая зажим, изолируют реакционную
4 Опыты по химии	49

Рис. IS Б. Установка для синтеза аммиака из ат¬
мосферного азота: 1 — аппарат Киппа, заряженный для
получения водорода; 2—колба с воздухом; 3—пламя
горящего водорода; 4—винтовой зажим (завинченный);
5 — катализатор (восстановленное железо), смешанный
с асбестовой или стеклянной ватой; 6 — пробирка для
улавливания аммиака; 7—полоска влажной фильтро¬
вальной бумаги, смоченной раствором фенолфталеина
трубку от сосуда для получения азота. Общий вид уста¬
новки изображен на рис. 19 Б.
Опыт выполняется следующим образом. Пускают во¬
дород из аппарата Киппа; после испытания водорода на
чистоту поджигают его у конца длинной газоотводной
трубки и отрегулировывают очень небольшое пламя.
Трубку с горящим водородом вставляют в банку и закры¬
вают ее пробкой. Водород продолжает спокойно гореть
в колбе, пока не выгорит весь кислород, после чего пла¬
мя гаснет. Тогда закрывают кран аппарата Киппа. На¬
гревают пламенем горелки реакционную трубку с катали¬
затором. Осторожно открывают кран аппарата Киппа,
после чего в колбу входит водород на место связанного
кислорода. Затем открывают зажим 4 для создания тока
азотоводородной смеси. Последняя, проходя из колбы по
газоотводной трубке над нагретым катализатором, дает
некоторое количество аммиака. Аммиак может быть лег¬
ко обнаружен аналогично тому, как это было описано
ранее.
В. С. Полосин рекомендует для обнаружения аммиа¬
ка другой прием; выходящие из реакционной трубки газы
пропускают через помещенную вверх дном пробирку,
50

внутри которой содержится влажная бумажка, пропитан¬
ная раствором фенолфталеина. Образование аммиака
обнаруживается по появлении малиновой окраски сна¬
чала в верхней части, вблизи газоотводной трубки, а за¬
тем постепенно все ниже, по мере диффузии аммиака.
Окраска фенолфталеиновой бумажки появляется через
1—2 минуты после'начала пропускания азотоводородной
смеси над нагретым катализатором. По быстроте появле¬
ния окраски фенолфталеина можно судить об интенсив¬
ности процесса синтеза аммиака в зависимости от усло¬
вий опыта: наличия в реакционной трубке тех или иных
катализаторов, температуры его нагрева и др. Так, на¬
пример, синтез аммиака практически не происходит при
комнатной температуре и при чрезмерном прокаливании
катализатора.
После того как было доказано присутствие аммиака,
опыт заканчивается. Для этого прекращают нагревание
реакционной трубки, а после ее остывания — и пропус¬
кание газов, закрывая кран аппарата Киппа. Тот же ка¬
тализатор может служить и для повторного опыта, но
для этого необходимо во избежание взрыва удалить из
колбы оставшийся в ней водород.
Однако этот вариант проведения опыта наряду с до¬
стоинствами имеет и тот недостаток, что не позволяет
создать ток азотоводородной смеси в нужных объемных
соотношениях азота и водорода. А это существенно, так
как для производственного процесса имеет большое зна¬
чение соотношение объемов вступающих в реакцию га¬
зов.
Чтобы устранить этот недостаток, нужно видоизме¬
нить технику проведения опыта. С этой целью азот, по¬
лученный из воздуха посредством удаления кислорода и
собранный в отдельном сосуде, сначала направляют в
промывную склянку с концентрированной серной кисло¬
той, служащей для осушки газа и определения скорости
его протекания (по числу пузырьков). Ток азота создает¬
ся путем 'вытеснения газа водой (как в газометре). Во¬
дород из аппарата Киппа предварительно также пропус¬
кают через промывную склянку с концентрированной
серной кислотой. Отрегулированный ток азотовюдород-
ной смеси поступает (желательно сначала через смеси¬
тель) в реакционную трубку. Объемные соотношения га¬
зов определяют по числу пузырьков.

Конструкция прибора для синтеза аммиака (и дру¬
гих опытов) сильно упрощается, если применить вместо
промывных склянок и реакционной трубки одну лишь
узкую, но длинную тугоплавкую трубку.
Часть трубки заполняется натровой известью (или
другим поглотителем, предназначенным для очистки га¬
зов), далее в нее помещается слой стеклянной ваты и
катализатор. Оба конца стеклянной трубки неплотно за¬
крываются стеклянной ватой. Натровая известь в трубке
должна вытряхиваться после каждого опыта и заменять¬
ся новой, тогда как катализатор может быть использован
много раз.
По данным Э. Росса1, в такой трубке могут быть ус¬
пешно проведены опыты по синтезу и разложению амми¬
ака. Особенность этой установки состоит еще и в том,
что азотоводородная смесь образуется в одном сосуде
путем поочередного прибавления соляной кислоты на по¬
мещенные в нем отдельно- металлический цинк и смесь
растворов мочевины с нитритом натрия. В качестве ката¬
лизатора синтеза аммиака применялось церистое железо
(истолченные кремни для зажигалок).
ПОЛУЧЕНИЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ ОКИСЛЕНИЕМ АММИАКА
Сжигание аммиака в присутствии катализаторов
(платина и ее спутники, окислы железа, хрома, марганца,
а также медь и некоторые другие металлы) приводит к
образованию окиси азота, согласно следующей экзотер¬
мической реакции:
4NH3 + 502 = 4NO + 6Н20.
Окись азота поступает затем в реакции, приводящие
к образованию азотной кислоты:
2N0 + 08 = 2N02 и
3NOs -f Н20 = 2ШО, + NO.
На этих процессах основан современный метод получе¬
ния азотной кислоты2.
1 „Chemie in der Schu!e“, 1955 г., № 2, стр. 83.
2 Обычно в учебниках и популярной литературе реакцию дву¬
окиси азота с водой изображают следующим уравнением:
2NOs + Н20 = HNO.., + HN02.
Это уравнение не соответствует действительному ходу процесса
и должно быть выражено в форме, приведенной выше, так как про¬
цесс ведут при повышенной температуре, когда HN02 распадается.
52

При выполнении опытов по получению азотной кис¬
лоты в лабораторной установке указанным способом в
большей степени, чем при синтезе аммиака, соблюдают¬
ся условия, создаваемые в промышленности. Так, в обоих
случаях реакции могут протекать под обыкновенным дав¬
лением. Но между заводской и лабораторной установка¬
ми для получения азотной кислоты имеется и 'важное
различие. В технике пользуются весьма активными ката¬
лизаторами в виде тончайших сеток, изготовленных из
сплава платины с родием, так как для образования оки¬
си азота необходимо соприкосновение реактирующих га¬
зов с поверхностью катализатора всего лишь в течение *•
тысячных долей секунды1. Для школьного опыта такой
катализатор недоступен. Поэтому применяются другие,
менее активные катализаторы, например, порошок —
окись железа Fe203 или металлическая медь в виде сет¬
ки. Для проведения лабораторного опыта нужно брать
большее количество катализаторов, чтобы продлить вре¬
мя контакта реагирующих газов с поверхностью катали¬
заторов. Несмотря на отмеченные различия между
школьным опытом и условиями окисления аммиака в
производстве, учащиеся получают на уроке, сопровождае¬
мом демонстрацией данного опыта, вполне отчетливое
представление о химизме процесса производства азотной
кислоты по этому методу.
Разработано большое число различных установок для
демонстрации опыта получения азотной кислоты окисле¬
нием аммиака. В одних опытах окисление ведут кисло¬
родом воздуха, в других — чистым кислородом. Они раз¬
личаются также между собой выбором того или иного
катализатора и деталями конструкций отдельных частей
(см. например, у В. Н. Верховского2). Компактная уста¬
новка для проведения данного опыта предложена
К- Я. Парменовым (рис. 20). Для приведения в действие
изображенной установки нагревают стеклянную трубку 3
в том месте, где находится медная сетка 5, и включают
водоструйный насос. Слабым током воздуха аммиак на¬
правляется в трубку и, проходя над нагретой медной сет¬
кой, окисляется до окислов азота. Последние собирают-
1 Общая химическая технология, под ред. акад. С. И. Вольфо¬
вича, т. I, М.—Л., Госхимиздат, 1952.
г В. Н. Верховский, Техника и методика химического
эксперимента в школе, т. II, Учпедгиз, 1|949.
53

ся в приемнике 7 и могут быть обнаружены реакцией с
дифениламином1.
Хорошие результаты дает также опыт с внутренним
электрообогревом (рис. 5, А). В данном случае в качест¬
ве катализатора можно применять медную проволоку, ко-
Рис. 20. Установка для каталитического окисления
аммиака в присутствии меди в качестве катализатора:
1 — стаканчик с тубусом для притока воздуха; 2 —ва¬
та, смоченная раствором аммиака; 3—стеклянная труб¬
ка; 4 — резиновая пробка с отверстием для укрепления
трубки 3 в стаканчике 1; 5 — медная сетка; 6 — газоот¬
водная трубка; 7—приемник с тубусом; 8—раствор
дифениламина в серной кислоте; 9 — резиновая трубка
к аспиратору или водоструйному насосу
торая наматывается на внутреннюю фарфоровую труб¬
ку 1. Смесь аммиака с воздухом поступает через труб¬
ку 4, а продукты реакции выводят через трубку 5, улав¬
ливают и испытывают.
На рис. 21 изображена лабораторная установка для
получения азотной кислоты2, на которой отчетливо вид¬
ны две стадии производственного процесса: 1) получение
окиси азота и 2) получение самой азотной кислоты.
Аммиак окисляется кислородом воздуха в трубке 4
с катализатором — окисью железа, перемешанной с ас¬
бестовой ватой; в склянках 6 и 7 происходит частичное
окисление образовавшейся окиси азота до двуокиси азо¬
та и взаимодействие ее с конденсирующейся водой; в
1 1%-ный раствор дифениламина в концентрированной серной
кислоте (так называемый реактив Лунге).
2 Д. А. Эпштейн, А. А. Г р а б е ц к и й, А. А. Осипов,
С. А. Ш у р х и н, Опыты и наглядные пособия для ознакомления
учащихся с производством синтетического аммиака и азотной кис¬
лоты, «Химия в школе», 1954, № 2.
54

поглотительной колонке 8 продолжается окисление окиси
азота до двуокиси азота и взаимодействие последней
с водой.
Рис. 21. Установка для каталитического окисления амми¬
ака (катализатор—окись железа):	I	— колба с раствором
аммиака; 2— горелка; 3— U-образная трубка с натровой из¬
вестью и стеклянной ватой; 4—трубка с катализатором
(окисью железа), перемешанным с асбестовой или стеклянной
ватой; 5 — горелка; 6 — двугорлая склянка со стеклянной ва¬
той; 7 — склянка для собирания окислов азота; 8 — поглоти¬
тельная колонка с битым стеклом; 9 — приемник с раствором
дифениламина в серной кислоте; 10—белый фон; 11 — газо¬
отводная трубка к аспиратору; 12 — зажим для регулирова¬
ния притока воздуха
Опыт производится следующим образом. Присоеди¬
няют трубку 11 к аспиратору или водоструйному насосу
и нагревают аммиачную воду, находящуюся в колбе 1.
Одновременно нагревают катализатор (примерно до
700°), после чего эта температура поддерживается за
счет самой реакции.
Концентрацию аммиака регулируют путем изменения
степени нагрева аммиачной воды в колбе 1 и скорости
просасьгвания аммиачно-воздушной смеси через уста¬
новку, для чего используют зажим 12.
Вначале склянка 6 наполняется дымом азотнокислого
и азотистокислого аммония, образующихся из окислов азо¬
та и непрореагировавшего аммиака. Для удержания это¬
го дыма склянка 6 предварительно заполняется стеклян¬
ной ватой. При дальнейшем течении процесса склянка 7
55

наполняется окислами азота, которые постепенно втяги¬
ваются в поглотительную колонку 8. В ней содержатся
короткие стеклянные трубочки, медленно орошаемые во¬
дой, поступающей из капельной воронки. Для получения
более концентрированного раствора азотной кислоты рас¬
твор из колонки собирают в стакан и переливают в ка¬
пельную воронку, откуда он снова поступает в поглоти¬
тельную колонку и т. д. Непоглощенные окислы азота
поступают в промывную склянку 9 с раствором дифенил¬
амина в серной кислоте, вследствие чего этот раствор
окрашивается в интенсивный синий цвет. Под конец опы¬
та установку освобождают от аммиака и окислов азота.
Для этого отъединяют колбу 1 и через установку протя¬
гивают воздух.
Каталитическое окисление аммиака может быть про¬
ведено аналогично описанному варианту опыта синтеза
аммиака с использованием нагретой спирали от электро¬
плитки (см. рис. 6). В этом случае, однако, вместо трой¬
ника нужно использовать обычную стеклянную трубку,
через которую поступает предварительно осушенная на¬
тровой известью аммиачно-воздушная смесь. Для созда¬
ния сильного тока такой смеси пропускают кислород воз¬
духа через раствор аммиака (10% или более концентри¬
рованный раствор, но взятый в малом количестве). Ре¬
гулирование количества аммиака осуществляется путем
поднимания или опускания газоотводной трубки для кис¬
лорода (или воздуха) в сосуд с раствором аммиака.
В зависимости от соотношения реагирующих газов обра¬
зуются те или иные продукты реакции, которые можно
обнаружить. Так, при относительно большом количестве
аммиака (газоотводная трубка для воздуха погружена
глубоко в сосуд с раствором аммиака) смесь газов, про¬
ходя через сильно раскаленную спираль, дает в качестве
продукта реакции азотнокислый аммоний в виде белого
тумана, который можно собрать и идентифицировать.
Если же пропускать большой избыток 'воздуха (или кис¬
лорода, что интенсифицирует процесс окисления аммиа¬
ка) , то в этом случае трубки для воздуха погружают
на небольшую глубину в разбавленный раствор аммиака;
образуются окислы азота (NO, а также при более дли¬
тельном процессе — двуокись” азота N02, заметная на
белом фоне). Газы легко обнаружить по запаху и реакции
с дифениламином.
56

Обнаружение окислов азота весьма существенно для-
создания у учащихся отчетливых представлений о ката¬
литическом окислении аммиака. В самом деле, исходное
вещество — аммиак — дает щелочную реакцию, легко-
обнаруживаемую индикаторами (фенолфталеином, лак¬
мусом), тогда как продукт реакции — двуокись азота —
при взаимодействии с водой создает кислую среду.
Пропускание воздуха (или кислорода) в раствор ам¬
миака не всегда позволяет создать нужные соотношения
кислорода и аммиака для получения окислов азота. При
таком приеме нередко берется недостаточный избыток
воздуха, что приводит к образованию аммонийных солей.
В.	С. Полосин рекомендует увеличить концентрацию
воздуха путем пропускания его не только через раствор
аммиака, но и воду, откуда он дальше поступает в реак¬
ционную трубку вместе с воздушно-аммиачной смесью.
Скорость протекания воздуха через раствор аммиака в
воду легко регулируется аспиратором (или водоструйным
насосом) и зажимами. Число пузырьков воздуха, прохо¬
дящих через воду, должно в- несколько раз превышать
число пузырьков воздуха, проходящих через разбавлен¬
ный раствор аммиака.
Поскольку для каталитического окисления аммиака
требуется более высокая температура (около 700°), чем
для синтеза аммиака, то нагревание спирали должно
производиться более сильно (до белого каления). Это
достигается регулированием сопротивления путем умень¬
шения длины спирали в электроплитке, включаемой в
цепь.
В качестве катализатора этой реакции применяется
окись железа (как и в предыдущем варианте), окись
хрома, а также смесь катализаторов, например, окиси
железа с двуокисью марганца. Катализаторы тщательно
перемешиваются с асбестовой ватой и помещаются в про¬
странство между витками спирали. Более активным ка¬
тализатором оказалась смесь порошков окиси железа с
двуокисью марганца, чем каждое из этих веществ, взя¬
тое в отдельности. Однако наиболее сильно ускоряется
реакция окисления аммиака в присутствии трехокиси-
хрома. Об этом свидетельствует, в частности, то обстоя¬
тельство, что после того, как ток был выключен, но про¬
должалось пропускание кислородно-аммиачной смеси
57-

над катализатором, последний оставался все время нака¬
ленным, правда, не во всем объеме, а на отдельном его
участке. С другими катализаторами наблюдалось само-
разогревание в значительно меньшей степени.
Для получения окислов металлов (железа, кобальта,
висмута и др.), играющих роль катализаторов реакции
окисления аммиака, удобно воспользоваться разложе¬
нием соответствующих нитратов, раствором которых про¬
питывают асбестовую вату.
Простое устройство реакционной трубки дает возмож¬
ность регулировать степень накала спирали, позволяет
осуществить испытание многих других катализаторов для
окисления аммиака кислородом.
Рис. 22. Установка для каталитического окисления ам¬
миака в реакционной трубке с электронагревом: 1 — трубка
для воздуха (или кислорода из газометра); 2 — раствор ам¬
миака (10%-ный); 3—17-образная трубка с натровой из¬
вестью; 4—реакционная трубка; 5 — спираль от электро¬
плитки; 6—катализатор на асбестовой вате; 7—медные или
железные проволоки; 8 — электроплитка со шнуром и вилкой;
9 — розетка к электросети; 10—газоотводная трубка; 11 —
сухая колба на 250—500 мл; 12—17-образная трубка с рас¬
твором дифениламина
Общий вид установки изображен на рис. 22. Ток воз¬
духа создается водоструйным насосом, или пропускается
чистый кислород из газометра. Колба служит для на¬
блюдения образующихся окислов азота (и собирания
«дыма» нитрата аммония); в П-образной трубке поме¬
щается раствор дифениламина.
А.	Д. Чендров1 описал простую демонстрационную
установку, дающую возможность уяснить влияние темпе¬
1 «Химия в школе», 195S, № 3, стр. 45.
58

ратуры и катализатора на скорость окисления аммиака
до окислов азота. На этой же установке можно прибли¬
зительно определить относительную активность различ¬
ных катализаторов. Автор приводит следующий порядок
убывания каталитической активности окислов: Сг, Со,
Fe, Си, Bi, Mn, Ni. Катализаторы приготовляют путем
пропитывания пемзы соответствующими нитратами с по¬
следующим разложением посредством нагревания до
окислов металлов. Последние остаются в пемзе в мелко-
раздробленном виде,
ПОЛУЧЕНИЕ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ
Опыты по получению азотнокислого аммония знако¬
мят учащихся с принципом производства солей, основан¬
ном на реакции нейтрализации. Производство NH4N03—
важнейшего азотного удобрения — состоит в нейтрализа¬
ции азотной кислоты аммиаком. Уравнение этой сильно
экзотермической реакции можно записать в следующем
виде:
HN03 + NH, = NH4N03 -f Q ккал.
Образующийся таким образом раствор аммонийной се¬
литры упаривается, вследствие чего происходит кристал¬
лизация соли, которую сушат нагретым воздухом.
Все стадии производства этого- продукта могут быть
показаны учащимся в виде демонстрации. Но главное
внимание следует обратить на сам процесс нейтрализа¬
ции. В нем существенное значение имеет тепловой эф¬
фект, что используется в технике для получения более
концентрированных растворов соли и даже готового про¬
дукта в сухом виде. В школьном опыте эта сторона про¬
изводства отражается в показе разогревания реакцион¬
ной смеси в процессе проведения реакции нейтрализации.
Это обнаруживается термоскопом. Вторая особенность
данного производства заключается в том, что реакция
происходит между жидкостью и газом, т. е. является ге¬
терогенной. Поэтому существенное значение для течения
данного процесса имеет увеличение поверхности сопри¬
косновения реагирующих веществ. На опыте этого мож¬
но достичь, направляя аммиак в газовую колонку, оро¬
шаемую раствором азотной кислоты (рис. 23 А). Пропу¬
сканием аммиака в смеси с воздухом в раствор кислоты
одновременно осуществляют перемешивание жидкости,
59

что способствует ускорению химической реакции между
аммиаком и кислотой (рис. 23 Б). Реакция аммиака с
кислотой может быть показана и без этих добавочных
приспособлений, а именно: аммиак, получаемый при на¬
гревании его водного раствора, например 10%-ного, за¬
ставляют проходить над кислотой, помещенной в [7-образ¬
ной трубке, промывной склянке Тищенко и т. п. Поэтому
для демонстрации опыта по получению аммонийной се¬
литры, как и в других случаях, возможны варианты.
Рис. 23 А. Установка для получения ам¬
миачной селитры. Вариант I: 1—колба с
водным раствором аммиака (10—25%-ным);
2 — газоотводная трубка для аммиака; 3—
колонка для поглощения аммиака; 4 — ка¬
пельная воронка с азотной кислотой (1:1);
5 — приемник для раствора соли.
В первом варианте (рис. 23 Л) при слабом нагрева¬
нии крепкого раствора аммиака в колбе 1 получается га¬
зообразный аммиак, поступающий по газоотводной труб¬
ке 2 в колонку 3, орошаемую раствором азотной кислоты
из капельной воронки 4. Образующийся раствор соли соби¬
рается 'в приемнике 5. Конец нейтрализации устанавли¬
вается пробой на лакмусовую бумажку. Если нейтрализа¬
ция кислоты не была закончена, то жидкость переливают
в капельную воронку 4 и пропускают ее еще раз через
колонку навстречу току аммиака. Вытекающий в прием¬
ник 5 раствор имеет более высокую температуру, чем ис¬
ходная кислота, в чем можно, убедиться, прикасаясь ру¬
кой к колбочке или опуская в нее термоскоп. Но тепло-
СО

вой эффект реакции нейтрализации кислоты аммиаком
более наглядно виден во втором варианте опыта (рис.
23 Б). В данном случае смесь аммиака с воздухом посту¬
пает в U-образную трубку или трехгорлую склянку, со¬
держащую раствор азотной кислоты. Благодаря хороше¬
му перемешиванию реагирующих веществ реакция и в
этом случае заканчивается быстро. Для наглядности
в трубку 3 помещают полоску лакмусовой бумаги, по из¬
менению окраски которой (из красной — в растворе кис¬
лоты, в синюю — от избытка аммиака) заключают о кон-
Рис. 23 Б. Установка для получения аммиачной селитры.
Вариант II: 1 — колба с водным раствором аммиака (25°/о);
2 — газоотводная трубка для аммиака; 3—(У-образная труб¬
ка с раствором азотной кислоты (1:1) или серной кислоты
(25%); 4 — лакмусовая бумажка; 5—газоотводная трубка к
водоструйному насосу; 6—зажим для регулирования притока
воздуха; 7 — термоскоп; 8 — стеклянный сосуд с водой;
9 — вариант поглотителя
це реакции нейтрализации. Тепловой эффект реакции ней¬
трализации обнаруживается при помощи термоскопа,
вставленного в стеклянный сосуд с водой, в которую по¬
гружена [/-образная трубка.
Полученный в1 первом или втором варианте раствор
аммонийной селитры осторожно упаривают на водяной
бане до начала кристаллизации, фильтруют, подсуши¬
вают выделившиеся белые кристаллы и показывают их
учащимся. Легко получается также расплав, застываю¬
щий в белую кристаллическую массу.
Аналогичным образом может быть получен сульфат
аммония, не утративший своего значения ценного азот¬
ного удобрения, а также смесь одно- и двузамещенных
фосфатов аммония.
61

Демонстрация опыта по получению аммонийной се¬
литры ставится в связи с изучением вопросов о солях
азотной кислоты и производстве азотных удобрений.
Получение фосфорнокислых и калиевых удобрений
при условиях, напоминающих промышленные, не являет¬
ся подходящим объектом для демонстрационных опытов
ввиду длительности и малой выразительности физико¬
химических процессов, протекающих при этом. Поэтому
в данных случаях целесообразно ограничиться показом
учащимся учебных кинофильмов, например «Фосфорно¬
кислые удобрения» и «Производство калийных удобре¬
ний». При демонстрации этих фильмов (или отдельных
кадров) следует указать учащимся, что в настоящее вре¬
мя производство фосфатных и калиевых удобрений зна¬
чительно усовершенствовано.
ПОЛУЧЕНИЕ СОДЫ АММИАЧНЫМ СПОСОБОМ
Аммиачный способ получения соды состоит в обра¬
ботке раствора поваренной соли аммиаком и двуокисью
углерода, в результате чего выпадает осадок двуугле¬
кислой соды, что может быть выражено суммарным ураве
нением:
NaCl + NHg + С02 + Н20 = NaHC031 + NH4C1.
При прокаливании NaHC03 переходит в‘ кальциниро¬
ванную соду Na2C03:
2NaHC03 = Na2C03 + Н20 + С02.
Выделяющаяся при этом двуокись углерода снова
направляется в производство.
Учителя иногда демонстрируют в школе получение
соды аммиачным способом, желая ближе познакомить
учащихся с производством одного из важнейших продук¬
тов химической промышленности, хотя вопрос о произ¬
водстве соды исключен из новой программы по химии.
Исходные вещества для проведения соответствующей
реакции весьма доступны: хлористый натрий, раствор ам¬
миака, мрамор и соляная кислота (для получения угле¬
кислого газа), а также фенолфталеин и известковая во¬
да (реактивы на ионы ОН - и углекислый газ). Химизм
основного процесса также весьма прост — это по суще¬
ству реакция обменного разложения между NaCl и
NH4HG03 (последнее вещество образуется при взаимо¬
действии молекул NH3, С02 и НгО). Следует также
62

иметь в виду, что производство минеральных солей осно¬
вано как раз на реакции обменного разложения наряду
с реакцией нейтрализации (например, при получении
аммонийной селитры) и выделением солей из природных
смесей (например, получение хлористого калия из силь¬
винита или карналлита). Конструирование требуемой
для проведения опыта установки также не представляет
трудностей.
Простейший прибор
представляет собой колбу,
закрытую пробкой, в ко¬
торую вставлена стеклян¬
ная трубка (рис. 24). В
колбу до 1/з объема нали¬
вают насыщенный раствор
хлористого натрия в
10%-ном растворе аммиа¬
ка. Через трубку, конец
которой может быть рас¬
положен и выше уров¬
ня жидкости, подводится
углекислый газ под не¬
большим давлением (из
аппарата Киппа или, луч¬
ше, баллона с жидкой дву¬
окисью углерода). Через
некоторое время при встряхивании колбы появляются
первые кристаллы двууглекислого натрия.
Двууглекислая сода образуется так же, если через-
насыщенный раствор хлористого натрия в раствор ам¬
миака пропускать двуокись углерода при обыкновенном
давлении. Необходимо, чтобы газ проходил предвари¬
тельно через промывную склянку с водой, поглощающей
брызги кислоты из аппарата Киппа.
Установка для проведения опыта по другому варианту
изображена на рис. 25. Существенной частью этой уста¬
новки является стекляная воронка с натянутым на ее
верх ситом, что ведет к образованию большого числа
мелких пузырьков углекислого газа, а это способствует
лучшему соприкосновению реагирующих веществ. Дву¬
окись углерода вступает в реакцию с аммиаком, раство¬
ренным в насыщенном растворе поваренной соли, нали¬
том в цилиндр 4.
6&
Рис. 24. Простейшая установка
для получения соды аммиачным
способом: 1 — аппарат Киппа, за¬
ряженный для получения двуоки¬
си углерода; 2 — газоотводная
трубка; 3—насыщенный раствор
хлористого натрия в 10%-ном
растворе аммиака

Сильный ток углекислого газа (из баллона или аппа-
■рата Киппа) пропускают сначала через воду, содержа¬
щуюся в промывной склянке, откуда через предохрани¬
тельную склянку 3 он поступает в воронку 5 и через
■мелкие отверстия сита, сделанного из целлофана или
Рис. 25. Усовершенствованная установка для получения соды
..аммиачным способом: А. 1 — трубка от аппарата Киппа с мрамором
и соляной кислотой (1:1); 2 — промывная склянка с водой; 3—
■предохранительная склянка; 4 — стеклянный цилиндр с раствором
-аммиака и поваренной соли; 5 — стеклянная воронка с ситом; 6 —
капельная воронка с раствором аммиака и поваренной соли; 7 —
трубка для сливания раствора; 8 — трубка для выпуска соды; 9 —
газоотводная трубка для избытка двуокиси углерода; 10 — цилиндр
с раствором поваренной соли (без аммиака). Б. Вариант детали
установки: И — стеклянная воронка; 12 — целлофановое сито; 13—
газоприводная трубка; 14 — трубка для выпуска соды; 15 — трубка
для сливания раствора; 16 — осадок соды; 17 — раствор аммиака и
поваренной соли
капроновой ткани, смешивается с насыщенным раствором
поваренной соли в аммиачном растворе, вступает с этими
веществами в реакцию, а непрореагировавшая часть про¬
ходит по газоотводной трубке 9 в1 цилиндр 10, содержа¬
щий насыщенный раствор NaCl (без аммиака).
Через несколько минут после начала опыта в нижней
части цилиндра 4 начинает выпадать осадок двууглекис¬
лой соды (жидкость в цилиндре 10 остается прозрачной).
Тогда прекращают ток углекислого газа, зажимают труб¬
ку, соединяющую цилиндр с предохранительной склян¬
кой 3, открывают зажим на сливной трубке 7 и выпуска¬
ют раствор в стакан, а соду (в виде суспензии) выпуска¬
*64

ют через трубку 8, затем фильтруют и сушат на филь¬
тровальной бумаге. Часть полученного продукта нагре¬
вают в пробирке с газоотводной трубкой, конец которой
опущен в известковую воду: известковая вода мутнеет.
Растворяют образовавшуюся кальцинированную соду в
дистиллированной воде и прибавляют к раствору каплю
фенолфталеина. Аналогичный опыт выполняют с равным
количеством двууглекислой соды. Сравнивают окраску
фенолфталеина, полученную в обоих случаях.
Таким путем учащиеся получают представление о про¬
изводстве двууглекислой соды, о переработке ее в кальци¬
нированную соду и о различии в свойствах этих про¬
дуктов.
Конструирование установок для получения соды амми¬
ачным методом дает широкое поле деятельности для уча¬
щихся во время внеклассных занятий. Можно приблизить
условия выполнения школьного, опыта к заводским усло¬
виям. Собирают, например, поглотительную колонку, вну¬
три которой располагается слоями несколько металличе¬
ских дисков, в которых проделаны тонкие отверстия для
прохождения углекислого газа и раствора хлористого на¬
трия. Газообразный аммиак поступает в верхнюю часть
колонки, а углекислый газ — в нижнюю. Последний, про¬
ходя через отверстия в дисках, разбивается на мелкие
пузырьки, способствуя соприкосновению реагирующих
веществ. Образующийся двууглекислый натрий постепен¬
но оседает на дисках, после чего пропускание газов пре¬
кращают.
Интересный способ осуществления данной реакции
предложил Р. Братш1. Реакционный сосуд представляет
собой хлоркальциевую трубку (объемом около 60 мл).
В нее вставлена пробка со стеклянной трубкой, конец ко¬
торой оттянут. Второй конец стеклянной трубки присое¬
динен к аппарату Киппа, заряженному для получения
двуокиси углерода. К узкому концу хлоркальциевой
трубки присоединяется длинная стеклянная трубка (1,50—
1,75 м). Приливают в эту трубку через воронку раствор
хлористого натрия и аммиака, который готовят так: рас¬
творяют 18 г поваренной соли в 50 мл холодной дистил¬
лированной воды, раствор декатируют в мерный цилиндр,
дополняют до 65 мл 25%-ным раствором аммиака и пере-
1 „Mathematik, Physik und Chemie in der Schule", 1953,
№ 7 —8, стр. 414.
б Опыты по химии	65

мешйвают. Оттянутый конец трубки должен находиться
в средней части расширенного' конца хлоркальциевюй
трубки ниже уровня жидкости в ней на 30 мм. При про¬
пускании углекислого газа через жидкость увеличивается
ее поверхность, что способствует ускорению химической
реакции. Примерно через 20 мин. появляется первая мо¬
лочная муть, а затем образуются белые хлопья, которые
оседают на дне хлоркальциевой трубки.
ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА
ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДЫ
Электролиз воды служит одним из технических спосо¬
бов получения чистого водорода, используемого для ги¬
дрогенизации растительных масел и в других производ¬
ствах. Одновременно получается чистый кислород, кото¬
рый также находит много применений.
Промышленные электролизеры являются довольно
сложными аппаратами, особенно при наличии у них диа¬
фрагмы. Проще устроены электролизеры в виде ванны
колокольного типа без диафрагм, и поэтому действующие
модели электролизеров обычно- принадлежат к этому
типу.
В литературе описано большое количество установок
Рис. 26 А. Установка для получения водорода и кислоро¬
да: 1—стеклянная банка с электролитом (35—40%-ный рас¬
твор едкого натра); 2 — катод (железная проволока); 3 —
анод (железная проволока); 4 — стеклянный цилиндр для
разделения катодного и анодного пространства; 5—пробка
для закрывания цилиндра (4); 6 — газоотводная трубка для
кислорода; 7— газоотводная трубка для водорода
66

для электролиза воды (см. например, монографию
К. Я- Парменова '). Сравнительно простые приборы и вме¬
сте с тем отражающие в некоторой мере устройство и дейст¬
вие промышленного электролизера описаны Н. Г. Ключ¬
никовым 2 и В. С. Полосиным3. Установки эти весь¬
ма сходны между собой, но отличаются размерами и не¬
которыми деталями конструкции. С незначительными из¬
менениями обе конструкции воспроизведены на рис. 26 А
и 26 Б. Из них более простая и доступная изображена на
рис. 26 А, и поэтому разберем ее
устройство и действие подробнее.
Электролизером служит широко-
горлая склянка (или колба), в
которую налит раствор едкого
натра (20—30%). Банка закрыта
пробкой с двумя стеклянными
трубками: трубка 7 сообщается с
банкой, а конец трубки 6 встав¬
лен в пробку от цилиндра 4. На
цилиндр наматывают несколько
витков железной проволоки 2,
служащей катодом. Внутри цилин¬
дра также содержится спираль
из железной проволоки 3, играю¬
щей роль анода. Концы проволок
выводятся через пробки наружу
и соединяются с источником по¬
стоянного электрического тока
(напряжение около 10 в, сила
тока около 1 а). После вытесне¬
ния воздуха собирают выделяю¬
щийся через трубку 7 водород, а
через трубку 6 — кислород. С
этой целью к газоотводным труб¬
кам 6 и 7 присоединяют резино¬
вые трубки и газы собирают в цилиндры путем выте¬
снения из них воды. Конструкция прибора предотвращает
1 К. Я. П а р м е н о В, Опыты с электрическим током по химии
в средней школе, М., Учпедгиз, изд. 2, 1948.
2Н. Г. Ключников, Руководство по неорганическому син¬
тезу, М.—Л., Госхимиздат, 11953, стр. 107.
3 В. С. Полосин, Электролиз воды, «Химия в школе».
1953, № 3, стр. 67.
5*	67
Рис. 26 Б. Вариант
электролизера:
1 — стеклянная банка
(около 500 мл) с элек¬
тролитом (35-°/оный рас¬
твор едкого натра); 2 —
катод из никелевой или
железной жести; 3—анод
из никелевой или желез¬
ной жести; 4—стеклянная
трубка, разделяющая ка¬
тодное и анодное прост¬
ранства; 5 — газоотвод¬
ная трубка (для водоро¬
да); 6 — газоотводная
трубка (для кислорода).

Рис. 27. Простейший электролизер:	1 — электролити¬
ческая ванна с раствором щелочи; 2—катод и анод
(из железных проволок); 3—стеклянные трубки, за¬
крытые пробками; 4 — газоотводные трубки; 5 — пнев¬
матические ванны с водой; 6—пробирка для собирания
водорода; 7 — пробирка для собирания кислорода.
смешивание газов, и они получаются довольно чистыми в
объем кислорода 2 объ¬
ема водорода. Сущест¬
венно, чтобы обе спира¬
ли не подходили близ¬
ко друг к другу: они
должны находиться на
расстоянии не менее
2 см от края стеклян¬
ной трубки.
В практике школ ча¬
сто применяется прибор
для электролиза воды,
в котором смонтирова¬
ны вместе электролизер
и выпрямитель (алюми¬
ниево-содовый). По¬
следний принадлежит к
весьма употребитель¬
ным узлам, легко изго-
готовляемым самодель¬
ным путем.
Получение водорода и кислорода электролитическим
путем рассматривается в общих чертах в начале курса
химии в VII классе и более основательно— в старших
классах в связи с вопросом об электролизе. Для перво¬
начального ознакомления учащихся с электролизом воды
68
отношении приблизительно: на 1
Рис. 28. Электролизер в виде U-об¬
разной трубки: 1 — (/-образная труб¬
ка с двумя тубусами; 2 — пробка с
железным катодом; 3 — пробка с
железным анодом; 4 — газоотводная
трубка для водорода; 5 — газоотвод¬
ная трубка для кислорода, 6—комок
ваты (хлопчатобумажной или асбе¬
стовой) для предохранения жидкости
от перемешивания

с целью получения водорода и кислорода в несколько
большем количестве, чем это допускает аппарат Гоффма¬
на, можно сконструировать более простые электролизеры,
описанные К. Я. Парменовым 1 и В. Н. Верховским 2. Они
изображены на рис. 27 и 28.
ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРА ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ
В ПРИБОРЕ С ТВЕРДЫМ КАТОДОМ
Электролиз водного раствора хлористого натрия ши¬
роко применяется в промышленности для получения хло¬
ра, едкого натра, а также водорода. Необходимое усло¬
вие для протекания электрохимических процессов, приво¬
дящих к образованию перечисленных выше продуктов,
состоит в том, чтобы разделить тем или иным способом
катодное и анодное пространства друг от друга и благо¬
даря этому воспрепятствовать побочным реакциям между
продуктами электролиза: едким натром и хлором, водо¬
родом и хлором. Это достигается применением диафрагм
и другими способами, подробно’ рассматриваемыми в кур¬
сах химической технологии.
Для демонстрации электролиза раствора хлористого
натрия на уроках химии обычно пользуются установками,
аналогичными установкам для электролиза воды, напри¬
мер, изображенным на рис. 27 или 28. Но вместо же¬
лезного (или никелевого) анода применяют угольный
стержень, а раствор едкого натра заменяют раствором
хлористого натрия (концентрированным, так как в нем
хлор растворяется хуже, чем в разбавленном). Однако
удобно иметь для электролиза растворов солей специаль¬
ные приборы. В качестве таковых могут служить уста
новки, изображенные на рис. 29. Первый из них показы¬
вает принципиальное устройство электролитической ванны
для получения хлора и едкого натра по так называемому
колокольному методу (роль колокола играет стеклянная
воронка, разделяющая катодное и анодное пространст¬
ва) , а второй — по методу с использованием полупрони¬
цаемых диафрагм. В обоих случаях применяются катоды
из железа (или никеля) и угольные аноды, а электроли¬
том служит почти насыщенный раствор хлористого на¬
1 К. Я. Па рменов, Опыты с электрическим током по хи¬
мии в средней школе, М., Учпедгиз, изд. 2, 1948, стр. 19.
2 В. Н. Верховский, Техника и методика химического
эксперимента в школе, т. I, Учпедгиз, 1947, стр. 498.
69

трия, « которому прибавлено несколько капель раствора
фенолфталеина и крахмального клейстера, содержащего
йодистый калий. При включении постоянного электриче¬
ского тока (например, от свинцового аккумулятора или
от осветительной сети через выпрямитель и реостат) поч¬
ти тотчас же можно обнаружить целый ряд внешних яв¬
лений, сопровождающих процесс электролиза. Внутри
Рис. 29. Приспособления для разделения катодного
и анодного пространств: А: 1 — стакан (электролити¬
ческая ванна) с насыщенным раствором хлористого нат¬
рия, содержащим раствор фенолфталеина и крахмаль¬
ный клейстер; 2— стеклянная воронка; 3 — железная
проволока, изогнутая в виде спирали — катод; 4 —
угольный (графитовый) стержень — анод; 5 — крышка
из толстого картона с отверстиями для пробок. Б: 1 —
стакан с насыщенным раствором хлористого натрия,
содержащим раствор фенолфталеина и крахмального
клейстера; 2—железная проволока, изогнутая в виде
спирали — катод; 3 — цилиндр из необожжённой глины;
4 — угольный (графитовый) стержень — анод; 5 —
крышка из толстого картона с отверстиями для пробок
и взятия пробы жидкости из анодного пространства
воронки появляются розовые струйки, опускающиеся мед¬
ленно вниз вследствие образования едкого натра, что
служит доказательством присутствия гидроксильных ио¬
нов. Вокруг анода жидкость становится синей, так как
выделяющийся на аноде хлор вытесняет затем из йодисто¬
го калия йод, который с крахмалом дает синее окраши¬
вание. Граница между розовой и красной окраской жид¬
кости проходит по нижнему краю воронки. Через неко¬
торое время щелочь проходит и :в анодное пространство
вследствие диффузии. В сосуде с диафрагмой (рис. 29, Б)
розовая окраска появляется вокруг катода 2. Чтобы до¬
казать образование хлора, берут пипеткой пробу жидко¬
сти из анодного пространства, ограниченного сосудом из
пористой глины. Для этого служит отверстие, сделанное
70
/7
Б

в картонной крышке 5, прикрывающей стакан с электро¬
литом.
Явления, протекающие в обеих ваннах, можно Наблю¬
дать одновременно, если эти электролитические ванны
присоединить параллельно к источнику тока, как это
предлагает Г. Рейнбольдт1.
Для разделения катодного и анодного пространств
вместо пористого цилиндрического сосуда, пока еще мало
распространенного в школе, можно воспользоваться вер¬
тикальной диафрагмой из пластинки кирпича, которую
легко изготовить самодельным способом. Устройство
электролитической ванны с вертикальной диафрагмой из
кирпича видно на приведенной схеме (рис. 30).
Рис. 30. Прибор для электролиза
с вертикальной диафрагмой: 1 — ка¬
тодное пространство;	2 — анодное
пространство; 3 — катод; 4—анод;
5 —диафрагма из пористой глины
(например, пластинка, высеченная из
кирпича); 6—фанерная крышка; 7—
отверстия в крышке для взятия проб
католита и анолита
К- П. Несина («Химия в школе», 1955 г., № 5, стр. 51)
рекомендует отливать пористые цилиндры из цемента в
формы, изготовленные из пропитанной парафином бу¬
маги.
1 Г. Рейнбольдт, Техника химического демонстрационного
эксперимента, М., О.НТИ, 1935, стр. 313.
71

В качестве диафрагмы может быть использован асбест,
применяемый с этой целью и в промышленности. Для из¬
готовления модели ванны с асбестовой диафрагмой посту¬
пают следующим образом. Берут жестяную банку, напри¬
мер, из-под консервов, пробивают в ней мелкие отверстия,
внутренние стенки ее плотно обкладывают асбестовой
бумагой. Банку ставят в стеклянный сосуд, например,
химический или батарейный стакан. Внутри банки нахо¬
дится анодное пространство; в качестве анода служит
угольный стержень. Между наружными стенками жестя¬
ной банки, служащей катодом, и стеклянным сосудом об¬
разуется катодное пространство. Банку .закрывают проб¬
кой с тремя отверстиями. В одно из них вставляется стек¬
лянная трубка для отвода хлора, во второе — угольный
стержень, в третье — капельная воронка. Во внутренний
и внешний сосуды наливают концентрированный раствор
поваренной соли до уровня, отмеченного на рис. 31 А.
Для проведения электролиза
к собранному прибору под¬
ключают постоянный элект¬
рический ток. Из анодного
пространства выделяется
хлор, который легко обнару¬
жить (например, с помощью
йодокрахмальной бумажки)
и затем поглотить или соб¬
рать в газометре. Одновре¬
менно в катодном простран¬
стве образуется эквивалент¬
ное количество водорода, ко¬
торый не улавливается и по¬
падает в атмосферу. В про¬
бе католита можно обнару¬
жить с помощью фенолфта¬
леина образовавшуюся в
процессе электролиза ще¬
лочь.
Принцип действия опи¬
санного прибора применялся
долгое время в промышлен¬
ных ваннах. Последние стра¬
дали, однако, тем недостатком, что не в полной мере
предупреждали побочные реакции, что снижало выход
П
Рис. 31 А. Вариант I. Уста¬
новка для электролиза раство¬
ра хлористого натрия с асбе¬
стовой диафрагмой: 1 — желез¬
ный дырчатый сосуд (катод);
2—асбестовая прокладка (диа¬
фрагма) ; 3 — стеклянный со¬
суд; 4 — капельная воронка с
концентрированным раствором
поваренной соли; 5 — сосуд для
собирания щелочи; 6 — сосуд с
раствором тиосульфата (для
поглощения хлора)

продукта по веществу и току. Так, по мере увеличения
концентрации гидроксильных ионов часть их проникает
из катодного пространства в анодное, где они могут всту¬
пать в реакцию с хлором, растворенным в анолите (об¬
разуется гипохлорит), или разряжаться на аноде (выде¬
ляется кислород). Поэтому время от времени электролит
нужно было выпускать и заменять новым, т. е. вести
процесс электролиза периодически.
Чтобы сделать процесс электролиза непрерывным,
нужно удалять щелочь по мере ее образования и одно¬
временно прибавлять в ванну раствор хлористого натрия.
Такая непрерывность процесса может быть показана и
на данной установке. Для этого в нижней части стеклян¬
ного сосуда должен иметься кран, через который выпу¬
скается электролит, тогда как свежий раствор поварен¬
ной соли поступает в анодное пространство из капельной
воронки. Можно также воспользоваться другим приспо¬
соблением для удаления электролита: заставить его вы¬
текать через край сосуда по каплям по мере того, как
из капельной воронки будет поступать раствор поварен¬
ной соли с той же скоростью. Чтобы жидкость вылива¬
лась по каплям из сосуда, последний подбирается с носи¬
ком (как в химических станках) или к сосуду прикреп¬
ляется желобок, сделанный из какой-либо пластической
массы.
Описанные установки и опыты с ними дают лишь при¬
близительное представление о способе производства хло¬
ра и едкого натра с использованием твердых (т. е. не
ртутных) катодов. Для более конкретного ознакомления
учащихся с принципом устройства и действием заводской
аппаратуры служит установка, изображенная на рис. 31 Б.
Она состоит из двух основных частей: наружного'стеклян¬
ного сосуда 1 с краном или зажимом в своей нижней ча¬
сти для отвода раствора щелочи и внутреннего керами¬
ческого стакана 2, играющего роль диафрагмы. Оба со¬
суда соединены друг с другом при помощи пробки, в ко¬
торой проделано отверстие для газоотводной трубки 11,
через которую выпускается водород. Сквозь пробку про¬
ткнута железная проволока, соединенная с куском жести
(железной или никелевой), содержащей отверстия и иг¬
рающей роль катода. Пористый сосуд закрыт пробкой 14,
в которой проделаны отверстия для угольного стержня 3,
служащего анодом, капельной воронки 5 с насыщенным
73

раствором хлористого натрия и газоотводной трубки 8
для вывода хлора.
Перед сборкой прибора в стеклянный сосуд наливают
концентрированный раствор хлористого натрия до уровня,
указанного на рис. 31 Б. Затем укрепляют в нем керами-
Рис. 31 Б. Вариант II. Установка для электролиза
раствора хлористого натрия с керамической диафраг¬
мой: 1 — наружный сосуд (стеклянный); 2— внутрен¬
ний стакан (керамический); 3— угольный анод; 4 — ни¬
келевый или железный катод; 5 — капельная воронка
с насыщенным раствором хлористого натрия; 6 — колба
для сливания раствора едкого натра; 7 — католит и
анолит (насыщенные растворы хлористого натрия);
8 — газоотводная трубка для хлора; 9 — стеклянная
воронка; 10 — сосуд с хлорной известью; 11 — газоот¬
водная трубка для водорода; 12 — пневматическая ван¬
на с водой; 13—цилиндр для собирания водорода; 14—
пробка для закрывания керамического стакана с тремя
ческий стакан, в который налит насыщенный раствор
хлористого натрия до несколько более высокого уровня,
чем в стеклянном сосуде. Для усиления герметичности
прибора обе пробки, закрывающие стеклянный и глиня¬
ный сосуды, заливают пара!фином.
Собранная, согласно описанию и приведенному рисун¬
ку (рис. 31 Б), установка при включении постоянного
тока достаточного напряжения позволяет получить хлор,
водород и раствор едкого натра, которые легко собрать
и испытать. На такой установке может быть показан
(в известной мере) принцип противотока и циркуляции,
используемые в производстве. Так, из капельной ворон-
отверстиями
74

Ки 5 поступает непрерывно концентрированный раствор
хлористого натрия, т. е. он движется из анодного про¬
странства 'в катодное пространство и благодаря этому
препятствует проникновению гидроксильных ионов в анод¬
ное пространство, где они могут разрядиться (наряду с
ионами хлора) по схеме:
20НГ - 2е = Н20 4- 1/202.
Поступающий в приемник 6 раствор, содержащий,
кроме едкого натра, неизменившуюся поваренную соль,
может быть снова использован для электролиза (после
отделения едкого натра). Но для демонстрации опыта в
процессе изложения материала об электролизе раствора
хлористого натрия достаточно лишь указать на присут¬
ствие щелочи в полученном растворе, для чего служит
проба с 'фенолфталеином. Водород испытывается как
обычно: реакцией образования гремучего газа и горением.
Хлор обнаруживается легко уже по внешним признакам.
Его целесообразно пропустить через поглотительные
склянки с гашеной известью. Этим будет не только пре¬
дотвращена возможность попадания хлора в помещение,
но и показано важное практическое применение хлора —
для получения хлорной извести. Удобно воспользоваться
приемом поглощения хлора гашеной известью с исполь¬
зованием стеклянной воронки, как это предлагает
С.	В. Васильев \ Хлор может быть также собран в не¬
больших газометрах над концентрированным раствором
хлористого натрия, в котором он растворяется значитель¬
но хуже, чем в воде.
Таким образом, учащиеся видят тесную связь между
электролизом раствора хлористого натрия, дающего во¬
дород и хлор, и получением синтетической соляной ки¬
слоты.
Другой промышленный способ получения едкого нат¬
ра, основанный на взаимодействии соды с известью, весь¬
ма прост по технике эксперимента, но довольно длителен.
Так, раствор Na2C03 (примерно 10%) доводят до кипения
и в него прибавляют известковое молоко до прекращения
выделения осадка из раствора.
 /
1 С. В. Васильев, Получение некоторых веществ электро
лизом, «Химия в школе», 1951, № 1, стр. 73.
75

Происходит реакция обменного разложения:
Na2C03 -f Са(ОН)2 = 2NaOH + СаС03 4
Конец реакции узнается по тому, что проба профильтро¬
ванной жидкости под действием соляной кислоты не вы¬
деляет двуокиси углерода, т. е. в растворе уже отсутству¬
ет сода. Раствор образовавшегося едкого натра сливают
с осадка СаСОз.
Этот опыт могут провести учащиеся во время вне¬
классных занятий.
ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРА ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ
В ПРИБОРЕ С РТУТНЫМ КАТОДОМ
Довольно распространенным является и второй про¬
мышленный способ получения хлора и щелочей — ртут¬
ный. Он имеет то преимущество по сравнению с преды¬
дущим методом, что1 не требует диафграмы для разделе¬
ния катодного и анодного пространств. Это обстоятель¬
ство обусловлено тем, что на катоде из чистой ртути, об¬
ладающей большим водородным перенапряжением, разря¬
жаются не ионы водорода, а ионы натрия. При этом об¬
разуется амальгама натрия, разложение которой водой
приводит к образованию едкого натра и водорода (по¬
следний обычно не улавливается). Освободившаяся ртуть
вновь используется в качестве катодного материала, и та¬
ким образом процесс осуществляется непрерывно. Бла¬
годаря этому получают концентрированные растворы ще¬
лочи, минуя трудоемкие операции — предварительное от¬
деление хлористого натрия и упаривание разбавленных
растворов щелочи — неизбежные при электролизе раство¬
ров хлористого натрия в электролитических ваннах с
твердыми катодами.
Ртутный способ имеет и недостатки, к которым нужно
отнести высокие затраты на первоначальное приобрете¬
ние самой ртути и ядовитость паров ртути для здоровья
обслуживающего персонала. С последним обстоятельст¬
вом необходимо считаться при постановке опытов с
ртутью на уроках химии и соблюдать необходимые меры
предосторожности.
Промышленные установки для получения хлора и ед¬
кого натра ртутным способом состоят из двух основных
частей: электролитической ванны, в которой образуются
хлор и амальгама натрия, и разлагателя, где происходит
76

взаимодействие амальгамы натрия с водой, ускоряемое в
присутствии железа. В результате процессов, происходя¬
щих в разлагателе, образуются едкий натр и водород и
высвобождается металлическая ртуть, направляемая сно¬
ва BI качестве катодного материала.
Основная идея ртутного метода может быть наглядно
представлена при помощи следующего опыта (рис. 32,А),
Рис. 32. Простые установки для
иллюстрации ртутного способа
получения едкого натра и хлора:
А. 1—стакан с насыщенным раст¬
вором хлористого натрия, содер¬
жащим раствор фенолфталеина,
йодистого калия и крахмального
клейстера; 2—ртуть слоем около
1 см высотой; 3—стеклянная
трубка, погруженная в ртуть;
4 — железный стержень (катод);
5— угольный анод; 6 — крышка с
отверстиями для пробок. Вариант
устройства катода: 1 — фарфоро¬
вый тигелек с ртутью; 2 — стек¬
лянная трубка; 3—железный стер¬
жень. Б. 1 — стеклянный резерву¬
ар; 2—трубка для присоединения
ртути к источникам отрицательно¬
го электрического тока; 3—трубка
для удаления хлора; 4—уголь¬
ный анод с пробкой; 5 — раствор
хлористого натрия (насыщенный); 6—ртутный катод и амальга-
натрия; 7— кран (или зажим) для выпуска амальгамы ртути
раалагатель; 8 — стакан с дистиллированной водой и раствором
фенолфталеина.
77

Описанного Г. Рейнбольдтом 1 и другими авторами. На
дно стакана 1 (или в небольшой тигелек, помещаемый в
такой же стакан) наливают тонкий слой (около 1 см)
ртути. В стеклянную трубку вставляют железный стер¬
женек (или стальную спицу) так, чтобы конец его не¬
сколько выступал из конца трубки. Стеклянную трубку
погружают в ртуть и таким образом полностью изолиру¬
ют провод от электролита, состоящего, как и bi предыду¬
щем опыте с твердым катодом, из раствора хлористого
натрия, йодистого калия, крахмала и фенолфталеина
Вскоре после подключения к ванне источника постоян¬
ного электрического тока вокруг анода жидкость окра¬
сится в синий цвет, тогда как у ртутного катода окраши¬
вание отсутствует. Но при большей продолжительности
опыта можно заметить образование красных струй, под¬
нимающихся с поверхности ртути (вследствие разложе¬
ния амальгамы и образования едкого натра).
Непосредственно образование амальгамы натрия мо¬
жет быть доказано следующим образом. Отключают
источник тока, сливают раствор, а оставшуюся амаль¬
гаму натрия промывают струей воды. Затем амальгаму
переносят в стакан или колбу с дистиллированной водой,
к которой прибавлено несколько капель раствора фенол¬
фталеина. При помешивании вся жидкость вскоре окра¬
сится в малиновый цвет вследствие образования едкого
натра.
Представляет интерес такая конструкция прибора,
которая давала бы возможность удалять амальгаму на¬
трия по мере ее образования в сосуд с водой, играющий
роль разлагателя в технике. Удобно с этой целью прово¬
дить опыт в установке, изображенной на рис. 32,Б. Амаль¬
гама выпускается через кран 7 в стакан 8 с водой и рас¬
твором фенолфталеина, а хлор выходит по трубке 3 и
собирается в приемнике или поглощается щелочью.
На рис. 33, А представлена установка, более полно
отражающая производство едкого натра и хлора ртутным
методом. На ней отчетливо подразделены две стадии про¬
изводства: образование амальгамы в электролитической
ванне 4 и разложение ее в отдельном стакане-разлагателе,
куда сливается амальгама через трубку 7. Кроме того,
	 ч
1 Г. Рейнгольд т, Техника химического демонстрационного
эксперимента, М., ОНТИ, 1935, стр. 312.
78

конструкция прибора дает возможность осуществить не¬
прерывный процесс: после разложения амальгамы водой
освободившаяся ртуть снова направляется © качестве не¬
прерывно обновляющегося -катода; ртуть все время пере¬
ливается через край воронки и поступает в нижнюю часть
прибора в виде амальгамы, которая время от времени или
Рис. 33. Усовершенствованная установка для (получения хлора и
щелочи ртутным методом; А. 1 — резервуар со ртутью; 2 — ртутный
катод; 3—угольный анод; 4 — электролитическая ванна с крепким
раствором хлористого натрия; 5 — капельная воронка с насыщенным
раствором хлористого натрия; 6 — газоотводная трубка для хлора;
7 — трубка с краном (или зажимом) для сливания амальгамы в
стакан; 8 — трубка с краном (или зажимом) для сливания раство¬
ра в стакан; 9 — пневматическая ванна. Б. Детали устройства ртут¬
ного катода; 1 — тройник; 2 — стеклянная трубка с припаянной к
ней вольфрамовой проволочкой (для контакта); 3 — резиновая труб¬
ка для соединения стеклянных трубок друг с другом; 4 — оголен¬
ный проводник, помещенный в ртуть; 5 — воронка со ртутью
непрерывно (если отрегулировать должным образом по¬
ступление и вывод ртути) переливается в стакан-разла-
гатель, предварительно наполненный дистиллированной
водой (чтобы избежать разбрызгивания ртути). Равным
образом, по мере убыли электролита, он пополняется че¬
рез капельную воронку 5. При помощи собранной, со¬
гласно приведенной схеме (рис. 33, А), установки можно
показать образование хлора (он поступает по трубке 6)
и щелочи, присутствие которой обнаруживается реакцией
с фенолфталеином. Выделяющийся при 'взаимодействии
амальгамы натрия с водой водород не улавливается.
Интересный -вариант электролиза с ртутным катодом
79

описан П. К- Григориади!, но для его проведения тре¬
буется сравнительно большое количество ртути.
Аналогичная установка, требующая меньше ртути,
описана В. Фильбри2 (рис. 34) с целью иллюстрации
принципа действия промыш¬
ленной ртутной ванны. Вклю¬
чают электрический ток, на¬
пряжением около 20 в, легким
покачиванием колбы застав¬
ляют ртуть перетекать из анод¬
ного пространства в катодное
(в технике такое перемещение
амальгамы осуществляется с
помощью автоматических при¬
способлений) . Перекачку рту¬
ти производят несколько раз.
Через несколько минут у като¬
да появляется розоватая окрас¬
ка, указывающая на образова¬
ние щелочи, тогда как у анода
жидкость остается бесцветной.
Из других средств нагляд¬
ности при изучении вопросов
электролиза раствора хлори¬
стого натрия следует использо¬
вать схемы устройства завод¬
ской аппаратуры и отдельные
диапозитивы. Учебный кино¬
фильм о производстве хлора и
щелочей отсутствует. Из узко¬
пленочных фильмов с данным
вопросом связаны: фильм «Поваренная соль и ее добыча»
(3 части), содержащий материал о добыче хлористого
натрия в одной из шахт Донбасса, из вод Баскунчакского
озера и буровых скважин, и фильм «Электролиз» (1 часть,
1936 г.), показывающий процесс электролиза и примене¬
ние его для производства алюминия.
Рис. 34. Установка для
иллюстрации принципа
действия ртутной ванны:
1 — колбы конические по
100 см3 с тубусами в
нижней части; 2—соеди¬
нительная трубка (рези¬
новая) ;	3 — угольный
стержень (анод); 4 —
железный стержень (ка¬
тод); 5 — насыщенный
раствор хлористого на¬
трия с фенолфталеином;
6— дистиллированная во¬
да с фенолфталеином;
7—зазоры (щели) для
выделения газообразных
продуктов электролиза
1 П. К- Г р и г о р и а д и, Электролиз с ртутным катодом, «Хи¬
мия в школе», 1952, № 1_ Стр. 60.
2 „Mathematik, Physik und Chemie in der Schule", 1952, № 10,
етр. 540.
80

ПОЛУЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРНОГО (ВОЗДУШНОГО) ГАЗА
Получение воздушного газа является одним из мето¬
дов газификации твердого топлива, осуществляемых при
действии на него кислородом 'воздуха. Химическую осно¬
ву процесса газификации топлива можно выразить при
помощи следующих уравнений:
с + о2 = со2 и со2 + с = со.
Первая реакция экзотермическая, вторая — эндотерми¬
ческая. Обе они протекают при горении твердого топлива
и осуществляются в газогенераторах, различные типы ко¬
торых описаны' в специальной литературе.
В школьном опыте достаточно воспроизвести эти ре¬
акции в простейших установках, описанных В. Н. Вер¬
ховским *, М. М. Гостевым * и другими авторами.
С первой из приведенных реакций учащиеся знакомят¬
ся при изучении вопросов горения, и она не требует до¬
казательств. Вторая же реакция, уравнением которой уча¬
щиеся пользуются, не столь очевидна, и для ее уясне¬
ния требуется постановка специального опыта. С этой
целью высушенную путем пропускания через концентри¬
рованную серную кислоту двуокись углерода восстанав¬
ливают углем (древесным или активированным) при воз¬
можно более высокой температуре. Восстановление обыч¬
но проводится в прямой длинной (30—40 см) железной
трубке, которую нагревают в жаровне или на сильной
газовой горелке докрасна.
Общий вид установки для выполнения этого опыта
изображен на рис. 35, А. Газоприводная и газоотводная
трубки соединены с железной трубкой 3 посредством
корковых пробок, обернутых асбестом. Для создания гер¬
метичности прибора такие пробки желательно пропитать
и промазать жидким стеклом или замешанным с водой
жженым гипсом. При работе с окисью углерода нужно
принимать меры, предупреждающие возможности отрав¬
ления этим газом. Особенно это нужно учесть в тех шко¬
лах, в которых отсутствуют вытяжные шкафы 3.
1 в. Н. Ве.рховский, Техника и методика химического
эксперимента в школе, т. II, Учпедгиз, 1949, стр. 409.
2 М. М. Гостев, Самодельные приборы и пособия -по химии,
под ред. К- Я. Парменова, М., изд-во АПН РСФСР, 1950.
3 К. Я. П а р м е н о в, Как организовать занятия по химии в
средней школе без вытяжного шкафа. Методический сборник «Хи¬
мия в школе», вып. 1, М., Учпедгиз, 1944, стр. 48.
® Опыты по химии	81

Рис. 35. Установки для восстановления двусжиси угле¬
рода углем: А. I — газоприводная трубка от аппарата
1<нппа, заряженного для получения двуокиси углерода;
2 — промывная склянка с концентрированной серной
кислотой; 3— железная трубка с древесным или акти¬
вированным углем; 4 — газоотводная трубка с оттяну¬
тым концом. Б. 1 — газоприводная трубка от аппарата
Киппа, заряженного для получения двуокиси углерода;
2 — промывная склянка с концентрированной серной
кислотой; 3 — реакционная трубка с электроспиралью;
4 — кусочки прокаленного древесного угля; 5 — U-об¬
разная трубка с раствором щелочи; 6 — газоотводная
трубка для окиси углерода; 7 — пневматическая ванна
с водой; 8 — цилиндр для собирания газов
Пропускание через железную трубку с углем тока уг-(
лекислого газа при обыкновенной температуре не сопро¬
вождается химической реакцией, тогда как при сильном
накаливании этой трубки начинается окислительно-вос¬
становительный процесс, приводящий к образованию го¬
рючего газа — окиси углерода. В этом убеждаются, под¬
жигая выходящие газы у суженного- отверстия газоотвод¬
ной трубки 4. Окись углерода загорается и горит синева-
82

тЫм пламенем. Горение окиси углерода регулируют ско¬
ростью притока углекислого газа, который не должен
быть слишком большим. Для окончания опыта прекра¬
щают нагревание печи и продолжают пропускать через
установку двуокись углерода, пока пламя не погаснет и
не удалится оставшаяся в приборе окись углерода.
Восстановление двуокиси углерода удобно показать
учащимся на уроке, используя электрообогрев в реакцион¬
ных трубках, описанных на стр. 16 и 17 (рис. 5 и 6). Один
из вариантов таких установок изображен на рис. 35, Б.
Ток двуокиси углерода проходит через промывную
склянку 2 с концентрированной серной кислотой, после
чего он поступает в реакционную трубку 3, содержащую
кусочки древесного угля, накаленные докрасна электри¬
ческой спиралью. Избыток двуокиси углерода поглощает¬
ся в /7-образной трубке 5, содержащей раствор щелочи, а
окись углерода проходит по газоотводной трубке 6 и со¬
бирается в пневматической ванне 7 над водой.
Получение окиси углерода при горении угля объяс¬
няется последовательным протеканием реакций образова¬
ния двуокиси углерода и восстановлением ее углем при
высокой температуре. Опыт можно показать в том виде
(рис. 36), как это описано Ф. А. Вальковым Г В трубке 2
помещают древесный уголь, который накаливают до тем-
Рис. 36. Установка для доказательства образования окиси углерода
при горении угля: 1 — газоотводная трубка от газометра с кисло¬
родом; 2 — трубка (стеклянная или фарфоровая) с кусочками уг¬
ля; 3—промывная склянка с раствором щелочи для поглощения
двуокиси углерода; 4 — трубка с ватой для поглощения угольной
пыли; 5 — пневматическая ванна; 6—цилиндр для собирания и сжи¬
гания окиси углерода
1 Ф. А. Вальков, Образование окиси углерода при горении
Угля, «Химия в школе», 1954, № 1, стр. 55.

пературы выше 400°. Поступавший из газометра (не изо¬
бражен на рисунке) кислород окисляет уголь, раскали¬
вая его при этом докрасна. С воздухом процесс окисле¬
ния протекает не так интенсивно. На этом примере ясно
видно, как концентрация одного из реагирующих веществ
влияет на скорость химической реакции.
Часть образовавшегося углекислого газа восстанавли¬
вается до окиси углерода, и оба газа поступают в про-
мывалку со щелочью, которая поглощает только- С02. От
угольной пыли окись углерода очищают при помощи ва¬
ты. Затем СО поступает по газоотводной трубке в пнев¬
матическую ванну. Собранный в цилиндре газ горит си¬
неватым пламенем. В процессе горения газа в цилиндр
постепенно приливают воду, что способствует спокойно¬
му и равномерному горению.
Образование воздушного газа может быть также про¬
демонстрировано в установке, аналогичной той, которая
изображена на рис. 35, Б, но с некоторыми изменениями.
Существенное значение имеет то, чтобы спираль находи¬
лась примерно в середине реакционной трубки. При та¬
ком расположении спирали создаются благоприятные ус¬
ловия для! хода процесса газификации угля. Уголь, распо¬
ложенный ближе к току кислорода (левее от спирали),
накаливается под действием кислорода, окисляется до
углекислого газа. В зависимости от скорости подачи ки¬
слорода уголь может или тлеть, или воспламеняться за
счет сгорания образовавшейся окиси углерода, горящей
в трубке синеватым пламенем. Поступая далее в глубь ^
трубки, двуокись углерода встречает раскаленный уголь
вблизи спирали и восстанавливается до окиси углерода,
которую очищают от двуокиси углерода, пропуская через
раствор щелочи. Окись углерода собирают в цилиндре и
поджигают — она Горит синеватым пламенем;
СО -f-1/^02 = со2.
Образующийся при этом углекислый газ обнаружи¬
вается по появлению белого налета карбоната кальция на
стенках помещенного «ад пламенем стакана, предвари¬
тельно смоченного известковой водой:
0О2 + Са(ОН)2 = СаС02 4 + Н20.
Общий вид установки изображен на рис. 37. Можно
в той же установке пропустить над раскаленным углем
не сухой кислород, а влажный. Тогда, наряду с окисью
84

тЛ©рода, получается водород. Горение такого паро-ки¬
слородного газа протекает несколько по-иному, чем горе¬
ние воздушного газа: в первом случае горящий газ светит
бледно-голубым, почти бесцветным пламенем, во втором—
пламя имеет отчетливо голубой оттенок.
Рис. 37. Получение генераторного (воздушного) газа в реак¬
ционной трубке с электронагревом: 1 — газоприводная трубка
для кислорода (из газометра); 2 — промывная склянка с кон¬
центрированной серной кислотой; 3 — реакционная трубка с
электроспиралью; 4 — уголь; 5 — стеклянная вата; 6—U-об¬
разная трубка с известковой водой; 7 — Н-образная трубка с
раствором едкого натра; 8 — газоотводная трубка для окиси
углерода; 9— пневматическая ванна с водой; 10 — цилиндр
для собирания газов
С соблюдением необходимых предосторожностей об¬
разовавшиеся газы могут быть осушены и собраны в су¬
хом цилиндре вытеснением из него воздуха. При сгорании
этих газов в цилиндре можно показать, что образуются
двуокись углерода и вода; это говорит о наличии в газо¬
вой смеси окиси углерода и водорода. Если же подер¬
жать над пламенем горящего газа сухой холодный ста¬
кан, то его стенки покрываются капельками воды в виде
росы; смоченные же стенки стакана известковой водой
покрываются белым налетом карбоната кальция.
Следовательно, в таком варианте образуются окись
углерода и водород, как и в опыте с водяным газом.
Однако соотношение этих газов bi обоих опытах неодина¬
ково: водяной газ состоит примерно из равных объемов
окиси углерода и водорода, тогда как соотношение объе¬
мов этих же газов в паро-кислородном газе может коле¬
баться в более широких пределах.
Для получения паро-кислородного газа можно собрать
85

специальную установку (рис. 38), в которой водяной пар
и кислород сначала поступают по отдельным трубкам 2
и 3, а затем смешиваются и 'проходят через раскаленный
уголь, поджигаемый электрической спиралью. Регулируя
ток кислорода при помощи крана газометра, а ток водя¬
ного пара — нагреванием колбы 1 с водой и посредством
тройника 2, нетрудно добиться такого положения, чтобы
уголь находился все время в раскаленном состоянии. Бла¬
годаря же экзотермической реакции окисления угля од-
Рис. 38. Получение паро-кислородного газа в реакцион¬
ной трубке с электронагревом: 1 — колба с кипящей
водой; 2 — тройник для регулирования количества во¬
дяного пара; 3 — трубка для кислорода (из газометра);
4 и 6—стеклянная вата; 5 — кусочки прокаленного дре¬
весного угля; 7—U-образная трубка с раствором ще¬
лочи; 8—газоотводная трубка для водяного газа; 9 —
пневматическая ванна; 10 — цилиндр для собирания
газов
новременно может протекать эндотермическая реакция
между углем и водяными парами в течение продолжи¬
тельного времени. Если же пропускать одни только водя¬
ные пары, то температура накаленной спирали оказывает¬
ся недостаточной для реакции между углем и водяными
парами с образованием водяного газа. Для получения
последнего служат другие установки с газовым или элек¬
трическим нагреванием, о чем будет сказано ниже.
ПОЛУЧЕНИЕ ВОДЯНОГО ГАЗА
Газификация твердого топлива в данном случае осно¬
вана на эндотермической реакции взаимодействия угля
с водяными парами, в результате чего образуются следу-
86

клдие продукты; .водород, окись углерода и углекислый
газ. Протекающие при этом химические реакции можно
выразить уравнениями:
С + 2Н20 = С02 -f 2Н2 и
С + Н20 = СО -|- Н2.
Поскольку оба процесса идут с поглощением тепла, то
раскаленный уголь постепенно охлаждается и образова¬
ние водяного газа прекращается. Чтобы этого не произо¬
шло, через определенное время прекращают приток во¬
дяного пара и пропускают воздух, вследствие чего уголь
снова раскаляется. Следовательно, процесс получения
водяного газа происходит циклически, причем оба цикла
(вдувание воздуха и водяного пара) чередуются автома¬
тически через определенные промежутки времени.
Водяной газ, представляющий собой смесь примерно
равных объемов водорода и окиси углерода, служит вы¬
сококалорийным топливом, важнейшим источником водо¬
рода, идущего для производства аммиака, и ценным
сырьем для промышленности органического синтеза. По¬
этому ознакомление учащихся с производством водяного
газа предусмотрено- программой химии для девятых клас¬
сов. Как и в случае рассмотрения вопроса о воздушном
газе, учащиеся должны уяснить себе в первую очередь
химическую сторону производства, для чего служит преж¬
де всего демонстрационный опыт.
Опыт может быть поставлен в установке, которая при¬
меняется для получения водорода по железопаровому
способу (рис. 7, А). В изгиб трубки кладут кусочки дре¬
весного угля или зерненый активированный уголь, и с обе¬
их сторон его помещают в стеклянную вату. В вертикаль¬
ное колено трубки вставляется капельная воронка с во¬
дой, а в горизонтальное — газоотводная трубка, через
которую собирают образующиеся газы в цилиндр 6, по¬
груженный в пневматическую ванну. Собрав такую уста¬
новку, напревают -горизонтальную часть трубки до воз¬
можно более высокой температуры двумя газовыми го¬
релками или в печи-жаровне до светло-красного- каления.
Затем прибавляют по каплям из капельной воронки воду
и собирают выделяющиеся' газы в цилиндр.
Если газы поджечь тотчас же после того, как они
были собраны в цилиндре, то можно заметить, что бес¬
87

цветное вначале пламя (горение водорода) становится за¬
тем голубым (горение окиси углерода). Пламя проникает
внутрь цилиндра, при вливании в цилиндр воды выходит
из цилиндра и горит над его отверстием. Следует пока¬
зать учащимся, что' при горении водяного газа образует¬
ся вода и двуокись углерода. С этой целью над пламенем
горящего водяного газа держат холодный сухой стакан:
в нем образуются капельки воды, что указывает на на¬
личие в водяном газе водорода. Если подержать над та¬
ким пламенем стакан, сполоснутый предварительно из¬
вестковой водой, то помутнение ее подтверждает нали¬
чие в составе водяного газа окиси углерода, сгорающей
до двуокиси углерода.
Рис. 39. Получение водного газа в реакционной трубке
с внутренним электронагревом; 1 — колба с водой для
получения водяного пара; 2—тройник для регулирования
количества водяного пара, поступающего в реакцион¬
ную трубку; 3—реакционная трубка с внутренним элек¬
тронагревом (см. рис. 5): а — слой асбестовой ваты;
б—кусочки древесного угля; 4—аспиратор, служащий
одновременно газометром для собирания водяного га¬
за; 5 —прямая трубка с краном (или зажимом) и от¬
тянутым концом для поджигания образовавшегося
В литературе описаны также и другие варианты де¬
монстрационных опытов по получению водяного газа.
.Так, вместо прибавления воды по каплям пропускают
водяной пар, получаемый кипячением воды в< колбе.
Образующиеся газы можно сначала собрать в газометр,,
откуда его выпускают для испытания, как показано на
рис. 39. Один из таких вариантов описан В. Н. Верхов-
■f
водяного газа

ским В видоизмененном виде с использованием электро-
обогреваемой трубки такая установка представлена на
рис. 39. Этот вариант опыта может быть проведен и в не-
газифицированных школах, где имется электросеть. Вме¬
сто форфоровой трубки могут быть использованы электро¬
спирали с фарфоровой изоляцией, например, имеющие¬
ся в продаже запасные спирали для электроутюгов.
Получение водяного газа и испытание его свойств-
производятся на уроке, посвященном' разбору материала
о газификации твердого топлива.
Здесь же можно указать, что одновременное пропу¬
скание водяного пара и хлора над раскаленным углем
приводит к образованию хлористого водорода, а также
окиси и двуокиси углерода, что служит одним из методов
получения синтетической соляной кислоты (стр. 31 и 32,
рис. 11 А и 11 Б).
Просмотр фильма '«Получение водяного газа» (1 часть,
1937 г.) дает учащимся представление об устройстве и
работе промышленных газогенераторов и о способе соби¬
рания получаемых газов в газгольдерах.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ
Сухая перег- яка (пиролиз) древесины служит для
получения целого ряда органических веществ и древес¬
ного угля. Изменяя условия опыта: температуру, скорость
нагрева, породу древесины и предварительную ее обра¬
ботку различными реагентами (например, фосфорной
кислотой или раствором соды), внося добавки тех или
иных металлов (алюминия, железа, магния и других), по¬
лучают газообразные, жидкие и твердые вещества неоди¬
накового состава и в разных соотношениях.
В школьной практике опыты по сухой перегонке дре¬
весины часто ставятся в виде демонстраций и самостоя¬
тельных работ учащихся. В зависимости от уровня зна¬
ний учащихся по химии этот опыт может быть оформлен
в том или ином виде. Чаще всего сухую перегонку дерева
производят так, чтобы учащиеся получили представление
о наличии в получаемых продуктах жидких веществ (ук¬
сусной кислоты, идентифицируемой лакмусом и в под-
смольной или на'дсмольной воде) и горючих газов. Слу-
1 В. Н. Верховский, Техника и методика химического эк¬
сперимента в школе, т. II, Учпедгиз, 1949, стр. 418.

жащие для проведения таких опытов типичные установки
изображены на рис. 40, А и 40, Б. В них отражаются в
общих чертах процессы происходящие в заводских уста¬
новках и в транспортных газогенераторах.
Сухая перегонка древесины при изучении органических
веществ может быть поставлена в несколько ином плане,
позволяющем разделить жидкие продукты реакции на
Рис. 40. Простые установки для термического разложения
(пиролиза) древесины: А. 1 — круглодонная колба с древес¬
ными опилками; 2 — трубка для отвода продуктов реакции;
3 — приемник для жидких продуктов реакций; 4 — газоотвод¬
ная трубка с оттянутым концом; 5 — стакан с холодной во¬
дой для охлаждения летучих продуктов пиролиза древесины.
Б. 1 — пробирка (с тубусом), содержащая сухие древесные
опилки; 2 — приемник для смолы (дегтя); 3 — приемник для
летучих продуктов реакции (подсмольной или надсмольной
воды); 4 — газоотводная трубка с оттянутым концом; 5 —
стакан с холодной водой
•отдельные фракции, обнаружить в «их не только уксус¬
ную кислоту, но и метиловый спирт, фенол и другие ор¬
ганические вещества. Установка для такого опыта
(рис. 41) описана в журнале «Химия в школе» '.
В перегонную колбу 7 до половины насыпают сухих
древесных опилок и укрепляют на асбестовой прокладке
в металлическом штативе или на треножнике. К газоот¬
водной трубке 2 присоединяют приемник 3 для смолы.
Летучие продукты собираются в приемнике 4, еще более
летучие — в О-образных трубках 5 и 6, а газообразные
вещества СО, СН4, Нг и другие — в газгольдере 7.
1 А. А. Г р а б е ц к и й и А. А. Осипов, Несколько демон¬
страционных опытов, связанных с изучением основ химического про¬
изводства, «Химия в школе», 1954 г., № 1.
«0

Для получения наибольшего количества жидких про¬
дуктов пиролиза древесины ее быстро нагревают .при по¬
мощи газовой горелки или примуса до 300—400°. Для
уменьшения теплоотдачи рекомендуется верхнюю часть
колбы прикрыть асбестом. Через 5—10 мин. в приемни¬
ке 4 начинает собираться водный дистиллят, а затем в
приемнике 3 — смола. Образующиеся прежде всего газо¬
образные вещества поступают в газгольдер, и после вы¬
теснения воздуха (проба на чистоту) их поджигают у
газоотводной трубки 8. Они горят почти бесцветным, не¬
коптящим пламенем.
Рис. 41. Усовершенствованная установка для пиролиза древе¬
сины: 1 — колба Вюрда с кусочками древесины или опилка¬
ми; 2 — отогнутый под прямым углом отросток колбы Вюрпа;
3—приемник для смолы (дегтя); 4—приемник для подсмоль-
ной и надсмольной жидкостей; 5 и 6 — 17-образные трубки
для сбора высококипящих продуктов; 7 — газгольдер для
улавливания газообразных веществ; 8 — газоотводная трубка
для поджигания газообразных продуктов пиролиза древесины
Собранный в приемнике 4 водный дистиллят может
быть затем подвергнут осторожной разгонке (лучше на
водяной бане). Продукты разгонки собираются в U-об¬
разных трубках. Из них берут пипеткой пробы и лакму¬
сом испытывают наличие кислот, метилового спирта —
восстановлением окиси .меди при нагревании, альдеги¬
дов — фелинговой жидкостью.
При другом варианте водный дистиллят в приемни¬
ке 4 обрабатывается гашеной известью, и отгоняются ме¬
тиловый спирт и ацетон. Оставшаяся масса, содержащая
уксуснокислый кальций, при нагревании разлагается с
образованием ацетона. Действуя на уксуснокислый каль¬
ций раствором серной кислоты, получают уксусную ки-
олоту, легко обнаруживаемую по запаху и лакмусом.
91

Описанная установка отражает в некоторой мере за¬
водские условия осуществления пиролиза древесины. Она
удобна для выполнения опыта во время внеклассных за¬
нятий по химии, так как позволяет ставить эксперимент
при различных условиях и определять относительные ко¬
личества получаемых в каждом отдельном случае про¬
дуктов пиролиза данной породы древесины.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА КАМЕННОГО УГЛЯ
По размерам производства и по народнохозяйствен¬
ному значению пиролиз каменного угля намного превос¬
ходит пиролиз древесины, составляя важнейшую отрасль
коксохимической промышленности. Однако в качестве
школьного опыта сухая перегонка каменного угля, в от¬
личие от аналогичного опыта с древесиной, ставится
сравнительно редко, хотя техника этого эксперимента
разработана вполне удовлетворительно и довольно полно
освещена в методической литературе. Это обусловлено
тем, что пиролиз каменного угля происходит при более
высокой температуре, чем пиролиз древесины. Поэтому
для проведения опыта требуется огнеупорная трубка и
сильное нагревание. Правда, .применение жирного камен¬
ного угля или бурого угля позволяет осуществить реак¬
цию пиролиза и при более низкой температуре, что упро¬
щает также конструирование нужной аппаратуры.
Удобно производить нагревание угля в прямой метал¬
лической (лучше всего железной) трубке длиной 30—
40 см, диаметром 2—3 см. Один конец такой трубки на¬
глухо запирается металлической пробкой, а второй конец
ее может закрываться и открываться при помощи завин¬
чивания другой металлической пробкой, в которую вде¬
лана узкая металлическая трубка для отвода .газообраз¬
ных и жидких продуктов перегонки. В широкую трубку
помещают уголь, измельченный до небольших кусочков и
освобожденный от угольной пыли. В остальном установ¬
ка для пиролиза угля весьма сходна с установками для
пиролиза древесины. Два варианта установок изображе¬
ны на рис. 42 и 43. Непосредственно за приемником жид¬
ких продуктов помещают трубку с ватой с целью погло¬
щения мелких капелек жидких продуктов сухой перегон¬
ки угля, увлекаемых газами. Если в такую трубку по¬
местить кристаллик уксуснокислого свинца или смочить
92

раствором этой соли часть ваты, то по ее почернению
констатируют наличие сероводорода среди газообразных
продуктов пиролиза каменного угля. Для улавливания
сероводорода его окисляют до свободной серы. В каче¬
стве окислителя служит гидрат окиси железа, который
Рис. 42. Упрощенная установка для пиро¬
лиза бурого угля: 1 — пробирка железная
или из тугоплавкого стекла с бурым уг¬
лем; 2 — приемник для смолы; 3—U-об¬
разная трубка с ватой, смоченной раство¬
ром AqNOa (или Pb(N03)2); 4 — дистилли¬
рованная вода (для поглощения аммиака);
5 — полоска лакмусовой бумаги; 6 — сосу¬
ды с холодной водой; 7 — газовая горелка;
8 — пламя газообразных продуктов пиро¬
лиза
перемешивают с кусочками битого фарфора, стекла
и т. п. для лучшего сопротивления реагирующих веществ.
Для извлечения серы, оставшейся в поглотительной ко¬
лонке, массу обрабатывают кислотой, причем образуется
раствор солей железа, а сера при этом остается без из¬
менения.
Для отделения аммиака от горючих газов их пропу¬
скают через газовые колонки, орошаемые водой или рас¬
твором серной кислоты. Аммиак и аммиачную воду об¬
наруживают при помощи лакмуса. Сульфат аммония мо¬
жет быть выделен из раствора выпариванием.

Для выделения ароматических углеводородов из ка¬
менноугольной смолы ее нужно иметь достаточное коли¬
чество (около !/2 л).
Рис. 43. Усовершенствованная установка для пиролиза камен¬
ного (бурого) угля: 1 — широкая железная трубка с камен¬
ным (бурым) углем; 2 — узкая металлическая трубка для от¬
вода продуктов пиролиза; 8 — приемник для каменноуголь¬
ной смолы; 4 — стакан с холодной водой; 5 — стеклянная
трубка с ватой для поглощения капелек жидкости (уносимых
током газа) и гидратом окиси железа для поглощения серо¬
водорода; 6 — колонка для поглощения аммиака; 7—капель¬
ная воронка с водой (или раствором серной кислоты); 8 —
приемник для аммиачной воды (или раствора сульфата ам¬
мония); 9—газгольдер; 10 — трубка с оттянутым концом?
для поджигания газа
При наличии источника сильного нагревания (газа,
жаровни и т. п.) удается получить на протяжении 10—
15 мин. заметное количество каменноугольной смолы, ам¬
миачной воды и светильного (коксового) газа. Последний
поджигают у конца газоотводной трубки 10, после того
как весь воздух из установки вытеснен (во избежание об¬
разования взрывчатой смеси).
Таким образом, опыт по пиролизу каменного угля мо¬
жет быть проведен в течение одного урока (при условир-
предварительной сборки самого прибора). Более деталь¬
ное знакомство с этим важным и сложным процессом уча¬
щиеся получают при рассмотрении промышленных схем,
чтении учебника, а также во время внеклассной работы.
Большое учебно-воспитательное значение имеет кино¬
94

фильм о переработке каменного угля. Наряду с показом
современного производства в нем уделено также внимание
лабораторному опыту по сухой перегонке каменного угля,
осуществленной в металлической реторте.
Крекинг нефтепродуктов
Термическая переработка нефти при различных усло¬
виях температуры и в присутствии тех или иных катализа¬
торов, объединяемая техническими терминами крекинга
и пиролиза, составляет одну из важнейших отраслей хи¬
мического производства. Этот вопрос рассматривается в
школьном курсе химии при изучении органических ве¬
ществ.
Из всей совокупности разбираемых вопросов о нефти
и ее переработке в качестве демонстрационных опытов,
отражающих основные производственные процессы, нуж¬
но указать наследующие: 1) фракционная разгонка неф¬
ти, дающая представление о нефти как смеси углеводо¬
родов с весьма различными молекулярными весами,,
кипящих при различных температурах; демонстрация дей¬
ствия типичной установки (рис. 44) облегчает учащимся.
Рис. 44. Типичная установка для фракционной
перегонки сырой нефти:	1 — колба Вюрца на
250 мл; 2 — термометр на 350°; 3 — холодильник
Либиха; 4 — форштос; 5 (а, б, в, г)—колбочки
для собирания различных фракций
возможность разобраться в более сложном промышленном
устройстве трубчатых печей, ректификационных колонн
и т. д., применяемых в промышленности; 2) перегонка
с водяным паром (рис. 45) части мазута, оставшегося
95.

в колбе после фракционной перегонки нефти — прием,
используемый на практике, и, наконец, 3) крекинг другой
части полученного при перегонке нефти мазута, приводя¬
щий к образованию жидких и газообразных продуктов,
представляющих собой как предельные, так и непредель¬
ные углеводороды с меньшим молекулярным весом, чем
углеводороды, входившие в состав мазута. Именно кре¬
кинг мазута, а не крекинг очищенного керосина, заслужи¬
вает предпочтения, так как этот процесс ближе стоит к
промышленным условиям. Крекинг мазута может быть ус¬
пешно осуществлен в той же установке, что и крекинг ке¬
росина. Он требует несколько более сильного нагревания,
•чем в случае крекинга керосина. Последний может быть
Рис. 45. Установка для перегонки мазута с водя¬
ным паром: 1 —■ жестяная банка, наполненная до
половины водой (для образования водяного па¬
ра); 2—трубка для отвода водяного пара; 3 —
круглодонная колба с перегоняемым мазутом;
4 — холодильник (воздушного охлаждения); 5 —
приемник (колба, стакан, пробирка); 6 — дели-
тфоизведен не только в железной трубке, как это обычно
рекомендуется, но и в стеклянной, внутри которой поме¬
щена согнутая спираль — балалаечная струна, способ¬
ствующая более сильному разогреванию нефтепродуктов
пламенем спиртовки. Для крекинга мазута все же следу¬
ет применять железную трубку, лучше изогнутую, как это
было показано на рис. 8 (стр. 22).
В изгиб трубки помещают железные стружки, которые
уменьшают скорость протекания мазута и тем самым
$6
тельная воронка

дольше задерживают его в нагреваемой до самой высо¬
кой температуры части трубки — в ее изгибе.
Общий вид установки для крекинга мазута (и для
крекинга керосина) представлен на рис. 46. Ее действие
основано на очень медленном (по каплям) прибавлении
мазута в реакционную трубку, в улавливании жидких и
газообразных продуктов крекинга и в доказательстве на¬
личия в них непредельных углеводородов. Для обнаружи¬
вания непредельных углеводородов в образующихся ве¬
ществах при крекинге нефтепродуктов их можно пропу¬
стить через раствор марганцевокислого калия: происхо-
Рис. 46. Установки для крекинга мазута в железной
трубке: 1 — изогнутая железная трубка с железными
опилками в изгибе; 2 — капельная воронка с мазутом;
3 — приспособление для счета капель мазута; 4 — U-об¬
разная трубка для более низкокипящих продуктов кре¬
кинга; 6—стаканы с холодной водой; 7—газоотводная
трубка; 8—цилиндры для собирания газообразных про¬
дуктов крекинга нефти; 9 — пневматическая ванна
дит обесцвечивание этого раствора. Проба из (7-образных
трубок берется при помощи стеклянной трубки (или пи¬
петки), для чего вынимают из одного колена пробку.
Более сложные эксперименты по каталитическому
крекингу (в присутствии окиси алюминия и других ката¬
лизаторов) могут быть осуществлены на внеклассных за¬
нятиях по химии.
Крекинг нефтепродуктов удобно провести в качестве
демонстрационного опыта с использованием электрообо¬
грева в виде опирали, как это изображено на рис. 47.
? Опыты по химии	97
6
9

Исходными веществами для крекинга служат: очищен¬
ный от .непредельных соединений керосин, нефть, от кото¬
рой предварительно отогнаны легко летучие фракции или
мазут. Небольшое количество одного из этих веществ, на¬
пример, керосина, помещают на дно пробирки 1. Нагрева¬
нием на спиртовке доказывают, что при этом происходит
обычная перегонка, а не расщепление крупных молекул
на более мелкие. Если же включить электрический ток,
то спираль 2 накаляется и подходящие к ней пары угле¬
водородов, находящиеся в керосине, подвергаются кре¬
кингу. Через несколько минут можно собрать в цилиндрах:
10 газообразные продукты крекинга, а жидкие — в U-об¬
разной трубке 6. Исходные и получаемые жидкие про-.
Рис. 47. Установка для крекинга нефтепродуктов с использованием
электронагрева: 1 — реакционный сосуд (пробирка с тубусом); 2 —
электроспираль, укрепленная на проволоке и пробке; 3 — электри¬
ческая плитка (сопротивление); 4 — электросеть; 5 — мазут (или
другой нефтепродукт); 6—U-образная трубка для собирания жид¬
ких продуктов крекинга; 7 — сосуд с холодной водой; 8 — газоот¬
водная трубка; 9 — пневматическая ванна; 10 — цилиндры для со¬
бирания газообразных продуктов крекинга
дукты отличаются друг от друга тем, что в первых отсут¬
ствуют непредельные углеводороды, тогда как при кре¬
кинге они образуются. Поэтому необходимо показать
учащимся реакцию с марганцевокислым калием или с
бромной водой для доказательства присутствия двойных
связей в молекулах образовавшихся углеводородов. Га¬
зообразные продукты крекинга, собранные в цилиндрах
10, поджигают. Они горят спокойно, почти бесцветным или
98

светящим пламенем в зависимости от состава исходных
веществ и условий проведения опыта.
ПОЛУЧЕНИЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ СИНТЕТИЧЕСКИМ
СПОСОБОМ
Производство синтетической уксусной кислоты состо¬
ит из нескольких стадий: получения карбида кальция и
ацетилена, гидратации ацетилена и окисления образовав¬
шегося уксусного альдегида.
В качестве школьных опытов (демонстрационных и
лабораторных) разработаны две стадии этого производ¬
ства: получение ацетилена взаимодействием карбида
кальция с водой (лучше с водным раствором хлористого
натрия, с которым реакция протекает медленнее, чем с чи¬
стой водой, и количество образующегося ацетилена легче
поддается регулированию) и гидратация ацетилена в
присутствии сернокислой ртути (окисной), играющей роль
катализатора (реакция М. Г. Кучерова). Подробное опи¬
сание этих опытов с вариантами дано JI. А. Цветковым
в монографии по технике и методике эксперимента в ор¬
ганической химии, М. П. Пятницким и П. С. Поповым \
В.	С. Полосиным 2 в журнале «Химия в школе» и дру¬
гими авторами.
Обычный лабораторный способ получения ацетилена
состоит в прибавлении по каплям раствора хлористого
натрия (25%-ного) в колбу, содержащую кусочки карби¬
да кальция. Для создания равномерного тока ацетилена
и во избежание вспенивания жидкости иногда смачивают
карбид кальция этиловым спиртом; в этом случае из ка¬
пельной воронки прибавляют не раствор хлористого нат¬
рия, а воду.
Удобнее получать ацетилен в приборе, напоминающем
производственные аппараты. Действием карбида кальция
на воду получают bi нем ацетилен, собирающийся в газ¬
гольдере, из которого ацетилен выводится дальше равно¬
мерным током. С этой целью можно воспользоваться на¬
дежной и простой установкой, разработанной П. К- Гри-
гориади («Химия в школе», 1955, № 6, стр. 40). Реак¬
ционный сосуд состоит из двух входящих друг в друга
1 М. П., Л я т н и ц к и й и П. С. Попов, Демонстрация ре¬
акции М. Г. Кучерова, «Химия в школе», 11951 г., № 6, стр. 611
2 В. С. Полос и н, Лабораторный опыт гидратации ацетилена,
^лимия в школе», 1951, № 5, стр. 67.

широких стеклянных цилиндров, в дне которых просверле¬
ны отверстия. К верхнему дну внутреннего цилиндра
вставляется пробка, через которую проткнута железная
проволока с прикрепленной к ней железной цилиндриче¬
ской коробкой (с отверстиями) для помешения карбида
кальция. К нижнему дну цилиндра прикрепляется на
пробке газоотводная трубка, доходящая почти до верха
внутреннего цилиндра. Во внешний цилиндр наливается
вода. Погружение коробки с карбидом кальция на боль¬
шую или меньшую глубину регулируется путем передви¬
жения ее по проволоке.
Образующийся при соприкосновении карбида кальция
с водой ацетилен выходит по газоотводной трубке в
склянку с водой, играющей роль гидравлического затвора.
Поступление газа контролируется зажимом, благодаря
чему внутренний цилиндр газгольдера .поднимается на
большую или меньшую высоту, после чего прибор рабо¬
тает автоматически до полного израсходования карбида
кальция.
Образующийся ацетилен содержит примеси фосфори¬
стых, сернистых и других соединений, придающих ему
неприятный запах. Для очистки ацетилен рекомендуют
пропускать через раствор сернокислой меди, из которого
выпадает черный осадок сернистой меди. Но более эф¬
фективным средством для очистки ацетилена является
хромовая смесь. Обычно хромовая смесь наливается
в промывалку, через которую затем пропускают ацетилен.
Но можно при очистке ацетилена использовать принцип
противотока: ацетилен поступает в нижнюю часть погло¬
тительной колонки, выложенной стеклянным ломом, а
хромовая смесь поступает из капельной воронки в верх¬
нюю часть колонки. Такой прием очистки ацетилена ис¬
пользуется в технике.
Очищенный ацетилен пропускают в колбу, содержа-j
щую раствор сернокислой ртути, нагретый до темпера¬
туры 70°. Удобнее применять не готовую сернокислую|
ртуть, а более доступное вещество — желтую окись рту¬
ти, обработанную раствором серной кислоты (1:1) при!
слабом нагревании (например, 0,5 г HgO, 50 мл воды и]
30 мл концентрированной H2SO4.)
Полученный прозрачный раствор следует несколько,-1
разбавить водой, так как в процессе работы вода испа¬
ряется и остающаяся в избытке серная кислота обугли-,
100

вает попадающие в нее органические вещества и дает
осадок HgS04. Во избежание этого лучше сразу раство-
оЯть окись ртути в более разбавленной серной кислоте'
(1:5).
Образование уксусного альдегида происходит и в од-
ном реакционном сосуде, когда к смеси окиси ртути и
карбида кальция постепенно прибавлять раствор серной
кислоты (1:3). Такой способ, приемлемый для лабора¬
торных опытов, когда требуется получить лишь ничтож¬
ные количества уксусного альдегида, обнаруживаемого по
запаху и фуксинсернистым реактивам, в демонстрацион¬
ном опыте себя не оправдал. В опыте с большими коли¬
чествами веществ происходит чрезмерное разогревание
смеси, образуется корка сернокислого кальция, затрудня¬
ющая дальнейшее течение реакции, и колба может трес¬
нуть. Кроме того, учащиеся не столь отчетливо, как в
случае раздельного гидратирования, выделяют две ста¬
дии производства, характерные для реакции Кучерова.
На получении разбавленного водного раствора уксус¬
ного альдегида и испытании его свойств (образование
серебряного зеркала, закиси или гидрата закиси меди)
заканчивается обычно опытное освещение этого вопроса.
Между тем последняя, т. е. четвертая, стадия производ¬
ства— окисление уксусного альдегида до уксусной ки¬
слоты — также представляет интерес, поскольку уксус¬
ная кислота — важнейший продукт органического синте¬
за, находящий весьма разнообразные применения во
многих отраслях промышленности, сельского хозяйства
и быта.
Окисление уксусного альдегида в уксусную кислоту
хромовой смесью или другими сильными окислителями
осуществить легко. Образование уксусной кислоты мож¬
но показать так: нагревают реакционную смесь почти до
кипения, выделяющиеся пары уксусной кислоты изменяют
окраску влажной лакмусовой бумажки с синей в красную.
Но такой опыт не отражает промышленного способа оки¬
сления уксусного альдегида bi уксусную кислоту, так как
в технике применяется в качестве окислителя кислород
воздуха.
Окисление уксусного альдегида до уксусной кислоты
кислородом воздуха может происходить как в газовой
фазе над твердым катализатором, так и в жидкой фазе.
°следний способ имеет техническое значение. Следует
101

иметь в виду, что смесь уксусного альдегида с воздухом 1
подобно воздушно-ацетиленовой смеси, взрывает в до- {
вольно широких соотношениях компонентов, что делает и
работу с этими веществами взрывоопасными. Работа с г
растворами уксусного альдегида более безопасна. Поэто- I
му в качестве школьного опыта нужно исключить вари- I]
ант окисления уксусного альдегида кислородом воздуха Ч
над твердым катализатором в тазовой фазе. Правда, при /J
соблюдении надлежащих условий опыт этот не представ- I
ляет опасности и дает нужный эффект.	(
Катализаторами окисления уксусного альдегида до
уксусной кислоты молекулярным кислородом являются
многие вещества, но лучшие результаты дают соли закиси 1
марганца. Соли эти предварительно растворяют в уксус-
ной кислоте, которая сама служит катализатором разби- ,
раемой реакции. Уксуснокислая соль закиси марганца об- г
разуется также в самой реакционной смеси, состоящей J
из раствора марганцевокислого калия, уксусной кислоты j
и все время поступающего в нее уксусного альдегида.
Таким образом, для окисления уксусного альдегида до,,
уксусной кислоты берут разбавленный уксуснокислый !|
раствор, содержащий соли марганца в качестве катали-1|
затора. В результате реакции получают раствор уксусной [j
кислоты более высокой концентрации (в технике осуще-; а
ствляется циркуляционный процесс). Но для демонстра-(,]
ционного опыта, когда требуется получить нужный ре- ^1
зультат вполне отчетливо и в течение возможно более!'
короткого времени, применение в качестве исходных ве- ft
ществ растворов уксусной кислоты неудобно. Если же J
пропускать уксусный альдегид через раствор солей ваки- j
си марганца (или марганцевокислого калия), не содер-. ]
жащего уксусной кислоты, то процесс образования уксус- 5
ной кислоты удается обнаружить лишь в небольшой сте- 5
пени.	j
В соответствии со всеми изложенными обстоятельст- \
вами становится понятным, почему иллюстрация промыт- '•
ленного способа окисления уксусного альдегида в ук- '
сусную кислоту до настоящего времени не получила j
сколько-нибудь удачного разрешения в качестве демон- !
страционного школьного опыта.	1
На рис. 48, А изображен один из вариантов установки 1
для получения синтетической уксусной кислоты. Получе- j
ние ацетилена, его очистка и гидратация происходят как 1
102 1

Рис. 48. Установки для синтеза уксусной кислоты
из ацетилена: А. 1 — круглодонная колба на 50—
100 мл с кусочками карбида кальция; 2—капель¬
ная воронка с оттянутым носиком, содержащая
воду или 25%-ный раствор хлористого натрия;
3 — газоотводная трубка для неочищенного аце¬
тилена; 4 — промывная склянка с хромовой
смесью; 5 — газоотводная трубка для очищенного
ацетилена; 6 — колба, содержащая раствор сер¬
нокислой ртути (катализатор) и небольшое коли¬
чество двуокиси марганца: 7—термометр; 8 —
газоотводная трубка для уксусного альдегида;
9 — пробирка с тубусом; 10 — вода; 11 — трой¬
ник; 12 — газоотводная трубка для смеси уксус¬
ного альдегида и воздуха; 13 — поглотительная
колонка; 14 — газоотводная трубка к аспиратору
или водоструйному насосу; 15 — капельная ворон¬
ка с катализатором; 16—колба для собирания ук¬
сусной кислоты; 17 — спиртовка. Б. 1 — колба с
кусочками карбида кальция; 2 — раствор хлори¬
стого натрия (25%-ный); 3 — хромовая смесь;
4 — раствор сернокислой ртути; 5 — вода; 6 —
стеклянная вата; 7 — раствор марганцевокислого
калия; 8 — предохранительный цилиндр с водой
103

обычно. При нагревании колбы 6 образовавшийся уксус¬
ный альдегид поступает по газоотводной трубке, где сме¬
шивается с воздухом, идущим через трубку тройника.
Смесь уксусного альдегида с воздухом проходит через
газовую колонку, наполненную обрезками стеклянных
трубок, смачиваемых раствором солей марганца или
марганцевокислого калия в уксусной кислоте. Образую¬
щийся более концентрированный раствор уксусной кис¬
лоты стекает вниз и собирается в приемник 16. Опти¬
мальная температура этой реакции окисления около 60°.
Поэтому раствор, приливаемый в воронку 15, должен
быть предварительно нагрет. Пропуская несколько раз
реакционную- смесь через колонку (при непрерывном по¬
ступлении смеси уксусного альдегида и воздуха), полу¬
чают уксусную кислоту, более концентрированную, чем
была взята первоначально для реакции, и этим самым
доказывают наличие реакции окисления уксусного аль¬
дегида до уксусной кислоты кислородом воздуха в при¬
сутствии солей марганца в качестве катализаторов.
В этом варианте опыт может быть проведен на вне¬
классных занятиях, когда имеется возможность устано¬
вить разницу в концентрации исходной и образующейся
уксусной кислоты путем титрования. Для демонстрации
на уроке такой опыт, как уже отмечалось, не представ¬
ляет ценности введу ограниченности времени. Во избежа¬
ние присутствия- свободной уксусной кислоты в качестве
катализатора можно было бы взять уксуснокислый мар¬
ганец, применяющийся в качестве катализатора также
и в промышленности. Однако эта соль малодоступна для
школы, а ее приготовление в чистом виде представляет
известные препаративные трудности. Казалось, можно
было бы избежать этой трудности, взяв вместо готовой
соли смесь двух солей, например: MnS04 и CH3COONa,
дающие в водном растворе те же ионы, что уксуснокис¬
лый марганец, т. е. ионы Мп++ и ОНзСОО-.Однако в
этом случае реакция среды, вследствие гидролиза уксус¬
нокислого натрия, становится щелочной, причем гидро¬
лиз будет усиливаться при повышенной температуре
(60—70°). Очевидно, образующаяся при реакции синтеза
уксусная кислота будет расходоваться на нейтрализацию
щелочи, и ее обнаружение будет затруднительно. Не
приводят также к нужному результату попытки предва¬
рительно нейтрализовать смесь растворов MnS04 и
104

rH COONa серной кислотой, так как реакция протекает
и нагревании, а испытание продуктов:—при обыкно-
Пенной температуре, т. е. когда степень гидролиза раз-
Б на. Кроме того, вводить кислоту нецелесообразно из
методических соображений, поскольку нужно обнаружить
кислую среду.
Все эти обстоятельства заставили нас остановиться на
другом варианте опыта (рис. 48, Б) и дать учащимся не¬
которое представление о производственном процессе.
В качестве катализатора применяется разбавленный вод¬
ный раствор КМп04, и его подкисление серной или уксус¬
ной кислотой не производится, так как задача опыта и
состоит в доказательстве появления кислотности. Процесс-
ведут при нагревании'до 60 —70° на водяной бане. При
этом поступающие в реакционный сосуд газы (избыток
ацетилена и уксусный альдегид) восстанавливают КМп04
до бурых продуктов (гидроокисей Мл4+и Мп+). Эти
продукты легко отфильтровываются через обыкновенный
фильтр, и получается совершенно прозрачный раствор.
В нем может быть обнаружена уксусная кислота следую¬
щим образом. К части раствора прибавляют определен¬
ное количество нейтрального лакмуса в плоскодонном
стаканчике и сравнивают окраску его с дистиллированной
водой в одних и тех же условиях: одинаковое количество
жидкости, индикатора, одинаковые размеры сосудов и ус¬
ловия освещения. Тогда легко можно заметить, что полу¬
ченный раствор является слабо кислым. В этом же можно-
убедиться, если к очень слабому щелочному раствору,
содержащему фенолфталеин, прибавить немного получен¬
ного раствора: произойдет обесцвечивание фенолфта¬
леина.
Однако при окислении марганцевокисльш калием в
нейтральной среде часть образовавшейся уксусной кис¬
лоты находится в связанном состоянии, в виде СН3СООК-
Образуется эта соль в растворе в результате следующих
процессов. Выступая в качестве окислителя в нейтраль¬
ной среде, КМп04 распадается по схеме:
2КМп04 + Н20 2КОН + 2MnOs + [30]
Образующаяся уксусная кислота вступает в реакцию ней¬
трализации с КОН:
СН3СООН -f КОН ±=? СН8СООК + Н20.
Приведенная схема подтверждается тем, что если при¬
105-

бавить к отфильтрованному продукту реакции раствор
серной кислоты и .нагреть, то можно обнаружить уксус¬
ную кислоту по запаху и по 'покраснению синей лакму¬
совой бумажки.
Между тем в осадке, оставшемся на фильтре после
обработки его раствором серной кислоты и нагревания
уксусной кислоты установить не удалось, так как уксус¬
ный калий переходит в фильтрат, будучи растворимым
в воде.
Успешное выполнение опыта в этом варианте требует
некоторых изменений в конструировании установки. Осо¬
бое внимание необходимо обратить на. то, чтобы предот¬
вратить возможность попадания даже следов серной кис¬
лоты из гидратационного сосуда в сосуд, .где производит¬
ся окисление уксусного альдегида-. С этой целью между
этими сосудами помещается хлоркальциевая трубка или
Д-образная трубка с обыкновенной или стеклянной ватой,
чтобы задержать капельки жидкости, содержащие сер¬
ную кислоту, уносимые током газов.
Такая предосторожность необходима, так как без ее
соблюдения серная кислота попадает в продукт и сооб¬
щает ему кислую- реакцию.
Вместо пробирки с тубусом удобнее применять склян¬
ку Дрекселя. Поглотительная колонка ближе отвечает
техническим условиям, но громоздка. Для получения до¬
статочного количества уксусной кислоты следует прово¬
дить опыт более длительное время (15—20 мин.).
ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ МАСЛА
Гидрогенизация растительных масел осуществляется
в промышленности для получения твердых жиров и слу¬
жит примером каталитического гидрирования, широко
применяемого в органическом синтезе.
Для опыта1 рекомендуется брать свежее хлопковое,
льняное или подсолнечное масло, лучше всего — рафини¬
рованное. Водород получают в аппарате Киппа взаимо¬
действием цинка с раствором серией кислоты. Его очи¬
щают, пропуская через промывные склянки с подкислен¬
ным раствором марганцевокислого калия, едкого натра
1 А. А. Грабе цк ий и Л, А. Цветков, Школьные опыты
но химической переработке жиров и углеводов, «Химия в школе»,
1954,. № 4.
406

и концентрированной серной кислотой (для осушения во¬
дорода). Можно также ограничиться двумя промывал-
ками — с раствором щелочи и концентрированной
H2SO4. В качестве катализатора служит металлический
никель. Приготовлению активного катализатора должно
быть уделено особое внимание, так как от него зависит
в значительной степени успех опыта. В качестве катали¬
заторов реакции гидрогенизации применяется металли¬
ческий никель, закись никеля NiO или муравьинокислый
никель Ni(HCOO)2 ■ 2Н20. Последние два вещества вос¬
станавливаются водородом при нагревании до металли¬
ческого никеля, будучи смешанными с маслом в самом
процессе гидрирования.
Для приготовления никелевого катализатора исход¬
ным веществом служит чистый углекислый никель NiC03
или NiO, которую готовят из никелевого купороса
MS04 ■ 7Н20. С этой целью к раствору сернокислого ни¬
келя прибавляют раствор соды до слабо щелочной реак¬
ции. Выпавший осадок карбоната никеля отфильтровы¬
вают и тщательно промывают горячей водой, сушат, из¬
мельчают в порошок и прокаливают — образуется за¬
кись никеля NiO (и окислы другого состава). Более ак¬
тивным катализатором является металлический никель,
образующийся восстановлением водородом при нагре¬
вании окислов никеля. Последние помещают в трубку,
пропускают через нее водород, и по вытеснении воздуха
трубку сильно нагревают. Спустя несколько минут пре¬
кращают нагревание и продолжают пропускать водород
до остывания трубки с восстановленным металлом.
Муравьинокислый никель готовят так. Прибавляют к
нагретому крепкому раствору муравьиной кислоты
НСООН небольшими порциями углекислый никель
NiC03, избегая его избытка. Образовавшийся осадок со¬
става Ni(HCOO)2 • 2Н20 отфильтровывают, промывают
небольшим количеством воды и сушат при 100—105°.
В качестве никелевого катализатора служит также
основной карбонат никеля' NiC03 • Ni(OH)2. Его приго¬
товляют при взаимодействии насыщенного раствора сер¬
нокислого никеля с 10%-ным раствором соды, взятым в
небольшом избытке. Образующийся осадок основной со¬
ли отфильтровывают, промывают горячей водой и тща¬
тельно просушивают в эксикаторе с концентрированной
серной кислотой. Для опыта основной карбонат никеля
]07

смешивают с растительным маслом в весовом отношении
1 : 3. При нагревании соль разлагается, причем образует¬
ся закись никеля, восстанавливаемая затем водородом
до металлического никеля, являющегося собственно ка¬
тализатором:
NiC03 ■ Ni(OH)2 = 2NiO + Н20 + С02;
NiO + Н2 — Ni -j- Н20.
Для выполнения опыта в течение одного урока необ¬
ходимо иметь чистые исходные вещества: растительное
масло и водород, а также достаточно активный катали¬
затор. Кроме того, для опыта нужно брать небольшое ко¬
личество масла (2—3 мл), создать сильный ток водорода
и поддерживать температуру около 260°. Для выполне¬
ния указанных требований опыт удобно провести в уста¬
новке, изображенной на рис. 49.
Рис. 49. Установка для гидрогенизации растительного масла:
1 — аппарат Киппа, заряженный для получения водорода;
2 — промывная склянка с подкисленным раствором марганце¬
вокислого калия; 3 — промывная склянка с раствором едкого
кали; 4 — промывная склянка с концентрированной серной
кислотой; 5 — длинная пробирка со смесью масла и катали¬
затора; 6 — газоприводная трубка; 7—газоотводная трубка,
оттянутая на конце
В длинную пробирку 5 помещают 2—3 мл раститель¬
ного масла (предварительно тщательно растертого в
фарфоровой ступке вместе с никелевым катализатором).
Пробирку закрывают пробкой с двумя отверстиями: в од-
108

но из них .вставляется трубка 6, доходящая 'почти до дна
пробирки, а в другое — газоотводная трубка 7 для уда¬
ления избытка водорода. Пробирка помещается в песча¬
ную баню, предварительно нагретую до нужной темпера¬
туры (около 260°).
Через тщательно собранный и проверенный на герме¬
тичность прибор пропускают водород в течение 20—
25 мин. После этого пробирку с маслом отделяют и ох¬
лаждают, погружая в стакан с холодной водой. Содер¬
жимое пробирки затвердевает, тогда как исходное мас¬
ло взятое для сравнения в другой пробирке, в этих же
условиях остается жидким. Для отделения жира от ката¬
лизатора к смеси прибавляют диэтиловый эфир, пробир¬
ку погружают в стакан с теплой водой, встряхивают, а
затем фильтруют. После испарения эфира из фильтрата
получают чистый жир в виде густой бесцветной массы
(саломас).
В процессе пропускания водорода, продолжающего¬
ся сравнительно долго, преподаватель знакомит учащих¬
ся со схемами заводского аппарата для гидрогенизации
масел.
ПОЛУЧЕНИЕ ИСКУССТВЕННОГО (МЕДНОАММИАЧНОГО)
ВОЛОКНА
Процесс производства медноаммиачного волокна ос¬
нован на свойстве целлюлозы растворяться в аммиачном
растворе гидроокиси меди. Получение медноаммиачного
шелка в качестве демонстрационного, опыта в школе опи¬
сано как в указанных 1, так и в других книгах.
Опыт состоит из следующих стадий, соответствующих
в основном производственному процессу: 1) приготовле¬
ния медноаммиачного раствора; 2) приготовления пря¬
дильного раствора (раствора клетчатки, например, ва¬
ты, в медноаммиачном растворе); 3) выделения нити из
раствора; 4) промывания и высушивания нити.
Приготовление медноаммиачного раствора удобно
производить в приборе, изображенном на рис. 50. В кол¬
бу 1 емкостью 250—500 мл помещают стружки красной
меди 2 и прибавляют в нее водного раствора аммиака
1 Л. А. Цветков, Эксперимент по органической химии в
средней школе, Учпедгиз, М., 1950, изд. 2, 1954; А. А. Грабец-
к«й и Л. А. Цвет ков, Школьные опыты по химической пере¬
работке жиров и углеводов, «Химия в школе», 1654, № 4.
109

(25%) столько, чтобы не вс®
медь была покрыта жидкостью
3. Колбу закрывают пробкой
с вставленными в нее двумя
стеклянными трубками: одной
длинной — 5, доходящей почти,
до дна колбы для притока воз¬
духа, и другой — короткой 6,.
соединенной ' с водоструйным
насосом. (На рисунке не изо¬
бражен). Пропускание воздуха
продолжается в течение не¬
скольких часов, и поэтому при¬
готовление медноаммиачного
раствора нужно произвести до
урока, на котором он будет ис¬
пользован.
Прядильный раствор полу¬
чают путем растворения не¬
больших комочков ваты в мед¬
ноаммиачном растворе до обра¬
зования густой сиропообразной
массы темно-синего цвета с
фиолетовым оттенком, не со¬
держащей волокон и студнеобразных комков.
Выделение нити из прядильного раствора удобно про¬
изводить при .помощи медицинского шприца, конец кото¬
рого опускают в ванночку с коагулирующим раствором
(рис. 51, А). В качестве последнего применяют разбав¬
ленный раствор серной кислоты (1:5). Для получения
более длинной нити ее наматывают на стеклянную палоч¬
ку, укрепленную в штативе на железном стержне, или на
раму из согнутой стеклянной палочки.
Тонкие нити из прядильного раствора могут быть по¬
лучены и другим способом.
В железном штативе укрепляется стеклянная воронка,
к шейке которой присоединена с помощью кусочка рези¬
новой трубки согнутая под прямым углом стеклянная
трубка с оттянутым концом (диаметр отверстия равен
примерно 0,2 мм).
Нити оставляют в растворе кислоты до обесцвечива¬
ния, что происходит в течение нескольких минут. Затем
их промывают большим количеством воды и высушивают
110
Рис. 50. Приспособление
для приготовления мед¬
но-аммиачного раствора:
1 — колба коническая
(или круглая плоскодон¬
ная) ; 2 — стружки крас¬
ной меди; 3 — раствор
аммиака (25%); 4 — ку¬
сочки зерненой окиси ме¬
ди; 5 — трубка для про¬
дувания воздуха; 6 —
трубка к водоструйному
насосу

температуре 60—70°. Нить приобретает блестящий
Шелковистый вид, хотя и не обладает значительной проч-.
ностью.
Рис. 51. Приспособления для вытягивания нитей мед¬
ноаммиачного волокна. А. 1 — медицинский шприц, на¬
полненный прядильным раствором; 2 — осадительная
ванна; 3 — пинцет; 4 — металлический стержень; 5 —
стеклянная трубка, изогнутая в виде рамы (для нама¬
тывания нити) Б. 1 — воронка, наполненная прядиль¬
ным раствором; 2 — кусок резиновой трубки; 3 — стек¬
лянная трубка с загнутым и оттянутым концом;
4 — осадительная ванна; 5 — стеклянная палочка для
наматывания нити
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ
НИТРОБЕНЗОЛА ДО АНИЛИНА
Хотя электролитическое восстановление нитробензола,
до анилина не является ведущим в промышленности, но¬
на этом примере удобно показать учащимся общий метод
использования электрического тока для синтеза органиче¬
ских веществ. На рис. 52 представлена типичная установ¬
ка для проведения электролитического восстановления и-
схема включения вспомогательных приборов. В этих опы¬
тах напряжение и плотность тока (наряду с другими ус¬
ловиями, такими, как температура, материал катода, при¬
рода электролита) имеют особо важное значение для
течения электрохимических процессов и образования тех
или иных продуктов реакции.
В батарейный или химический стакан 1 помещают
Цилиндрический сосуд из пористой глины 3, в котором
подвешивают полоску листового свинца в качестве ано-
да 4. Другая полоска свинца, помещенная в пространст¬
во между глиняной ячейкой и внутренней стенкой сосу-
Да. играет роль катода 2. Внешнее катодное пространство
111

L
<e£
-VWW-l
JL
;
jjri
^5
—Л
-
V
- -
наполняют католитом 5, состоящим из смеси раствора
нескольких граммов нитробензола в этиловом спирте и
25% серной кислоты. В глиняный сосуд наливают до то¬
го же уровня 15% раствор серной кислоты. Электроды
соединяют через реостат 9 и амперметр 10 с источником
тока напряжением около 10 в, измеряемом при помощи
вольтметра 11 (последний может затем отключаться
при помощи ключа 7 и время от времени снова вклю¬
чаться для проверки). Электрод 2 катодного пространства
должен быть соединен с отрицательным полюсом источ¬
ника тока, и он играет роль катода.
После сборки и про¬
верки прибора включают
ток через ключ 8 и следят
за силой тока (2—5 а) и
по вольтметру — за на¬
пряжением (около 10 в).
Спустя несколько ми¬
нут после начала электро¬
лиза берут с помощью
пипетки пробу католита И
испытывают ее на присут¬
ствие анилина. С этой
целью несколько капель
католита прибавляют к
крепкому свежепрофильт-
рованному раствору хлор¬
ной извести. Появление
интенсивного фиолетового
окрашивания служит ука¬
занием на то, что в ре¬
зультате электролитиче¬
ского восстановления нит¬
робензола образовался
анилин. Присутствие по¬
следнего может быть показано и другой реакцией — с
хромовой смесью: появляется зеленоватое окрашивание,
и затем может образоваться анилиновый краситель чер¬
ного цвета. Исходный раствор нитробензола этих реакций
не обнаруживает, что необходимо показать учащимся.
Изменяя условия электролиза (материал катода, ре¬
акцию среды, плотность тока, концентрацию электролита,
температуру и др.), можно получить целый ряд промежу-
212
Рис. 52. Установка для элек¬
тролитического восстановления
нитробензола до анилина: 1 —
батарейный или химический
•стакан; 2—свинцовая пластин¬
ка (изогнутая), играющая роль
катода; 3 — цилиндрический
стакан из пористой глины;
4—прямая	полоса	свинца
(анод); 5 — католит (25%-ный
раствор серной кислоты и нит¬
робензол в спиртовом раство¬
ре); 6 — аиолит (15%-ный рас¬
твор серной кислоты); 7 — 8—
выключатели; 9 — реостат, 10—
амперметр; 11 — вольтметр

точных продуктов восстановления, нитробензола: азобен-
ол гидробензол и т. д. Такие электрохимические опыты
могли бы явиться весьма увлекательной работой на за¬
нятиях в химическом кружке. В настоящее время изда¬
но специальное руководство для самостоятельной круж¬
ковой работы учащихся старших возрастов, в котором
описаны опыты ,по электросинтезу органических соедине¬
ний (катодные и анодные процессы) и по другим разде¬
лам электрохимии1.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ УГЛЕМ
Уголь (главным образом в виде кокса, а также дре¬
весного угля) широко применяется в качестве восстано¬
вителя при выплавке металлов из окисных руд. Поэтому
ознакомление учащихся с общими основами пирометал¬
лургии на уроках химии предполагает осуществление дан¬
ной реакции опытным путем.
Обычно с этой целью применяют окись меди или
окись свинца, реже — окись железа, так как для ее вос¬
становления требуется более высокая температура. Вос¬
становителем служит порошок древесного угля. Сущест¬
венно показать, что продуктом реакции является соответ¬
ствующий металл и двуокись углерода.
Окись железа может быть взята уже готовая или по¬
лучена прокаливанием размельченного железного купо¬
роса в фарфоровом тигле до образования порошка крас¬
ного цвета. Смесь окиси железа с порошком древесного
угля (4:1) помещается в фарфоровый тигель до 2—3%
его объема.
Восстановление окиси меди углем2 изображено на
рис. 53, А. Смесь кусочков (или порошка) окиси меди с по¬
рошком угля (4 вес. ч. на 1 вес. ч.) помещают в пробир¬
ку 1, закрывают ее пробиркой с газоотводной трубкой 2,
конец которой опущен в известковую воду. При сильном
нагревании пробирки выделяется двуокись углерода, вы¬
зывающая помутнение известковой воды. Через некото¬
рое время, когда ток углекислого газа приостановится
1 С. В. Васильев, Химические опыты с применением элек¬
трического тока. Руководство по внеклассной работе, М., Учпедгиз,
1956.
2 В. Н. Верховский, Техника и методика химического экс¬
перимента в школе, т. II, Учпедгиз, 1949, стр. 386.
8 Опыты по химии	113

в
Рис. 53. Приспособление для восстановления окислов
металлов углем. А. Простейшие установки: /— для вос¬
становления окиси меди, окиси свинца и других окис¬
лов: 1 — пробирка со смесью окиси меди и угольного
порошка; 2 — газоотводная трубка; 3■—стакан с извест¬
ковой водой. II—для восстановления окиси свинца:
4 — трубка с шаром посередине; 5 — смесь порошков
окиси свинца и древесного угля (25 в. ч. РЬО на
1,5 В. ч. С); б—газоотводная трубка; 7—стакан с изве¬
стковой водой. Б. «Горн-очаг» (или электрическая ти¬
гельная печь);	8—тигель со смесью окиси свинца и
угольного порошка; 9—воздуходувка. В. Действующая
модель электропечи для восстановления окиси железа;
10 — угольный анод; II — железный тигель (катод) со
смесью окиси железа и толченого кокса (3:2); 12 —
механизм для выдвигания угольного стержня
почти совсем, прекращают нагревание пробирки и выни¬
мают конец газоотводной трубки из стакана с известко¬
вой водой. После остывания пробирки отнимают от нее
газоотводную трубку и высыпают содержимое в фарфо¬
ровую чашку. Учащиеся убеждаются, что кусочки окиси
меди покрылись металлической медью, заметной по
характерному цвету. Аналогично производится восстанов¬
ление окиси свинца (рис. 53, Б).
На рис. 53,В изображен школьный «горн-очаг»1, с по¬
мощью которого можно произвести восстановление окис¬
лов металлов до металла углем. С этой целью в тигель
помещают смесь, состоящую, например, из окиси свинца
и угольного порошка, и закрывают его крышкой с отвер¬
стием для выхода углекислого газа. Высокая температу¬
ра в «горне-очаге» поддерживается благодаря продуванию
воздуха, что способствует более интенсивному горению
1 Е. Н. Овчинников, Школьный «горн-очаг», «Химия в шко¬
ле», 1953 г., № 5.
114

угля в «горне-очаге». Через некоторое время тигель вынй-
макэт из печиу и в его содержимом обнаруживают рас¬
плавленный свинец или королек металла.
Вместо такого «горна-очага» удобнее воспользоваться
электрическими печами тигельного типа1, имеющимися
в продаже или самодельными.
Устройство, изготовление и работа электропечей не
только для выплавки железа, но и других металлов по¬
дробно разбирается К- Я. Парменовым 2.
Денным дополнением к демонстрации опыта получе¬
ния железа в электропечи служит кинофильм «Электро¬
сталь» (1 часть, 1939 т.). В нем показано устройство
электропечи, ее загрузка и процессы плавки. Показаны
также способы управления ходом плавки и контроль
процесса. В фильме «Железо» (3 части, 1949 г.) демон¬
стрируются различные способы добычи железной руды,
процессы плавления руды в домнах, получение чугуна
и чугунных изделий, а также производство стали в мар¬
теновских печах и в конверторах и выработка стальных
изделий. В подготовленной к изданию новой серии диа¬
позитивов «Железо» имеется ряд ярких фотографий с
изображением общего вида, устройства и действий ос¬
новных сооружений современных заводов черной метал¬
лургии.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ
ОКИСЬЮ УГЛЕРОДА
Как известно, восстановление металлов из окисных
руд происходит при высокой температуре, получаемой
главным образом сжиганием угля (кокса) в пирометал¬
лургии или электрической дугой — в пироэлектрометал¬
лургии. В процессе сжигания твердого топлива при опре¬
деленных условиях образуется окись углерода, обладаю¬
щая свойствами сильного восстановителя и способностью
диффундировать в глубь твердого вещества. Поэтому при
выплавке руды в печах шахтного типа, например, bi до¬
менной печи, восстановление металла осуществляется
главным образом окисью углерода, а не углем, как это
имеет место при нагревании окислов металлов с углем в
1 И. С. Соколов, Школьная модель электропечи, «Химия в
Школе», 104 у № з.
2 К. Я. 'П а р м е н о в, Опыты с электрическим током .по химии
в средней школе, М., Учпедгиз, изд. 2, 1948, стр. 63.

закрытом тигле или при прохождении электрической ду¬
ги внутри смеси, состоящей из окисной руды и угля.
Для формирования понятий о доменном процессе не¬
обходимо, чтобы учащиеся на эксперименте убедились в
восстановительных свойствах окиси углерода. Этого мож¬
но достичь ‘путем постановки демонстрационного опыта
в котором окислы железа, меди, свинца и других метал¬
лов взаимодействуют при высокой температуре с окисью
углерода, в результате чего образуется металл в свобод¬
ном состоянии и двуокись углерода.
Эти опыты являются логическим продолжением опы¬
тов по восстановлению -металлов из их окислов углем,
описанных в предыдущем разделе. Вместе с тем они тес¬
но связаны с разобранными ранее вопросами о горении
твердого топлива — образованием двуокиси углерода,
восстановлением ее до окиси углерода и поэтому имеют
сходное техническое оформление.
Опыты могут быть проведены в различных вариантах
в зависимости от того, окисел какого металла берется
для восстановления, как получается необходимая для ре¬
акции окись углерода и от других условий. Во всех слу¬
чаях необходимо проявить особую заботу о том, чтобы
окись углерода не попадала в помещение. Кроме хорошо
действующего вытяжного шкафа или вывода избытка
окиси углерода через трубку за окно, можно собирать
выделяющиеся газы в газометр или направлять их в
пламя горелки, где окись углерода сгорает до двуокиси
углерода. Понятно, что соответствующие приборы долж¬
ны быть собраны герметично. Существуют поглотители
для окиси углерода (например, солянокислый раствор
однохлористой меди), но они для школ малодоступны, и
пользование ими не исключает соблюдения строгих мер
предосторожности.
Для опыта обычно берут окислы меди, свинца и же¬
леза.
Окись углерода может быть получена заранее (путем
взаимодействия муравьиной кислоты с концентрирован¬
ной серной кислотой и собрана в газометре) или во вре¬
мя самого урока при проведении реакции восстановле¬
ния окисла металла. В последнем случае получают окись
углерода из муравьиной кислоты или при реакции «не¬
полного» горения угля в кислороде, когда образуется
воздушный газ.
116

П Д. Можей1 описал остроумный опыт восстановле-
я окиси меди (или окиси железа) окисью углерода, по¬
ручаемого при взаимодействии муравьиной и серной кис¬
лот. Сущность опыта ясна из приведенного рисунка (рис.
54). Хотя избыток окиси углерода поджигается у выхода
пробирки 3, данный опыт
следует проводить в вы¬
тяжном шкафу.
Восстановление окиси
железа окисью углерода
протекает по суммарному
уравнению:
Fe203 + СО = Fe -F
-f C02; Q = + 6 ккал.
Это — одна из основных
реакции, протекающих в
доменной печи при вы-
плавке железа из руд. В
доменной печи может про¬
исходить и другой про¬
цесс—взаимодействие дву¬
окиси углерода с образо¬
вавшимся железом по
схеме:
4С02 + 3Fe = Fe304 +
+ СО; Q = 4 ккал.
Эта реакция также может быть воспроизведена на
опыте, если пропускать ток двуокиси углерода над силь¬
но раскаленным порошком железа. Выделяющиеся из ре¬
акционной трубки газы пропускают через раствор щело¬
чи (для поглощения избытка двуокиси углерода), а
окись углерода собирают и испытывают, как обычно.
Для опыта служит окись железа и окись углерода,
предварительно полученная и собранная в газометре. Об¬
разование железа устанавливается по почернению исход¬
ного вещества и по появлению у него свойства притяги-
ваться магнитом, взаимодействовать с растворами кислот
с выделением водорода и пр.
Образование двуокиси углерода доказывается пробой
с Известковой водой. Окись углерода этой реакции не
1 п- Д- м о ж е й, Несколько демонстрационных опытов по хи-
и неметаллов, «Химия в школе», 1951, № 2, стр. 76.
117
Рис. 54. Установка для восста¬
новления окиси меди окисью
углерода:	1 — пробирка со
смесью равных объемов му¬
равьиной и концентрированной
серной кислот; 2 — газоотвод¬
ная трубка для окиси углеро¬
да; 3 — пробирка с окисью ме¬
ди (или окисью железа); 4 —
пламя горящей окиси углерода

дает, что легко показать, пропуская ее (перед тем как на¬
править в реакцию с железом) через раствор едкого нат¬
ра и известковую воду. Общий вид установки для про¬
ведения данного опыта показан на рис. 55.
В тугоплавкую стеклянную трубку 1 помещают окись
железа, перемешанную со стеклянной ватой, и соединяют
ее с промывными склянками 4 и 5, как показано на
рис. 55. Открывают кран 2 газометра и пускают ток
окиси углерода через установку, чтобы вытеснить из нее
воздух. После этого нагревают трубку 1 с окисью желе-
Рие. 55. Установка для получения железа восстановле¬
нием окиси железа окисью углерода: 1 — реакционная
трубка с окисью железа и стеклянной ватой; 2 — труб¬
ка от газометра с окисью углерода; 3 — промывная
склянка с концентрированным раствором едкого натра;
4 Vi 5 — промывные склянки с известковой (или барито¬
вой) водой; €—-аспиратор-газометр для улавливания
избытка окиси углерода; 7—сосуд для сливания воды
за. Спустя непродолжительное время окись восстанавли¬
вается до металлического железа. Образующийся угле-'
кислый газ вызывает помутнение известковой воды в
промывной склянке 5, тогда как известковая вода в
склянке 4, через которую проходила окись углерода,
остается прозрачной. Железу дают полностью охладиться
в трубке в слабом токе окиси углерода, затем железо вы¬
сыпают в фарфоровую чашку или тарелку. Испытывают
продукт реакции магнитом и раствором соляной кисло¬
ты и сравнивают его свойства со свойствами исходного
вещества — окисью железа.
Данный опыт целесообразно продемонстрировать в
процессе изложения учителем материала о выплавке же¬
леза из руд. Кроме того, разбираются и другие реакции,
.1,18

протекающие при доменном процессе, а также рассмат¬
риваются схемы и модели промышленных установок.
Большую дидактическую ценность имеет и другой ва¬
риант опыта. В нем окись углерода образуется в той же
.реакционной трубке, в которой происходит восстановле¬
ние окисла металла1.
Рис. 56. Установка для восстановления окиси свинца
окисью углерода: / — газометр, наполненный кислоро¬
дом; 2 — промывная склянка с серной кислотой для на¬
блюдения за током кислорода; 3 — стеклянная трубка
(длиной около 35 см и диаметром 1,5 — 2 см), содер¬
жащая: а — мелкие кусочки древесного угля; б — по¬
рошок окиси свинца, перемешанный со стеклянной ва¬
той; 4 — газоотводная трубка для удаления газов че¬
рез окно или вытяжной шкаф
Вместо малодоступной зерненой окиси меди для опы¬
та можно взять окись свинца, порошок которого для
улучшения контакта с окисью углерода перед внесением
в трубку перемешивают со стеклянной ватой.
Общий вид установки представлен на рис. 56. Снача¬
ла слабо нагревают слой угля «а», а затем сильно в той
части трубки 3, которая расположена ближе к газометру.
Прогревают окись свинца «б» и пускают сильный ток
кислорода из газометра 1. Уголь загорается в токе кис¬
лорода; образуется двуокись углерода, которая затем
восстанавливается раскаленным углем до окиси углеро¬
да. Последняя восстанавливает окись свинца — вещест¬
во желтого цвета — до металлического свинца — вещест¬
ва серого цвета. Через несколько минут, когда можно
’В. Н. Верховский, Техника и методика химического
эксперимента в щколе, т. II, Учпедгиз, 1949, стр. 416,
U9

считать, что восстановление окиси свинца закончено, на¬
гревание прекращают, но продолжают пропускать кисл0_
род, пока уголь не погаснет (или догорит) и пока не
выйдут образовавшиеся при горении угля газы через
трубку 4.
Из трубки извлекают свинец, сравнивают его с исход¬
ной окисью свинца и расплющивают на наковальне.
ОБЖИГ СЕРНИСТЫХ РУД
Существенная стадия переработки сернистых руд (ме¬
ди, цинка, свинца и других металлов) состоит в обжиге
последних, т. е. в нагревании их при доступе воздуха. При
этом получают наряду с другими продуктами окислы
соответствующих металлов и двуокись серы. Окислы ме¬
таллов восстанавливают затем углем, подобно тому
как этот процесс производится в доменной печи при вы¬
плавке чугуна. Полученный таким путем металл содер¬
жит примеси, удаляемые при дальнейшей переработке ог¬
невым и электролитическим рафинированием. Двуокись
серы служит сырьем для производства серной кислоты.
Так осуществляется принцип комбинирования различных
отраслей промышленности, в данном случае — металлур¬
гической и химической.
Для демонстрации обжига сернистых руд обычно бе¬
рут пирит, сернистый свинец, сернистое олово, киноварь
и другие сульфиды. Обжиг пирита, широко используемый
для сернокислого производства, в металлургии железа
имеет лишь второстепенное значение. Весьма наглядно
протекает обжиг киновари с образованием сразу метал¬
лической ртути, пары которой конденсируют и собирают
в приемнике. Однако этот опыт нельзя рекомендовать
для демонстрации в условиях средней школы ввиду опас¬
ности попадания ядовитых паров ртути в помещение.
Удобно показать обжиг сернистого свинца. Обжиг
производится в реторте (с тубусом), в колбе для пере¬
гонки или в пробирке с тубусом. Установка для послед¬
него варианта опыта изображена на рис. 57.
На дно пробирки помещают немного измельченного/
сернистого свинца, нагревают ее пламенем газовой го¬
релки, пропуская одновременно ток кислорода через
трубку 1, соединенную с газометром.
Сернистый свинец раскаляется докрасна и переходит
в окислы свинца. Образующийся при этом сернистый газ
120

— 02 (сухой)
проходит по газоотводной трубке 5 и поступает в стакан
(или цилиндр) с водой или раствором лакмуса. Присут¬
ствие двуокиси серы доказывается покраснением раство¬
ра лакмуса и лакмусовой бумажки, характерным запа¬
хом, а также обесцвечиванием водного раствора фуксина
(образование фуксинсернистой кислоты).
В пробирке происхо¬
дит образование окиси
свинца — вещества жел¬
того цвета, легко отличи¬
мого от взятого для реак¬
ции почти черного серни¬
стого свинца. При этом
окись свинца частично
плавится в месте нагрева,
что может привести к рас¬
плавливанию стенок про¬
бирки. Конец обжига уз¬
нается по прекращению
выделения сернистого га¬
за (проба на лакмус).
Обжиг сернистых руд
можно производить также
в токе воздуха, но в этом
случае требуется более
сильное нагревание, что¬
бы воспрепятствовать об¬
разованию сульфатов. Об¬
жиг сернистых руд на воз¬
духе происходит, таким
образом, менее полно, чем в кислороде, а это осложняет
технологический процесс при выплавке меди и других
цветных металлов. На этом примере видно преимущество
кислородного дутья в металлургии.
ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВЛЕННОГО ХЛОРИСТОГО СВИНЦА
Для ознакомления учащихся с методом электрометал¬
лургии удобно продемонстрировать опыт по электролизу
расплавленного' хлористого свинца. Выделение металла
на катоде в данном случае происходит при сравнительно
небольшом напряжении (до 15 е) и силе тока в несколь¬
ко ампер. Для понижения температуры плавления хлори¬
стого свинца (около 500°) к нему прибавляют хлористый
1.21
Рис. 57. Установка для обжи¬
га сернистых руд: 1 — газоот¬
водная трубка от газометра с
кислородом; 2 — промывная
склянка с концентрированной
серной кислотой; 3 — трубка
для сухого кислорода; 4 — сер¬
нистая руда (например, серни¬
стый свинец); 5 — газоотвод¬
ная трубка для сернистого га¬
за; 6 — водный раствор лакму¬
са (синего цвета)

натрий. Наиболее низко плавящаяся смесь (400°) со¬
стоит примерно из 13 весовых частей РЬСЬ на 1 весовую
часть NaCl. В качестве катода служит железный или гра¬
фитовый стержень; анод применяют обычно графитовый.
Электролиз можно проводить в 17-образной трубке или
в фарфоровом тигле. В последнем случае необходимо
разделить анодное и катодное пространства. Это может
быть осуществлено по-разному. В. Н. Верховский реко¬
мендует разделить их асбестовым картоном, не доходя¬
щим до самого дна тигля; Б. А. Копылев и др. (см. лит.)
помещают графитовый катод в фарфоровый тигелек,
находящийся в другом фарфоровом тигле больших раз¬
меров, заполненном расплавленным хлористым свин¬
цом. На рис. 58, А, 58, Б и 58, В изображены такие уста-
Рнс. 58. Установки для электролиза расплавленного
хлористого свинца: А. 1 — U-образная трубка с тубу¬
сом; 2 — расплавленная смесь хлористого свинца и
■хлористого натрия (1:13);	3— катод (железный);
4 — анод (угольный); б — газоотводная трубка для
хлора; 6 — стакан с раствором щелочи. Б. 1 — тигель
фарфоровый; 2—перегородка из асбестового картона
для частичного разделения катодного и анодного про¬
странств; 3 — расплавленная смесь хлористого свинца и
хлористого натрия; 4 — катод (железный); б — анод
(угольный). В. 1 — тигель фарфоровый (электролитиче¬
ская ванна); 2 — тигелек фарфоровый (катодное прост¬
ранство); 3—расплавленная смесь хлористого свинца
и хлористого натрия; 4кб — угольные электроды;
€ — песчаная баня
новки для электролиза расплавленного хлористого свин¬
ца. Опыты проводятся с ними аналогично и сводятся в
122

основном к следующим операциям. Расплавляют элек¬
тролит и, не прекращая слабого нагревания, включают
через сопротивление постоянный электрический ток, ре¬
гулируя его так, чтобы напряжение было 15 в при силе
тока 4—5 а. Через 5—10 :мин. выключают ток, удаляют
электроды и расплавленный свинец выливают на сково¬
родку или в фарфоровую чашку. Из застывшей массы
извлекают королек металла, который можно расплющить
на наковальне и дать рассмотреть учащимся. В вариан¬
те В свинец собирается в малом тигельке под слоем со¬
лей, от которых его легко очистить и испытать.
Аналогично проводятся опыты по электролизу рас¬
плавленного хлористого олова и хлористого цинка, в ко¬
торых не требуется разделения катодного и анодного
пространств.
Электролиз расплавленного хлористого цинка можно
провести в тигле, в который погружают два угольных
(или медных) электрода, подключенных к источнику по¬
стоянного электрического тока напряжением 4—5 в.
Опыт ведут при нагревании в течение 2—3 мин., после
чего электроды вынимают и содержимое тигля выливают
в металлическую ступку. Из раздробленной массы мож¬
но извлечь кусочки металлического цинка.
Штапф (Н. Stapf, см. лит.) описал электролиз рас¬
плавленного хлористого цинка в U-образной трубке, как
это было дано при электролизе хлористого свинца (рис.
58, А). Электролит готовят следующим образом. В фар¬
форовой чашке растворяют хлористый цинк в концентри¬
рованной соляной кислоте. Раствор выпаривают до уда¬
ления воды и хлористого водорода. Остающийся в чаш¬
ке расплавленный хлористый цинк (температура плавле¬
ния 350°) выливают в подготовленную для проведения
электролиза U-образную трубку. Включают ток через
амперметр и регулируют силу тока в пределах 6—10 а.
В процессе электролиза ^/-образную трубку продолжают
нагревать пламенем газовой горелки. В результате элек¬
тролиза на катоде выделяется металлический цинк, а на
аноде — хлор, удаляемый в приемник.
При выполнении опытов по электролизу расплавлен¬
ных металлов необходимо соблюдать меры предосторож¬
ности ввиду возможности разбрызгивания расплава. По¬
этому рекомендуется надеть предохранительные очки.
Кроме того, вследствие летучести хлористого свинца
,123

плавление его следует производить в вытяжном шкафу
а в процессе электролиза — закрывать колена трубки
(или тигель) асбестовым картоном. Выделяющийся при
электролизе хлор отводится из анодного пространства в
приемник (например, в колбу или газометр) или погло¬
щается раствором тиосульфата натрия, щелочи и т. д.
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ РАФИНИРОВАНИЕ МЕДИ
Очистка «сырой» меди, получаемой путем выплавки
(в пирометаллургии), производится путем анодного рас¬
творения ее с последующим выделением на катоде. Про¬
исходящие на электродах электрохимические процессы
могут быть выражены следующими уравнениями:
на аноде Си — 2е = Си++; на катоде Си++ + 2е = Си |.
Одновременно с медью осаждаются на дне ванны бо¬
лее благородные металлы (золото, серебро и другие,
стоящие в ряду напряжения правее меди), что исполь¬
зуется в цветной металлургии для их извлечения. Содер¬
жащиеся в сырой меди примеси никеля, железа и дру¬
гих металлов, стоящих в электрохимическом ряду левее
меди, переходят в раствор в виде катионов: Ni++P Fe+t
и т. д.
Для опыта но электролитическому рафинированию ме¬
ди можно взять полоску неочищенной меди или сплав ме¬
ди (например, латунь, содержащую' наряду с медью цинк
или «серебряную» монету, представляющую собой обыч¬
но сплав меди с никелем). В качестве катода удобно вос¬
пользоваться угольным стержнем, на котором легко за¬
метить выделение осадка красной меди. Расстояние меж¬
ду электродами равно примерно 2—3 см, но может быть
и больше для создания дополнительного сопротивления.
Электролитом является 20%-ный раствор серной кис¬
лоты, источником тока — аккумулятор, дающий напря¬
жение около 2 в, или другой источник постоянного элек¬
трического тока и нужное сопротивление. Плотность то¬
ка составляет 1/50 а на 1 см2, т. е. при поверхности анода
в 50 см2 сила тока составляет 1 а. Для проведения опыта
служит установка, изображенная на рис. 59.
Вскоре после включения тока угольный катод начи¬
нает покрываться красной медью, а жидкость приобре¬
тает голубоватую окраску, обусловленную ионами меди
Си ++. Если же в качестве анода был взят сплав меди с
124

никелем, то раствор становится зеленоватым от пере¬
шедших в раствор ионов никеля Ni++. В условиях демон¬
страции опыта на уроке нет не¬
обходимости дожидаться, пока
электролит приобретет ту или
иную окраску, отчетливо за¬
метную всему классу. Доста¬
точно взять пробу почти бес¬
цветного электролита и испы¬
тать ее на присутствие ионов
Си++ или №++. С этой целью
н пробе электролита прибав¬
ляют крепкий раствор едкой
щелочи. Часть щелочи пойдет
ца нейтрализацию серной кис¬
лоты, содержащейся в электро¬
лите, а избыток ее дает осадок
гидрата окиси меди Си (ОН) 2
голубого цвета и гидрата окиси
никеля Ni(OH)2 зеленого цве¬
та. Оба осадка растворяются в
водном аммиаке, давая комп¬
лексные ионы темно-синего
цвета:
[Си (NHa)4]++
[Ni<NH3)4]++
Внимание учащихся обращается также на анод (неочи¬
щенную медь или сплав меди), который после электро¬
лиза становится заметно разъединенным с той стороны,
которая была обращена к катоду.
Если взять в качестве катода вместо угольного стерж¬
ня пластинку чистой меди, как это делают в промышлен¬
ных установках, то на ней нельзя по цвету заметить оседа¬
ния меди. Однако увеличение веса катода легко наблю¬
дать, если подвесить его к коромыслу чашки уравнове¬
шенных весов, соединив катод с отрицательным полю¬
сом источника электрического тока.
ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ
РАСТВОРОВ ИХ СОЛЕИ
В качестве демонстрационных опытов, иллюстрирую¬
щих получение металлов методом гидроэлектрометаллур¬
гии, могут быть рекомендованы: электролиз раствора
Рис. 59. Установка для
электролитического ра¬
финирования меди: 1 —•
электролитическая ванна
с 20%-ным раствором
серной кислоты; 2 —
угольный стержень (ка¬
тод) ; 3 — пластинка из
меди или из сплава ме¬
ди с никелем, цинком
или другими металлами;
4 — трубка для удаления
125

сернокислой меди, сернокислого цинка и хлористого
олова.
Гидроэлектрометаллургический метод получения меди
может быть показан на следующем опыте. Измельченная
медная руда (малахит, окись или закись меди) вносится
в стакан с 10% -ным раствором серной кислоты. Смесь на¬
гревают при помешивании до- появления голубого окра¬
шивания раствора медного купороса. Затем раствор под¬
вергают электролизу; медь осаждают на угольном катоде.
Электролиз раствора медного купороса производится
аналогично предыдущему опыту по электролитическому
рафинированию сырой меди в той же установке
(рис. 59). Этот опыт мо¬
жет быть поставлен и в
другом варианте, на кото¬
ром удобно показать ис¬
пользование электролиза
для электролитического
покрытия медью железных
предметов и для получе¬
ния медного гальванослеп¬
ка с гипсового изображе¬
ния.
На рис. 60 изображена
установка для меднения
железного предмета. По¬
следний предварительно
очищают от органических
примесей* нагреванием в
пламени, затем еще в го¬
рячем состоянии его по¬
гружают в умеренно разбавленную серную кислоту и в
заключение — в раствор щелочи ' и в дистиллированную
воду. Анодом служит медная пластинка, а катодом —■ же¬
лезное изделие. Электролит представляет собой расти; р
35 г сернокислой меди, 150 г сегнетовой ойдя
(КООС ■ СНОН • СНОН • COONa) и 50 г едкого натра
в 1 г воды.
Более эффектно протекает демонстрация процесса
меднения гипсового изображения. С этой целью гипсовое
изделие погружают в расплавленный парафин, чтобы сде¬
лать его непроницаемым по отношению к воде. Затем его
покрывают при помощи кисточки порошком графита, что-
126
Рис. 60. Установка для элект¬
ролитического меднения:	1	—
ванна с раствором электроли¬
та; 2—железный .катод (ключ);
3 — медная пластинка (анод);
4 — медные проволочки для
соединения с источником по¬
стоянного тока

бы сделать электропроводным; после этого гипсовое из¬
делие (подвешивается в электролитической ванне и вклю¬
чается электрический ток. Электролиз проводят до тех
пор, пока на гипсовом изображении не образуется проч¬
ная медная пленка.
Многие интересные опыты по электролитическому по¬
крытию разными металлами (гальванопластика и галь¬
ваностегия) нецелесообразно выполнять в качестве де¬
монстраций, так как они обычно требуют много времени.
Электролитическое никелирование, хромирование,
кадмирование и т. п. может быть рекомендовано в ка¬
честве интересной темы для внеклассных занятий по
химии и физике.
Электролиз водного раствора сернокислого цинка
представляет типичный пример гидроэлектрометаллургии.
Опыт производится следующим образом. Электролитиче¬
скую ванну (рис. 61) наполняют 10%-ным раствором
сернокислого цинка и соеди¬
няют электроды — алюми¬
ниевый катод и угольный
анод — через амперметр с
источником постоянного
электрического тока; напря¬
жение для этой цели необ¬
ходимо иметь около 10 в, а
силу тока— 1,5 а. Через не¬
которое время на внутрен¬
ней поверхности катода, по¬
вернутой к аноду, оседают
кристаллы цинка, все время
разрастающиеся в глубь
электролита. Как только цин¬
ковые «деревья» в процессе
своего роста достигают ано-
Д'а, ток прерывается. При
1?1ъм цинковые «ветки» опа¬
дают и растворяются в жид¬
кости с выделением газа
(водорода).
Электролизом раствора хлористого олова может быть
получено олово.
X. Штапф (см. лит.) использует в качестве элек¬
тролита концентрированный раствор хлористого олова.
Рис. 61. Установка для элект¬
ролитического получения цин¬
ка: 1 — электролитическая ван¬
на с 10%-ным раствором сер¬
нокислого цинка; 2 — алюми¬
ниевая пластинка (катод); 3 —
угольный стержень (анод);
4 — трубки для изоляции;
5 — крышка с отверстием
127

Этот раствор получают при растворении чистой оловйн-
ной фольги (станиоля) в соляной кислоте.
Раствор вводят в электролитическую ванну, имею¬
щую форму цилиндра (рис. 62). Электроды соединяют с
источником постоянного элек¬
трического тока, причем^ сопро¬
тивление подбирается так, что¬
бы напряжение тока составля¬
ло' 3,5—4 в. На медном катоде
выделяется олово в виде длин¬
ных чешуек, растущих наподо¬
бие «дерева».
Опыты ставятся в связи с
рассмотрением на уроке вопро¬
сов электролиза. Они служат
также для иллюстрации важно¬
го в металлургии метода, и по¬
этому его полезно повторить
при характеристике общих
свойств металлов.
ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ
АЛЮМОТЕРМИЧЕСКИМ
СПОСОБОМ
Алюмотермия используется
для получения хрома, марган¬
ца и других трудновосстанав-
ливаемых и тугоплавких ме¬
таллов и их сплавов. Техника'
проведения этого опыта описа¬
на В. Н. Верховским и други¬
ми авторами.
Н. Г. Ключников1 рекомендует получать металлы и
сплавы алюмотермическим путем в шамотных, магнези¬
альных	или	корундовых	тиглях, так как фарфоровые
тигли	обычно при	этом	лопаются. Для получения разно¬
образных сплавов этот автор приводит состав шихты, на¬
пример: 42% Мп02 и 58% Сг20з, 37% Ре203 и 63%
СггОз. Количество алюминия- берется по расчету, в соот¬
ветствии с составом взятой смеси. Так, для приготовле¬
ния термитных смесей требуются следующие весовые со¬
1 Н, Г. Ключников, Алюмотермическое получение метал¬
лов и сплавов, «Химия в школе», 1964, № 6, стр. 64.
128
Рис. 62. Установка для
получения металлическо¬
го олова электролизом
раствора 'хлористого оло¬
ва:	1	—	электролитиче¬
ская ванна с концентри¬
рованным раствором хло¬
ристого олова; 2—оло¬
вянный анод; 3—медный
катод; 4 — пробка для
изоляции; 5 — оловянное
«дерево»

отношения реагирующих веществ: на 1 в. ч. А1 берут:
3 в. ч. Fe2C>3 или 3,2 в. ч. Fe304; 1,3 в. ч. Мп02 и 1,6 в. ч.
Сг2Оз или 1,1 в. ч. Fe203 и 1,8 в. ч. Сг203.
Зажигательный состав состоит обычно из смеси пере¬
киси бария и порошкообразного' алюминия в отношении
9:1. Такую смесь помещают в углубление, сделанное
в тигле с веществами, или посыпают ею реакционную
Рис. 63. Приспособления для получения металлов алю-
мотермическим способом. А. 1 — тигель (шамотный или
фарфоровый); 2— термитная смесь; 3—алюминиевый
порошок и зажигательная смесь; 4—магниевая лента;
5 — железное ведро с сухим песком. £>. 1 — асбестовый
«фунтик»; 2 — термит; 3 — жестяная пластинка; 4 —
угольный стержень (на рисунке в разомкнутом виде);
5 — реостат; 6—осветительная сеть; 7—железный про¬
тивень; 8 — сухой песок. В. 1 — железный или асбесто¬
вый «фунтик»; 2 --- термическая смесь; 3 — зажигатель¬
ный состав; 4 — лента магния; 5—железный штатив с
клеммой и лапкой; 6—противень с сухим песком
массу, а посередине делают небольшую возвышен¬
ность. Запал состоит из ленты металлического магния,
предварительно очищенной от окиси магния. Ленту
вставляют в зажигательный состав (рис. 43, А).
X. Штапф рекомендует следующие составы для зажи¬
гательных смесей:
1) 10 г сухой перекиси бария очень осторожно пере¬
мешивают путем встряхивания в сухой склянке с 15 г
порошка магния;
2) смешивают, как было' указано выше, 1 в. ч. порош¬
ка алюминия с 4 в. ч. перекиси бария;
9 Опыты по химии	129

3)	изготовляют смесь бертолетовой соли и серы; в ка¬
честве запала в данном случае служит полоска бумаги
пропитанная 20%-ным раствором селитры и предвари¬
тельно высушенная.
Р. Я- Антоновская1 описала способ поджигания реак¬
ционной смеси при помощи электрической дуги
(рис. 63, Б). Термитную смесь всыпают в асбестовый
фунтик, помещенный в кольцо штатива. В фунтик встав¬
ляется железная полоска, соединенная через реостат с
источником тока (от осветительной сети). Второй элек¬
трод представляет собой угольный стержень. Последний
погружается в термит для того, чтобы внутри него обра¬
зовалась электрическая дуга и началась реакция, после
чего он сразу же вынимается из смеси: ток выключается,
но реакция дальше идет сама по себе. Штатив с фунти¬
ком помещают на железном листе с сухим песком, так
как расплавленный металл может прорвать фунтик и
вылиться.
В качестве демонстрационного опыта, связанного с
изучением важнейших химических производств, целесо¬
образно показать получение металлического марганца
или сплавов его с железом и хромом, что используется
в металлургии.
Реакция алюминия с двуокисью- марганца протекает
очень бурно, вызывая разбрасывание реакционной мас¬
сы. Более спокойно протекает реакция с алюминиевыми
стружками. Прибавление окиси хрома (или другого
окисла, непосредственно не восстанавливаемого алюми¬
нием) также замедляет процесс. В данном случае обра¬
зуется сплав марганца с хромом.
Получение металлического марганца алюмотермиче-
ским путем производится следующим образом. Около
25 г предварительно прокаленной двуокиси марганца
смешивают с 5 г алюминиевых стружек. Смесь поме¬
щают в предварительно высушенный тигелек, размер ко¬
торого подбирается так, чтобы взятые вещества не дохо¬
дили до края тигля. Тигель устанавливается в сосуд с су¬
хим песком так, чтобы его края не выступали из сосуда.
Помещают (как было указано выше) запал из смеси
перекиси бария и порошка алюминия (9:1) и вставляют
■Р. Я. Антоновская, Реакция алюмотермии, «Химия в
школе», 1954, № 2, стр. 60.
130

магниевую ленту. Поджигают запал горящей лучинкой,
после чего масса сильно раскаляется, разбрасывая искры,
и поэтому требуется принять меры предосторожности.
В качестве противопожарного средства при выполнении
алюмотермических опытов нужно запасти сухой песок.
После остывания тигель разбивают, из него извлекают
королек металлического марганца.
В школьную практику прочно вошел другой вариант
опыта по алюмотермии, в котором вместо тигеля исполь¬
зуются небольшие железные или асбестовые «фунтики»
(рис. 63, В). В таком виде опыт может быть поставлен
на демонстрационном столе, на который помещается со¬
суд с сухим песком, «фунтик» укрепляется в штативе
при помощи зажима и лапки. В него помещается термит¬
ная смесь, например: МпОг, Сг203 и А1 в весовом отно¬
шении 1,3: 1,6:1 и зажигательная смесь, состоящая из
1 в. ч. перекиси бария и 1,5 в. ч. порошка магния.
Поджигание реакционной смеси производят посред¬
ством вставленной в нее ленты магния. Реакция проте¬
кает не слишком бурно; происходит разбрасывание искр
(осторожно!), «фунтик» раскаляется, и обычно часть
металла вытекает в сосуд, содержащий сухой песок. Пос¬
ле остывания «фунтика» из него извлекают сплав в виде
темной массы, отличающейся большой твердостью.
В этом убеждаются при обработке металла напильни¬
ком до появления блестящей поверхности. И в других
опытах по алюмотермии образуются очень твердые про¬
дукты реакции, царапающие стекло. Но это обусловлено
наличием в шлаке окиси алюминия (твердость кристал¬
лической окиси А1203 — порядка около 9), тогда как в
данном случае получен твердый сплав марганца с хромом.
9*

КАРТОЧКИ ДЕМОНСТРА
№ 1. ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА
Водород (VII кл.)
Проведение опыта (10 мин.)
Рис. 1
В среднюю часть железной трубки 3 помешают восстанов¬
ленное железо 4, запирая его с обеих сторон стеклянной или
асбестовой ватой 5.
В колбе 1 доводят воду до кипения. Сильно нагревают
железную трубку, но не до температуры ее красного каления.
В трубку 3 пропускают водяные пары, количество которых
регулируется тройником 2. После вытеснения из прибора воз¬
духа берут пробу на испытание чистоты водорода. Затем
собирают водород в цилиндре 8 и поджигают у его отверстия
газ. Для окончания опыта отнимают газоотводную трубку 6
вместе с пробкой из пневматической ванны 7, прекращают
нагревание железной трубки и пропускание в нее водяного
пара
132

ционных опытов
ЖЕЛЕЗОПАРОВЫМ СПОСОБОМ
Наблюдения
Выделение водорода наблюдается
толвко при достаточно сильном на¬
гревании реагирующих веществ. Ско¬
рость выделения водорода зависит от
температуры нагрева, количества по¬
ступающего водяного пара, степени
размельчения железа. Продукт реак¬
ции (железная окалина) отличается
по внешнему виду и отношению к со¬
ляной кислоте от исходного железа.
Но оба вещества притягиваются маг¬
нитом и, следовательно, обладают
магнитными свойствами.
Объяснение
3Fe -f 4Н20 = Fe304 + 4Н,.
Реакция между железом и водой
протекает с выделением тепла
(Q = 35,7 ккал). Но для того чтобы
эта реакция протекала с большей
скоростью и наблюдалось выделение
водорода, требуется нагревание.
При очень высокой температуре,
однако, происходит другая реакция:
восстановление окислов железа водо¬
родом. Следовательно, данная реак¬
ция может протекать не только сле¬
ва направо (	но и справа на¬
лево (	<— ) и является обратимой
реакцией, что обозначается противо¬
положно направленными стрелками
( ^ ) вместо знака равенства (=).
Лабораторные
принадлежности
2 штатива железных с
зажимами, кольцом и
лапкой;
11 асбестированная сет¬
ка;
2 горелки;
1 колба круглодонная
на 250—500 мл;
1 пробка к колбе (с га¬
зоотводной трубкой);
1 железная трубка
длиной 25 см, диаметром
2 см;
2 корковые пробки с
отверстиями (к трубке);
1 пневматическая ван
на;
1 цилиндр для собира¬
ния газов;
J стекло для накрыва-
ния цилиндра;
1 пробирка (или ци¬
линдр) ;
1 тройник;
I резиновая трубка
для отвода газа длиной
40—50 см;
4 кусочка резиновой
трубки для соединения
стеклянных трубок меж¬
ду собой;
II магнит.
133

Проведение опыта (110 мин.)
Меры предосторожности
Необходимо обеспечить герметичность установки. В про¬
тивном случае может образоваться взрывчатая смесь. Соби¬
рать водород в цилиндре нужно лишь после того, когда из
установки полностью вытеснен воздух.
Окислы, кислоты, основания и соли (VII кл.).
Углекислый кальций (IX кл).
Щелочноземельные металлы (Хкл).
В пространство между витками спирали помещают кусочек
мрамора 4. Проверяют прибор на герметичность. Пускают в
ход водоструйный насос так, чтобы через трубку 6 во всю
установку проходил умеренный ток воздуха. Вставляют вилку
№ 2. РАЗЛОЖЕНИЕ
Проведение опыта (5 мин.)
Рис. 2
134

Результаты опыта
Оборудование
Реактивы и
материалы
Железо восстановлен¬
ное (порошок) или же¬
лезные стружки;
Соляная кислота;
Вода:
Стеклянная или асбес¬
товая вата;
Лучинка длинная.
УГЛЕКИСЛОГО КАЛЬЦИЯ
Наблюдения
Без нагревания разложение угле¬
кислого кальция не происходит.
После того как спираль раскали¬
лась докрасна, в пробирке 1 с раст¬
вором щелочи и в пробирке 2 с из¬
вестковой водой не произошло види¬
мых изменений, а в приемнике 5 из¬
вестковая вода становилась мутной.
В отличие от мрамора твердый про¬
дукт реакции хрупок и взаимодейст¬
вует с водой; образующийся раствор
окрашивает фенолфталеин в малино¬
вый цвет.
Объяснение
Распад карбоната кальция СаСОз
происходит по схеме:
СаС03 = СаО + С02.
Эта реакция идет с поглощением
тепла и требует нагревания (терми¬
ческая диссоциация). Присутствие
Лабораторные
принадлежности
1 реакционная трубка
с витками спирали от
электроплитки;
1 электрическая плит¬
ка (сопротивление);
электропровод (изоли¬
рованный) с вилкой;
розетка (к электросе¬
ти) ;
3 большие пробирки с
тубусами;
3 пробки с отверстия¬
ми (для пробирок);
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
между собой;
1 водоструйный насос
(или аспиратор).
135

Проведение опыта (5 мин.)
в розетку от электросети, пропускают ток в спираль через
электроплитку (сопротивление). Через несколько минут вы¬
ключают электрический ток, продолжая пропускать воздух до
остывания спирали. Затем отнимают трубку 3 со спиралью,
извлекают из нее продукт реакции — окись кальция. Сравни¬
вают цвет и механические свойства полученного продукта и
взятого для реакции мрамора. Крупинку полученного веще¬
ства опускают в пробирку с дистиллированной водой и при¬
ливают в нее 2—3 капли раствора фенолфталеина. Наблюда¬
ют изменение цвета.
Соляная кислота (VIII кл.;
X кл.— при повторении)
№ 3. ПОЛУЧЕНИЕ СОЛЯНОЙ
Проведение опыта (10 мин.)
Тщательно собирают установку. Пускают умеренный ток
водорода, и после вытеснения из нее воздуха (проба на чи¬
стоту!) поджигают его у отверстия горелки 1, помещенной
под стеклянной воронкой 2. Затем пускают слабый ток хлора
так, чтобы водород находился в избытке. Включают водо¬
струйный насос и приливают из капельной воронки 3 воду в
поглотительную колонку 4, откуда жидкость вытекает в ста¬
кан 5. Из стакана переливают жидкость снова в капельную
воронку, и такую циркуляцию производят 2—3 раза. Включа¬
ют сначала ток хлора, а затем и доступ водорода. Отключа¬
ют водоструйный насос. Часть полученного раствора соляной
кислоты испытывают лакмусом, раствором азотнокислого се-
136

Результаты опыта
Оборудование
окиси кальция доказывается появле¬
нием окраски фенолфталеина вслед¬
ствие образования в водном раство¬
ре гидрата окиси кальция Са(ОН)г,
относящегося к щелочам:
СаО + Н20 = Са(ОН)2.
Са (ОН)2^Са++ + 20Н- -
Наличие двуокиси углерода дока¬
зывается тем, что с известковой во¬
дой образуется карбонат кальция
СаСОз:
С02 + Са(ОН)2 = СаСОа \ +
+ н2о.
Двуокись углерода, содержащаяся
в воздухе, поглощается в пробирке 1
с раствором щелочи:
C02+2Na0H= Na2C03+H20.
Поэтому известковая вода в про¬
бирке 2 остается прозрачной.
Реактивы и
материалы
Кусочек мрамора в ви¬
де пластинки;
Раствор едкого натра
(концентрированный);
Известковая вода;
Раствор фенолфталеи¬
на.
КИСЛОТЫ СИНТЕТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
Почти бесцветное пламя водорода
в воздухе после пуска хлора приоб¬
ретает бледно-зеленый цвет. При
этом образуется белый туман, кото¬
рый уносится в нижнюю часть ко¬
лонны и там легко поглощается во¬
дой, стекающей сверху. Вытекающий
из поглотительной колонки раствор
соляной кислоты дает характерные
реакции с раствором азотнокислого
серебра, лакмусом, металлическим
магнием и нейтрализуется раствором
Лабораторные
принадлежности
1 штатив железный с
зажимами и лапками;
1 прибор для получе¬
ния водорода (аппарат
Киппа или аналогич¬
ный) ;
1 газометр с хлором;
2 промывные склянки;
1 горелка для сжига¬
ния водорода в хлоре
137

Проведение опыта (10 мин.)
H2S04 (кони)
Рис. 3
рёбра, металлическим магнием. Остальную часть раствора
нейтрализуют титрованным раствором едкого натра с целью
определения общего количества хлористого водорода и кон¬
центрации полученного раствора соляной кислоты.
138

Результаты опыта
Оборудование
щелочи (в присутствии фенолфталеи¬
на в качестве индикатора).
Объяснение.
Н2 + С12 = 2НС1.
Реакция протекает со значитель¬
ным выделением тепла. В водном
растворе хлористого водорода имеет
место равновесие:
НС1^Н+ + С1-.
Наличие в растворе ионов водоро¬
да и ионов хлора доказывается реак¬
циями:
С Г + Ag+ = AgCl |
2Н+ + Mg = Mg++ + H2 f
H+ 4- ОН” = Н20.
Полное уравнение реакции нейтра¬
лизации:
НС1 + NaOH = NaCl + Н20.
£■6,5 г 40 г
Зная, сколько граммов NaOH содер¬
жит 1 мл взятого для реакции рас¬
твора щелочи и сколько миллилитров
этого раствора идет на нейтрализа¬
цию образовавшейся соляной кисло¬
ты, рассчитывают по уравнению чис¬
ло граммов HCI и концентрацию
раствора соляной кислоты.
(тройник со вставленной
в него трубкой с оття¬
нутым концом);
1 стеклянная воронка;
1 капельная воронка;
1 поглотительная ко¬
лонка, наполненная би¬
тым стеклом;
2 колбы или стакана на
100 мл для сливания со¬
ляной кислоты из колон¬
ки;
1 водоструйный насос
(или аспиратор);
1 бюретка;
1 мерный цилиндр на
50 мл;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соеди¬
нения частей установки
между собой.
Реактивы и
материалы
Хлор (в газометре);
Раствор NaCl (насы¬
щенный) для наполнения
газометра;
Цинк гранулирован¬
ный;
Серная кислота (1 :5);
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
Раствор лакмуса (си¬
него) ;
Раствор фенолфталеи¬
на;
Раствор AgN03 (раз¬
бавленный) ;
Магний (порошок);
Раствор NaOH (0,1 —
молярный).
139

№ 4. ОКИСЛЕНИЕ ДВУОКИСИ СЕРЫ
АНГИДРИД В ПРИСУТСТВИИ
Проведение опыта (10 мин.)
Рис. 4
Нагревают колбу 1, содержащую медные стружки и кон¬
центрированную серную кислоту, и создают ровный ток сер¬
нистого газа, направляемого через двугорлую склянку 2 с
концентрированной H2SO4. Пропускают в склянку 2 кислород
(из газометра) так, чтобы число пузырьков S02 было вдвое
большее, чем число пузырьков 02. Смесь газов проходит
дальше в склянку 3 со стеклянной ватой. Одновременно при¬
соединяют водоструйный насос через трубку 4. Включают
вилку 5 в розетку 6 от электросети, благодаря чему в трубке
7 накаливается спираль, между витками которой находится
катализатор 8, перемешанный с асбестовой ватой. После того,
как в пробирке 9, помещенной в стакан 10 с охладительной
смесью, скопился хорошо видимый всем учащимся туман из
серного ангидрида и образуется в пробирке 11 осадок серно-

КИСЛОРОДОМ В СЕРНЫЙ
ТВЕРДОГО КАТАЛИЗАТОРА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
При пропускании смеси S02 И 02
над катализатором без нагревания
реакция между газами отсутствует.
При нагревании катализатора обра¬
зуется туман, который частично по¬
глощается водным раствором. В при¬
емнике 11 с подкисленным раствором
хлористого бария появляется белая
муть. Полностью серный ангидрид
поглощается концентрированной сер¬
ной кислотой в пробирке 12.
Объяснение
Образование двуокиси серы прохо¬
дит согласно уравнениям:
a)	Cu-f H2S04 =
= CuO + H„SOs
H20+S021
6) Cu0 + H2S04 =
= CuS04 + H20.
CuO + 2H2S04=CuS04+
+ 2H20+S02t
Окисление двуокиси серы в серный
ангидрид выражает уравнение:
SO, + */202	S03;
Q = 23,5 ккал
Уравнение реакции гидратации
серного ангидрида:
Н20 + SOs = H2S04.
Лабораторные
принадлежности
1 реакционная трубка
с куском	спирали от
электроплитки;
2 штатива железных с
зажимами, лапками и
кольцом;
I асбестированная сет¬
ка;
1 спиртовка;
1 колба на 250 мл;
1 капельная воронка;
1 двугорлая склинка;
1 трехгорлая склинка
(смеситель);
3 пробирки с тубуса¬
ми;
1 стакан (для охлади¬
тельной смеси);
] водоструйный насос
(или аспиратор);
1 газометр (с кисло¬
родом);
стеклянные и резино¬
вые трубки дли соедине¬
ния частей установки
между собой; ,
резиновые пробки с от¬
верстиями;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
1 шнур с вилкой;
розетка (к электросе¬
ти).
141

Проведение опыта (10 мин.)
кислого барии, опыт можно считать законченным. Выключают
электрический ток, отделяют водоструйный насос, и прекра¬
щают пропускание газов.
Примечание. Если имеется достаточно активный ка¬
тализатор (например, платинированный асбест или пятиокись
ванадия на асбесте), то при более длительном пропускании
газов (10—15 мин.) и хорошем охлаждении серный ангидрид
может быть получен в жидком и даже в твердом состоянии.
Производство аммиака (IX кл.).
№ 5. СИНТЕЗ АММИАКА ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ
142

Результаты опыта
Оборудование
Качественная реакция на серную
кислоту:
H2S04 + ВаС12 = BaS04 j f
+ 2НС1
Поглощение серного ангидрида
концентрированной серной кислотой
объясняется тем, что образуется пи-
росерная кислота H2Sf07:
H2S04-fS0s = H2S207
ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Реактивы и
материалы
Медные стружки;
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
Раствор ВаС12, под¬
кисленный азотной кис¬
лотой;
Катализатор на асбе¬
сте;
Стеклянная вата;
Охладительная смесь.
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
Азотноводородная смесь, проходя
через трубку 5 над катализатором 6,
помещенным в спирали 7, без нагре¬
ва не образует даже следов аммиа¬
ка. Аммиак появляется, когда ката¬
лизатор нагрет. Это доказывается по
появлению окраски в растворе фе¬
нолфталеина и образованию белого
дыма, состоящего из кристалликов
хлористого аммония.
Объяснение
Уравнение реакции получения во¬
дорода:
Zn -f H2S04 = ZnS04 + Н2 f
Уравнение реакции получения
азота:
a) NH4Cl+NaN02^NH4N02 +
+ NaCl;
Лабораторные
принадлежности
1	реакционная трубка с
куском спирали от элек¬
троплитки;
2	штатива железных с
зажимами, лапками и
кольцом;
1 асбестированная сет¬
ка;
1 спиртовка;
1 колба на 200 мл;
1 капельная воронка;
1 аппарат Киппа (за¬
ряженный для получения
• водорода);
3	промывные склянки;
1 тройник;
1 Н-образная трубка;
1 пробирка;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
между собой;
143

Проведение опыта (10 мин.)
Проверяют прибор на герметичность. Пускают ток азота и
водорода, следя за тем, чтобы число пузырьков этих газов от¬
носилось, как 1:3. Скорость выделения азота регулируют ко¬
личеством прибавляемого раствора Na N02 из капельной во¬
ронки / и нагреванием колбы 2, содержащей раствор NH4 Cl,
а скорость образования водорода - - краном аппарата Киппа.
Проверяют полноту вытеснения воздуха из установки (под¬
жиганием в пробирке газа, собранного у газоотводной труб¬
ки 3) и отсутствие аммиака в исходной азотоводородной сме¬
си (при помощи фенолфталеина или лакмуса). Включаем
электрический ток. Следим за появлением окраски в [/-образ¬
ной трубке 4 с раствором фенолфталеина. После появления
окраски отнимают [/-образную трубку и к отверстию газоот¬
водной трубки подносят стеклянную пластинку, смоченную
концентрированной соляной кислотой (или влажную лакмусо¬
вую бумажку красного цвета). Для окончания опыта вклю¬
чают электрический ток, закрывают кран аппарата Киппа,
продолжая пропускать некоторое время азот до полного уда¬
ления из установки водорода и охлаждения катализатора.
Пр имечание. В такой же реакционной трубке можно
провести опыт разложения аммиака и обнаружить образую¬
щийся водород. С этой целью пропускают аммиак над нагре¬
той спиралью с катализатором, собирают и испытывают об-
разующиеси при этом газы на горючесть.
Производство азотной кислоты (IX кл.)
№ 6. КАТАЛИТИЧЕСКОЕ
Проведение опыта (5 мин.)
Пропускают кислород через трубку 1 от газометра в вод¬
ный раствор аммиака, содержащийся в колбе 2. Затем вклю¬
чают электрический ток, благодаря чему спираль 3 с катали¬
затором 4 накаляется. Поступление кислорода регулируют
краном газометра, а количество аммиака — путем поднимания
или опускания трубки 1 в колбу 2 с раствором аммиака.
144

Результаты опыта
Оборудование
б) NH4N02 = 2Н20 + N21
"NH.Cl + NaNO, = NaCl +
-f- 2H20 -f- N21
Одновременно протекает и побоч¬
ная реакция:
3NH4N02 = NH4N03 + 2NO +
+ 2NH3 + H20.
Примеси удаляются посредством
пропускания азота через крепкий
раствор щелочи и концентрированную
серную кислоту.
Синтез аммиака — обратимая экзо¬
термическая реакция:
N2+3H2^±2NH8, Q=21,8 ккал.
Обнаружение аммиака объясняется
проведением следующих реакций:
а) в растворе (с помощью фенол¬
фталеина) :
nh3+h2o^=±nh4+ + он-
б) в воздухе (по образованию бе¬
лого дыма в присутствии концентри¬
рованной соляной кислоты):
NH3 + НС1 = NH4C1.
резиновые пробки;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
1 шнур с вилкой (к
электросети).
Реактивы и
материалы
Раствор NaN02 (насы¬
щенный) ;
Раствор NH4C1 (на¬
сыщенный) ;
Раствор NaOH (креп¬
кий);
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
Раствор H2S04 (1:5);
Цинк гранулирован ■
ный;
Катализатор (на асбе¬
стовой вате);
Раствор фенолфталеи¬
на;
Дистиллированная во¬
да.
ОКИСЛЕНИЕ АММИАКА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
Аммиачнокислородная смесь, про-
кодя над катализатором, без нагре¬
вания не реагирует. Когда же спи¬
раль сильно накаливает катализатор,
то аммиак окисляется кислородом,
Лабораторные
принадлежности
1 реакционная трубка
с куском спирали от
электроплитки;
1 штатив железный с
зажимом и лапкой;
Ю Опыты по химии	145

Проведение опытов (5 мин.)
Рис. 6
Опыт заканчивают, когда раствор дифениламина в U-образ¬
ной трубке 6 приобретет синюю окраску, а в колбе 5 соберет¬
ся заметное количество аммонийных солей и окислов азота.
Выключают электрический ток, продолжая еще некоторое вре¬
мя пропускать через реакционную трубку аммиачно-кисло¬
родную смесь. Затем поднимают трубку 1 выше уровня рас¬
твора и пропускают через установку кислород до удаления
из нее остальных газов.
146

Оборудование
причем образуются окислы азота
(они вызывают посинение раствора
дифениламина) и аммонийные соли
(в виде белого дыма). Активные ка¬
тализаторы (например, трехокись
хрома Сг2Оз) остаются некоторое
время в раскаленном состоянии даже
после того, как будет выключен
электрический ток.
Объяснение
Реакция окисления аммиака экзо-
термична и протекает согласно сле¬
дующему уравнению:
4NH3 + 502 = 4NO + 6Н20;
. Q = + 279 ккал.
Кроме этой главной реакции, име¬
ет место также ряд побочных процес¬
сов, например, при избытке кисло¬
рода:
NO + 7, 02 = 2N02;
в присутствии водяных паров:
2NO,+ Hs0 5=tHN08+HN0,;
или с горячей водой:
3N02 4- Н20 = 2HNOs + NO.
Образующиеся кислоты при избыт¬
ке аммиака дают аммонийные соли,
заполняющие приемники в виде бе¬
лого дыма, состоящего главным об¬
разом из NH4NOs, так как NH4NO2—
соединение неустойчивое.
Дифениламин окисляется окислами
азота, азотной кислотой и другими
окислителями до тетрагидрофенил-
гидразина, растворяющегося в сер¬
ной кислоте с синим окрашиванием:
2(C6He)2NH + [О] ^
дифениламин
-*(C6H5)2N2(C6H6)2 + Н20
1 колба коническая на
200 мл;
1 колба плоскодонная
на 200 мл;
1 хлоркальциевая
трубка;
1 (/-образная трубка;
1 газометр (с кислоро¬
дом);
резиновые пробки;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
друг с другом;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
1 шнур с вилкой (к
электросети).
Реактивы и
материалы
Водный раствор амми¬
ака (10%-ный);
Кислород (в газомет¬
ре);
Натровая известь (или
окись кальция);
Катализатор (на асбе¬
стовой вате);
Раствор дифениламина
в серной кислоте.
тетрафенилгидразин
10*
147

Соли аммония (IX кл.)
№ 7. ПОЛУЧЕНИЕ
Проведение опыта (10—115 мин.)
Рис. 7
Нагревают колбу 1 с раствором аммиака и одновременно
прибавляют из капельной воронки 3 в колонку 2 азотную
кислоту по каплям, т. е. направляют реагирующие вещества
навстречу'друг с другом. Стекающую в стакан жидкость ис¬
пытывают лакмусовой бумажкой и термоскопом. Если нейтра¬
лизация кислоты произошла не полностью, то содержимое ста¬
кана приливают в капельную воронку 3 и снова пропускают
через колонку 2. Так поступают до тех пор, пока находящая¬
ся в стакане с жидкостью полоска лакмусовой бумажки не
покажет нейтральной (или слабощелочной) реакции.
Тогда прекращают нагревание колбы II, содержащей рас¬
твор аммиака, и дают стечь всей жидкости в стакан. Жид¬
кость из стакана переливают в фарфоровую чашку, осторож¬
но упаривают и охлаждают. Выделившиеся кристаллы амми¬
ачной селитры (после сливания маточного раствора) дают
рассмотреть учащимся..
Примечание. После полного удаления воды из рас¬
твора аммиачной селитры последняя плавится. Жидкость за¬
стывает е сплошную кристаллическую массу белого цвета с
желтоватым оттенком.
148

аммиачной селитры
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
Газообразный аммиак и концент¬
рированный раствор азотной кислоты,
встречаясь друг с другом в поглоти¬
тельной колонке 2, образуют белый
дым, состоящий из кристалликов ни¬
трата аммония.
Раствор соли вместе с избытком
азотной кислоты стекает в стакан.
Жидкость разогревается. Образую¬
щийся при упаривании и охлаждении
нейтрального или слабощелочного
раствора нитрат аммония представ¬
ляет собой белое кристаллическое
вещество, хорошо растворимое в во¬
де.
Объ яснение
Аммиак реагирует с азотной кис¬
лотой согласно уравнению:
NH3 + HNOs = NH4NOs.
Эта реакция, являясь частным слу¬
чаем реакции нейтрализации, проте¬
кает с выделением тепла. Тепло это
используется в промышленности для
упаривания раствора и дает возмож¬
ность получать также безводную ам¬
миачную селитру.
Лабораторные
принадлежности
2 штатива железных с
зажимами, лапками и
кольцом;
1 асбестированная сет¬
ка;
1 колба плоскодонная
на 200 мл;
1 поглотительная ко¬
лонка, наполненная би¬
тым стеклом;
1 капельная воронка;
1 воронка для фильт¬
рования;
1 термоскоп;
2 химических стакана;
1 фарфоровая чашка;
1 спиртовка;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
друг с другом;
резиновые пробки.
Реактивы и
материалы
Водный раствор амми¬
ака (25%-ный);
Азотная кислота (кон¬
центрированная) ;
Лакмусовая бумажка.
149

Угольная кислота и ее соли (IX кл.)
Сода (X кл.).	№	8. ПОЛУЧЕНИЕ СОДЫ
Проведение опыта (10—15 мин.)
Через тщательно собранную установку пропускают из ап¬
парата Киппа сильный ток углекислого газа, который прохо¬
дит сначала в промывную склянку 1 с водой и через предо¬
хранительную двугорлую склянку 2 поступает в воронку 3,
помещенную в цилиндре 4. Проходя через мелкие отверстия
сита, которым обтянута воронка 3, двуокись углерода хорошо
перемешивается с аммиачным раствором хлористого натрия.
Избыток углекислого газа, не вступившего в реакцию, прохо¬
дит по газоотводной трубке 5 в цилиндр 6, содержащий на¬
сыщенный раствор хлористого натрия (без аммиака). После
выпадения осадка двууглекислой соды прекращают ток угле¬
кислого газа, зажимают трубку, соединяющую цилиндр с
предохранительной склянкой 2, выпускают раствор через
трубку 7, а суспензию соды — через трубку 8. Часть отфиль¬
трованной и высушенной между листами фильтровальной бу¬
маги соды нагревают в пробирке с газоотводной трубкой, ко¬
нец которой погружен в известковую воду. Оставшуюся в

аммиачным способом
Результаты опыта
Наблюдения
После пропускания сильного тока
углекислого газа на дне цилиндра 4
начинает постепенно оседать суспен¬
зия двууглекислой соды в виде мелко¬
кристаллического осадка, тогда как
жидкость в цилиндре 6 остается про¬
зрачной. При разложении образовав¬
шейся двууглекислой соды выделяет¬
ся углекислый газ, что доказывается
помутнением известковой воды. Оста¬
ток — кальцинированная сода — рас¬
творяется в воде с .разогреванием.
Раствор этот окрашивает фенолфта¬
леин в более интенсивный цвет, чем
раствор двууглекислой соды.
Объяснение
Образование двууглекислой соды
ЫаНСОз идет по схеме:
а) NH8-|-C02 + Hs05=±
^NH4HC03j
б) NaCl + NH4H0O3 =
= NaHC08 J -j- NH,C1
NHS + C02 + H20 + NaCl =
= NaHC03 | + NH*C1.
При разложении NaHC03l образует¬
ся кальцинированная сода Na2C03r
углекислый газ и вода:
• 2NaHCOs = Na2C03 +
+ н2о + СО, f
Двуокись углерода обнаруживается
реакцией с известковой водой:
С02 +■ Са(ОН)2 —
=СаС03 | + Н20.
Оборудование
Лабораторные
принадлежности
1 штатив железный с
зажимом и лапкой:
] широкая трубка дли¬
ной 25—30 см, закрытая
пробками с отверстиями;
] воронка, обтянутая
плотным ситом;
1 капельная воронка;
2 стакана на 100 мл;
1 стеклянный цилиндр;
1 двугорлая склянка;
I промывная склянка;
1 аппарат Киппа, за¬
ряженный для получения
COs (или баллон с жид¬
ким угольным ангидри¬
дом);
1 воронка для фильт¬
рования;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей прибора меж¬
ду собой;
2 пружинных зажима;
1 пробирка с пробкой
и газоотводной трубкой.
Реактивы и
материалы
мрамор (кусочки);
соляная кислота (1:1);
насыщенный раствор
хлористого натрия в
10%-ном растворе амми¬
ака;
раствор фенолфталеи¬
на;
известковая вода;
фильтровальная бума-
151

Проведение опыта (10—15 мин.)
пробирке кальцинированную соду (после охлаждения) раст¬
воряют в воде, и к полученному раствору прибавляют каплю
фенолфталеина. Растворяют в воде и испытывают раствором
фенолфталеина такое же количество двууглекислой соды.
Сравнивают интенсивность окраски фенолфталеина в обоих
случаях.
Разложение воды электрическим
током (VII кл.). Электролиз (IX кл. и при повторенииj
в X кл.)
№ 9. ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА И
Проведение опыта (5 мин).
Рис. 9
152

Результаты опыта
Оборудование
При растворении Na2C03 в воде
происходит разогревание вследствие
образования гидратов. Водные рас¬
творы Na2HC03 и Na2C03 показывают
щелочную реакцию, причем более
сильно во втором случае, чем в пер¬
вом:
NaHC08 + Н20 5=!= NaOH +•
+ Н2С08.
Na2COs + 2Н20 ^ 2NaOH +
+ Н2С08
В ионном виде:
НСОз +Н2Орд^ОН -j-H2C03;
С0з“_+2Н20^20Н-+Н2С08-
КИСЛОРОДА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ воды
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
После подключения к собранной
установке постоянного электрического
тока начинается выделение газов, ко¬
торые, не смешиваясь друг с другом,
уходят по газоотводным трубкам 1 и
2 и собираются в цилиндрах (или
пробирках) над водой.
Скорость выделения газов увеличи¬
вается с ростом силы тока. Послед¬
нюю регулируют сопротивлением. В
одном из получаемых газов тлеющая
лучинка загорается (это — кислород),
а второй газ горит сам почти бес¬
цветным пламенем, давая в качестве
продукта реакции воду (это — водо-
Лабораторные
принадлежности
1 широкогорлая склян¬
ка емкостью 1—2 л;
1 пробка с двумя от¬
верстиями (к склянке);
1 трубка стеклянная
широкая;
1 пробка с одним от¬
верстием (к трубке);
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей прибора меж¬
ду собой;
железная проволока
диаметром около I мм
153

Проведение опыта (5 мин).
Собирают установку согласно приведенному рисунку.
Включают источник постоянного электрического тока, ре¬
гулируя его так, чтобы напряжение составляло около 10 в,
а сила тока — около 1 а. Полноту вытеснения воздуха уста¬
навливают путем испытания выделяющихся через трубки 1 и
2 газов (водорода и кислорода). После этого чистый водород
и кислород собирают над водой в цилиндры или пробирки
одинаковых размеров. Сравнивают объем образующихся
газов и производят с ними качественные реакции.
Меры предосторожности
Необходима тщательная сборка установки, чтобы предот¬
вратить попадание газов из анодного пространства в катодное
и наоборот, так как смешение газов может привести к обра¬
зованию гремучего газа.
154

Результаты опыта
Оборудование
род). Газы выделяются приблизи¬
тельно в таком объемном отношении:
на 1 объем кислорода приходится 2
объема водорода.
Объяснение
Разложение воды под действием
электрического тока может быть
представлено схемой:
2Н20 = 2Н2 f + 021
на «атоде	на	аноде
(-) ( + )
Механизм этого процесса состоит
в следующем.
Вода, будучи слабым электроли¬
том, все же распадается на ионы:
2Н20 =р± 2Н+ + 20Н~
Ионы теряют свои электрические
заряды на электродах:
на аноде:
20Н~ - 2е ='2 [ОН]
2[ОН] = Н.О + 1/* 02
на катоде:
2Н+ + 2е = Н21
Роль едкого натра состоит в уве¬
личении электропроводности раствора
вследствие диссоциации этого веще¬
ства на ионы:
NaOH Na+ -j- ОН-
Щелочь, в отличие от кислоты, не
реагирует с железными электродами.
(электродный материал);
электропровод (изоли¬
рованный) ;
1 вольтметр;
1 амперметр;
1 реостат;
источник постоянного
электрического тока на¬
пряжением около 10 в;
2 пневматические ван¬
ны;
2 цилиндра (или про¬
бирки) для собирания
газов;
стеклянные пластинки
для накрывания цилинд¬
ров.
Реактивы и
материалы
раствор едкого натра
(20—40%-ный);
менделеевская замазка;
длинная лучинка.
155

Электролиз.
Едкий натр (X кл.)
№ 10. ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРА ХЛОРИСТОГО
Рис. 10
К собранной по приведенному рисунку установке подклю¬
чают источник постоянного электрического тока и регулируют
его так, чтобы происходило не слишком энергичное выделе¬
ние газов. После вытеснения воздуха из установки и провер¬
ки газов на чистоту собирают выходящий по газоотводной
трубке 1 водород в цилиндре над водой, а хлор — в цилиндре
путем вытеснения воздуха. После того как в цилиндре собе¬
рется хлор, который будет виден учащимся, к газоотводной
трубке 2 присоединяют стеклянную вороику и накрывают ею
сосуд с гашеной известью (для поглощения хлора и образо¬
вания хлорной извести). В приемник 3 медленно поступает
жидкость из катодного пространства 4, и одновременно прили¬
вается из капельной воронки 5 насыщенный раствор хлори¬
стого натрия в анодное пространство 6. Из собранной в при¬
емник 3 жидкости берут пробу и испытывают ее раствором
фенолфталеина для доказательства наличия в ней едкого нат¬
ра. Делают также пробу на ионы хлора с раствором азотно¬
кислого серебра. (Предварительно испытуемый раствор под¬
кисляют азотной кислотой.)
156

НАТРИЯ С ТВЕРДЫМ КАТОДОМ
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
В процессе электролиза раствора
хлористого натрия выделяются газы,
в которых легко узнаются водород и
хлор. Последний хорошо поглощается
гашеной известью, причем получает¬
ся хлорная известь. Раствор фенол¬
фталеина окрашивается жидкостью,
собирающейся в сосуде 3, в харак¬
терный для щелочного раствора ма¬
линовый цвет. Раствор AgN03 дает с
пробой, подкисленной азотной кисло¬
той, белый творожистый осадок, по¬
казывающий наличие ионов хлора.
* Объяснение
В водном растворе хлористого на¬
трия имеются ионы:
Na+,C1-,H+ и ОН-,
находящиеся в равновесии с молеку¬
лами:
NaCl 5=r Na'1 + СГ
Н20 ^ н+-(- ОН“
При включении постоянного элект¬
рического тока происходят следую¬
щие электродные процессы:
на аноде:
СГ - 1е = 1/, ci,t
на катоде:
Н+ + 1е = \г Hs f
Остаются в растворе ионы:
Na+ и ОН-.
Лабораторные
принадлежности
1 стеклянный сосуд ем¬
костью в 1 л с тубусом
(или склянка с отрезан¬
ным дном);
1 пористый керамиче¬
ский стакан;
2 широкие корковые
пробки (для закрывания
склянки и цилиндра) с
отверстиями;
1 капельная воронка;
1 стеклянный кран
(или винтовой зажим);
1 колбочка (или ста¬
кан) для сливания элек¬
тролита;
стеклянные или рези¬
новые трубки для соеди¬
нения частей прибора
между собой;
2 пневматические ван¬
ны;
2 цилиндра для соби¬
рания газов;
1 стеклянная воронка;
1 кусок железной или
никелевой жести с от¬
верстиями (катод);
1 кусочек железной
проволоки, присоединен¬
ной к катоду;
1 угольный стержень
(анод);
электропровода (изо¬
лированные) ;
1 вольтметр;
1 амперметр;
157

Проведение опыта (10 мнн.)
Демонстрация опыта заканчивается, когда получены доста¬
точные количества водорода и хлора для проведения качест¬
венных испытаний этих газов, а реакция с фенолфталеином
показывает присутствие в растворе щелочи (гидроксильных
ионов).
Меры предосторожности
Необходима тщательная сборка прибора и соблюдение
указанных выше условий проведения опыта во избежание
образования взрывчатых смесей и попадания хлора в поме¬
щение.
Примечание. Хлор может быть собран в небольшом
газометре над насыщенным раствором хлористого натрия и
использован для получения соляной кислоты синтетическим
способом и других опытов.
\
Электролиз.
Едкий натр (X кл.)
№ П. ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРА ХЛОРИСТОГО
Проведение опыта (10 мин).
К собранной, согласно приведенной схеме, установке под¬
ключают постоянный электрический ток, регулируя его так,
чтобы на ртутном катоде 1 не происходило выделения водо¬
рода, но шло на угольном аноде 2 медленное выделение хло¬
ра, обнаруживаемое йод.крахмальной бумажкой, поднесенной
к отверстию газоотводной трубки 3. Через трубку 4 сливают
в стакан немного жидкости и с помощью фенолфталеина до¬
казывают, что в ней отсутствует щелочь. Через 2—3 минуты
выпускают через трубку 5 часть ртути в другой стакан с ди¬
стиллированной водой. Одновременно через воронку 6 прили¬
вают новую порцию ртути и пускают ее с такой скоростью,
чтобы образовавшаяся амальгама переливалась через края
нижней воронки и стекала на дно сосуда 7 и через трубку 5
снова переходила в стакан с дистиллированной водой.
158

Результаты опыта
Оборудование
При выпаривании раствора можно
получить твердый едкий натр NaOH
(в смеси с хлористым натрием).
На аноде происходит также побоч¬
ный процесс:
20Н" — 2е= Н20 + 1'2 08.
Поступающий из капельной ворон¬
ки 5 насыщенный раствор хлористо¬
го натрия удаляет ионы гидроксила
от анода, препятствуя их разрядке и
тем самым увеличивая выход едкого
натра. Ионы ОН— обнаруживаются
реакцией с фенолфталеином, а оста¬
ющиеся в растворе ионы С1~ —ре¬
акцией с AgN03. Роль HN03 заклю¬
чается в нейтрализации щелочи, от
которой мог бы выпасть черный оса¬
док Ag20 вместо ожидаемого белого
осадка AgCl.
НАТРИЯ С РТУТНЫМ КАТОДОМ
1 реостат;
источник постоянного
электрического тока на¬
пряжением около 10 в.
Реактивы и
материалы
Раствор NaCl (насы¬
щенный в анодном про¬
странстве и почти насы¬
щенный в катодном
■пространстве);
Раствор фенолфталеи¬
на;
Иодкрахмальная бу¬
мажка (для обнаруже¬
ния хлора);
Г ашеная известь или
раствор едкого натра
(для поглощения хлора);
Менделеевская замаз¬
ка.
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
В процессе электролиза раствора
хлористого натрия на ртутном като¬
де не наблюдается выделения водо¬
рода, тогда как из анодного прост¬
ранства через трубку 3 выходит хлор,
обнаруживаемый по посинению йод-
крахмальной бумаги. Попадая в ста¬
кан с водой, амальгама натрия раз¬
лагается, при этом выделяется водо¬
род и образуется едкий натр (мали¬
новое окрашивание с раствором фе¬
нолфталеина) .
Лабораторные
принадлежности
1	банка емкостью в 1 л
с отрезанным дном;
2	корковые пробки с
отверстиями (к банке);
2	капельные воронки;
3	стеклянные воронки
(малые);
1 химический стакан
для сливания электрбли-
та;
159

Проведение опыта (10 мин).
Рис. 11
Так осуществляется непрерывное удаление амальгамы по
мере ее образования.
Разложение амальгамы натрия водой ускоряется при кон¬
такте с менее благородным металлом, чем ртуть. С этой целью
в стакан опускают железо, например, очищенные гвоздики.
Затем берут пробу жидкости из стакана, в который была на¬
лита амальтама, и испытывают ее раствором фенолфталеина.
Когда в жидкости будет обнаружена щелочь, опыт можно
считать законченным.
Обращается внимание учащихся, что в данном случае об¬
разуется чистая щелочь, не содержащая примесей хлористого
натрия, что устанавливается пробой с подкисленным HNO3
раствором AgNCb-
Меры предосторожности
Стараются не проливать ртуть, так как пары ее весьма
ядовиты. Наливание ртути в капельную воронку 6 произво¬
дится через воронку при помощи фарфорового стакана с но¬
сиком над широким сосудом с водой.
160

Результаты опыта
Оборудование
При выпаривании такого раствора
получается твердый едкий натр в чи¬
стом виде (без примесей хлористого
натрия).
Объяснение
В водном растворе хлористого нат¬
рия имеются ионы:
Na+, СГ, н+ и ОН'.
При включении постоянного элект¬
рического тока достаточного напря¬
жения происходят следующие элек¬
тродные процессы:
на аноде:
СГ-1е = 7* Cl2 f
Частично идет также процесс:
20FT ~2е = Н20 4- V* 02 f
на катоде:
Na+ + \е - Na
(а не H+-f Ie = 7a H2f )
вследствие высокого водородного
перенапряжения на ртутном катоде.
Образование амальгамы можно вы¬
разить схемой:
nNa + т Hg = Na„Hgm.
В разлагателе происходит реакция,
которую можно упрощенно записать
так:
NaHg + Н20 = NaOH +-
+ Hg + 7«H,t
Освобождающаяся ртуть снова пу¬
скается в процесс через капельную
воронку 6.
1 фарфоровый стакан
для сливания ртути (и
амальгамы натрия);
1 ванночка (кристал¬
лизатор) для помещения
стакана с ртутью и
амальгамой;
1 цилиндр для собира¬
ния газов;
1 тройник;
2 стеклянных крана
(или винтовых зажима);
1 кусочек стеклянной
трубки длиной около 5
см с припаянным к ней
кусочком проволоки (для
контакта с ртутным ка¬
тодом) ;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
друг с другом;
1 угольный стержень
(анод);
электрические провода
(изолированные);
1 вольтметр;
1 амперметр;
1 реостат.
Реактивы и
материалы
Раствор хлористого на¬
трия (насыщенный);
Ртуть металлическая
(около 30 мл);
Вода дистиллирован¬
ная;
Вода обыкновенная;
Раствор фенолфталеи¬
на:
йодкрахмальная бу¬
мажка;
Менделеевская замаз¬
ка;
Железные гвоздики.
Ч Опыты но химии
161

Горение (VII кл.).
Сжигание твердого топлива (IX кл.).
Воздушный газ (IX кл.)
№ 12. ВОССТАНОВЛЕНИЕ
Проведение опыта (5 мин).
Рис. 12
Проверяют собранную установку на герметичность.
Не нагревая угля, пропускают слабый ток углекислого га¬
за из аппарата Киппа через промывалку / с концентрирован¬
ной H2SO4. Включают электрический ток, вследствие чего
электрическая спираль в реакционной трубке 2 раскаляется
докрасна и разогревает лежащие вокруг нее кусочки угля 3.
После вытеснения из прибора воздуха начинают собирать в
цилиндре 4 образующуюся окись углерода, которая в 17-об¬
разной трубке 5 со щелочью освобождает от избытка СОг.
Для окончания опыта выключают электрический ток, про¬
должая пропускать через установку двуокись углерода, пока
вся окись углерода не удалится из трубок и не соберется в
цилиндре. Затем вынимают газоотводную трубку 6 из пнев¬
матической ванны 7 и закрывают кран аппарата Киппа. Ци¬
линдр с окисью углерода под водой прикрывают стеклышком
и ставят на стол. Поджигают таз у отверстия цилиндра, по¬
степенно приливая в цилиндр воду. Подносят к пламени ста¬
кан, смоченный известковой водой.
162

ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА УГЛЕМ
Наблюдения
Прохождение двуокиси углерода
через уголь на холоду не сопровож¬
дается химической реакцией между
этими веществами. Если же пропус¬
тить слабый ток углекислого газа че¬
рез раскаленный электрической спи¬
ралью древесный уголь, то образует¬
ся окись углерода — бесцветный газ,
не поглощающийся раствором щело¬
чи и водой и горяоций голубым пла¬
менем. Продукт горения дает осадок
с известковой водой.
Объяснение
Взаимодействие углекислого газа с
углем является эндотермической ре¬
акцией, протекающей при сильном
нагревании:
С02 + С^2СО.
Реакция эта обратима. Разделение
смеси СО и С02, поступающей из
реакционной трубки 3, основано на
реакции двуокиси углерода со ще¬
лочью:
С02 + 2Na0H=Na2C03+H20.
Окись углерода, в отличие от дву¬
окиси углерода, горит на воздухе:
СО -I- V, о* = со2.
ц*
Лабораторные
принадлежности
1 реакционная трубка
со спиралью от электро¬
плитки;
1 штатив железный с
зажимом и лапкой;
1 промывная склянка;
1 Н-образная трубка;
1 пневматическая ван¬
на;
1 цилиндр для собира¬
ния газов;
1 стеклянная пластин¬
ка для накрывания ци¬
линдра;
2 химических стакана;
1 аппарат Киппа, за¬
ряженный для получения
С02;
трубки стеклянные или
резиновые для соедине¬
ния различных частей
установки между собой;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
1 шнур с вилкой (к
электросети).
Реактивы и
материалы
Мрамор (в кусочках);
Соляная кислота (1:1);
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
163

Проведение опыта (5 мин).
Меры предосторожности
Прибор должен быть тщательно собран и проверен на
герметичность. При собирании и испытании окиси углерода
последняя не должна попадать в помещение, так как это
может привести к серьезным отравлениям.
Газификация твердого топлива.
Воздушный газ (IX кл.).
№ 13. ПОЛУЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРНОГО
Проведение опыта (10 мин).
Рис. 13
Проверяют прибор на герметичность. Включают электри¬
ческий ток и накаливают электрическую спираль 1 в реакци¬
онной трубке 2. Пускают из газометра через промывную
склянку 3 с концентрированной серной кислотой кислород,
поступающий в реакционную трубку и вызывающий сильное
раскаливание и горение угля 4. Образовавшиеся газообразные
продукты горения очищаются стеклянной ватой 5 и проходят
в 17-образные трубки 6 и 7 с известковой водой и раствором
щелочи. Двуокись углерода при этом поглощается, а окись
164

Результаты опыта
Оборудование
Образование С02 при горении СО
доказывается тем, что стакан, смо¬
ченный известковой водой, покры¬
вается белым налетом карбоната
кальция:
С02 -И Са(ОН)2 —
= СаС08 ф + Н20.
Древесный уголь про¬
каленный (в кусочках);
Раствор едкого натра
(крепкий);
Известковая вода обык¬
новенная;
Лучинка (длинная).
(ВОЗДУШНОГО) ГАЗА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
Уголь, расположенный ближе всего
к входящему кислороду, сильно на¬
каливается, и над ним наблюдается
синеватое пламя. Почти сразу же
после начала реакции известковая
вода мутнеет. После вытеснения воз¬
духа в цилиндре 9 начинает соби¬
раться бесцветный газ. При поджи¬
гании этот газ горит голубым пламе¬
нем, что характерно для окиси уг¬
лерода, Продукт горения этого газа
дает осадок в известковой воде. Дву¬
окись углерода поглощается в U-об¬
разных трубках известковой водой и
раствором щелочи.
Объяснение
При высокой температуре реакция
углерода с кислородом приводит к
образованию двух газообразных про¬
дуктов: двуокиси углерода С02 и оки¬
си углерода СО, что может быть схе¬
матично выражено уравнениями:
с + о2 = со2.
С02 + с = 2СО.
Лабораторные
принадлежности
1 реакционная трубка
со спиралью от электро¬
плитки;
1 штатив железный с
зажимом и лапкой;
1	промывная склянка;
2	(/-образные трубки;
1 пневматическая ван¬
на;
1 цилиндр для собира¬
ния газов;
1 стекло для накрыва-
ния цилиндра;
1 газометр (с кислоро¬
дом);
1 химический стакан;
пробки резиновые;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
друг с другом;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
1 шнур с вилкой (к
электросети).
165

углерода проходит дальше по газоотводной трубке 8 и соби¬
рается в цилиндре 9 над водой. После того, как цилиндр за¬
полнится окисью углерода, выключают электрический ток,
продолжая пропускать в течение нескольких секунд ток кис¬
лорода для удаления оставшихся в приборе газов. Затем вы¬
нимают газоотводную трубку 8 из пневматической ванны 10.
Цилиндр под водой прикрывают стеклом, ставят на стол, и
поджигают окись углерода у отверстия цилиндра, подливая
в него постепенно воду из стакана. Подносят к пламени ста¬
кан, смоченный известковой водой.
Меры предосторожности
Необходимо предотвратить возможность попадания окиси
углерода в помещение ввиду сильной ядовитости этого газа.
Газификация твердого топлива.
Воздушный и водяной газы (IX кл.).
№ 14. ПОЛУЧЕНИЕ
Проведение опыта (15 мин.)
Проверяют прибор на герметичность. Включают электри¬
ческий ток и начинают пропускать из газометра через труб¬
ку 1 кислород, чем доводят уголь 2 до раскаленного состоя¬
ния. Затем, не прекращая пропускать кислород, подводят к
раскаленному углю водяные пары из колбы 3, нагреваемой
горелкой. Ток кислорода регулируют краном газометра, а ток
водяных паров — нагреванием колбы с водой и тройником 4,
через отросток которого удаляется избыток пара и образо¬
вавшиеся капельки воды. Благодаря этому уголь всё время
поддерживается в раскаленном состоянии, и процесс образо¬
вания паро-кислородного газа идет непрерывно. Газ очищает¬
ся, проходя через стеклянную вату 5 и раствор щелочи 6.
Опыт заканчивается, когда в цилиндре 7 собирается газ,
состоящий из смеси окиси углерода и водорода. После этого
№

Результаты опыта
Оборудование
Первая реакция протекает со зна¬
чительным выделением тепла, вто¬
рая— требует поступления тепла из¬
вне. Разделение СО от СОг основано
на свойстве двуокиси углерода всту¬
пать в реакцию со щелочами:
СО,+Са(ОН),=СаСО,Ф f
+н2о,
С02 4- 2NaOH =
=Na2C08 -Г Н20.
Горение оставшейся окиси углерода
идет согласно уравнению:
2СО -f О, = С02.
Образовавшаяся двуокись углерода
дает на стенках стакана с известко¬
вой водой белый налет, состоящий из
СаСОз.
Реактивы и
материалы
Кислород (в газомет¬
ре);
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
Древесный уголь про¬
каленный, в кусочках;
Стеклянная вата;
Раствор едкого натра
(крепкий);
Известковая вода;
Вода обыкновенная;
Лучинка (длинная).
ПАРОКИСЛОРОДНОГО ГАЗА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
При одновременном пропускании
кислорода и водяных паров в опре¬
деленном соотношении над раскален¬
ным углем, последний во время всего
опыта остается сильно нагретым, и
процесс образования газов идет не¬
прерывно. При поджигании газа, со¬
бранного в цилиндре, видно бледно-
голубое пламя. Иногда удается заме¬
тить, что бесцветное вначале пламя
становится затем голубоватым, так
как вначале горит более легкий во-
Лабораторные
принадлежности
1	реакционная трубка
со спиралью от электро¬
плитки;
2	штатива железных с
зажимами, лапками и
кольцом;
11 асбестированная сет¬
ка;
1 колба на 200 мл;
1 газометр (с кисло¬
родом) ;
1	горелка;
2	тройника;
1 П-образная трубка;
167

Проведение опыта (15 мин.)
выключают электрический ток и вынимают газоотводную
трубку 8 из пневматической ванны 9. Закрыв под водой стек¬
лом цилиндр, ставят его на стол и поджигают находящиеся
в нем газы; одновременно, по мере выгорания газа, приливают
в цилиндр воду из стакана. Над пламенем горящего газа дер¬
жат сухой стакан, а затем стакан, смоченный известковой
водой.
Меры предосторожности
Необходимо предотвратить попадание окиси углерода в
помещение ввиду сильной ядовитости этого газа. Следует так¬
же помнить, что образующиеся газы (СО и На) дают с воз¬
духом взрывчатые смеси.
168

Результаты опыта
Оборудование
дород, а затем более тяжелый газ —
окись углерода.
На стенках сухого стакана обра¬
зуются капельки воды, на стакане,
смоченном известковой водой, появ¬
ляется белый налет.
Объяснение
Горение угля—это экзотермическая
реакция, протекающая по схеме:
С + 02 = С02.
Одновременно происходит образо¬
вание окиси углерода, что можно уп¬
рощенно представить так:
С02 + С = 2СО.
Взаимодействие у~чя с г-оами
воды протекает с поглощением тепла:
С + 2Н,0 = С02 +2НаО;
Q = — 18 ккал,
С-ЬН20 = С0 + Н20;
Q = — 28 ккал.
Когда все эти реакции происходят
одновременно, то можно добиться об¬
щего положительного теплового эф¬
фекта и непрерывного протекания
процесса. В результате наряду с
двуокисью углерода образуются
окись углерода и водород в разных
соотношениях в зависимости от усло¬
вий опыта. Наличие водорода дока¬
зывается появлением на стенках ста¬
кана капелек воды:
H2 + V2 02 = Н20.
Наличие окиси углерода доказы¬
вается реакцией образования двуоки¬
си углерода, обнаруживаемой по
появлению белого осадка в извест¬
ковой воде:
а) СО + V, 02 = С02
б) С02 + Са(0Н)2 =
= CaCOs j -f HsO.
1 пневматическая ван¬
на;
1 цилиндр для собира¬
ния газов;
1 стекло для накрыва-
ния цилиндра;
2 химических стакана;
трубки стеклянные и
резиновые для соедине¬
ния частей установки
друг с другом;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
1 шнур с вилкой (к
электросети).
Реактивы и
материалы
кислород (в газомет¬
ре);
древесный уголь про¬
каленный (в кусочках);
стеклянная вата;
раствор едкого натра
(крепкий);
известковая вода;
вода обыкновенная; лу¬
чинка (длинная).
169

Древесный уголь (IX кл.).
Карбоновые кислоты (X кл.)
№ 15. СУХАЯ
Проведение опыта (15 мин.)
6
Рис. 15
Пробирку 1 с древесными опилками нагревают сначала
слабым, а затем сильным пламенем. После вытеснения из
прибора воздуха собирают в пробирке выделяющиеся у газо¬
отводной трубки 2 газы и испытывают их на горючесть. За¬
тем поджигают газообразные продукты разложения древесины
у отверстия трубки 2. Когда в пробирке 3, погруженной в
стакан с холодной водой 4, соберется 2—3 мл водного дистил¬
лята, а в пробирке 5 — заметное количество смолы, опыт
можно считать законченным. Убирают горелку под пробиркой
I, вследствие чего пламя у газоотводной трубки 2 гаснет, а
поступление в приемники 5 и 5 жидких продуктов пиролиза
древесины прекращается. Берут пробы водного дистиллята и
испытывают их лакмусом, фелинговой жидкостью, нагретой
медной пластинкой, покрытой слоем окиси меди (она полу¬
чается, если подержать кусок меди в окислительном пла¬
мени горелки). В смоле обнаруживают фенол реакцией с
хлорным железом. Для этого небольшое количество смолы
переносят в пробирку с водой, встряхивают содержимое и к
полученной смеси прибавляют раствор хлорного железа.
170

ПЕРЕГОНКА ДРЕВЕСИНЫ
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
При нагревании древесные опилки
темнеют и постепенно обугливаются.
Сначала образуются газообразные
продукты пиролиза древесины, затем
появляется водный дистиллят и
смола.
Газообразные вещества горят поч¬
ти бесцветным некоптящим пламе¬
нем.
Водный дистиллят показывает
кислую реакцию на лакмус; в нем
обнаруживаются альдегиды (выпада¬
ет желтый или красный осадок при
нагревании пробы с фелинговой жид¬
костью), метиловый спирт (происхо¬
дит восстановление окиси- меди до
металлической меди).
Проба смолы с хлорным железом
дает характерное фиолетовое окра¬
шивание, что указывает на присут¬
ствие в ней фенола.
Твердый остаток в пробирке 1
имеет черный цвет и .представляет
собой древесный уоль.
Объяснение
При нагревании древесины без до¬
ступа воздуха она претерпевает слож¬
ные превращения, в результате кото¬
рых образуется целый ряд новых ве¬
ществ (СО, Н2, СН4 и другие газы,
метиловый спирт СН3ОН, уксусная
кислота СНзСООН, альдегиды, фенол
С6Н5ОН и др.) и остается твердое
вешество — древесный уголь. Коли-
Лабораторные
принадлежности
1 штатив железный с
зажимом и лапкой;
2 пробирки с тубуса¬
ми;
2 пробирки (для соби¬
рания смолы и испыта¬
ния газообразных про¬
дуктов) ;
1 стакан (для холод¬
ной воды);
1 горелка;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей прибора меж¬
ду собой;
корковые пробки;
деревянный штатив (с
пробирками).
Реактивы и
материалы
древесные опилки (су¬
хие);
лакмусовая бумажка
(синяя);
медная пластинка, по¬
крытая окисью меди;
фелиншва жидкость;
хлорное железо (рас¬
твор);
вода холодная;
лучинка (длинная).
1-71

Проведение опыта (10—15 мин.)
Меры предосторожности
Газы у отверстия трубки 2 поджигают лишь после того,
как из установки вытеснен воздух. В противном случае воз¬
можен взрыв, так как при пиролизе древесины образуются
метан, водород и другие газы, дающие взрывчатые смеси с
воздухом.
Коксование каменного угля.
Каменноугольная смола как сырье
для промышленности
органического синтеза (X класс)
№ 16. СУХАЯ ПЕРЕГОНКА
Проведение опыта (15—20 мин.)
Рис. 16
Реакционный сосуд 1 сильно нагревают пламенем газо¬
вой горелки 2. После того как из пробирки вытеснен воздух,
поджигают газы, выделяющиеся у оттянутого конца газоот¬
водной трубки 3. Горючие газы очищаются от смолы, проходя
через 1/-образную трубку 4 с ватой. Одновременно происходит
очистка газа от сероводорода, так как часть ваты смочена
раствором РЬ(1МОзЬ (или AgN03). Аммиак поглощается во¬
дой в пробирке 5, погруженной в стакан 6 с холодной водой.

Результаты опыта
Оборудование
чественные соотношения получаемых
продуктов колеблются в зависимости
от породы древесины и условий про¬
ведения опыта (скорость и темпера¬
тура нагрева, присутствие катализа¬
торов и др.).
КАМЕННОГО (ИЛИ БУРОГО) УГЛЯ
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
При сильном нагревании угля об¬
разуются различные газообразные и
жидкие вещества; часть из них соби¬
рается и идентифицируется. По по¬
чернению ваты, смоченной раствором
Pb(N03)2 (или AgN03), заключают,
что среди них имеется сероводород.
Изменение окраски, лакмусовой бу¬
мажки, опущенной в пробирку с ди¬
стиллированной водой, из красной в
синюю свидетельствует о присутст¬
вии аммиака. Прошедшие через во¬
ду газы, т. е. нерастворимые в ней,
горят почти бесцветным пламенем,
подобно метану. Жидкие вещества
(каменноугольная смола) представ¬
ляют собой черную густую жидкость
с неприятным запахом.
Объяснение
Сильное нагревание бурого (или
каменного) угля без доступа воздуха
приводит к образованию целого ря¬
да новых веществ:	горючих	газов
Лабораторные
принадлежности
1 штатив железный с
зажимами и лапкой;
1 железная трубка, за¬
крытая с одного конца
(или тугоплавкая широ¬
кая пробирка);
1 газовая горелка;
1 Н-образная трубка;
2 стакана для холод¬
ной воды;
3 стеклянные трубки,
изогнутые под прямым
углом;
1 прямая трубка с от¬
тянутым концом;
резиновые трубки (ко¬
роткие) для соединения
частей прибора между
собой;
пробки корковые.
173

1
Проведение опыта (Ю—16 мин.)
Аммиак обнаруживается по изменению цвета лакмусовой
бумажки 7. Смола поступает в пробирку 8, погруженную в
холодную воду в стакане 9.
Примечание. Для извлечения бензола и других ве¬
ществ, содержащихся в каменноугольной смоле, требуется зна¬
чительно большее количество исходного продукта, чем то, ко¬
торое может быть получено на уроке. Но и при наличии
больших количеств смолы опыты с ней на уроке неуместны,
так как требуют много времени, но могут быть проведены во
время внеклассных занятий.
Переработка нефти и ее продукты
Крекинг процесс (X кл.)
№ 17. КРЕКИНГ
Проведение опыта (10 мин).
На дно пробирки 1 наливают 1—2 мл очищенного керо¬
сина; пробирку закрывают пробкой с укрепленной на ней
спиралью. Малым пламенем спиртовки осторожно нагревают
дно пробирки, вызывая испарение керосина 2. Включают
электрический ток, вследствие чего пары керосина проходят
над раскаленной докрасна спиралью 3. Образующиеся жид¬
кие продукты термического распада углеводородов, содержа¬
щихся в керосине, собираются в Н-образной трубке 4, погру¬
женной в сосуд 5 с холодной водой. Газообразные продукты
крекинга проходят по газоотводной трубке 6 и после вытесне¬
ния из прибора воздуха собираются в цилиндрах 7. Под ко¬
нец опыта газоотводную трубку 6 вынимают из ванны 8 и
погружают в пробирку с раствором КМпС>4 (или в
174

Результаты опыта
Оборудование
/метана и других), аммиака, серово¬
дорода, а также жидких продуктов
("смолы), в которых содержится бен¬
зол, фенол и ряд других веществ,
используемых в органических синте¬
зах. Наличие аммиака в газах дока¬
зывается посинением лакмусовой бу¬
мажки от ионов гидроксила:
nh3+h2o=nh4+ + oh-
Сероводород обнаруживается по
появлению черного осадка PbS или
AbsS:
Pb(N03)2+H2S = PbS| +
+ 2HN08,
2 AgN03 -p H2S = Ag2S ф -ф-
+ 2HNOg.
КЕРОСИНА (ИЛИ МАЗУТА)
Реактивы и
материалы
Бурый уголь или кок¬
сующийся каменный
уголь (кусочки);
Вата (для очистки га¬
за от смолы);
Растворимое стекло;
Вода дистиллирован¬
ная;
Вода холодная;
Раствор Pb(N03)2 или
AgN03 (для обнаруже¬
ния сероводорода);
Лакмусовая бумажка
(красная);
Лучинка длинная.
Результаты опыта
Оборудование
Набл юдения
При нагревании спиртовкой про¬
бирки с очищенным керосином по¬
следний частично перегоняется, но
при этом распада молекул не проис¬
ходит, так как непредельных газооб¬
разных продуктов не образуется. Ес¬
ли же пары керосина подвергнуть
воздействию более высокой темпера¬
туры, пропуская их над раскаленной
докрасна спиралью, то образуются
новые вещества: жидкие и газооб¬
разные углеводороды, среди которых,
наряду с предельными углеводорода¬
ми, появляются и непредельные. На-
Лабораторные
п ринадлежности
1 пробирка с тубусом;
спираль от электро¬
плитки;
1 штатив железный с
зажимом и лапкой;
1	Н-образная трубка,
закрытая пробками;
2	стакана (для воды);
1	пневматическая ван¬
на;
2	цилиндра для соби¬
рания газов;
175

Проведение опыта (Ю мин).
Рис. 17
бромную воду). Затем вынимают трубку из жидкости и вы¬
ключают электрический ток. Пипеткой берут из 17-образной
трубки пробу жидких продуктов крекинга нефти и испытыва¬
ют их на присутствие непредельных углеводородов. Поджига¬
ют с помощью лучинки собранные в цилиндрах газообразные
продукты крекинга нефти. В процессе их горения подливают
в цилиндр из стакана воду. Держат над пламенем сухой
стакан, а затем другой стакан, смоченный известковой водой.
Меры предосторожности
Газообразные продукты крекинга собирают в цилиндр
лишь после того, как из прибора полностью вытеснен воздух, t
во избежание образования взрывчатых смесей.
176
i

Результаты опыта
Оборудование
личие непредельных углеводородов
доказывается реакцией с раствором
КМп04 и бромной водой (происхо¬
дит обесцвечивание этих растворов).
В стакане над пламенем образуются
капельки воды и белый налет (от
СаСОз) -
Объяснение
Распад высокомолекулярных угле¬
водородов происходит при высокой
температуре (особенно легко в при¬
сутствии катализаторов, например,
окиси алюминия). При этом образу¬
ются предельные и непредельные уг¬
леводороды с меньшим числом ато¬
мов углерода в молекуле. Распад
молекулы предельного углеводорода
на две другие молекулы, из которых
одна принадлежит к предельным, а
вторая — к непредельным углеводо¬
родам, можно представить схемой:
CHS	(СН2)„	сн3+
->СН3	(СН*)-^-	сн3	+
+ (сн//
Обесцвечивание раствора КМп04 и
бромной воды обусловлено реакция¬
ми присоединения к непредельным
углеводам:
) С = С ^ + н20 + [О]
\ г г / .
I I
он ОН
) С = с/+Вг2^) с -с(
I I
Вг Вг
2 стекла для накрыва-
ния цилиндров;
резиновые трубки: ко¬
роткая (для соединения
частей прибора) и длин¬
ная (для отвода газов в
цилиндр);
1 спиртовка;
1 электроплитка (со¬
противление) ;
шнур с вилкой к элек¬
тросети;
1 штатив с пробирка¬
ми;
1 пипетка.
Реактивы и
материалы
керосин, очищенный от
непредельных углеводо¬
родов (или мазут);
раствор КМп04 (раз¬
бавленный) ;
бромная вода;
вода холодная;
1 лучинка длинная.
■П Опыты по химии
177

Карбоновые кислоты. Уксусная кислота
Реакциям. Г. Кучерова (X класс)
№ 18. ПОЛУЧЕНИЕ УКСУСНОЙ
Проведение опыта (15—20 мин.)
Из капельной воронки 1 медленно приливают раствор по-
вареной соли на карбид кальция 2, добиваясь равномерного
тока ацетилена, и одновременно пускают в ход водоструйный
насос. Ацетилен проходит через промывную склянку 3 с хро¬
мовой смесью и, очищенный от примесей, поступает в колбу 4
с раствором HgSC>4 (0,25 г окиси ртути растворяют в 40 мл
раствора серной кислоты 1:1), где подвергается гидратации
при 70—80°. Образовавшийся уксусный альдегид поступает в
пробирку 5 с небольшим количеством воды, в которой оц
растворяется, и частично проходит дальше через стеклянную
вату 6, где освобождается от возможных капелек раствора
серной кислоты, уносимых током газов. Затем уксусный аль¬
дегид смешивается с воздухом, поступающим через тройник 7,
и проходит в пробирку 8 с раствором КМп04, нагреваемым
на водяной бане 9. Через несколько минут отнимают пробир¬
ку 5 с водой, а газообразный альдегид пропускают непосред¬
ственно в хлоркальциевую трубку 6, для чего соединяют ее с
газоотводной трубкой 10. Через 10—15 мин. опыт заканчива¬
ют. Содержимое пробирки 8 фильтруют, прозрачный бесцвет¬
ный фильтрат испытывают раствором лакмуса, производя
178

КИСЛОТЫ СИНТЕТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
После того как скорость, течение
газов и нагревание отрегулированы,
процесс идет сам по себе, пока не
израсходуется взятый карбид каль¬
ция. В растворе из пробирки 5 легко
обнаружить уксусный альдегид по
запаху и характерным реакциям (об¬
разование серебряного зеркала, осад¬
ка закиси меди и др.). Жидкость в
пробирке 8, содержащая КМп04,
вскоре становится бурой вследствие
образования соединений марганца
низшей валентности. Фильтрат дает
кислую реакцию на лакмус. При
подкислении фильтрата серной кис¬
лотой и .нагревании возможно обна¬
ружить в парах уксусную кислоту
(по запаху и реакции с лакмусовой
бумажкой).
Объяснение
Синтез уксусной кислоты происхо¬
дит в несколько стадий. Основные из
них воспроизводятся в данном опыте:
1. Получение ацетилена:
СаС2+2Н20 = Са(ОН)2+ С2Н2.
2. Гидратация ацетилена (реакция
Кучерова):
сн= СН+н2о -+сн3 — с f
\н
3. Окисление уксусного альдегида
кислородом воздуха в присутствии
марганцевого катализатора:
СНз-С\н + [0]
сн3-с€
о'
12*
Лабораторные
п ринадлежности
1 железный штатив с
зажимом, лапкой и коль¬
цом;
3 асбестированные сет¬
ки;
2 тагана;
2 колбы плоскодонные
на 100 мл;
1 коническая колба на
100 мл;
2 пробирки с тубуса¬
ми;
1 промывная склянка;
1 цилиндр с водой
(предохранитель);	две
спиртовки;
стеклянные и резино¬
вые трубки для соедине¬
ния частей установки
между собой;
пробки резиновые;
1 тройник;
1 хлоркальциевая труб¬
ка;
1 капельная воронка;
1 термометр до 100°.
Реактивы и
материалы
Карбид кальция (ку¬
сочки) — около 5 г;
Раствор NaCl (25%-й);
.Хромовая смесь;
Окись ртути или
HgS04;
Серная кислота (1:5);
179

Проведение опыта (15—20 мин.)
контрольный опыт с дистиллированной водой. К части фильт¬
рата прибавляют 'раствор H2SO4 и нагревают. Ощущается ха¬
рактерный запах уксусной кислоты, лакмусовая бумажка,
поднесенная к парам, показывает кислую реакцию.
Меры предосторожности
Работа с ацетиленом требует большой осторожности, так
как этот газ (а также уксусный альдегид) образует опасные
взрывчатые смеси с воздухом.
Жир ы.
Гидрогенизация жиров (X и.).	.
№ 19. ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ
Проведение опыта (20—25 мин.)
2—3 мл растительного масла тщательно растирают с ни¬
келевым катализатором в фарфоровой ступке, и пошученную
смесь переносят в пробирку 1, которую закрывают пробкой
со вставленными в нее двумя трубками: одна из них имеет
оттянутый конец и доходит почти до дна пробирки, а дру-
180

Результаты опыта
Оборудование
Последняя стадия происходит лишь
в малой степени, но достаточной для
обнаружения уксусной кислоты.
Раствор КМПО4 (раз¬
бавленный) ;
Фелингова жидкость;
Аммиачный раствор
окиси серебра;
Раствор лакмуса (ней¬
тральный) ;
Лакмусовые бумажки
(синие);
Стеклянная вата.
РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
В начале опыта водород легко про¬
ходит через нагретое масло с ката¬
лизатором, но затем масло становит¬
ся более вязким, что несколько за¬
трудняет прохождение через него га¬
за. Продукт реакции вместе с ката¬
лизатором после охлаждения пред¬
ставляет собой очень вязкую массу,
которая не выливается из пробирки,
как это наблюдалось с ним до про¬
ведения гидрогенизации. Отделенный
от катализатора жир представляет
собой почти бесцветную густую мас¬
су, заметно отличающуюся от исход¬
ного жидкого масла.
Объяснение
В состав жидких жиров входят ос¬
татки непредельных карбоновых кис¬
лот, а в состав твердых жиров — ос¬
татки предельных карбоновых кис-
Лабораторные
принадлежности
1 штатив железный с
зажимом, лапкой и коль¬
цом;
1 асбестированная сет¬
ка;
1 баня водяная;
1 газовая горелка (или
электроплитка);
1 термометр до 300°;
1 пробирка узкая и вы¬
сокая;
3 промывные склянки;
1 аппарат Киппа (за¬
ряженный для получения
водорода);
стеклянные трубки, со¬
гнутые под прямым уг¬
лом; две — с оттянутыми
концами;
резиновые трубки для
181

Проведение опыта (5 мин.)
гая — короткая — служит для удаления избытка водорода.
Проверяют установку на герметичность и пропускают через
нее сильный ток водорода. Под пробирку подводят песчаную
баню, предварительно нагретую до 260°. Спустя 20—25 мин.
прекращают нагревание пробирки 1, удалив песчаную баню 2,
и затем выключают ток водорода, закрыв кран 3 аппарата
Киппа. Пробирку 1 отделяют от остальной установки и по¬
гружают в холодную воду. Сравнивают вязкость полученного
продукта и исходного масла. Отделяют жир от катализатора;
к продукту реакции прибавляют диэтилового эфира, встряхи¬
вают содержимое, нагревают на водяной бане и фильтруют.
Эфирный раствор выливают на часовые стекла и дают раст¬
ворителю испариться. Рядом с полученным жиром помещают
каплю исходного растительного масла для сравнения.
Меры предосторожности
Прибор должен быть вполне герметичным. Поджигание
избытка водорода у отверстия газоотводной трубки 4 произ¬
водится только в том случае, когда из всей установки был
предварительно удален воздух. Избыток водорода может быть
также отведен в вытяжной шкаф.

Результаты опыта
Оборудование
лот. Превращение жидких жиров в
твердые происходит посредством при¬
соединения водорода по одной или
нескольким двойным связям. Этот
процесс, называемый гидрогенизаци¬
ей, протекает при участии никелево¬
го катализатора (порошка металли¬
ческого никеля или соединений нике¬
ля, легко восстанавливаемых до ме¬
таллического никеля, например, за¬
киси никеля, муравьинокислого ни¬
келя и др.).
Сущность процесса гидрогенизации
непредельных соединений можно вы¬
разить схемой:
— СН - СН - + Н2
— СН2 - СН2 -
соединения частей уста¬
новки;
4 пробки резиновые с
двумя отверстиями;
1 фарфоровая ступка с
пестиком;
] воронка стеклянная;
часовые стекла;
1 штатив с пробирка¬
ми.
Реактивы и
материалы
Растительное масло
(рафинированное);
Никелевый катализа¬
тор;
Цинк гранулирован¬
ный) ;
Серная кислота (1:5);
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
Едкое кали (раствор);
Раствор КМПО4, под¬
кисленный серной кисло¬
той;
Эфир диэтиловый;
Холодная вода;
Фильтровальная бума-

Клетчатка.
Искусственный шелк (X кл.)
№ 20. ПОЛУЧЕНИЕ
Проведение опыта (15—20 мин.)
В небольшой стакан или широкую пробирку наливают
заранее приготовленный медноаммиачный раствор и помеща¬
ют в него небольшой комочек ваты. Содержимое пробирки
перемешивают до полного растворения ваты. Так же поступа¬
ют и со следующей порцией ваты, пока не получится густая
сиропообразная масса темно-синего цвета. Полученным таким
путем прядильным раствором заполняют медицинский шприц
1, конец шприца погружают в стеклянную ванночку 2 с рас¬
твором серной кислоты (1:5). При выдавливании из шпри¬
ца прядильный раствор соприкасается с кислотой и коагули¬
рует. Образующуюся нить подхватывают при помощи пин¬
цета 3 и наматывают на стеклянную раму 4, вращая ее
вокруг металлического стержня 5 так, чтобы отдельные нити
не соприкасались друг с другом. Полученный моток нитей
держат несколько минут в ванночке с раствором серной ки¬
слоты (1:5) для разрушения медноаммиачных комплексов
целлюлозы, затем, ставшие бесцветными нити тщательно про¬
мывают водопроводной, а под конец дистиллированной водой
и сушат в сушильном шкафу при температуре 60 — 70°С.
й
б
Рис. 20
184

МЕДНОАММИАЧНОГО ШЕЛКА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
Вата довольно быстро растворяет¬
ся в медноаммиачном растворе. Пря¬
дильный раствор представляет собой
сиропообразную массу темно-синего
цвета с фиолетовым оттенком. Све-
жеосажденная нить имеет голубую
окраску, но под действием кислоты
она обесцвечивается. После промыв¬
ки водой нить представляет собой
еще липкую массу, и только после
высушивания она приобретает блеск
и механическую прочность.
Объяснение
Медноаммиачный раствор1 пред¬
ставляет собой 'комплексное соеди¬
нение, состав и строение которого
выражает формула:
[Cu(NH3)J (ОН),.
Этот реактив переводит целлюлозу
в сложный медноаммиачный комп¬
лекс, образующий в воде коллоидный
раствор. Полученный раствор под
действием кислоты (а также щело¬
чи и даже воды) коагулирует. При
этом медноаммиачный комплекс цел¬
люлозы разрушается, в результате
чего выделяется целлюлоза в неиз¬
менном виде, а в раствор переходят
соли меди и аммония, например,
CuS04 и (NH4)2 S04.
Лабораторные
принадлежности
1 штатив железный с
зажимом -и лапкой;
1 железный стержень,
входящий в стеклянную
трубку;
1 трубка стеклянная,
изогнутая в виде рамы
для наматывания нити;
1 шприц медицинский
с иглой;
1 пинцет;
1 стеклянная ванноч¬
ка;
1 стакан;
] штатив с пробирка¬
ми;
1 сушильный шкаф.
Реактивы и
материалы
Медноаммиачный раст¬
вор1;
Вата хлопковая;
Серная кислота (1:5);
Вода дистиллирован¬
ная.
1 Раствор этот готовят до урока, пропуская в течение
нескольких часов воздух через раствор аммиака (25%-ный),
содержащий медные стружки и немного зерневой окиси меди.
185

Получение, свойства и применение
анилина. Значение работ
Н.	Н. Зинина
№ 21. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ
Проведение опыта (НО мин).
1—2 мл нитробензола растворяют в этиловом спирте.
К полученному раствору прибавляют 25%-ного раствора сер¬
ной кислоты и заполняют приготовленным католитом 1 про¬
странство между стеклянным и глиняным стаканом электро¬
литической ванны 2. В глиняный стакан 3 наливают до того
же уровня, что и в стеклянный сосуд 2, 15%-ный раствор сер¬
ной кислоты, играющий роль анолита 4. Собрав установку
согласно приведенной выше схеме, включают источник посто¬
янного электрического тока 5, подбирая сопротивление 6 так,
Рис. 21
чтобы вольтметр 7 показывал напряжение около 10 в, а ам¬
перметр 8 — силу тока около 3 а. Через несколько минут
берут пипеткой пробу католита / и прибавляют к ней креп¬
кий свежеприготовленный и профильтрованный раствор -хлор¬
ной извести. Вторую пробу испытывают хромовой смесью.
Опыт заканчивается, когда взятые пробы показывают поло¬
жительную реакцию на присутствие анилина.
186

ВОССТАНОВЛЕНИЕ НИТРОБЕНЗОЛА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
После включения электрического
тока происходит выделение газов: во¬
дорода на катоде, кислорода — на
аноде. Внешних изменений в католи-
те не происходит. Но испытание ка-
толита показывает, что в нем содер¬
жится анилин: с крепким раствором
хлорной извести получается фиоле¬
товое окрашивание, а с хромовой
смесью — темно-зеленое, переходящее
в черное. Исходный раствор нитро¬
бензола этих реакций не дает.
Объяснение
На свинцовом катоде в сернокис¬
лом растворе нитробензол восстанав¬
ливается до анилина, что может быть
выражено схемой:
6Н+ + 6е = 6[Н],
C6H6N02 + 6[Н]
нитробензол
->C6H6NH2 + 2H20.
анилин
Часть водорода выделяется в -свобод¬
ном виде:
2Н+ + 2е = Н2 f ,
что снижает выход продукта по то¬
ку.
Лабораторные
п ринадлежности
1 батарейный или боль¬
шой химический стакан;
1 цилиндрический ста¬
кан из пористой глины
(диафрагма);
1 свинцовая пластинка
изогнутая (катод);
1 свинцовая пластинка
прямая (анод);
1 вольтметр;
1 амперметр;
1 реостат;
2 выключателя;
электропровода;
источник постоянного
электрического тока;
1 воронка стеклянная;
1 пипетка;
2 колбы или стакана;
штатив с пробирками.
Реактивы и
материалы
Нитробензол (1 —
2 мл);
Серная кислота
(15%-ный раствор) —
анолит;
Серная кислота
(25%-ный раствор) —для
католита;
Спирт этиловый;
Хлорная известь;
Бихромат калия;
Вода;
Фильтровальная бума¬
га.
187

Общие способы выплавки металлов из руд (Хкл)
№ 22. ВОССТАНОВЛЕНИЕ
Проведение опыта (10 мин).
Приготовляют смесь из 25 в. ч. окиси свинца и 1,5 в, ч.
порошка древесного угля. Помещают эту смесь в расширен¬
ную часть 2 реакционной трубки 1. Собрав прибор согласно
приведенной схеме, нагревают расширенную часть трубки
пламенем горелки сначала слабо, а затем сильно. Нагревание
прекращают после того, как образуется металлический сви¬
нец, а известковая вода в стакане 3 станет мутной. Тогда
отнимают газоотводную трубку 4, дают реакционной трубке
немного остыть, после чего высыпают ее содержимое на
асбест. Извлекают королек металла, рассматривают его внеш¬
ний вид и расплющивают свинец на наковальне.

ОКИСИ СВИНЦА УГЛЕМ
Результаты опытов
Оборудование
Наблюдения
На стенках реакционной трубки 1
при нагревании появляется металли¬
ческое зеркало из расплавленного
свинца. Металл собирается также на
дне расширенной части трубки. За¬
твердевший свинец легко расплющи¬
вается. Одновременно с образовани¬
ем металла известковая вода мут¬
неет (происходит выпадение карбо¬
ната кальция).
Объяснение
Восстановление окиси свинца РЬО
до металлического овинца углем —
слабо эндотермический процесс
(Q = — 6,5 ккал на 2 моля), проте¬
кающий согласно уравнению:
РЬО+.С = 2 РЬ + С02.
Свинец узнается по металлическо¬
му блеску, тяжести и ковкости. Дву¬
окись углерода обнаруживается по
выпадению осадков карбоната каль¬
ция при прохождении через извест¬
ковую воду:
С02 + Са(ОН)2 =
— CSiCOa | + Н20.
Лабораторные
принадлежности
1 железный штатив с
зажимом и лапкой;
1 реакционная трубка
с шаром посредине;
1 газоотводная трубка
с пробкой;
1 пробка без отверстия
(для закрывания труб¬
ки);
1 стакан;
1 горелка.
Реактивы и
материалы
Окись свинца (поро¬
шок);
Древесный уголь (по¬
рошок) ;
Известковая вода;
Кусок асбеста;
Молоток;
Наковальня (или ста¬
рый утюг и т. п.).

Выплавка железа из РУД-
Доменный процесс (X кл.)
№ 23. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКИСИ
Проведение опыта (10 мин.)
Рис. 23
Проверяют собранную согласно приведенному рисунку ус¬
тановку на герметичность. Из газометра 1 пропускают окись
углерода для вытеснения из установки воздуха. Сильно на¬
гревают реакционную трубку 2, содержащую порошок окиси
железа, перемешанный со стеклянной ватой. Через несколько
минут прекращают нагревание трубки 2, но продолжают про¬
пускать слабый ток окиси углерода через трубку до полного
ее охлаждения. Затем закрывают кран газометра и через
установку продувают воздух для удаления оставшейся в ней
окиси углерода, которая собирается в сосуде 3. Закрывают
винтовым зажимом 4 сосуд 3 и отделяют от установки реак¬
ционную трубку 2. Высыпают содержимое ее в фарфоровую
чашку и отделяют стеклянную вату от продукта реакции. По¬
следний сравнивают с исходной окисью железа по цвету, маг¬
нитным свойствам и отношению к соляной кислоте.
Меры предосторожности
Необходимо обеспечить полную герметичность всех частей
установки, так как попадание окиси углерода в помещение
может вызвать серьезное отравление.
190

ЖЕЛЕЗА ОКИСЬЮ УГЛЕРОДА
Результаты опыта
Оборудование -
Наблюдения
При пропускании окиси углерода
над окисью железа без нагревания
реакции между этими веществами
не происходит. При нагревании же
реакционной трубки 2 начинается
окислительно-восстановительный про¬
цесс, о чем свидетельствует появле¬
ние в этой трубке вещества с другой
окраской и помутнение известковой
воды в третьей промывной склянке.
Полученное железо— порошок темно¬
серого цвета — притягивается магни¬
том и реагирует с соляной кислотой
с выделением водорода, тогда как
взятая для реакции окись железа —
вещество красного цвета, не облада-
юшее магнитными свойствами и не
вытесняющее из соляной кислоты во¬
дорода.
Объяснение
Взаимодействие окиси железа с
окисью углерода идет по схеме:
Fe203 + ЗСО ^ Fe + ЗС02.
Эта слабо экзотермическая реак¬
ция (Q = + 6 ккал) является обра¬
тимой. Образование двуокиси угле¬
рода доказывается тем, что в про¬
мывной склянке 3 появляется осадок
карбоната кальция:
С02 + Са(ОН)2 = СаСОз +
+ Н20.
В средней склянке осадок карбона¬
та кальция не образуется, так как
окись углерода очищается от приме¬
сей СО2 пропусканием смеси газов
через раствор щелочи, находящийся
в первой склянке:
C02+2Na0H = Na2C03 + Н20.
Лабораторные
принадлежности
1 железный штатив с
зажимом и лапкой;
1 реакционная трубка
из тугоплавкого стекла;
1 газометр с окисью
углерода;
3 промывные склянки;
1 аспиратор-газометр;
1 ванночка (или дру¬
гой сосуд) для сливания
воды;
1 фарфоровая чашка;
трубки стеклянные и
резиновые для соедине¬
ния частей установки
между собой;
резиновые пробки с
просверленными отвер¬
стиями;
2 винтовых зажима;
1 горелка;
1 магнит.
Реактивы и
материалы
Окись железа (поро¬
шок);
Окись углерода (в га¬
зометре) ;
Раствор едкого натра
(концентрированный);
Известковая вода;
Стеклянная вата;
Соляная кислота (1:1)-
191

Общие способы выплавки
металлов из руд (X класс)
№ 24. ОБЖИГ СЕРИИ
Проведение опыта (10 мин.)
Рис. 24
Тонко измельчают в железной или фарфоровой ступке ку¬
сочек сернистого свинца (минерала галенита), помещают
очень немного руды на дно пробирки 1 и закрывают пробир¬
ку пробкой с газоотводной трубкой 2. Дно пробирки нагре¬
вают пламенем горелки, 'Пропуская одновременно над нагре¬
той рудой ток сухого кислорода из газометра. Кислород осу¬
шается, проходя через промывную склянку 3 с концентриро¬
ванной серной кислотой. Образующийся сернистый газ про¬
ходит по газоотводной трубке 4 в стакан 5 с раствором лак¬
муса (синего цвета) илн раствором фуксина (розового цвета).
Конец обжига узнается по прекращению выделения двуокири
серы (проба с синей лакмусовой бумажкой, поднесенной it
концу газоотводной трубки 4). Прекращают нагревание про¬
бирки и поступление в нее кислорода. После остывания со¬
держимое пробирки высыпают в фарфоровую чашку (или на
часовое стекло), а в другую такую же чашку (или .часовое
стекло) помещают исходную сернистую руду для сравнения.
Примечание. Обжиг сернистого свинца можно про¬
вести и в пробирке из обыкновенного стекла. Но для этого
нужно взять минимальное количество руды, нагревание вести
не особенно сильно при умеренном токе кислорода (или воз¬
духа).
192

СТОГО СВИНЦА
Результаты опыта
Оборудование
Набл юдения
При нагревании сернистого свинца
в токе кислорода происходит сильное
раскаливание реакционной смеси. Об¬
разуется вещество желтоватого цвета
(окись свинца), которое может вслед¬
ствие сильного разогрева расплавить¬
ся и вызвать размягчение стекла про¬
бирки. Одновременно выделяется дву¬
окись серы, которая проходит через
водный раствор лакмуса 5, изменя¬
ет его окраску из синей в красную,
а розовый раствор фуксина обесцве¬
чивается.
Объяснение
Обжиг сернистого свинца—экзотер¬
мическая реакция, протекающая со¬
гласно уравнению:
2PbS + 302 = 2РЬО + 2SO,.
При высокой температуре обжига
образуется окись свинца РЬО (глет)—
наиболее устойчивое при этих ус¬
ловиях кислородное соединение свин¬
ца. Двуокись серы создает в водной
среде кислую реакцию вследствие
образования сернистой кислоты:
SOs + Н20 = H2S03, -
HsS03^:2H+ + so,"
С фуксином двуокись серы образу¬
ет бесцветное молекулярное соедине¬
ние, легко разрушающееся при нагре¬
вании. При этом выделяется двуокись
серы, и раствор снова приобретает
розовую окраску, обусловленную фук¬
сином.
Лабораторные
п ринадлежности
1 железный штатив с
зажимом и лапкой;
1 пробирка большая с
тубусом (из тугоплавко¬
го стекла);
1 промывная склянка;
2 стакана химических;
1 газометр (с кислоро¬
дом) ;
трубки стеклянные и
резиновые для соедине¬
ния частей установки
между собой;
пробки резиновые;
1 горелка;
2 фарфоровые чашки
(или два часовых стек¬
ла);
1 фарфоровая (или же¬
лезная) ступка с пести¬
ком.
Реактивы и
материалы
Сернистый свинец (по¬
рошок) ;
Кислород (в газомет¬
ре);
Серная кислота (кон¬
центрированная) ;
Раствор лакмуса (си¬
ний);
Раствор фуксина (раз¬
бавленный) ;
Лакмусовые бумажки
(синие).
^ Опыты по химии
193

Общие способы выплавки металлов.
Электролиз расплавов (X кл.)
№ 25. ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВ
Проведение опыта (Ю—115 мин.)
В [/-образную трубку / насыпают примерно до 7з ее объ¬
ема смесь порошков хлористого свинца и поваренной соли и
закрывают колена трубки асбестовым картоном. Расплавляют
электролит 2 и поддерживают его в жидком состоянии на
протяжении всего опыта. Убирают асбестовый картон, колена
[/-образной трубки 1 закрывают пробками со вставленными
в них электродами:	железным катодом 3 и угольным ано¬
дом 4. Электроды при помощи электропроводов присоединяют
к источнику постоянного электрического тока и рёгулируют
его так, чтобы сила тока составляла 4—5 а при напряжении
около 15 в. К отверстию газоотводной трубки 5 подносйт
влажную йодкрахмальную бумажку для обнаружения хло¬
ра. Затем газоотводную трубку погружают в стакан 6 с креп¬
ким раствором щелочи (или в цилиндр для собирания газов).
Через несколько минут, когда на дне [/-образной трубки со¬
берется расплавленный металл, выключают электрический
ток и прекращают нагревание. Содержимое [/-образной труб¬
ки выливают в фарфоровую чашку, из которой после засты¬
вания всей массы извлекают кусочек свинца. Его очищают
от соли и расплющивают на наковальне.
Меры предосторожности
Пары хлористого свинца ядовиты; поэтому нужно избегать
попадания их в помещение. Расплавление электролита лучше
производить под тягой.
194

ЛЕННОГО ХЛОРИСТОГО СВИНЦА
Результаты опытов
Наблюдения
Смесь РЬСЬ и Nad плавится ори
сильном нагревании. При этом выде¬
ляются пары белого цвета, состоя¬
щие из кристаллов более летучего
вещества — хлористого свинца. Во
время электролиза катод покрывает¬
ся слоем расплавленного металла, ко¬
торый стекает на дно [/-образной
трубки 1. Одновременно из анодного
пространства выделяется хлор. Из¬
влеченный из остывшей смеси металл
отличается большим удельным весом,
он серого цвета, мягок и очень пла¬
стичен.
Объяснение
Смесь из 13 в. ч. РЬСЬ и 1 в. ч.
NaCl плавится при более низкой тем¬
пературе (около 400°), чем чистый
хлористый свинец (около 500°). При
прохождении через расплав электри¬
ческого тока достаточного напряже¬
ния (около 15 в) на электродах про¬
исходят следующие электрохимиче¬
ские процессы:
на аноде: 2С1— — 2е — Cl2 f
на катоде:	РЬ+	+	2с	—	РЬ	4
При этих условиях ионы натрия
Na + не разряжаются, так как срод¬
ство у них к электрону меньше, чем
у ионов свинца РЬ ++
13*
Оборудование
Лабораторные
принадлежности
1 железный штатив с
зажимом, лапкой и коль¬
цом;
1 асбестированная сет¬
ка;
1 газовая горелка;
1 [/-образная трубка с
Одним тубусом;
1 газоотводная трубка;
1 кусочек резиновой
трубки;
1 стакан (или цилиндр)
для поглощения или со¬
бирания хлора;
фарфоровая чашка
(для выливания расплав¬
ленного свинца);
молоток;
наковальня (старый
утюг и т. п.);
тигельные щипцы;
1 угольный стержень
или гвоздь (анод);
1 железный стержень
(катод);
2 корковые пробки с
отверстиями (для анода
и катода);
1 вольтметр;
электропровода;
I амперметр;
II реостат;
источник постоянного
электрического тока.
Реактивы и
материалы
Смесь порошков РЬС12
и NaCl (13 в. ч. и 1 в. ч.);
Иодкрахмальная бу¬
мажка;
Раствор едкого натра
(концентрированный);
асбестовый картон.
1Р5

Общие способы получения металлов.
Электролиз растворов (IX и X кл.)
№ 26. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ
Проведение опыта (3—5 мин.)
К собранной по приведенному рисунку установке подклю¬
чают источник постоянного электрического тока, регулируя
его та‘к, чтобы напряжение составляло около 2 в при неболь¬
шой плотности тока (около 'До а на 1 см2). Опыт можно
закончить, когда угольный катод / покроется хорошо видным
слоем меди вследствие частичного растворения анода 3. Так
как электролит приобретает еле заметную зеленую окраску,
то берут из электролитической ванны 2 пипеткой его пробу
в пробирку, куда приливают крепкого раствора щелочи. По¬
сле нейтрализации серной кислоты выпадает осадок гидрата
закиси никеля светло-зеленого цвета. Окраска становится бо¬
лее интенсивной, если к выпавшему осадку прилить раствор
аммиака: осадок растворяется с образованием раствора тем¬
но-синего цвета. Аналогичные опыты проделывают с готовым
раствором сернокислого никеля. Собирают в пробирке 4 газ,
выделяющийся через газоотводную трубку 5 и испытывают
его на горючесть.
196

РАФИНИРОВАНИЕ МЕДИ
Результаты опыта
Оборудование
Набл юдения
Вскоре после включения электриче¬
ского тока угольнЬй катод 2 покры¬
вается слоем меди красного цвета.
Одновременно через трубку 5 выде¬
ляется водород. Раствор постепенно
приобретает зеленоватую окраску (от
присутствия в нем ионов никеля
Ni++). Анод (например, «серебрян-
ная» монета) в результате электро¬
лиза оказывается заметно разъ¬
единенным с той стороны, которая
была обращена к катоду.
Объяснение
В водном растворе серная кислота
диссоциирует на ионы:
H2S04Z^2H+ + S04
При пропускании через электролит
электрического тока происходят сле¬
дующие электродные процессы: на
аноде (состоящем из сплава меди с
никелем):
Си — 2е~ Си+ +,
Ni — 2е~ Ni+ +;
ка катоде (угольном):
Си+ —(— 2^?—Си \
2Н+ + 2е - Н2 f
Ионы никеля при этих условиях не
разряжаются в соответствии с поло¬
жением этого металла в электрохи¬
мическом ряду — левее водорода. Та¬
ким образом в растворе накаплива¬
ются ионы Ni + +, что доказывается
качественными реакциями (образова¬
ние №(ОН)г, комплексного иона
[Ni(NH3)4]++ и NiS04-7H20
при упаривании раствора с после¬
дующей кристаллизацией никелевого
купороса).
Лабораторные
п ринадлежности
1 железный штатив с
зажимом и лапкой;
1 широкая трубка (или
ламповое стекло);
1 угольный стерженг
(анод);
2 резиновые пробки
(для закрывания трубки
и укрепления электро¬
дов);
1 короткая стеклянная
трубка;
1 пипетка;
штатив с пробирками;
1 вольтметр;
1 амперметр;
1 реостат;
электропровода;
источник постоянного
электрического тока.
Реактивы и
материалы
Серная кислота
(20%-ный раствор);
Сплав меди с никелем
(«серебряная» монета,
пластинка из «нейзиль¬
бера» и т. п.);
Раствор едкого натра
(концентрированный);
Раствор аммиака;
Раствор сернокислого
никеля;
Лучинка.
197

Общие способы получения металлов.
Электролиз водных растворов.
Гидроэлектрометаллургия (IX и X кл.)
№ 27. ПОЛУЧЕНИЕ ЦИНКА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДНОГО
Проведение опыта (10 мин).
В стакан / наливают 10%-ного раствора сернокислого
цинка, закрывают его крышкой 2 с укрепленными на ней при
помощи пробок 3 электродами: алюминиевым катодом 4 и
угольным анодом 5. Последние присоединяют к источнику
постоянного электрического тока так, чтобы угольный стер¬
жень 5 был в качестве анода, а алюминиевая пластинка 4
служила катодом. Регулируют сопротивление так, чтобы на¬
пряжение достигало 10 в, а сила тока—около 1,5 а.
Опыт заканчивается, когда будут хорошо видны оседаю¬
щие на катоде кристаллы цинка и когда они вновь растворя¬
ются в электролите при выпадении в осадок с выделением
газообразного водорода. Из отверстия б в крышке 2 берут
пробу электролита и прибавляют ее в раствор синего лак¬
муса.

РАСТВОРА СЕРНОКИСЛОГО ЦИНКА
Результаты опыта
Оборудование
Наблюдения
После включения электрического
тока на поверхности катода, повер¬
нутой ik аноду, начинают оседать
игольчатые кристаллики цинка, по¬
степенно разрастающиеся в глубь
электролита. Как только пинковые
кристаллы достигают анода, ток пре¬
рывается. Кристаллы пинка, опав¬
шие на дно электролитической ван¬
ны, растворяются в электролите с вы¬
делением газа (водорода). На аноде
выделяется кислород, частично раз¬
рушающий угольный стержень. Элек¬
тролит показывает сильно кислую
реакцию на лакмус.
Объяснение
В водном растворе сернокислого
цинка имеют место следующие рав¬
новесные состояния:
ZnS04 Z^Zn+ + + S04- - и
2H20;=t2H+ + 20Н"
При прохождении через такой раст¬
вор постоянного электрического тока
на электродах происходит разрядка
ионов Zn ++ и ионов ОН — ,' — на
катоде: Zn+ + -\-2е = Zn | ,
— на аноде:
2 ОН~ — 2е — Н20 + 7,0,1
Скапливающиеся в электролите
ионы водорода Н + создают в нем
кислую реакцию. Но выделившийся
на катоде цинк не растворяется в
кислой среде. Опадающие же на дно
ванны кристаллики цинка частично
растворяются в кислоте: выделяется
водород
Лабораторные
п ринадлежности
1 химический или ба¬
тарейный стакан емко¬
стью в 1 л,
1 деревянная крышка
с тремя отверстиями;
1 угольный стержень
(анод);
1 алюминиевая пла¬
стинка (катод);
2 пробки для укрепле¬
ния электродов;
1 вольтметр;
1 амперметр;
1 реостат;
электропроводы.
Реактивы и
материалы
Раствор (10%-ный)
Zn S04;
Раствор лакмуса (си¬
ний).
199

Общие сйособы выплавки металлов
Алюминий. Алюмотермия (X кл.)
№ 28. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Проведение опыта (10 мин.).
На стол ставят большой железный противень 1, посредине
которого находится железный штатив 2, и насыпают в про¬
тивень сплошным слоем сухой песок. Приготовляют из жести
или асбестового картона небольшой «фунтик» 3 и насыпают в
него до 3Д объема термитную смесь 4. В середину «фунтика»
вставляют кусок ленты магния 5 и посыпают всю поверхность
зажигательной смесью, а вокруг ленты магния делают из нее
небольшую возвышенность 6. С помощью лучинки поджигают
ленту магния и ждут, пока закончится реакция и остынут
образовавшиеся продукты. Извлекают из «фунтика» (или из
песка на противне) образовавшийся металл. Очищают его
поверхность напильником. Испытывают твердость полученного
сплава, а также твердость шлака (АЬОз), нанося им царапи¬
ны на куске стекла.
Меры предосторожности
Необходимо следить, чтобы искры и брызги металла не
попадали на людей и на окружающие предметы. Кроме про¬
тивня с сухим песком, при выполнении данного опыта нужно
поставить предохранительное стекло для защиты учащихся, а
учителю нужно надеть предохранительные очки.
200

АЛЮМОТЕРМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Результаты опытов
Оборудование
Наблюдения
Реакция протекает сравнительно
умеренно. Образовавшийся расплав¬
ленный металл выливается на песок
или частично остается на «фуатике»
и застывает. Сплав марганца с хро¬
мом отличается большой твердостью:
он царапает стекло, с трудом под¬
дается обработке напильником. Шлак
представляющий собой окись алюми¬
ния А120з, обладает еще большей
твердостью — он легко оставляет ца¬
рапины на стекле, подобно корунду—
природной разновидности А12Оз.
Объяснение
Взаимодействие алюминия с окис¬
лами многих металлов — сильно эк¬
зотермическая реакция, в результате
которой восстанавливается тот или
иной металл, а алюминий окисляется
до окиси алюминия. В общем виде
уравнение реакции получения метал¬
лов алюмотермическим способом мо¬
жет быть представлено в следующем
виде:
1-	МеОл+^А1=4-А1,0,+
2 п	3	о
— Me 4- х ккал.
2 п
Лабораторные
п ринадлежности
1 штатив железный с
зажимом и лапкой;,
1 железный противень;
защитное стекло;
предохранительные оч¬
ки.
Реактивы и
материалы
термитная смесь:
порошки А1, Сг2Оз и
Мп02 в весовом отноше¬
нии 1 : 1,6 ; 1,3;
зажигательная смесь:
1 в. ч. перекиси бария и
1 в. ч. порошка магния;
лента магния;
кусок жести или асбе¬
стового картона (для из¬
готовления «фунтика»);
сухой песок;
напильник;
кусок оконного стекла;
лучинка длинная.
201

Приложение I
ТИПОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
Оборудование, необходимое для выполнения описанных выше
демонстрационных опытов, в основном приведено в «Списке типо¬
вого учебного оборудования для средней школы» (М., Учпедгиз,
1956). Некоторое оборудование, как, например, электроизмери¬
тельные приборы (амперметр, вольтметр и др.) значится в «Обяза¬
тельных списках» по разделу физики и должно находиться в физи¬
ческих кабинетах. Поэтому нет никакой необходимости перечислять
все оборудование для опытов. Вместе с тем полезно обратить вни¬
мание на некоторые существенные детали в оборудовании для де¬
монстрационных опытов производственного характера, которые опу¬
щены или недостаточно подробно- отражены в «Обязательном спис¬
ке». К таким деталям относятся, в частности, реакционные трубки
из стекла, фарфора и железа разных диаметров, способные выдер¬
живать достаточно сильный нагрев, и различные поглотительные
устройства для газов: промывные склянки и поглотительные колон¬
ки (рис. 1 и 2). Необходимо также выделить нагревательные и из¬
мерительные приборы, поскольку они играют особо важную роль
при выполнении многих демонстрационных опытов (рис. 3, 4, 5, 6).
Все установки могут быть легко смонтированы при условии на¬
личия в школе нужных составных частей — «узлов» (реакционные
трубки, промывные склянки, поглотительные колонки, измеритель¬
ные приборы и т. д.). Они применяются не только для выполнения
какого-нибудь одного опыта, но обслуживают многие установки, в
которых совершаются аналогичные процессы. Однако весьма жела¬
тельно иметь готовые установки для выполнения некоторых опытов.
Конечно, в собранном виде нет необходимости сохранять всю
установку. Достаточно иметь наготове лишь ее главную, характер¬
ную часть. Например, для получения синтетической соляной кисло¬
ты достаточно иметь в готовом виде горелку и камеру для сжи¬
гания водорода в хлоре и собирания образующегося хлористого
водорода. Все же остальные приспособления (приборы для получе¬
ния водорода и хлора, промывные склянки, поглотительная колонка
с капельной воронкой, сборник образовавшейся соляной кислоты)
могут быть легко присоединены к основной части. Это диктуется
ограниченностью школьного оборудования и недостатком места для
его хранения. Кроме того, сам процесс монтажа установки, к кото¬
рому обычно привлекаются учащиеся, имеет определенную учебно-
воспитательную ценность, способствуя также дальнейшему совершен¬
ствованию самого прибора.
202

Список наиболее важного оборудования
№
п/п
Наименование
Размер и
вид
Количе¬
ство
1
А. Лабораторные
принадлежности
Бани песчаные
1—2 л
1
2
Колбы перегонные Вюрца
250 мл
4
3
в »
500 „
2
4
Колбы конические
500 „
5
5
Лодочки фарфоровые для сжигания
обыкнов.
2
6
Поглотительные колонки
—
6
7
Пробирки с тубусом
длина 18 см
10
8
Склянки промывные
разные
10
9
„ двугорлые
200 мл
8
10
„ трехгорлые
200 „
3
И
Стаканы керамические
—
3
12
„ батарейные
1000 мл
2
13
„ химические
разные
5
14
Тигли фарфоровые
5 мл и 50 мл
2
15
„ железные	• . . .
50 мл
2
16
Трубки стеклянные с краном1 . . .
диам. 0,5 см
3
17
„ стеклянные тугоплавкие . .
» 1,5—2 „
5
18
у> г> п • •
,, 3-4 .
3
19
фарфоровые
. 1-1,5 „
2
20
п и
„ 3-4 „
2
21
„ железные прямые
„ 1,5-2 „
4
22
хлоркалыдиевые с 1 шаром
—
5
23
„ изогнутые под прямым углом
„ 1,5—2 см
2
24
Трубки U-образные обыкновенные .
» 1-1,5 „
6
25
„ „ с одним тубусом
„ 1-1,5 „
2
26
„ „ с двумя тубусами
„ 1-1,5 „
4
27
Тройники обыкновенные
0,5 „
2
28
Тройники с краном
0,5 „
1
«
1
Б. Вспомогательные
приборы, приспособления
и некоторые „узлы"
Аккумуляторы
свинцовые или
2
Амперметр
щелочные
2
1
3
Аппараты Киппа
малые
3
4
Аспираторы
2
5
Водоструйный насос
1
6
Вольтметр
1
7
Г азометры
малые
4
1 Длина этих трубок 25—30 и 35—40 см
203

№
п/п
Наименование
Размер и
вид
Коли¬
чество
8
Дефлегматоры
2
9
Реакционные трубки с внешним
электронагревом
2
10
Реакц. трубки с внутренним эле¬
ктронагревом
2
11
Реакц. трубки с электронагревом
„ „ спиралью
2
12
Печь муфельная (тигельная) ....
1
13
Жаровни или „горн-очаг“
2
14
Пинцет .
1
15
Спирали для электроплиток ....
2
16
Реостат
1
17
Термоскопы
2
18
Термопары
2
19
Шприц медицинский
1

Приложение II
РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ1
№
п/п
Название веществ
Количество
1
Альдегид уксусный (образец)
10-20 г
2
Алюминий порошок
10 „
3
„ стружка
10 ,
4
„ пластинки (электроды) ....
2 шт.
5
„ окись (катализатор)
5 г
6
Аммиак (раствор 25%)
500 ,
7
Аммоний хлористый
ко .
8
„ азотнокислый (образец)
50 „
9
„ сернокислый (образец) ....
50 .
10
Аммоний двухромовокислый
20 ,
11
„ ванадиевокислыи
2 „
12
Анилин (образец)
ю .
13
Асбест (картон и вата)
10;» „
14
Барий перекись
10 ,
15
Барий хлористый
ю ,
16
Бромная вода
10 мл
17
Бумага фильтровальная .
1 лист
18
Бумага йодкрахмальная
1 книжечка
19
Бумага лакмусовая (синяя и красная) . .
2 книжечки
20
Вата хлопковая		 ...
1 пачка
21
Дистиллированая вода
500 мл
22
Гипс жженый (в порошке)
100 г
23
Графит искусственный в палочках (эле¬
ктроды) . . .
4—6 шт.
24
Деготь каменноугольный (образец) ....
50 г
25
Дифениламин	 ....
2 „
26
Древесина (опилки, лучинки) ....
50 „
27
Железо восстановленное (порошок)
20 „
28
церистое (кремни для зажигалок)
2—3 шт.
29
„ опилки
20 г
80
Проволока, жесть
100 „
31
Железо окись
50 „
32
„ гидрат окиси
50 „
33
„ сернистое (закисное)
юо „
34
хлорное
ю .
1 В список .включены все реактивы и материалы, необходимые
для выполнения описанных в основном тексте опытов. Количества
реактивов и материалов указаны приблизительно, так как они за¬
висят от размеров установок и выбора варианта опыта. Отмечены
также важнейшие продукты и полупродукты .разбираемых реакций:
Они выставляются на демонстрационном столе как образцы для
сравнения с получаемыми веществами на уроке.
205

№
п/п
Название веществ
Количество
35
Известь натровая
50 ,
36
„ гашеная
50 „
37
„ хлорная
20 „
38
Известковая вода
260 мл
39
Калий гидрат окиси (едкое кали) ....
100 г
40
„ двухромовокислыи
100 „
41
„ марганцевокислый
100 „
42
„ иодистыи
ю „
43
Кальций очись (негашеная известь) . . .
100 „
44
Кальций карбид
100 .
45
Керосин (очищенный)
50 мл
46
Кирпич красный
кусочек
47
Кислота азотная (уд. в. 1,4)
50 г
48
серная (уд. в. 1,84)
1 кг
49
„ соляная (уд. в. 1,19)
200 г
50
„ муравьиная
100 »
51
„ уксусная (80°/0)
50 „
52
„ щавелевая
100 ,
51
Коллодий
10 ,
54
Лакмус (нейтрального раствора)
50 мл
55
Магний (порошок)
1 г
56
Магний (лента)
1 круг
57
Мазут
50 г
58
Масло хлопковое (подсолнечное или льня¬
ное)
20 ,
59
Медь металлическая (стружка, проволока,
пластинка)
100 „
60
Медь окись (зерненая)
20 .
61
(порошок)
20 „
62
Медь сернокислая
100 .
61
Марганец двуокись
ю ,
64
Мрамор	 ....
500 ,
65
Менделеевская замазка
50 „
66
Натрий гидрат окиси
400 „
67
„ азотистокислыи
50 „
68
„ сернистокислыи
200 „
69
„ углекислый (образец)
20 ,
70
натрий хлористый
500 „
71
„ кремнистый
50 ,,
72
Нейзильбер (сплав меди с никелем) анод
1 пластинка
73
Нефть сырая
200 г
74
Никель металлический —проволока, жесть
(электрод)
1 шт.
75
Никель сернокислый
50 г
76
„ азотнокислый
50 „
77
20 ,
78
Нитробензол
10 .
206

№
п/п
Название веществ
Количество
79
Олово хлористое
20 г
80
Парафин
50 .
81
Песок сухой (кварцевый)
2 кг
82
Пирит
50 г
83
Ртуть металлическая
20-10 „
84
» окись
10 ,
85
Сера черенковая или комовая
20 ,
86
Свинец металлический в пластинках . . .
2 шт. по 100 г
87
. окись
20 г
88
„ азотнокислый
ю .
89
„ уксуснокислый
10 .
90
„ хлористый (кристаллический) . .
100 ,
91
„ сернистый
10 ,
92
Серебро азотнокислое
1 .
93
Спирт этиловый
50 .
94
Стеклянная вата
50 „
95
Соль поваренная
500 „
96
Соль сегнетовая
ю „
97
Т ермит
100 „
98
Уголь древесный
50 „
99
Уголь каменный (жирный)
100 „
100
Уголь бурый
100 ,
101
Фелингова жидкость
50 мл
102
Фенолфталеин
1 г
103
Фуксин
0,1 „
104
Хром окись
Ю „
105
Эфир диэтиловый
50 мл
106
Целлюлоза (вата, лилит)
20 г
107
Цинк металлический гранулированный . .
200 ,
108
Цинк сернокислый
50 ,

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧИТЕЛЯ1
Антоновская Р. Я. Реакция алюмометрии, «Химия в шко¬
ле», 1954 г., № 2.
Батюк В. П. Внеклассные опыты по химии. (Получение со¬
ляной кислоты взаимодействием хлора и паров воды, металлическо¬
го натрия и др.) «Химия в школе», 1955 г., № <£
Беженцев М. Б.* Техника и методика лекционного экспе¬
римента по курсу химии, ОНТИ КТП СССР, 1938.
Брокман К-* Электрохимия органических соединений. (Про¬
цессы электрического окисления и восстановления.) Л., Химтеорет-
издат, 1937.
Буткевич Г. А. Предупреждение взрывов при опытах с го¬
рючими газами, «Химия в школе», 1939 г., № 2.
Вальд штейн Л. И. Ознакомление учащихся с успехами и
задачами химизации народного хозяйства СССР, «Известия АПН
РСФСР», 1051, вып. 31.
Вальков Ф. А. Образование окиси углерода при горении
угля, «Химия в школе», 1954 г., № 1.
Вальков Ф. А. Несколько опытов получения металлов, «Хи¬
мия в школе», 1954 г., № 6, стр. 65.
Васильев С. В. Получение некоторых веществ электролизом,
«Химия в школе», 1051 г., № 1.
Васильев С. В.* Химические опыты с применением элект¬
рического опыта. Руководство по внеклассной работе, М., Учпедгиз,
1956.
Верховский В. Н.* Техника и методика химического экс¬
перимента в школе, т. I и II, Л., Учпедгиз, 1947 и 1949.
Верховский В. Н. Техника безопасности при работах в
химической лаборатории, «Химия в школе». 1940 г., № 1.
Вольфович С. И., Е г о р о в А. П., Эпштейн Д. А.* 06-
1 Звездочкой (*) отмечены отдельные издания.
208

щая химическая технология, под ред. С. И. Вольфовича, т. I, М.—
Л., Госхимиздат, 1953.
Воскресенский П. И.* Техника лабораторных работ (по
химии), изд. 4, рассмотр. и переработ., Госхимиздат, 1947.
Глориозов П. А. Демонстрирование опытов учащимися.
Методический сборник «Химия в школе», вып. III, 1948 г., стр. 115.
Глориозов П. А., Сморгонский Л. И.* Практические
занятия по химии в средней школе (педагогическая библиотека учи¬
теля). М., изд-во. АПН РСФСР, 1955.
Гостев М. М. * Химический завод на столе, М., ОНТИ, 1936.
Гостев М. М.* Самодельные приборы и пособия по химии,
под ред. К- Я. Парменова. М., изд-во АПН РСФСР, 1950.
Грабецкий А. А., Осипов А. А. Несколько демонстраци¬
онных опытов, связанных с изучением основ химического'производ¬
ства, «Химия в школе», 1954 г., № 1.
Грабецкий А. А., Цветков Л. А. Школьные опыты по
химической переработке жиров и углеродов, «Химия в школе»,
1954 г., № 4.
Грабецкий А. А., Парменов К. Я.* Учебное оборудова¬
ние по химии для средней школы, М., изд-во АПН РСФСР, 1955.
Грабецкий А. А., Тетерин М. Л. Использование элект¬
роспирали для нагревания реагирующих веществ, «Химия в школе»,
1956 г., № 1.
Григориади П. К- Электролиз с ртутным катодом, «Химия
в школе», 1952 г., № 1.
Г риг ори. а ди П. К- Прибор для получения ацетилена, «Хи¬
мия в школе», 1956 г., № 6.
Добржанский А. Е.* Аннотация фрагментов научно-попу¬
лярного киножурнала «Наука и техника» (1940—1951), М., нзд-во
«Советская наука», 1952.
Драницы на В. Б., Малиновский В. С. Демонстра¬
ция в школе поглощения газов по способу противотока, «Химия в
шише», 1954 г., № 5.
Жерехов Г. И.* Демонстрация принципов действия техниче¬
ских установок, М., Учпедгиз, 1954.
Зонис С. А., Мазуров С. В.* Лекционные опыты и де¬
монстрационные материалы по органической химии, под ред. проф.
Б. Н. Долгова, М., Госхимиздат, 1956.
Егоров А. П., Шерешевский А. И., Шманен-
к о в И. В.* Общая химическая технология неорганических веществ,
изд. 3, перераб., М., Гоетехиздат, 1955.
1 Звездочкой (*) отменены отдельные издания.
14 Опыты по химии
209

Егор кин В. Ф„ Кирюшкин Д. М., Полосин В. С. *
Внеклассные практические занятия по химии. Руководство для уча¬
щихся средней школы, М., Учпедгиз, 1956.
Каблуков И. А. (акад.). К вопросу о роли и постановке
опытов при прохождении химии, «Химия в школе», 1938 г., № 3.
Казарновский С. Н., Кузнецов Л. А.* Синтетическая
уксусная кислота, М.—Л., Госхимиздат, 1946.
Кирюшкин Д. М. К методике демонстрационных опытов
по химии, «Химия в школе», 11955 г., № 2.
Ключников Н. Г. Руководство по неорганическому синтезу,
М.—Л., Госхимиздат, 11953.
Ключников Н. Г.* Алюмотермичеекое получение металлов
и сплавов, «Химия в школе», 1954 г., № 6.
Ключников Н. Г. О восстановлении окислов водорода и
о химической прочности окислов, «Химия в школе», 1955 г., № 5.
Кожиков А. П. Аппарат для получения соляной кислоты,
аммиака и других водных растворов газов, «Химия в школе»,
11955 г., № И.
Кривонос Ф. Ф., Денисов А. А. Синтез гексахлорана
в химическом кружке, «Химия в школе», 1956 г., № 6.
Копы л ев Б. А., Сычев М. М., Трабер Д.* Руковод¬
ство к практическим занятиям по общей химической технологии,
М.—Л., Госхимиздат, 1953.
Кучеренко Н. И. Действующие модели химических устано¬
вок, «Химия в школе», 1956 г., № 1.
Ларионов А. С., Мысовская Е. Н., Рахматул-
л и н А. Т. Простейший прибор для демонстрации крекинга неф¬
тепродуктов, «Химия в школе», 1954 г., № 5.
Малиновский В. С., Рюхи на Т. П. Демонстрация в
школе применения адсорбции в промышленности, «Химия в школе»,
1955 г.
Молдавер Т. И. Гальванические покрытия металлов, «Хи¬
мия в школе», 1955 г., № 2.
М о ж е й П. Д. Несколько демонстрационных опытов по химии
неметаллов, «Химия в школе», 1951 г., № 2.
Можей П. Д. Демонстрационный опыт получения соляной
кислоты синтетическим способом, «Химия в школе», 1955 г., № 5.
Мясоедова Т. Г. Опыты по гальваническому покрытию ме¬
таллов, «Химия в школе», 1956 г., № 6.
Н е с и н а К. П. Прибор для получения щелочей калия и нат¬
рия, «Химия в школе», 1955 г., № 5.
Новиков И. А. Прибор для электролиза водного раствора
поваренной соли, «Химия в школе», 1956 г., № 6.
210

Овчинников Е. Н. Прибор для демонстрации окисления
аммиака, «Химия в школе», 1940 г., № 3.
Овчинников Е. Н. Школьный горн-очаг, «Химия в школе»,
1953 г., № 5, стр. 63.
Осипов А. А. Методика ознакомления учащихся с производ¬
ством натрия и едкого натра, «Химия в школе», 1956 г., № 5.
Павлов Б. А., Соловьева А. С.* Технология неорганиче¬
ских веществ. Пособие для учителей средней школы, под ред. проф.
П. М. Лукьянова. М., Учпедгиз, 1954.
Парменов К. Я.* Демонстрационный химический экспери¬
мент, М., изд-во АПН РСФСР, 1954.
Парменов К- Я. Демонстрационные опыты по химии. Ме¬
тодический сборник «Химия в школе», вып. II, 1945 г., стр. 82.
Па рменов К. Я.* Опыты с электрическим током по химии в
средней школе, изд. 2, М., Учпедгиз, 1948.
Парменов К. Я. О работе над учебно-наглядными пособия¬
ми и оборудованием, «Советская педагогика», 1949 г., № 1.
Парменов К- Я. Самодельные приборы для уяснения прин¬
ципа электроочистки. Методический сборник «Химия в школе»,
вып. III, 1948 г., стр. 166.
Парменов К- Я. Как организовать занятия по химии в
средней школе без вытяжного шкафа. Методический сборник «Хи¬
мия в школе», вып. I, 1049 г., стр. 48.
Полосин В. А.* Лекционные опыты по общей химии, М.—Л.,
Госхимиздат, 1950.
Полосин В. С.* Лабораторный опыт гидратации ацетилена,
«Химия в школе», 1951 г., № 5.
Полосин В. С. Электролиз воды, «Химия в школе», 1953,
№ 3.
Полосин В. С. Демонстрация синтеза аммиака из атмо¬
сферного азота, «Химия в школе», 1955, № 6 (см. еще № 2, 1957).
Производственные экскурсии по химии в шко¬
ле*. Сборник статей из опыта учителей, под ред. Л. А. Цветкова,
М., Учпедгиз, 1953.
Полякова В. А. Урок на тему «Синтез аммиака» с исполь¬
зованием производственных моделей, «Химия в школе», 1954 г., № 4.
Полякова В. А. Уроки, на тему «Производство уксусной ки¬
слоты, «Химия в школе», 1956 г., № 5.
Пятницкий М. М., Попов П. С. Демонстрация реакции
М. Г. Кучерова, «Химия в школе», 1951 г., № 6.
Рейнбольдт Г.* Техника химического демонстрационного
эксперимента, М., ОНТИ, 1935.
И*	2U

Рогожин Б. Я. Искусственные и синтетические волокна,
«Химия в школе», 1954 г., № 1.
Рупе Г.* Лекционные опыты по органической-химии. Перевод,
переработ. и дополи, проф. В. А. Измаильским, М., 1936.
Ряузов А. И., Груздев В. А., Артеменко М. А.*
Технология искусственных волокон. Гостехлегпром, 1952.
С а в и ч Т. 3. Методика изучения производства серной кисло¬
ты в VIII классе, «Химия в школе», 1952 г., № 1.
Сафонова И. Н. О некоторых условиях эффективности
школьного химического эксперимента. Методический сборник «Хи¬
мия в школе», вып. III, 1948 г., стр. 139.
Севрюков Н. Н., Кузьмин Б. А., Чилинцев Е. В.
Общая металлургия, М., Гостехиздат, 1954.
Селиванов М. П.* Безопасность работ в химических лабо¬
раториях, М., Медгиз, 1954.
Скребков К. Ф. Демонстрация принципа противотока при
получении соляной кислоты, «Химия в школе», 1954 г., № 1.
Соколов И. С. Школьная модель электропечи, «Химия в
школе», 1941 г., № 3.
Список типового учебного оборудования для
средней школ ы*, М., Учпедгиз, 1956.
Список научи о-п опулярных, документально¬
хроникальных и учебно-технических фильмов, М.,
изд-во Московской городской конторы Главкинопроката, 1953.
Справочник по химии для учителей средней
ш к о лы. Составил П. П. Коржев, изд. 3, переработ. М., Учпедгиз,
1954.
Степанова О. С. Гидрогенизационные процессы в промыш¬
ленности, «Химия в школе», 1953 г., № 6.
Стышнов А. И. Использование дымохода печи в качестве
вытяжного шкафа, «Химия в школе», 1953 г., № 5.
Сударев М. П. Демонстрационные опыты по химии (метал¬
лы и сплавы). Методический сборник «Химия в школе», вып. III,
1948 г., стр. 153.
Троицкий С. В. Действующая модель получения синтети¬
ческой соляной кислоты, «Химия в школе», 1955 г., № 5.
Турышев И. К- Простые опыты по применению электролиза
в технике, «Химия в школе», 1957, № 1.
Т э м п А. Н. Усовершенствованный прибор для сухой перегон¬
ки дерева, «Химия в школе», 1954 г., № 3.
Т э м п А. Н, Тэмп В. В. Опыты разложения известняка на
уроках химии, «Химия в школе», 1956 г., № 6.
У г р ю м о в П. Г. *. Органический синтез в промышленности.
Пособие для учителей, М., Учпедгиз, 1955.
212

Угрюмо в П. Г. Газификация твердого топлива, «Химия в
школе», 1955 г., № 2.
Учебные кинофильмы и аппаратура*. Каталог-
справочник. Министерство просвещения РСФСР, Главснабпром,
1950.
Федосеев П. Н., Л а г о ш н а я Р. М. Простейшие демон¬
страционные опыты по гетерогенному катализу. Методический сбор¬
ник «Химия в школе», вып. IV, стр. 337.
Федосеев П. Н. Каталитическое окисление аммиака и эти¬
лового спирта, «Химия в школе», 1952 г., № 2.
Федосеев П. Н. Простые приборы для химических опытов,
«Химия в школе», 1855 г., № 2.
Фельдт В. В. Эксперимент как основа преподавания химии
в средней школе. Методический сборник «Химия в школе», вып. I,
1944 г., стр. 3.
Фельдт В. В.* Техника и методика химического эксперимен¬
та в средней школе. Руководство для студентов пединститутов, М.,
Учпедгиз, 1949.
Фельдт В. В. Подготовка учащихся к практической дея¬
тельности в процессе преподавания химии, изд-во АПН РСФСР,
1950.
Кинофильм на уроках химии, «Химия в школе», 1952 г.; № 2.
Чендров А. Д. Опыты для демонстрации условий течения
химической реакции окислением аммиака, «Химия в школе», 1956 г.,
№ 3.
Чендров А. Д. Прибор для демонстрации ускорения химиче¬
ских реакций, «Химия в школе», 1966 г., № 1.
Черняк Ч. А. Жаровня в качестве нагревательного прибо¬
ра. Методический сборник, «Химия в школе», вып. III, 1948.
стр. 172.
Цветков Л. А.* Эксперимент по органической химии в
средней школе. Техника и методика. Пособие для учителей. М., Уч¬
педгиз, изд. 2, переработ., 1954.
Цветков Л. А. Химические опыты при изучении каучука и
нефти, «Химия в школе», 1853 г., № 6.
Цейтлин Н. Е. Советы по изготовлению учебных пособий
и инвентаря. Пособие для учителя, М., Учпедгиз, 1948.
Шамшурин А. А. Получение синтетических смол и пласт¬
масс, «Химия в школе», 1951 г., № 1.
Шаповаленко С. Г., Эпштейн Д. А., Цв етков Л. А.,
Г л о р и о з о в П. А.* Вопросы политехнического обучения в препо¬
давании химии, М., Учпедгиз, 1954.
213

ш апойалейко С. Г.* Об изученйи Основ современной хи¬
мической индустрии в средней школе. Из опыта работы городских
и сельских школ. Сб. «Политехническое обучение в средней школе»,
М., изд-во АПН РСФСР, 1956.
Шахов Г. А. Металлургия. Общий курс, М., Металлургиздат,
1948.
Шмароков Г. Е. Демонстрационные опыты получения сер¬
ной кислоты, «Химия в школе», 1952 г., № 5.
Шостаковский М. Ф. и Кононов Н. Ф. Производство
уксусной кислоты, «Химия в школе», 1954 г., № 6.
Эпштейн Д. А.* Научные основы химического производства,
вып. I, М., изд-во АПН РСФСР, 1952.
Эпштейн Д. А.*, Ш у р х и н С. А. Учебные модели завод¬
ских химических установок, М., Учпедгиз, 1953.
Эпштейн Д. А. Основы химической технологии. М., изд-во
АПН РСФСР, 1957.
Эпштейн Д. А., Г р а б е ц к и й А. А., Осипов А. А.,
Ш у р х и н С. А. Опыты и наглядные пособия для ознакомления
учащихся с производством синтетического аммиака и азотной кисло¬
ты, «Химия в школе», 1954 г., № 2.
Юрков Г. К- Применение проекционного фонаря для демон¬
страции химических опытов, «Химия в школе», 1941 г., № 2.
Arthur P.* Lecture Demonstrations in General Chemistry,
London, 1935.
Stapf H.* Chemische Versuche im Unterricht. Teil I, 11, Illt
Berlin — Leipzig, 1953, 1955.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Некоторые вопросы методики демонстрационных опытов .	3
Получение водорода железопаровым способом ... 20
Разложение углекислого кальция	23
Получение соляной кислоты синтетическим способом .	.	27
Получение серной кислоты контактным способом ... 33
Синтез аммиака из элементов	42
Получение азотной кислоты окислением аммиака .	. 52
Получение аммиачной селитры	59
Получение соды аммиачным способом	62
Получение водорода и кислорода электролизом воды .	.	66
Электролиз раствора хлористого натрия в приборе с твер¬
дым катодом ....		 .... 69
Электролиз раствора хлористого натрия в приборе с
ртутным катодом	76
Получение 'Генераторного (воздушного) газа ...	81
Получение водяного газа	.86
Термическая переработка древесины	89
Термическая переработка каменного угля	92
Крекинг нефтепродуктов	95
Получение уксусной кислоты синтетическим способом .	. 99
Гидрогенезация масла	106
Получение искусственного (медноаммиачного) волокна 109
Электролитическое восстановление нитробензола .	.	.111
Восстановление окислов металлов углем 	 113
Восстановление окислов металлов окисью углерода .	.115
Обжиг сернистых руд	120
Электролиз расплавленного хлористого свинца .	.	. 121
Электролитическое рафинирование меди	124
Получение металлов электролизом растворов их солей 125
Получение металлов алюмотермическим способом .	.	.128
Карточки демонстрационных опытов	132
Приложения
I. Типовое оборудование для проведения опытов .	.	. 202
II. Реактивы и материалы	205
Литература для учителя	208

\
Александр Антонович Грабецкиб
ОПЫТЫ ПО ХИМИИ
Редактор Г. Г. Гуськов
Техн. редактор В. В. Тарасова
Корректор 3. А. Ольшанная
Сдано в набор 24/XII 1056 г. Подписано к печати 23/IV 1957 г.
Формат 84Х108‘/з2 бум. л. 3,38 печ. л. 11,17 Уч.-изд. л. 11,18
А 04054	Тираж	26	000
Изд-во АПН РСФСР, Москва, Погодинская ул., 8. Зак. 1116
Типография изд-ва АПН РСФСР, Москва, Лобковский пер., 5/116.
Цена 4 руб.

ОПЕЧАТКИ
К книге А. А. Грабецкого „Опыты по химии"
Строк
а
Стр.
сверху
снизу
Напечатано
Следует читать
26
8
расход
распад
33
4
бисульфата
бисульфита
48
4
сжатием
сжиганием
84
4
СаС02
СаС03
106
7-8
уксусный
уксуснокислый
117
13-14
Fe203 + СО =
= Fe + С02
Fe208 + ЗСО =
= 2Fe + ЗС02
117
26
+ СО
+ 4СО
147
2!
левый столбец
N0 + С202 =
= 2N02
NO + 1;,Os =
= К02
153
5
Na2HC03
NaHCOg
169
левый столбец
С +- 2Н20 =
= С02 4- 2Н20
С + 2Н20 =
~ С02 + 2Н2
169
20
С + Н20 =
С + Н20 =
левый столбец
= СО t- Н20
= со + н2
208
8
опыта
тока
213
19
окислением аммиа¬
ка
окисления аммиа¬
ка