Бруно Донат - Физика в играх
Если подержать вертикально стеклянную длинную трубу большого диаметра, поместив внутрь ее это пламя, то столб воздуха в трубе начнет быстро колебаться, и труба зазвучит.
Если вы хотите, чтобы водород горел ярким пламенем, прибавьте к пламени угля. Маленькие частички его раскалятся и дадут сильный свет. В светильном газе, который проводится в квартиры, также имеется углерод. Углерод вы можете выделить из пламени светильного газа и получить его в виде копоти, подержав холодную тарелку над пламенем. Если материал, взятый вами для получения водорода, не совсем чист, то пламя, смотря по свойству материалов, окрашивается различно. Если вы возьмете цинк, содержащий фосфор или серу, чистую или нечистую серную кислоту, то пламя получит разную окраску — красноватую, голубоватую или желтую.
Если во время добывания водорода образование его в бутылке замедляется, влейте еще немного воды и кислоты, и вокруг цинковых стружек снова забурлят пузырьки. Но если жидкость стала серой и в ней плавают черные хлопья, дальнейшее добавление кислоты уже не поможет: значит, истрачен весь цинк. Нужно потушить пламя, разобрать всю установку, вычистить, вымыть и собрать снова.
Если жидкость уже полностью отработана, профильтруйте ее и слейте в маленький стаканчик. Вы позже получите здесь красивые продолговатые кристаллы, которые осядут на дно сосуда. Это цинковый купорос — соединение цинка с остатками серной кислоты после вытеснения водорода. Он очень ядовит.
Водород — самый легкий из известных нам газов, им чаще всего наполняют воздушные шары.
Интересно, что водород горит прекрасно, но сам горения не поддерживает. Если вы быстро введете в бутылку с водородом зажженный огарок свечи, прикрепленный к проволоке, водород загорится у горлышка, а огарок погаснет. Этот опыт показывает, что водород горит только тогда, когда он соединяется с кислородом. Если вы будете медленно поднимать и опускать огарок, его можно несколько раз зажечь у отверстия и потушить внутри бутылки.
Сохранять сосуды с водородом, даже хорошо закупоренные, нельзя. Уже через некоторое время в них проникает воздух и образует опасный гремучий газ.
Гремучий газ. Гремучий газ состоит из двух частей водорода и одной части кислорода. Опыты с ним нужно проводить очень осторожно.
Но есть один опыт, который производит большой эффект и вместе с тем совершенно безопасен.
Выдуйте мыльный пузырь большого диаметра и затем осторожно введите в него отводную трубку из бутылки, в которой образуется водород. Как вводить трубку в пузырь, чтобы он не разорвался, вы уже знаете по описанию опытов с мыльными пузырями. Когда вы введете достаточно водорода в пузырь, можно поднести к нему спичку, и он с громким треском разорвется.
Правда, в пузыре будет не чистый гремучий газ, а смесь водорода, кислорода, азота и выдыхаемой нами углекислоты, но все же опыт этот всегда хорошо удается.
Кислород. Вы знаете уже, что атмосферный воздух состоит из четырех частей азота и одной части кислорода. Эти два газа по-разному влияют на жизнедеятельность человека и животных. Азот останавливает жизнь, а кислород поддерживает. Но если бы мы вдыхали кислород слишком большими порциями, продолжительность нашей жизни сократилась бы.
Кислород очищает кровь в легких и занимает место выдыхаемого нами углекислого газа.
Добыть кислород можно, накаливая химические соединения, богатые кислородом. Проще всего добыть его, осторожно смешав на кусочке бумаги две части бертолетовой соли с одной частью порошка перекиси марганца. Небольшое количество этой смеси — не более 2 граммов — положите в колбочку и закупорьте ее пробкой с отводной трубкой. Колбочку поставьте на треножник из проволоки или из жести и нагрейте осторожно на спиртовой лампочке (рис. 140). Время от времени испытывайте выходящий газ тлеющей спичкой.
Рис. 140
Если тлеющая спичка вспыхнет в момент приближения к концу трубки, значит, из смеси стал выделяться кислород. Тогда наденьте на стеклянную трубку колбочки резиновую трубку и введите газ в бутылку таким же способом, как наполняли ее водородом. 2 грамма смеси бертолетовой соли с перекисью марганца дают немного кислорода, но в 4–5 приемов можно наполнить газом несколько довольно больших бутылок.
Кислород в бутылках можно сохранять для опытов некоторое время, только бутылки надо ставить горлышками вниз в блюда с водой. При добывании кислорода все-таки нужна некоторая осторожность. Кислород не взрывается, но иногда он образуется в колбочке так стремительно, что огонь спиртовки, получая добавочную порцию кислорода, охватывает колбу. Лучше держать лампочку все время в руке или на дощечке. Когда выделение газа чересчур ускорится, уберите спиртовку, а когда замедлится, снова подставьте ее под колбу. Искорки, появляющиеся в колбе при нагревании, — это сгорающие частицы пыли. Они не опасны, если число их не слишком велико. Когда вы добыли достаточное количество газа, уберите спиртовку, но не оставляйте резиновую трубку в тазу с водой. Вода поднимется в охлаждающуюся колбу, и колба может взорваться.
Кислород очень хорошо поддерживает горение. При большом количестве кислорода в воздухе сгорают даже такие тела, о возможности горения которых вы никогда не подозревали.
Для увеличения количества кислорода, притекающего к горящим веществам, устраивают поддувала; так, примерно, поддувают воздух в кузнечные горны, в доменные печи, где температура должна быть очень высокой. Все знают также, что ветер усиливает пожар.
Если вы наполните кислородом широкогорлую банку, затем закроете ее под водой плотно прилегающим кусочком картона или стеклом и перевернете, у вас будет сосуд, в котором можно пробовать, как горят различные тела в кислороде.
Привяжите, например, к проволоке кусочек тлеющего угля или губки и опустите в газ. Они ярко разгорятся и будут гореть до тех пор, пока либо сгорят окончательно, либо погаснут, если не хватит кислорода. Уголь горит в банке красноватым, а губка голубоватым пламенем. Очень красиво горит в кислороде сталь. Нагрев докрасна пружинку карманных часов, медленно охладите ее. От этого сталь отпустится, потеряет свою упругость. Выпрямите ее и к одному концу прикрепите кусочек губки. Зажгите затем губку. Опустите пружинку в бутылку с кислородом и закупорьте ее пробкой.
Сначала ярким пламенем разгорится тлеющая губка: она раскалит добела конец пружинки, и сталь загорится, бросая во все стороны замечательно красивые пучки искр. По мере того как пружинка будет сгорать, можно вдвигать ее через пробку. Конечно, опыт будет тем удачнее, чем больше сосуд с кислородом. На дно банки лучше насыпать немного песка, потому что летящие из пружины искры — это расплавленные маленькие шарики стали. Шарики вонзаются в стеклянную банку и даже могут разорвать ее.
Сера горит в кислороде голубым пламенем. При опытах с горением серы ее нельзя прицеплять к проволоке или пружинке — она будет стекать с них каплями. Для этого и для следующего опыта возьмите игрушечную ложечку из жести, согните ее и повесьте на проволоке в банку. Серу положите в ложку и нагрейте над спиртовкой, пока она не расплавится и не воспламенится. Затем быстро опустите ее в газ.
Очень интересен опыт сжигания фосфора в кислороде. Фосфор очень опасен, так как он даже на открытом воздухе воспламеняется сам собой. Хранить его нужно в воде и отрезать кусочки, также не вынимая из воды.
Достаньте кусочек фосфора величиной с горошину, выньте этот кусочек ножом из воды и, не снимая с ножа, высушите его промокательной бумагой, прежде чем положить в ложечку для сжигания. Только не дотрагивайтесь до фосфора пальцем — он дает сильные ожоги. Зажгите его нагретой проволокой и быстро опустите в банку, наполненную кислородом (рис. 141).
Рис. 141
Сила света при сгорании фосфора совершенно невыносима. Даже белое облако, окружающее горящий фосфор (пары фосфорной кислоты), так сильно светится, что только, пожалуй, солнечный свет сильнее. Если вы проделаете этот опыт вечером, вам покажется, будто все лампы погасли и яркий дневной свет исходит от фосфора. Тени, несмотря на другие источники света, кажутся резкими и черными.
Когда фосфор погаснет, вам покажется, что вы находитесь в темноте или ослепли, так как в первые минуты вы ничего не будете видеть, даже в хорошо освещенной комнате. Мало-помалу утомленные резким светом зрительные нервы привыкнут к «темноте», и окружающие предметы будут снова ясно видны.
Огонь под водой. Наполните стакан теплой водой и бросьте в нее кусочек фосфора. При соприкосновении с теплой водой фосфор моментально воспламеняется. Если затем вы начнете вдувать с помощью стеклянной трубки воздух к фосфору, вы заметите появление отскакивающих от него беспрерывно светящихся искорок.
