Это, конечно, не единственный способ получения углекислого газа. Можете в этом сразу же убедиться.
Пойдите в кухню и загляните во внутрь чайника. Снаружи чайник чистый и блестящий, а внутри… стенки покрыты шероховатым налётом серо-бурого цвета. Ножом или отвёрткой попытайтесь соскоблить налёт. Вы соберёте примерно столовую ложку шероховатого вещества. Пол-ложки отсыпьте в стакан. Затем сделайте из проволоки штатив, как на рис. 1.
На штативе укрепите двух- или трехсантиметровый кусочек тонкой свечи. В стаканчик с осадком налейте 2–3 ложки концентрированного уксуса или соляной кислоты. Сразу же осадок начнет бурлить, шипеть и появится пена. Зажгите свечку и опустите её в стакан. Что же произойдет? Свеча немедленно потухнет. Как вы думаете, ребята, почему?
Вы знаете, что углекислый газ не поддерживает горения, и каждое пламя в присутствии углекислого газа тухнет. Неужели и сейчас выделялся углекислый газ?
Не будем с вами додумываться. Мы ведь умеем обнаруживать углекислый газ и знаем, что он вызывает помутнение известковой воды. Поэтому без труда проделаем известный вам опыт.
Оставшееся количество накипи из чайника пересыпем в пробирку, польём уксусной кислотой и закроем пробирку пробкой, в которой имеется отверстие для стеклянной трубки. На один конец трубки одеваем резиновую трубочку, а другой вставляем в пробирку с известковой водой.
Первые же пузыри выделяющегося газа в пробирке вызывают помутнение известковой воды. Значит мы имеем дело с углекислым газом. Но вот вопрос: каким образом в чайнике появилась накипь, выделяющая углекислый газ? Ведь кипятим всегда чистую воду.
Давайте-ка проверим, действительно ли мы кипятим чистую воду. В химии очень важна чистота, поэтому сосуд для кипячения воды хорошенько вымоем водой с порошком и потрём твердой щеткой, а затем вытрем досуха чистой тряпочкой. Нальём теперь в сосуд воды из-под крана или колодезной воды и зажжём под ним спиртовку. Вода должна закипеть и испариться. Чтобы понапрасну не терять времени, проделаем в это время ещё один опыт.
Нам понадобятся: стакан газированной воды, ложечка дрожжей и 2–3 ложки сахару. В пробирку с пробкой и резиновой трубочкой наливаем газированной (содовой) воды. Конец резиновой трубочки помещаем в сосуд с известковой водой. Опускаем сосуд с газированной водой в сосуд с горячей водой. В сосуде с газированной водой появляется множество пузырьков, которые быстро поднимаются на поверхность. Одновременно из резиновой трубочки, погруженной в сосуд с известковой водой, начинают выходить пузырьки, вызывая помутнение известковой воды. Значит газированная вода содержит углекислый газ. Чем вода холоднее, тем больше в ней растворяется этого газа. При нагревании растворимость газа уменьшается, поэтому из пробирки начинает уходить углекислый газ.
Обычную газированную воду получить в домашних условиях нельзя. Но из дрожжей и сахара можно приготовить очень вкусный и полезный напиток. Для этого в стакан бросаем ложку дрожжей, насыпаем 2–3 ложки сахару, всё тщательно перемешиваем, получая жидкую массу. Наливаем в стакан немного теплой воды и отставляем его на полчаса.
А теперь давайте вернемся к нашему сосуду, стоящему на спиртовке. Что же произошло с водой? Она вся выкипела, а на стенках сосуда, особенно на дне, остался какой-то серый осадок. Как он здесь появился? Неужели из воды? Да, из воды. В каждой воде, в водопроводной или колодезной, содержится углекислый газ. «Почему?» — спросите вы.
Коротко расскажу вам о том, какое путешествие в природе совершает вода. Вода, испаряясь с поверхности рек, озер, морей и океанов, в виде водяного пара уносится в атмосферу. Там значительно холод нее, чем на поверхности земли, и из водяного пара образуются мельчайшие капельки воды. Происходит так называемая конденсация воды. Капельки собираются в белые облака. Как только становится холоднее, облака темнеют. Начинает идти дождь. В капельках воды, падающих на землю, растворяется углекислый газ, находящийся всегда в воздухе.
Начинается второй этап путешествия воды. Часть её впитывается землёй, а остальная часть стекает в моря и реки, вернее в естественные и искусственные водоёмы. Вода, впитанная землей, собирается в подземных озерах Так как она содержит углекислый газ, беспрерывно растворяет минералы, находящиеся в земле. В 100 литрах колодезной воды содержится до 150 г различных минералов. Подогревая такую воду, мы сразу же заметим, как будет из неё выделяться углекислый газ. Как только удалится весь газ, все растворимые в воде вещества становятся нерастворимыми. Вода выкипает, а минералы остаются.
Теперь каждый из вас знает, почему в чайнике со временем появляется серо-бурый осадок — накипь, называемая иначе котельным камнем. Котельный камень — злейший и опаснейший враг паровых котлов. Подумайте только, если в небольшом чайнике собирается так много котельного камня, то сколько же его осядет на стенки и дно большого котла, в котором в течение часа в пар превращаются десятки тонн воды! Если бы не химики, в день в котле собралось бы столько котельного камня, что пришлось бы его вывозить на грузовике!
Воду, содержащую нерастворимые минералы, называем жесткой водой. Мыло в такой воде не пенится. Ваша мама, стирая бельё, обязательно в такую воду добавляет немного соды, чтобы мыло лучше пенилось.
Пока мы с вами проделывали опыты, прошло полчаса. Лимонад уже готов. Дрожжи, вступая в реакцию с сахаром, выделяют много углекислого газа, что делает напиток приятным и освежающим.
Дядя Пробирка
Наш физический кабинет
Приборы, служащие для измерения силы света различных источников, называются фотометрами. Это сложные и довольно дорогие приборы, поэтому непригодны для нашего кабинета. Нам нужны более простые и доступные в домашних условиях приборы, от которых, впрочем, мы не будем требовать большой точности.
От свечи отрежем небольшой кусочек, длиной 3–4 см, а затем разрежем его вдоль фитиля и вытащим фитиль. Из фольги (для обертки шоколада и конфет) вырежем кусочек, равный площади сечения свечи.
Разогреем над плитой кусочек свечи с разрезанной пополам стороны. Как только парафин станет мягким, вдавим в него фольгу. То же самое проделаем и со второй половинкой разрезанной вдоль свечи. В результате получим свечу, разделенную на 2 равные половинки блестящей полоской фольги.
Теперь приступаем к определению светосилы любого источника, например, керосиновой лампы.
Поставим керосиновую лампу на стол, а на некотором расстоянии от неё расположим горящую свечу. Между этими источниками света устанавливаем кусочек нашего «фотометра» (смотри рисунок) и будем перемещать его до тех пор, пока обе половинки, если смотреть на них сверху, не будут иметь одинаковую яркость. В таком положении измеряем расстояние между свечой и «фотометром» и между лампой и «фотометром».
Пусть эти расстояния равны, например, 10 см и 30 см. Так как светосила горящей свечи равна 1 канделе, а «фотометр» находится на расстоянии 10 см, т. е. 0,1 м, следовательно, освещенность половинки «фотометра» со стороны свечи равна:
1/0,12 = 100 люксам
Но освещенность второй половинки «фотометра» со стороны керосиновой лампы такая же. Какова же светосила лампы? (Обозначим её буквой х).
Из уравнения получаем, помня, конечно, что лампа находится на расстоянии 30 см, т. е. 0,3 м, следующее:
х/0,32 = 100, отсюда х = 9 канделям.
Во время измерений все посторонние источники света должны быть потушены.
АРС