Удивительная химия.
- Предисловие. ⇢
- ИЗ ЧЕГО ВСЕ СОСТОИТ? ⇢
- Рис. 1.1. Рисунок из алхимического трактата: лев, символизирующий царскую водку, пожирает солнце — символ золота.
- Рис. 1.2. Лаборатория алхимика. Старинный рисунок.
- Первые теории строения мира.
- Рис. 1.3. Элементы Аристотеля в сочетании с разными «качествами».
- Рис. 1.4. Пять правильных многогранников — Платоновых тел…
- 1 — тетраэдр; 2 — октаэдр; 3 — икосаэдр; 4 — куб; 5—додекаэдр.
- Что такое элемент.
- Рис. 1.5. Кристаллы разной формы: 1 — каменная соль; 2 — гранат; 3 — алмаз; 4 — квасцы: 5 — берилл; 6 — турмалин; 7 — «правая» форма кварца: 8 — «левая» форма кварца; 9 — медный купорос.
- Рис. 1.6. Па этой не очень четкой фотографии, сделанной с помощью электронного микроскопа, видны выстроившиеся в ряды атомы элемента ниобия.
- Из чего сделаны атомы.
- Химия и нумизматика.
- Химики соревнуются с природой. Химический конструктор.
- Откуда взялись атомы.
- От атомов — к молекулам.
- КАК РАБОТАЮТ ХИМИКИ. ⇢
- Измерение массы и объема.
- Рис. 2.1. Весы Роберта Бойля (к левой чашке весов привязана нитка для взвешивания предметов, погруженных в воду).
- Рис. 2.2. Юбилейная монета «250 лет МГУ» содержит ровно одну тройскую унцию чистого серебра.
- Рис. 2.3. Самодельные весы и разновесы к ним.
- Рис. 2.4. Аналитические весы.
- Рис. 2.5. Электронные весы.
- Рис. 2.6. Колбы для жидкостей с делениями (а) и мерные цилиндры (б). Справа внизу (в) изображена колба на 25 мл.
- Рис. 2.7. Мерная пипетка на 5 мл (а), пипетки на 1.5 м 10 мл (б), микрошприц (в) и приспособление для набора и слива жидкости (г).
- Рис. 2.8. Нижняя часть бюретки с краником (а), увеличительная насадка для точного измерения уровня жидкости в бюретке (б), приспособление с резиновой трубкой и шариком, заменяющее краник (в).
- Перемешивание и термостатирование.
- Рис. 2.9. Приспособление для перемешивания с моторчиком (а), перемешивание с помощью магнитной мешалки (б).
- Рис. 2.10. Этот термостат позволяет поддерживать температуру от -60 до +300 °C с высокой точностью, а в диапазоне от +15 до +80 °С с точностью ±0.02 °C.
- Рис. 2.11. Воздух в этом сушильном шкафу можно нагреть до +200 °C.
- Измерение температуры.
- Рис. 2.12. Рисунок из старинной книги с иллюстрацией действия термоскопа.
- Рис. 2.13. Показаны некоторые попытки сделать трубки первых термометров более компактными.
- Рис. 2.14. Изображения термометров в трудах итальянской Академии опытов (1666).
- Рис. 2.15. Термометр, изготовленный в XIX веке, позволял определять, в соответствии с привычкой владельца, температуру по Цельсию или Реомюру, а также переходить от одной шкалы к другой.
- Рис. 2.16. Электроконтактный термометр и магнитная муфта к нему.
- Рис. 2.17. Максимально-минимальный термометр.
- Рис. 2.18. Термометры Аншютца и Бекмана.
- Рис. 2.19. Электронный термометр, показывающий, что температура жидкости в стакане равна +77,3 °C.
- Рис. 2.20. «Бумажный термометр» в действии.
- Рис. 2.21. Новая полоска (а), термочувствительный индикатор нагрет до начала плавления (вещество расплавилось не полностью) (б), новая полоска со снятым покрытием (в).
- Фильтрование и разделение жидкостей.
- Рис. 2.22. Рабочие выжимаю т виноградный сок с помощью фильтровального мешка. (Рисунок из древнеегипетского захоронения в Саккаре, ок. 2500 года до н. э.).
- Рис. 2.23. Усовершенствованный фильтровальный мешок, концы которого удерживаются на раме. (Рисунок из древнеегипетского захоронения в Бени-Хасан, ок. 1500 года до н. э.).
- Рис. 2.24. Складчатый фильтр и воронка с внутренними ребрами и наружными канавками.
- Рис. 2.25. Приспособление для вакуумного фильтрования со стеклянным пористым фильтром.
- Рис. 2.26. Современная центрифуга.
- Рис. 2.27.Делительная воронка.
- Техника безопасности — на первом месте!
- Рис. 2.28. Ершики для мытья химической посуды.
- ПЕРВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ. ⇢
- Измеряем плотность металла.
- Измеряем диаметр атома.
- Измеряем длину молекулы.
- Рис. 3.1. Так ориентируются на границе вода-воздух молекулы поверхностно-активных веществ, образуя «частокол Ленгмюра» — по имени американского химика и физика Ирвинга Ленгмюра (1881–1957), который в 1916 году создал теорию строения таких слоев на поверхности жидкостей.
- ХИМИКИ АНАЛИЗИРУЮТ. ⇢
- Что такое химический анализ и аналитическая химия.
- Анализ на глюкозу — за несколько секунд.
- Рис. 4.1. Так с помощью электронного глюкомера (а) и тест-полоски с реактивами (б) за одну минуту проводится анализ на глюкозу в крови.
- Об уксусе, пекарских порошках и «пузырьковом индикаторе».
- Рис. 4.2. Химическая реакция между питьевой содой и уксусом сопровождается выделением углекислого газа, который раздувает шарик.
- Титрование с индикатором.
- Рис. 4.3. Электронные индикаторы. анализирующие реакцию среды. Табло на верхнем индикаторе показывает слабокислую реакцию (рН=5,90, примерно такую кислотность имеет обычная вода, в которой растворен углекислый газ из воздуха), на среднем — практически нейтральную реакцию (pH = 7,01), на нижнем — сильнощелочную (pH = 10).
- Анализ йодной настойки.
- Сколько в апельсине витамина С.
- Анализ в эмалированной кружке.
- ХИМИКИ ИЗУЧАЮТ И ВЫРАЩИВАЮТ КРИСТАЛЛЫ. ⇢
- Кристаллы в природе и в лаборатории.
- Как растет кристалл.
- Рис. 5.1. Зависимость растворимости некоторых веществ от температуры (обратите внимание на то. что растворимость поваренной соли почти не меняется с температурой)…
- 1 — хлорид натрия (поваренная соль): 2 — хлорид калия; 3 — медный купорос (обезвоженный); 4 — алюмокалиевые квасцы (безводные); 5 — тиосульфатнатрия (безводный); 6 — нитрат аммония (аммиачная селитра).
- Вещества для опытов с кристаллами.
- Выращиваем кристаллы.
- Рис. 5.2. Так растет подвешенный на нитке кристалл в насыщенном растворе при медленном испарении воды.
- Рис. 5.3. Кристаллы, насаженные на ось минутной стрелки будильника, медленно вращаются, омываясь насыщенным раствором вещества.
- Переохлажденные растворы.
- Рис. 5.4. Так начинают расти кристаллы тиосульфата в пересыщенном растворе тиосульфата.
- «Золотой дождь» из кристаллов.
- Выращиваем кристаллы меди.
- ХИМИКИ РАЗГАДЫВАЮТ ТАЙНЫ СВЕЧЕНИЯ. ⇢
- Свет «горячий» и «холодный».
- Излучение раскаленных тел.
- Рис. 6.1. Горящая ослепительно белым светом ксеноновая лампа сверхвысокого давления.
- Люминофоры — источники «холодного» света.
- Рис. 6.2. На фотографии 1897 года французский таможенник просматривает содержимое чемодана, помещенного между источником рентгеновского излучения и прибором, который он держит в руках и внутри которого — экран, светящийся под действием рентгеновских лучей. Обратите внимание на два обстоятельства: во-первых, снимок сделан спустя всего несколько месяцев после открытия Рентгеном новых лучей; во-вторых, многочисленные наблюдатели и сам таможенник никак не защищены от источника лучей — рентгеновской лампы, которая видна на снимке. Сейчас даже при выполнении рентгеновского снимка в стоматологической поликлинике на пациента надевают просвинцованный защитный фартук, а в ходе флюорографии медицинский сотрудник выходит в соседнюю комнату.
- Холодное «химическое» свечение.
- Рис. 6.3. Так на картине английского художника Дж. Райта (1771) изображен момент открытия фосфора, свечение которого поразило старого алхимика и его помощника.
- ХИМИКИ ИЗУЧАЮТ РАДИОАКТИВНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ. ⇢
- «Страшное» слово — радионуклид.
- Рис. 7.1. Эта фотография руки охотника, пострадавшего от случайного выстрела мелкой дробью, была сделана профессором Майклом И. Пьюпином из Колумбийского университета в Нью-Йорке в феврале 1896 года — вскоре после первого сообщения Рентгена об открытии им новых лучей (28 декабря 1895 года). Но не Пьюпин был первым, кто применил рентгеновские лучи в медицинских целях: еще раньше М. Ястровиц в Берлине обнаружил новым методом осколки в руке стеклодува, Г. Кайзер в Вене — дробь в руке лесника, А. Шустер в Манчестере — иголку в ступне балерины (кстати, после газетных сообщений об этом успехе масса мнительных людей во всем мире начала обращаться к врачам с жалобами на болезненные ощущения в разных частях тела, где у них, по-видимому, застряли иголки…).
- Рис. 7.2. Монета номиналом 10 марок, выпущенная в ФРГ в 1995 году и посвященная 100-летию со дня открытия Рентгеном нового вида излучения, которое автор назвал Х-лучами (буква X в центре монеты). В России и Германии эти лучи называют рентгеновскими. На монете изображен также первый в мире рентгеновский снимок руки человека (этим человеком была жена Рентгена — Берта). В 1901 году Рентген получил первую Нобелевскую премию по физике «за открытие лучей, которые носят его имя» (официальная формулировка Шведской академии наук).
- Как быстро распадаются атомы.
- Что такое радиоуглерод и откуда он берется.
- Рис. 7.3. Так уменьшается со временем количество радиоуглерода в образце, если в него не попадает «свежий» 14С из атмосферы.
- Радиоуглеродный метод датировки.
- Тайна Туринской плащаницы.
- Как радиация помогла измерить число Авогадро.
- Рис. 7.4. Прибор для определения скорости распада радия…
- 1 — пробка с укрепленным на острие радиоактивным образцом; 2 — вакуумированная стеклянная трубка; 3 — калиброванное отверстие на конце короткой части трубки; 4 — увеличительное стекло; 5 — стеклянная пластинка со слоем люминофора (со стороны отверстия); 6 — листочек слюды, закрывающий отверстие; 7- откачка воздуха насосом.
- ХИМИКИ МУЗИЦИРУЮТ. ⇢
Илья Абрамович Леенсон.