Колбы, чашки и стаканы ставят на медную или асбестированную сетку на треножнике, под которым ставят спиртовую лампочку.
Нагревание не свыше точки кипения воды ведут в ее парах, ставя нагреваемую посуду над кастрюлькой с кипящей водой.
Нагревание спирта и других огнеопасных жидкостей производится опусканием содержащего их сосуда в теплую воду.
Не допускается нагревание, а тем более выпаривание растворов, содержащих летучие кислоты (уксусную, азотную, соляную), в комнатах, а только на открытом воздухе или перед вытяжным колпаком.
То же самое относится ко всем случаям, когда нагревание сопровождается выделением вредных для дыхания газов.
Если нагревание вызывает слишком бурную реакцию, то лампочку отставляют по временам в сторону.
Как обращаться со спиртовой лампочкой
Лампочка, как и всякая химическая посуда, должна содержаться в полнейшей чистоте. Если она будет обрызгана какой-нибудь кипящей жидкостью, ее следует тотчас же загасить и насухо вытереть тряпкой; если жидкость попала на фитиль, его заменяют новым.
Никогда не заполняют лампочку спиртом, не загасив ее предварительно. Гасят, покрывая фитиль колпачком, а не задувая. Фитиль всегда должен касаться дна лампочки. Пролитый и загоревшийся спирт гасят, засыпая песком.
Как измельчать и растворять твердые вещества
Твердые вещества, как растворимые, так и нерастворимые, купленные в больших кусках, измельчают ударами молотка, обернув в белую фильтровальную бумагу, чтобы не допустить разбрасывания осколков. Дело не столько в экономии, сколько в нежелательности потери даже ничтожного кусочка какой-нибудь не безразличной для здоровья соли.
Мелкие куски толкутся, вернее, растираются в совершенно чистой фарфоровой (но не металлической!) ступке, таким же чистым фарфоровым пестиком.
Особенно внимательно следует производить эту операцию с веществами, взрывающимися при ударе или в смеси с другими веществами, например, при измельчении бертолетовой соли. Растворяют обращенные в порошок твердые вещества, ссыпая их с листа бумаги в колбу, которую держат наклонно.
Большинство веществ лучше растворяется при нагревании или в нагретом предварительно растворителе. Для ускорения растворения полезно помешивать растворяемое вещество совершенно чистой стеклянной палочкой.
Как фильтровать растворы
Вырезав кружок фильтровальной бумаги так, чтобы его радиус был несколько меньше, чем образующая конуса воронки, складывают его вчетверо по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Для более быстрого фильтрования кружок складывают наподобие бумажного веера. Горячие жидкости фильтруются скорее холодных, но в первые моменты осадок при этом проходит сквозь фильтр, так что фильтрат (процеженный раствор) приходится при этом сливать обратно в воронку. Фильтр должен плотно прилегать к стенкам воронки, что достигается пропусканием через фильтр до начала фильтрования небольшого количества горячей воды. Фильтруемую жидкость, раньше чем слить в воронку, надо хорошенько взболтать. Сливают взболтанный раствор по стеклянной палочке.
Когда не гонятся за полнотой отделения осадка от фильтрата, то дают смеси устояться, осадку осесть на дно и осторожно сливают с него жидкость.
Как обращаться с огнеопасными веществами
Главное правило: никогда не забывать об их огнеопасности.
Не зажигать горючие газы, не убедившись в их чистоте, во избежание взрыва их смеси с воздухом. Опыты сожжения таких газов и взрывов небольших количеств смеси их с воздухом проделывать не в непосредственной близости к прибору, в котором получается огнеопасный газ, а как можно от него подальше.
Сосуды, в которых взрывают газы, должны быть не туго обернуты полотенцем. Отверстие сосуда должно быть направлено в сторону от экспериментатора и зрителей.
Не держать запаса огнеопасных жидкостей, манипулировать с минимально необходимым количеством их. Плотно закупоривать и отставлять подальше от лампы бутылку, из которой наполнялась лампочка горючим.
Не проделывать никаких опытов с эфиром в помещении с горящей лампочкой, свечой и т. п.
Загоревшиеся жидкости гасить песком.
Не держать в запасе никаких взрывчатых смесей твердых тел; приготовленные для опыта и почему-либо не израсходованные уничтожать.
Общие правила
Аккуратность, аккуратность и еще раз аккуратность — основа основ всех требований, предъявляемых к химику-экспериментатору.
Все приборы, химическую посуду, горелку, ящики, стол для опытов — словом, все, что составляет вашу импровизированную лабораторию, необходимо содержать в полной чистоте и строгом порядке.
Производимая вами химическая манипуляция может являться сюрпризом для зрителей, но печально, если она окажется дающей результат, неожиданный для вас самих… А это, конечно, может случиться, если вы перепутаете, например, требующиеся для опыта реактивы.
Не забывайте, что многие химические реакции, легшие в основу описанных на страницах этой книги развлечений, крайне чувствительны. Малейшие, не замеченные вами следы какого-нибудь вещества, оставшиеся в стакане или другой посуде от предыдущего — эксперимента, могут совершенно испортить весь эффект демонстрируемого вами опыта.
Мыть посуду следует горячей водой, насухо вытирать чистым полотенцем и после того ополаскивать дистиллированной или мягкой дождевой водой.
Пробирки, широкие трубы, горла колб, реторт и бутылок очищают при помощи круглых (точнее, цилиндрических) щеточек.
Трубки внутри очищаются проталкиванием сквозь них твердой проволокой (железным прутиком) кусочков мокрой фильтровальной бумаги.
Руки экспериментатора должны быть не только ловки, но и… совершенно чисты!
Не касайтесь руками употребляемых вами реактивов. Берите их из банок, если они в кусках или кристаллах, щипцами; если в порошке, высыпайте из банки на листок чистой фильтровальной бумаги и с нее прямо в горло колбы или в стакан, не пересыпая предварительно на ладони руки.
Еще раз напоминаю: беря склянку с соляной кислотой или банку с порошком медного купороса, вы должны быть твердо уверены, что берете действительно соляную, а не азотную или серную кислоту, медный купорос, а не другую, схожую с ним по цвету соль и т. д.
Всякое вещество, применяемое вами в опытах, должно храниться в склянке, банке или коробочке с ярлыком, на котором должно быть четко написано название этого вещества.
Отсюда следствие: все реактивы должны быть совершенно чистыми и не содержать даже ничтожных количеств примесей, которые могли бы изменить результат взаимодействия этих реактивов друг на друга.
Если их не могут отпустить вам в аптеке или магазине с гарантией за их чистоту, лучше откажитесь от опыта, для которого они вам были нужны.
Не пытайтесь заменить одно вещество другим. Это допустимо только в некоторых случаях, и для такой замены нужно знать химические свойства данных веществ.
Общие правила предосторожности
Все нужные для опытов вещества храните в запертом на ключ шкафу.
Ничего не пробуйте на вкус!
Тщательно мойте руки после работы.
Не перемешивайте порошков рукой и не берите в руки никаких твердых соединений, не мочите рук в растворах и т. п. если на руках есть царапины или ссадины.
Тотчас по окончании опыта прячьте нужные в будущем неизрасходованные реагенты, а все ненужное уничтожайте, выливая в места, недоступные не только людям, но и домашним животным.
При соблюдении этих правил и самой педантичной аккуратности во всех ваших занятиях, опасность при пользовании веществами, даже опасными, названными в этой книжке, надо считать низведенной до минимума.
Основные химические законы
Закон сохранения материи. При всех химических превращениях веществ друг в друга их общее весовое количество остается неизменным. Вещества только меняют свои химические и физические свойства. Материя не творится и не уничтожается.
Закон сохранения энергии. Всякая причина, могущая произвести работу, называется энергией. Энергия не исчезает и не появляется сама собою. Во всех случаях проявления данного вида энергии она образуется из эквивалентного (равноценного) ей количества другого вида. При реакциях экзотермических химическая энергия взаимодействующих веществ полностью или частично превращается в энергию тепловую, при реакциях эндотермических для совершения их извне затрачивается тепловая энергия.
Закон постоянства состава. В определенных химических соединениях весовое отношение частей постоянно.
Закон кратных отношений. Если два тела образуют между собою несколько соединений, то, приняв весовое количество одного тела за величину постоянную, найдем, что весовые количества другого тела будут находиться между собою в простых кратных отношениях.
Закон Авогадро. В равных объемах газов при одинаковых физических условиях находится одинаковое число молекул.
Закон Авогадро — Жерара. Молекулы химических веществ, находящихся в газо- или парообразном состоянии, при одинаковых физических условиях занимают равные объемы.
Закон валентности элементов. Валентность (значность, атомность) есть способность атома элемента удерживать или замещать один или несколько атомов водорода, валентность которого (число единиц сродства) принята за единицу.
При соединении элементов единица сродства одного из них насыщается единицей сродства другого элемента. Так, кислород, будучи двувалентным, соединяется с двумя атомами водорода.
Эквивалентным весом (эквивалентом) элемента называется то его весовое количество, которое заменяет одну весовую единицу водорода. Для одновалентных элементов эквивалент равен их атомному весу, для двувалентных — половине, Вообще, эквивалент есть частное от деления атомного веса на валентность.