Занимательная химия - Владимир Рюмин

Опыт эффектный, но требующий большой аккуратности.

Лучше всего он идет с уксуснонатриевой солью. Измельчив ее в порошок, растворяют в кипящей воде до насыщения, присыпая порошок до тех пор, пока ни взбалтывание колбы, ни размешивание осадка стеклянной палочкой не будут больше способствовать растворению излишка соли. Насыщенный раствор сливают с осадка в другую меньшую колбу, заполняя ее до самого верха и плотно закупоривая пробкой. Охладившись, раствор не выделяет кристаллов и является уже не только насыщенным, а пересыщенным, - пересыщенным потому, что в данном объеме воды комнатной температуры нельзя растворить столько соли, сколько содержится в нем.

Раствор можете взбалтывать, можете бросить в него кристаллик какой-нибудь другой соли, например, селитры или квасцов, - все это не вызовет кристаллизации. Бросьте теперь в раствор самый крохотный кристаллик уксуснонатриевой соли. Этот кристаллик оказывается способным моментально выделить всю растворенную соль в твердом виде. Проделывая этот опыт перед аудиторией, можно обставить его весьма эффектно. Для этого надо особым образом подготовить кристаллик, вызывающий мгновенное превращение раствора в твердое тело. Расплавьте в фарфоровой чашечке немного парафина. Совершенно чистую стеклянную палочку опустите в расплавленный парафин и, пока он не застыл на ней, коснитесь палочкой кристаллика уксуснонатриевой соли. Он прилипнет к палочке. Окуните его на один момент в жидкий парафин и сбросьте в колбу с пересыщенным раствором. Тонкий слой парафина, облегающий поверхность кристаллика, воспрепятствует действию его на раствор. Показывая опыт аудитории, вы сможете вызвать мгновенную кристаллизацию в любой момент, - стоит вам, опустив стеклянную палочку в раствор, раздавить ею парафинированный кристаллик. Соприкосновение обнаженной поверхности кристалла с раствором тотчас вызовет выпадение в твердом виде всего количества уксуснонатриевой соли, в нем находившегося.

Если почему-либо уксуснонатриевой соли не достанете, можно заменить ее сернокислым натрием (глауберовой солью). Ее растворите до насыщения в горячей воде (градусов около 70), отфильтруйте раствор в меньшую колбу и, закрыв отверстие колбы комочком ваты, оставьте остыть в полном покое. В остывший раствор бросьте кристаллик глауберовой соли. Вы увидите, как быстро вокруг него станут нарастать звездообразно-игольчатые кристаллы, как возникнут они и в других местах раствора и также станут быстро расти. Секунда, и вся внутренность колбы заполнится ими. Раствор застыл в твердое тело.

О солях в природе и в технике[34]

Воды залива Кара-Бугаз (Каспийского моря) содержат в растворе минерал, носящий название "чудесный" (мираболит). Это, так сказать, минерал сезонный, то появляющийся, то исчезающий. По химическому составу это сернокислый натрий, выкристаллизовывающийся с 10 молекулами воды. Зимой воды залива стынут, мираболит выпадает из раствора и весенними бурями выбрасывается на берег. Как груды снега сверкает белая соль на солнце. Но солнце быстро прогревает неглубокие воды залива, и их волны "слизывают", вновь растворяют залежи мираболита.

Пользуясь временем, пока соль еще не смыта водой, ее собирали и везли за тысячи километров сначала караванами верблюдов, потом по железной дороге на заводы для переработки.

Но зачем везти так далеко почти двойной груз против действительно нужного, зачем везти вместе с глауберовой солью почти такое же по весу количество кристаллизационной воды?

Рациональнее переработку мираболита производить по месту его добычи. Но частным предпринимателям создание промышленного центра в местности, которую избегали посещать даже туземцы-кочевники, было не под-силу.

На богатства Кара-Бугаза еще в 1918 г. обратил внимание Ленин, и теперь в некогда бесплодной пустыне растет индустриальный центр, вырос и расширяется химический комбинат, перерабатывающий мираболит и ряд других ценных ископаемых, добываемых тут же поблизости.

Разностью растворимости при различных температурах пользуются у нас для эксплоатации поваренной соли наших многочисленных соляных озер, для получения ее испарением воды соляных источников и вымораживанием воды северных морей.

В технике эта разность используется для отделения солей разной растворимости из их смешанного раствора. При понижении температуры последнего из него сначала выкристаллизовываются труднорастворимые соли, а легкорастворимые остаются в маточном растворе.

Природными источниками технически применяемых солей СССР необычайно богат. Что нигде нет такого количества поваренной соли (каменной, в соляных озерах и источниках), это знали даже во времена царизма. Но вот, например, калиевые соли в прежнее время выписывались из Германии, а их месторождения у нас, оказывается, тоже являются богатейшими в мире. Вблизи Соликамска найдены и широко эксплоатируются месторождения калиевых солей. Кстати сказать, здесь при проходке первой шахты проявили чудеса производственного энтузиазма комсомольцы, впервые в СССР применившие метод замораживания грунта. А осенью 1934 г. и весной 1935 г. были открыты еще более мощные залежи калиевых солей вблизи Березников и в издревле известных Илецких пластах каменной соли. Теперь мы эти соли не ввозим, а, наоборот, экспортируем за границу.

А в Сибири у нас имеются озера с самородной содой, количество которой так велико, что ежегодно ее можно добывать больше, чем сейчас на заводах готовится из поваренной соли. Там же имеются озера с глауберовой солью. Интересно отметить, что еще в 1784 г. Лаксман применял сибирскую глауберову соль для варки стекла вместо соды. В Сибирь он был послан в качестве пастора, но, будучи по натуре естествоиспытателем, он от этой профессии вскоре отказался, занявшись исследованием природных богатств Сибири.

А этими богатствами обильна не только Сибирь, но и вся территория СССР, но многие из них до прихода к власти пролетариата оставались неизвестными.

Таковы, например, богатейшие и разнообразнейшие месторождения полезных ископаемых Кольского полуострова. Здесь, в первую очередь, надо отметить положительно неисчерпаемые источники апатито-нефелинов.

Вот что говорит об апатитах один из современных писателей[35]: "А. Н. Лабунцев, производивший изыскания на Кольском полуострове, решил попутно исследовать и гору Расвум-чарр, на вершине которой он подозревал наличие некоторых редких минералов. Забрав молотки, зубила и прочий несложный инструмент, геолог забрался на ровное плато, расположенное на высоте 900 м над уровнем моря. Плато оказалось усеянным крупными глыбами незнакомого ему камня. Отколов несколько кусков, геолог с недоумением ощупал необычайный минерал, рассыпчатый и белый.

"Неужели апатит?

"По прибытии в Ленинград, а потом в Москву, ученый прочел ряд докладов. Привезенные им образцы породы показали ошеломляющие результаты.

"Таинственный камень оказался апатитом, не знающим себе равного в мире минерала по содержанию фосфорной кислоты. Лучшие фосфориты Марокко оказались в два раза хуже хибинских".

О нефелине тот же писатель пишет следующее: "Нефелин представляет собою мутный, обычно серый, полупрозрачный твердый камень, а по составу напоминает полевые шпаты, которые идут на получение фарфора и фаянса. Но он обладает своеобразным свойством: он необычайно легко разлагается даже слабыми кислотами. Нефелин завоевывает почетное место в стекольной, керамической, химической, металлургической, сельскохозяйственной, кожевенной, ультрамариновой и пр. видах промышленности. Нефелин - богатейший по применению в промышленности материал, и я нисколько не удивлюсь, если впоследствии нефелиновая проблема затемнит собою апатитовую. При варке стекла нефелин заменяет собою дефицитные соду и сульфат. В керамической промышленности он вполне заменяет полевой шпат. Легкая растворимость щелочей и извлекаемость из нефелина до 6%окиси калия делают нефелин ценным, легко усвояемым туком. Нефелин является также весьма ценным объектом для извлечения из него кремнезема и щелочей. Сода и поташ, которые могут быть приготовлены из нефелина, играют в химической промышленности столь же важную роль, как глина в керамической промышленности или каучук в резиновой. Наконец, из чистого глинозема, то-есть окиси алюминия, можно получить металлический алюминий, а из нефелинового сиенита - прекрасный, глубокого синего цвета ультрамарин. Не буду уже говорить о дублении подошвенной кожи нефелином, о получаемом из него титано-магнетите, идущем на изготовление белой, заменяющей свинцовые белила краски, о получаемом из нефелина ванадине..."

Все многообразные применения апатито-нефелиновых хибинских залежей в настоящее время используются. Не малая часть добычи экспортируется за границу. А ведь раньше фосфориты ввозились из-за границы.