Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты

ХОЧУ СТАТЬ ХИМИКОМ

Но Либих, еще учась в гимназии, занимался экспериментальной химией. Страстное увлечение химическими опытами помогло ему в дальнейшей исследовательской работе. Уже в 21 год Либих становится профессором в Гиссене и организует единственную в своем роде химическую школу, которая привлекла молодых приверженцев этой науки из разных стран. Она послужила прообразом современных специальных учебных заведений. Новшество обучения заключалось, собственно, в том, что студенты много внимания уделяли опытам. Только благодаря Либиху центр тяжести курса химии был перенесен из аудитории в лабораторию.

В наше время желание стать химиком никого не рассмешит, напротив, химическая промышленность постоянно нуждается в людях, у которых обширные знания и экспериментальные навыки сочетаются с любовью к химии.

Эта книга должна помочь юным химикам глубже вникнуть в современные проблемы химии. Рассматриваемые здесь опыты заимствованы большей частью из практики. Сложные процессы химической технологии мы попытаемся воспроизвести, используя простые вспомогательные средства.

Кто хоть раз был на химическом заводе, видел там огромные аппараты, котлы высокого давления, электрические и пламенные печи, сеть трубопроводов — все это составляет облик современного химического производства. Но любой химико-технологический процесс начинается в лаборатории. Несколько пробирок, стеклянных трубок и колб — это зачастую первая функционирующая модель современной технологической установки. Конечно, современному исследователю необходимы также сложные и дорогие приборы: аналитические весы, специальные печи, термостаты, автоклавы, спектрографы, электронные микроскопы. Но когда химик-экспериментатор вступает в неизведанную область, ему нельзя полагаться только на приборы и аппараты, он должен импровизировать и, используя несложное оборудование, ставить все новые и новые опыты. Только тот, кто сможет собирать действующие установки, кто с неослабевающим упорством будет работать над каждым опытом и преодолеет подстерегающие всякого экспериментатора неудачи, станет хорошим химиком.

В описанных здесь опытах не используются опасные яды и взрывчатые вещества, но это не значит, что рекомендованные в книге препараты полностью безвредны. В химии постоянно используются такие незаменимые реактивы, как, например, некоторые кислоты и щелочи. Прежде чем приступить к опытам, необходимо тщательно изучить последнюю главу, где комментируется применение отдельных препаратов и приборов. Конечно, руководствуясь книгой, можно провести много опытов, но гораздо важнее основательно подготовиться, тщательно собрать аппаратуру и внимательно наблюдать за ходом процесса. Предварительные приготовления, эскиз аппаратуры, все наблюдения и результаты опыта — все это необходимо заносить в протокол.

Хочется заранее возразить тем родителям, которые считают, что химические опыты — это легкомысленная игра со здоровьем. Чтобы избежать опасности, необходимо соблюдать все указанные меры предосторожности и не экспериментировать с опасными веществами на свой страх и риск. Легкомыслие же недопустимо в любом случае — относится ли это к химическим опытам, поведению на улице или к спорту.

Мы надеемся, что наш читатель прежде всего основательно изучит школьный курс химии, почитает и специальную литературу (рекомендательный список приведен в конце книги). Цель этой книги — дополнить основные систематизированные представления. Эксперименты необходимы для практического закрепления и творческого развития теоретических знаний.

Предлагаемые опыты затрагивают различные области химии. Поэтому наша книга полезна не только будущим химикам, но и тем, кто станет строителями, металлургами, агрономами, текстильщиками... Роль химии в различных областях техники и сельского хозяйства все время возрастает — в этом и заключается химизация народного хозяйства. Без многочисленных химических препаратов и материалов нельзя было бы повысить мощности механизмов и транспортных средств, расширить производство предметов потребления и увеличить производительность труда. Химико-фармацевтическая промышленность выпускает разнообразные медикаменты, укрепляющие здоровье и продлевающие жизнь человека.

Сейчас в химической промышленности ГДР на таких комбинатах, как, например, Лёйна, Шведт, Шкопау, Биттерфельд, Вольфен, Губен и других, занято более трехсот тысяч человек.

Для дальнейшего развития химической промышленности очень полезна интеграция в рамках социалистического содружества (например, нефть из СССР поступает по нефтепроводу в ГДР, ПНР и ЧССР). В соответствии с комплексной программой социалистической экономической интеграции построено уже множество гигантских химических предприятий, например огромный целлюлозный комбинат в Восточной Сибири, установка для получения полиэтилена высокого давления и др.

Для улучшения благосостояния и более полного удовлетворения потребностей трудящихся необходимы квалифицированные рабочие, инженеры и ученые. И наверняка многие из наших юных читателей примут участие в осуществлении этой программы.

ВОДА-ВЕЩЕСТВО № 1

Вода встречается на Земле почти повсеместно, 70 % земной поверхности занимает мировой океан; более 1,5 триллионов тонн воды содержатся в этом гигантском резервуаре. Под влиянием солнечного тепла часть морской воды постоянно испаряется, а образующийся водяной пар поднимается в воздух. Если воздух, содержащий водяной пар, охладится, то выделятся мельчайшие водяные капельки. Из таких капелек состоят облака, которые переносятся потоками ветра с моря на континент. При определенных условиях мелкие капельки сливаются в более крупные, и на Землю выпадает дождь, снег или град. Почва впитывает эти осадки и собирает их в грунтовые воды. Избыток воды пробивается из почвы в виде родников, из них вытекают ручьи, сливающиеся в малые и большие реки. А реки несут воду опять в море, и так завершается этот круговорот воды в природе.

Без круговорота воды Земля имела бы совсем другой вид. Современное строение гор и долин, морских побережий и местностей, удаленных от моря, — все это возникло под влиянием механического и химического воздействия воды.

Без воды не было бы жизни на Земле. Все живое нуждается в воде, которая является одновременно и важнейшей составной частью растений и животных. Наше тело примерно на 65 % состоит из воды; у некоторых медуз ее содержание доходит даже до 99 %. Если бы вода внезапно исчезла с поверхности Земли, то она превратилась бы в мертвую пустыню.