А что будет, если нагреть кусок сахара прямо на огне? Проверим. Зажми кусочек сахара пинцетом или щипцами и внеси его в пламя свечи или спички. Сахар никак не загорается. А когда держишь его подольше, то появляется знакомый запах карамели и коричневатая окраска.
Чуть-чуть изменим опыт. Прямо на кусок сахара насыпь немного пепла от сигареты (и это, насколько я знаю, единственный случай, когда от курения есть хоть какой-то толк — не для здоровья, конечно, а для химического опыта). Итак, насыпав пепел и поднеся кусок сахара к пламени, ты увидишь, что на этот раз он загорается! Правда, сахар горит не очень ярко и по ходу горения плавится, но все-таки горит. Что с ним произошло?
Занимаясь летними чудесами, ты испытывал содержащиеся в растениях ингибиторы. То есть такие вещества, которые замедляют химические реакции. И может быть, подумал тогда: а вдруг бывают вещества и с противоположным действием — такие, что не замедляют, а, напротив, ускоряют реакции?
Такие вещества действительно есть. Их называют катализаторами. Во всей огромной химической промышленности найдется не так уж много реакций, которые обходятся без катализаторов. Когда реакция идет недостаточно быстро, для нее подбирают катализатор — и дело ускоряется в десятки и сотни раз.
Вещества, которые содержатся в табачном пепле, послужили катализатором горения сахара. А в следующем опыте катализатором будет кислота. С ее помощью ты превратишь один сахар в два. Говоря точнее, превратишь сахарозу (ту, что в сахарнице) в глюкозу и фруктозу. Глюкозу называют также виноградным сахаром, а фруктозу — фруктовым сахаром.
На заводах, готовящих для нас вкусные вещи, скажем сиропы и варенья, часто совершают такое превращение. Ты знаешь, что домашнее варенье засахаривается, когда оно долго стоит без употребления. Из жидкости выделяются кристаллы сахара, прямо как в опытах по кристаллизации. Они хрустят на зубах, и вообще, варенье совсем не то, что было раньше…
С тем вареньем, которое продается в магазине, такая беда случается гораздо реже. Смесь глюкозы и фруктозы, то есть виноградного и фруктового сахара, почти не кристаллизуется при хранении. Получают же ее при нагревании из обычного сахара, используя при этом катализатор. В промышленности — серную кислоту. Но она едкая, с ней лучше дела не иметь. Мы вполне обойдемся лимонной кислотой, гораздо более слабой, зато безопасной, даже если ее немножко съесть.
Четыре-пять ложек сахарного песку раствори в половине стакана горячей воды. Стакан должен быть с тонкими стенками (иначе он может лопнуть). Еще надежнее взять эмалированную кружку. Прямо в горячий раствор брось щепотку лимонной кислоты или, если есть желание и возможность, выжми сок из четверти лимона. В этом соке, разумеется, тоже есть лимонная кислота.
Поставь стакан или кружку с раствором в кастрюльку с кипящей водой, то есть на водяную баню, и подержи там с полчаса. Внешне вроде бы ничего не изменилось, но на самом деле с сахаром произошли серьезные превращения. И сейчас ты в этом убедишься.
Отлей немного раствора во флакончик и добавь к нему несколько капель раствора красителя метиленового синего. Этот краситель используют как лекарство и продают в аптеке; но можно взять и разведенную в воде синьку для белья, синие чернила для авторучек. Влей в пузырек немножко нашатырного спирта или раствора стиральной соды, поставь в горячую воду и наблюдай за окраской. Очень скоро содержимое пузырька станет почти бесцветным. Поставь точно такой же опыт с обычным раствором сахара — окраска и не подумает изменяться. Значит, с сахаром действительно произошли какие-то изменения. Каждая его молекула распалась на две, размером поменьше: на молекулы глюкозы и фруктозы. Оба эти вещества сладки и съедобны, но химические их свойства не совсем те же, что у сахарозы.
Такую смесь называют обычно инвертным сахаром. Устроим ему еще одно химическое испытание.
Налей в пробирку немного щелочи — нашатырного спирта или прокипяченного раствора стиральной соды. Добавь несколько капель раствора медного купороса. Сразу же появится голубой осадок вещества, которое называется гидроксидом меди. Жидкость аккуратно слей, а к осадку гидроксида добавь пипеткой несколько капель приготовленного тобою раствора инвертного сахара. Встряхни пробирку несколько раз, разумеется, закрыв ее. Осадок растворится, образуя темно-синий раствор.