Опыты без взрывов - Ольгин Ольгерт Маркович
Если это занятие придется вам по вкусу, проверьте сами красящее действие других растений в сочетании с разными протравами. Не исключено, что вы обнаружите какое-либо неизвестное или совершенно забытое сочетание, и окраска окажется на редкость красивой.
СРЕДСТВО ОТ РЖАВЧИНЫ
Из стеблей, коры, плодов и листьев получают не только красители, но и десятки других полезных веществ. Как ни удивительно, растения содержат и такие органические соединения, которые способны предохранить металл от коррозии.
Представьте себе, что громоздкую стальную деталь необходимо очистить от ржавчины. Не тереть же ее наждачной шкуркой. Значит, нужен химический способ, например, травление кислотой. Но если опустить деталь в раствор какой-либо кислоты, удаляющей ржавчину, то неизбежно растворится и часть металла - как его убережешь от контакта с кислотой?
Ответ ясен: нужен раствор, который удалял бы ржавчину, но не трогал самого металла. Такие травильные растворы давно уже применяют на практике. Помимо кислоты, в них входит еще одна важная добавка - ингибитор коррозии. Это такое вещество, которое резко замедляет растворение металла, но почти не мешает растворяться его оксидам и гидроксидам, т. е. продуктам коррозии.
Те ингибиторы, которые применяют на заводах, получены преимущественно синтетическим путем. Среди них гексаметилентетрамин, в аптеках его продают и под названием "уротропин". Если поставить параллельный опыт - два одинаковых железных предмета положить в две пробирки со слабым раствором соляной кислоты, причем заранее добавить в одну немного растолченного уротропина, то разницу вскоре можно заметить и невооруженным глазом: в пробирке с ингибитором растворение металла будет идти намного медленнее.
Но мы собирались извлекать ингибиторы коррозии из растений. Этим сейчас и займемся.
Из дикорастущих растений для наших опытов подойдут чистотел, хохлатка и дымянка из семейства маковых, алтей лекарственный из семейства мальвовых и тысячелистник из семейства сложноцветных; нам понадобятся их листья и стебли. Заметьте, что многие из этих растений в сухом виде бывают в аптеках. Для опытов нужно несколько экземпляров растений. Предупреждения о бережном отношении к природе остаются в силе, равно как и предложение посоветоваться с учителем биологии или запастись определителем растений.
Для извлечения ингибиторов можно взять и некоторые культурные растения это, пожалуй, проще. Годятся для опытов листья и стебли картофеля и помидоров. Есть смысл подождать, пока созреет урожай и взять для экспериментов ненужные уже остатки растений.
Листья и стебли дикорастущих или домашних растений измельчите ножом и залейте слабым, концентрацией не более 5%, раствором соляной кислоты. Если вы пользуетесь аптечной соляной кислотой, то разбавьте ее водой примерно вдвое. Оставьте залитую раствором массу на несколько дней в закрытой посуде, чтобы экстракция прошла как можно полнее; недели, во всяком случае, должно хватить. Когда экстракт будет готов, составьте травильный раствор для проржавевших деталей. Если ржавчины очень много, то состав раствора (для удобства - по объему) будет таким: на 5 частей экстракта - 40 частей концентрированной соляной кислоты и 75 частей воды. Если же ржавчины не очень много, то надо взять 10 частей экстракта и примерно 20 частей кислоты; количество воды тоже можно немного увеличить.
В такие растворы вы можете погружать заржавевшие детали. Они довольно скоро станут блестящими, будто новенькие, а металл с них почти не перейдет в травильный раствор.
Но что же за вещества в растениях, которые, как обнаружилось, так хорошо защищают металл от коррозии? Это комплекс соединений - алкалоиды, полисахариды, белки, слизистые и дубильные вещества. Все они, хотя и в разной степени, обладают способностью адсорбироваться на металлической поверхности и закрепляться на ней, а следовательно, они препятствуют прямому контакту металла с кислотой. Со ржавчиной же они объединяться не желают, вот она и растворяется в кислоте без помех.
КРАСИМ БЕЗ КРАСКИ
Без краски можно покрасить многие металлические поверхности, если покрыть их (химически или электрохимически) тонким слоем цветных оксидов или солей, прочно сцепленных с поверхностью. Последнее условие выполнить не так-то легко. Например, железо во влажном воздухе быстро (и без нашей помощи) покрывается красно-бурым налетом продуктов окисления, попросту говоря - ржавчиной, но такой метод окраски никуда не годится, потому что ржавчина еле-еле держится и пачкается при прикосновении.
Здесь мы приведем несколько рецептов окрашивания цветных металлов. Лишь некоторые из них пригодны для домашнего эксперимента, остальные требуют химических реактивов, которые не купишь ни в аптеке, ни в фотомагазине. Однако надеемся, вы уже записались в химический кружок.
Медь и латунь довольно быстро тускнеют на воздухе. Но они сохранят блеск, если окрасить их химическим путем. Подготовка деталей потребует некоторого времени, потому что поверхность должна быть совершенно чистой, без следов грязи и жира. Отполированную деталь тщательно протрите тряпочкой, смоченной в бензине, а затем влажным мелом или зубным порошком. Промыв деталь в проточной воде, подвесьте ее на суровой нитке или леске и не касайтесь больше руками, чтобы не оставить жировых пятен (даже если кожа на вид совершенно сухая, все равно на ней есть хоть немного жира). Опустите деталь в разбавленный раствор азотной кислоты (не более 5-10 мл на 100 мл воды) и снова промойте, лучше горячей водой. Подготовка завершена.
Дальнейшее зависит от того, в какой цвет вы решили покрасить медь. Если в черный, то подержите деталь минут пять в растворе, в котором на 100 мл воды приходится 0,9 г едкого натра и 0,3 г персульфата аммония (NH4)2SO8 (его применяют в фотографии). Температура раствора 90-100+С.
В растворе хлорида калия, сульфата никеля NiSO4 и сульфата меди CuSO4 (соответственно 4,5, 2 и 10,5 г на 100 мл воды) при той же температуре медь и латунь приобретут приятный шоколадный оттенок. Латунь станет лазурной после кратковременного выдерживания в смеси, состоящей из 3 г ацетата свинца (можно использовать свинцовую примочку), 6 г тиосульфата натрия (гипосульфита), 5 г уксусной кислоты и 100 мл воды. Температура такого раствора - около 80+С.
Медь можно и позеленить. Для этого ее нужно опустить в такой раствор: на 100 мл воды - 20 г нитрата меди Сu(NO3)2, 30 г нашатырного спирта и по 40 г хлорида аммония (нашатыря) и ацетата натрия; раствор последнего вещества легко получить из соды и уксуса. С нитратом меди обращайтесь, пожалуйста, осторожно, избегая попадания на лицо и особенно в рот.
За исключением опыта с чернением, мы нигде не указываем времени реакции. Подберите его сами на опыте, приняв во внимание, что чем дольше время обработки, тем интенсивнее цвет.
Следующий металл, который поддается химической окраске, - это цинк. Его используют нечасто, но с оцинкованными предметами - ведрами, тазами, корытами - все хорошо знакомы. Объектом эксперимента может быть любой старый, негодный оцинкованный предмет. Промойте его поверхность раствором соды или протрите тряпочкой, смоченной в бензине, вымойте горячей водой с мылом и несколько раз прополощите. На оцинкованную поверхность нанесем смеси веществ, которые вступят с цинком в реакции; дающие окрашенные соединения. Вот рецепты красок.
Черная: 2 части нитрата меди, 3 части оксида меди, 8 частей соляной кислоты и 64 части воды; после появления окраски поверхность промыть водой и высушить.
Зеленая: по 10 частей сульфата меди и винной кислоты, 12 частей воды и 24 части раствора едкого натра в воде (1:15); как только появится окраска, сейчас же ополоснуть поверхность водой, иначе будет бурый оттенок.
Синяя: на 100 мл воды - 6 г какой-либо соли никеля и столько же хлорида аммония,
Золотая: раствор из 1 части винной кислоты, 2 частей соды и 1 части воды смешать с чистой глиной; поверхность натереть смесью, а когда она высохнет, ополоснуть водой.
