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教育奇迹。 化学实验
有教益的奇迹需要：
种植水晶不仅有趣。 结晶是化学中非常常见的过程，几乎没有任何生产可以离不开它。 但是，当然，水晶不是为了美丽而在工厂里种植的。 你明白，那里的任务有些不同。 但是，如果同时结果很漂亮-不好吗？ 有时它真的很美。 例如，在种植人造鲜红色红宝石时。 而不仅仅是珠宝。 例如，在腕表中，非常坚硬的红宝石起到支撑旋转部件的作用。 现在他们学会了种植合成钻石，这是世界上最坚硬的晶体…… 我希望您在得知我们无法种植红宝石、钻石或其他宝石时不会感到沮丧。 但是，相信我，我们能做的也很漂亮。 我们将从饱和溶液中获得所有晶体，也就是说，从那些溶解了太多物质以至于不再溶解的溶液中。 我们将水加热，然后它会包含更多的物质。 您知道糖在热茶中比在冷自来水中溶解得更好更快。 如下制备溶液：将物质分批倒入热（但不是沸水）水中，用玻璃棒或木棒搅拌直至完全溶解。 一旦物质停止溶解，这意味着在给定温度下溶液已经饱和。 然后，当它冷却下来，当水开始从它身上逐渐蒸发时，“多余”的物质就会以晶体的形式掉出来。 我建议您从一种更简单的物质开始——食盐和砂糖。 在两个薄玻璃杯中，准备热饱和溶液。 在上面放一根棍子或铅笔，一根线缠绕在上面。 在线的自由端附加一些小负载，至少一个按钮，使线伸直并垂直悬挂在溶液中，而不会触及底部。 将玻璃杯单独放置两三天。 你会看到线里长满了晶体：一个容器里装糖，另一个容器里装盐。 用其他物质重复这些实验：氨水、氯化钙、硫代硫酸钠、洗涤剂（纯碱）、药房的硼砂、苦盐（硫酸镁）、硫酸铜、硝石。 每次形成晶体时都要仔细检查：其中许多形状不同。 有些看起来像立方体，有些像针，有些像奇异的多面体。 通过放大镜看小晶体更方便。 现在让我们把实验复杂一点。 让我们尝试结晶一些您肯定知道它可以以不同方式很好地形成晶体的物质。 您可以从上面的列表中选择任何盐，也可以根据您自己的观察结果补充此列表。 通过加热水并加入物质，如前所述，制备热饱和溶液。 但是不要在里面放一根线。 将冷自来水倒入碗或平底锅中（冰箱中的几块冰块不会影响），在其中放入一杯溶液。 很多小晶体会很快脱落。 它们很小，看起来像粉末。 现在您知道了：要获得小晶体，您需要快速冷却溶液。 您可以假设对于大晶体，需要更慢地冷却溶液。 完全正确！ 准备一份新的饱和溶液。 （但是，如果小晶体没有用处，您可以简单地用冷却的溶液再次加热它们 - 它会再次变得饱和。）尽管如此，这次不要让溶液快速冷却。 为此，请用脱脂棉覆盖容器或用旧毛巾包裹。 甚至更好 - 将液体倒入热水瓶中，用软木塞将其关闭并放置一两天。 不要忘记仅在此之后以最彻底的方式，并且不止一次地用苏打溶液或特殊的洗碗清洁剂将热水瓶清洗至完全光泽。 在缓慢冷却时，更大的晶体会落到容器底部。 有时它们整齐地排列在一起，有时它们相互连接，形成奇异的拼接。 如果它们太融合，则准备新的溶液，多加水或少加盐。 再来一个警告。 您使用的物质可能不是很纯净。 如果溶液中有污垢，加热后必须立即过滤。 将一块脱脂棉插入漏斗的喷口，将您准备好的溶液通过漏斗倒入另一个容器中。 我建议您用沸水冲洗漏斗，以免与它接触的溶液冷却下来。 否则，结晶可能会在喷口处开始…… 您可以向亲戚和朋友展示掉到底部的大晶体，或者，如果您有足够的耐心，您可以长出更大的、非常漂亮的相同食盐、硫酸铜或硝石晶体。 奇妙的晶体是从明矾中获得的。 它们有时在照相馆出售，在药店也有出售——止血笔是用明矾制成的。 有不同的明矾，这是一整组盐； 您可以购买哪些并不重要，如果您购买不同的，那只会是最好的。 因此，收集在缓慢冷却过程中沉降到底部的晶体，在餐巾纸或吸水纸上擦干，然后将它们放入瓶塞紧闭的瓶子中。 不要倒入饱和溶液 - 在其中您会长出美丽的大晶体。 为了不混淆解决方案，如果您有多个解决方案，请制作标签并将它们贴在罐子上。 从每个品种的晶体中，找到最吸引人的（不一定是最均匀的），用细丝线或尼龙线（例如旧袜子上的）系起来，然后将其放入适当的盐溶液中。 您可以将线绕在铅笔上，放在罐子的边缘，并用纸盖盖住顶部，以免灰尘进入罐子。 不要忘记在盖子上戳几个洞，这样水就可以从罐子里蒸发掉。 如果方便的话，可以在火柴上系一根线，然后将火柴穿过纸盖上的一个孔。 重量不大，火柴能承受。 将生长晶体的罐子放在僻静的地方，远离气流。 比如，在餐具柜或书柜的玻璃后面。 留意溶液的液位，如果大量水蒸发，则添加一部分新鲜的饱和溶液。 晶体必须始终完全处于液体中。 要有耐心。 在晶体明显增加并关闭连接它们的线之前，需要几天的时间。 也许晶体上会出现丑陋的生长物。 它们可以通过用剃刀刮擦并用湿布轻轻擦拭来去除。 两三周后，晶体会长得很大，可以展示出来。 你可以等待，当然，如果你有耐心的话。 还要等两个月，还有六个月…… 如果您有多种类型的明矾，那么准备每种明矾的饱和溶液会很有趣，并且每周一次，将带有晶体的线从一种溶液转移到另一种溶液。 然后你得到一个多层晶体。 可以通过不时将其从罐子中取出并进行调整来控制晶体的生长。 去除不必要的生长物； 如果你想让一些线条停止生长，就用凡士林涂抹它； 它必须重新开始生长，用沾有丙酮的棉签去除凡士林。 然而，如果我们从一开始就采用融合或分枝的晶体，我们就会得到一个晶体簇（称为晶簇）。 但请注意：当你决定从溶液中取出晶核或大晶体时，不要忘记立即用无色家具抛光剂或指甲油涂上它。 否则，很快，几天后，水晶就会开始腐蚀，你所有的工作都会付诸东流。 我们对水晶的最后体验将确实像一个奇迹。 让我们种植铜晶体。 不是硫酸铜（你已经这样做了），而是真正的金属铜。 不知不觉中，您曾经做过类似的实验——将铁钉放入硫酸溶液中。 但是覆盖在指甲上的红色晶体非常小，对你来说就像一层坚实的薄膜。 总的来说，正如您所知，生长小晶体并不是什么把戏。 好吧，让我们长大吧。 但为此，有必要以某种方式减缓铁与硫酸铜的反应。 我们会用食盐减慢她的速度。 在罐子底部放一点蓝色硫酸盐，然后加入细食盐，最好是“Extra”品种。 从吸墨纸上剪下一个圆圈，其大小应与罐壁接触，然后用盐封闭硫酸盐。 在纸上放一个稍小的铁圈。 怎么剪出来，自己想办法，就是实验前别忘了用砂纸擦干净洗干净。 将食盐饱和溶液倒入广口瓶中，使其完全覆盖铁圈。 将罐子单独放置大约一周。 然后把圆圈拿开一看：罐子里已经长出紫铜晶体了。 也许您想保留它们？ 遇到这种情况，将其取出，用水冲洗干净，转移到一个小瓶中，装满药用盐酸（或醋）。 用塞子盖上瓶子，水晶会持续很长时间。 使用晶体是不紧不慢的，在晶体生长的同时，您可以进行其他有益的实验。 例如，明胶。 杂货店出售淡黄色明胶粉。 与水结合后，这种物质会形成或多或少稠密的胶状物。 出于这个原因，在明胶的帮助下准备了各种美味的东西 - 从肉冻鱼到甜果冻。 顺便说一句，在这种情况下，果冻不是菜名，而是一个完全科学的词，表示这种冷冻的、半液体、半固体溶液。 除了烹饪，明胶果冻还用在哪里？ 是的，至少在电影上。 几乎所有摄影胶片的乳剂都是在明胶的基础上添加对光敏感的物质制成的。 果冻非常牢固地粘附在薄膜上，冻结在薄膜上，它是透明的，可以透过光线。 您可以检查明胶果冻的粘性。 将一汤匙不完整的明胶（约 10 克）放入四分之一杯冷水中，静置一两个小时，以便粉末有时间适当溶胀。 将混合物倒入小平底锅中。 这没有什么危险，因为明胶是一种食品。 用小火加热混合物，确保它在任何情况下都不会沸腾！ 搅拌平底锅中的内容物，直到明胶完全溶解。 （更好，但更麻烦的是在水浴中加热，即将装有混合物的容器放在另一个更大的容器中，并在其中倒入水。它应该是热的，但不要烫伤，大约50°C。 ) 当你得到一种均匀透明的溶液时，将其中的一些倒在一块干净的玻璃或不需要的瓷砖上。 另一部分 - 在保鲜膜上，至少在一个透明的袋子上，面包放在里面，这样面包就不会变质。 让溶液干燥。 并尝试将其从玻璃或瓷砖上撕下。 你可能无法... 难怪：等级较差的明胶，不像食品那样仔细，去皮，被称为木胶。 虽然现在有更多的现代粘合剂，但木工仍在使用，而且不仅是木匠：很少能与它的粘合力相提并论。 现在让我们处理一下冷冻在塑料袋上的明胶薄膜。 因为它几乎不粘在聚乙烯上，所以小心地取出薄片，尽量不要撕裂，从中切出鱼的轮廓。 将鱼放在吸水纸上，轻轻呼吸。 鱼会立即开始蠕动和蜷缩。 从你的呼吸中，薄膜被弄湿了，吸收了一点水，但只是在一侧，在外面。 这是她弯腰的地方。 为什么不专注？ 使用浓稠的明胶溶液，也可以在试管（或小瓶）中进行实验，但这需要更多的液体果冻。 如果您还有之前实验得到的明胶溶液，请小心，最好在热水中加热，用水稀释四次，充分搅拌并加热，使溶液变得均匀。 如果您要再次准备溶液，则将约两克明胶加入四分之一杯水中，即约半茶匙。 切记不要煮沸！ 将热溶液倒入两个小瓶中。 当它变硬时（为了加快速度，你可以把气泡放在冰箱里），在气泡的中间，快速而小心地移动，将夹住高锰酸钾晶体的镊子插入。 轻轻打开镊子并尽快取出，尽量不要撕裂果冻。 在另一个小瓶中，加入硫酸铜晶体。 明胶减缓了它们的溶解，连续几个小时你可以观察到一幅非常有趣的画面：一个彩色的球会在晶体周围生长。 或许这种经验第一次行不通。 但是，值得练习，以便最终成功。 将同样的热明胶溶液倒入另外两个小瓶中。 在它变硬之前，在一个小瓶中加入少许酚酞溶液，在另一个小瓶中加入少许苏打水。 当果冻形成时，然后像以前一样用镊子将一块苏打粉插入第一个气泡的中间，然后将一粒酚酞插入第二个气泡的中间。 在这两种情况下，深红色都会在增稠的溶液中缓慢扩散。 但是从一粒酚酞开始，它会移动得更慢。 解释是这样的：酚酞分子比苏打分子大得多，因此它们移动得更慢。 明胶果冻的下一个实验会稍微复杂一些。 它需要的不是两种，而是三种物质：柠檬酸、重铬酸钾和硝酸银。 使用柠檬酸，一切都变得简单。 至于另外两种物质，重铬酸钾又称重铬酸钾，在照相馆有售，硝酸银在药店有售。 这种硝酸盐还有另一个也许更出名的名字——“青金石”。 请注意，对于我们的实验，没有必要使用纯硝酸银。 药店出售的青金石铅笔也可以使用（用于烧灼皮肤）。 这支铅笔的笔尖主要由相同的硝酸盐组成，它所含的杂质不会干扰我们。 再次，正如您已经做的那样，准备明胶溶液 - 以半茶匙到四分之一杯水的速度。 让我提醒您，在任何情况下都不应该将溶液煮沸。 当明胶溶液还很热时，将大约 10 立方厘米的水倒入两个干净的瓶子中（这时烧杯就派上用场了）。 在第一瓶中溶解约半克重铬酸钾，在第二瓶中溶解等量的柠檬酸*如果您没有鳞片，请将这些物质放在勺尖上，不需要特别准确。 现在将第一个瓶子（重铬酸钾溶液）和第二个溶液（柠檬酸）的内容物的大约十分之一，即大约 1 cm3 添加到明胶溶液中。 在混合物尚未冷却的情况下，将其中一些倒在干净的玻璃板上并放置一会儿，使溶液变成果冻。 当这种情况发生时，滴一滴，但滴一大滴硝酸银（青金石）溶液到最中间。 这个溶液应该足够强，所以不要喝太多的水。 让它是青金石的三倍左右。 与许多其他果冻实验一样，您必须耐心等待：毕竟，在浓稠的溶液中，反应不会很快进行。 但是，正如您可能预料的那样，它们并不太正常，.. 你的期望会成真。 在果冻中，水滴周围会出现一个红色的环。 一段时间后，下一个彩色环会出现，在它之后，在一定距离处，第三个、第四个……每个环都被一层无色胶状物与下一个环隔开。 在中间，靠近水滴的地方，红色圆圈一个接一个地间隔得很近，离中心越远，它们就越稀少和苍白。 果冻中的这种环被称为 Liesegang 环，以发现它们的德国化学家的名字命名。 在我们的例子中，这些环是由重铬酸银的微红色晶体形成的 - 一种由重铬酸钾（在果冻中）和硝酸银（在液滴中）相互作用形成的物质。 柠檬酸帮助我们略微提高了这种反应的速度。 但如果是这样，那么显然，柠檬酸会以某种方式影响所形成环的性质？ 完全正确。 尝试改变添加到果冻中的柠檬酸的量，您会发现酸越多，环出现的频率越低，反之亦然。 您必须离开明胶溶液，以及重铬酸钾溶液。 在这种情况下，将它们按相同比例混合，但不要添加柠檬酸。 用大约四分之三的温暖溶液填充一个高脚瓶或试管，然后放置几个小时，最好放置一天。 在生成的果冻中滴几滴硝酸银溶液，但与之前的经验相比只稀释了两到三倍。 用软木塞盖住小瓶，在小瓶下面放上蘸水的棉签，以免溶液蒸发。 如果你把试管放在黑暗的地方几天，那么里面就会出现李瑟刚环，就像前面的实验一样。 只不过这一次它们会沿着试管的高度定位，在上部，靠近水滴的地方，环会更厚更红。 试管最好避光保存的警告有没有注意？ 请不要忽略这条建议：在不将 Liesegang 环置于强光下时，使用 Liesegang 环进行的实验效果最佳。 最好在凉爽的房间里。 无论如何，您要进行这些实验的房间温度不应高于 20°C。 对于一些使用明胶的实验，需要硬霜。 适当准备的果冻可以让你得到冰纹，就像冬天在玻璃上一样，不仅可以得到它们，还可以让它们保持温暖（不幸的是，玻璃上真正的冰霜图案是不可能的）。 这次明胶和水的比例如下：5克粉末（约一茶匙）对四分之一杯水（约50克）。 烹饪方法是一样的。 将温热的溶液倒在玻璃板上，并立即放入冰箱。 如果外面是冬天，那么您当然可以将唱片放在寒冷的地方。 两三天后，将其带入室内，慢慢解冻。 如您所知，冰会消失，但冰霜图案的印记会保留下来。 但也许你对获取指纹更感兴趣，比如关于侦探和罪犯的侦探故事？ 好吧，这不是一个很难的问题。 当然，调查人员拥有更好的设备，他们发现最微弱的脚印，几乎无法察觉。 但他们也有责任。 而对于表演来说，即兴的手段也很合适：蜡烛、盘子和药店的滑石粉。 需要蜡烛和盘子来准备烟灰。 将冷盘放在点燃的蜡烛上。 她会被烟灰覆盖。 将盘子上的黑色残留物刮到一张蜡纸、羊皮纸或保鲜膜上。 重复几次。 当有明显数量的烟灰时 - 例如四分之一茶匙 - 将其与等量的滑石粉混合。 现在留下印记：在手指上呼吸并将其压在一张白纸上。 到目前为止，工作表上看不到任何内容。 在这个地方撒上黑色混合物。 摇动一张纸，使混合物充分覆盖您按下手指的区域； 你可以用柔软的松鼠刷非常仔细地画几次。 将剩余的混合物倒回羊皮纸或聚乙烯上。 如果一切都小心翼翼，纸上会留下清晰的指纹。 看看你的其他指纹是否像他。 看看不同人的指纹是什么样子的（请他们将手指按在纸上）。 你现在明白为什么犯罪现场的指纹会暴露罪犯了吗？ 其中，没有两张是相同的，就像没有两张完全一样的脸一样。 您可以检查此方法是否适用于检测报纸和杂志、纸板和塑料盒以及玻璃上的印刷品。 在后一种情况下，使用某种玻璃，最好是没有价值的。 当您准备烟灰和滑石粉的混合物时，请多加一些滑石粉，大约加倍。 将混合物洒在玻璃表面并抖掉残留物后，在蜡烛上方稍微加热玻璃 - 印记会变得更加明显。 剩下的只是解释这里的问题。 不管我们喜不喜欢，我们的皮肤上总会有一些脂肪。 它由皮下皮脂腺分泌。 无论我们触摸到什么，我们都会在一切事物上留下难以察觉的痕迹。 你准备的混合物很好地粘在脂肪上。 由于黑色烟灰，它使印刷品可见。 但是，也许更令人惊讶的是，即使表面没有脂肪，标记仍然存在。 自然界中绝对干净的表面可能根本不存在。 当然，它们可以人工制造（如果不是完全干净，那么接近理想），但在自然条件下，每个物体上，即使在我们看来非常干净的物体上，也充满了污垢。 这些污垢从何而来？ 与其他物质和物体接触。 手指油脂只是可能的污染物之一，尽管它很常见。 即使在我们看来，该物体没有与任何东西接触，也没关系 - 它一直与空气接触。 而且空气中有肉眼可见的尘埃颗粒，还有小到显微镜才能看到，甚至显微镜都看不到的污垢颗粒。 空气中有微小的液滴，呈蒸气和薄雾的形式…… 这就是为什么成千上万的各种物质的粒子沉积在每个物体的表面上。 发生吸附（当然，你已经记住了这个词），我们可以通过非常简单的实验轻松检测到它。 拿一面小镜子（您也可以使用您家人使用的那面，因为它不会有任何问题）。 用一块干净的布非常仔细地擦拭镜子，以免其上留下可见的污垢痕迹。 在镜子上，我们将尝试从一些金属平板上“翻译”绘图。 你可以用锉刀在铁板上划一个简单的图画或几个字母； 如果你不想胡闹，那就拿一枚铜币吧。 在干净的镜子上，小心地放置有图案的盘子； 无需按压它，让它自由躺着。 一分钟后，非常小心，不要让镜子和盘子相对移动，抬起盘子看镜子。 我什么也看不到？ 好吧，就像当指纹出现在表面时，我们有一个需要显影的潜像。 毕竟，我们可以肯定地知道，金属表面上的各种物质的分子并污染了它，可能会传递到镜子上，而且不仅在任何地方，而且在金属与玻璃直接接触的那些地方. 但是你如何找到它们呢？ 用我自己的呼吸。 对着镜子呼吸几次，你会看到金属板上的图案印记。 最有可能的是，这个印刷品会很弱，但无论如何它都会在那里。 在用石灰水做实验时，当你通过一根管子向水中呼吸时，你发现呼出的空气中总是含有二氧化碳。 现在是时候说其中必然存在水分了。 实际上，每个人都看到了她——在寒冷中，蒸汽从嘴里逸出。 你呼出的空气中的水在寒冷中立即变冷，变成微小的冷水滴，就像那些构成雾和云的水滴。 这就是不可见的水蒸气如何变得可见。 正是你呼吸中的水分在镜子上留下了印记。 在干净的玻璃和污垢颗粒上，它以不同的方式沉积。 表面越干净，水滴就越容易落在上面，湿气几乎不会留在受污染的地方。 因此，不可见的图像变得可见。 有人可能会说，你设法在镜子上看到的东西是用你呼气中的水画出来的。 快点看图片，因为它很快就会消失。 好吧，你可以在他身上再次呼吸，然后一次又一次。 但是由于某种原因，每次印刷都变得越来越褪色。 如果是在空旷的地方，或者是在极度真空的地方，也就是几乎抽空了所有空气的地方，那么镜子的表面就不会发生任何事情。 但在空气中，越来越多的微粒沉积在上面，各种无关的分子，渐渐地让画面变得模糊不清，几乎无法分辨。 如果您希望画面从一开始就更加清晰，请在实验前用干燥的羊毛或化纤布彻底擦拭镜子。 与其说是让它更清洁，不如说是让它通电。 即使在古代，人们也注意到摩擦各种表面时会在其上产生电荷。 试着用塑料梳子在头发上梳理几次，或者用它在羊毛或毛皮上摩擦，然后把梳子放在纸上，撕成小块。 纸屑会立即粘在这样的带电梳子上。 当用布擦拭时，玻璃也会带电，积聚在其表面的电流虽然非常微弱，但有助于污染物分子更快地移动到镜子上。 然后，当你对着镜子呼吸时，同样的电力会吸引并保持水滴。 本书的最后一章有很多关于电的实验，但它们需要电池或最简单的蓄电池。 现在，继续这个话题，让我们再做一个带电粒子的实验。 折断一支简单的铅笔，取出铅芯，然后将其磨成粉末。 向其中添加少量（字面意思是一两滴）家用润滑油混合物，用于润滑自行车和缝纫机等，以及等量的用于打火机的汽油。 尽管您需要的汽油很少，但不要忘记它非常易燃，并确保附近没有明火。 你会得到一种黑色的石墨-油-汽油浆。 摩擦几分钟，因为在摩擦的时候，两个有用的过程同时发生：首先，石墨颗粒变得越来越小，其次，它们通过摩擦带电，这对我们在实验中非常有用。 完成研磨后，用一份新的润滑油和汽油混合物稀释浆料，但现在要加入更多的混合物，并更加注意确保附近没有火源。 将稀粥稀释到小瓶或试管中的混合物看起来几乎透明的状态。 再搅一搅，然后拿梳子或玻璃棒、有机玻璃尺等手拿塑料或玻璃之类的东西，在羊毛或化纤布料上摩擦，使其带电。 如果你用任何机油稍微润滑它，这种情况会发生得更快——你可以使用与你准备混合物的机油相同的机油来稀释石墨粉。 将一根棍子或梳子放在盛有透明液体的容器中。 当您这样做时，同样因摩擦而带电的石墨颗粒将开始向您的手移动。 再次摩擦木棍或梳子，将其带到容器中 - 重复五六次。 然后倒出液体。 在它所在的容器中，就在你把魔杖或梳子带到的地方的对面，玻璃上有一个清晰的黑色印记。 这样的实验不仅适用于石墨，而且适用于其他物质，例如普通食盐。 还需要用油和汽油的混合物擦好； 然后以与石墨浆料相同的方式设置实验。 由于食盐是白色的，经过实验，不言而喻，玻璃上会留下白色的印记。 我们在实验中经常使用食盐和氯化钠。 这是化学中最受欢迎的物质之一，自古以来就为人们所熟知。 也许您知道，在过去，盐的价值很高，在某些国家/地区，它被用作金钱的替代品。 对食盐如此尊重的态度是由于人们通常对天然盐感到满意，这种盐很少见，至少在可获得的地方是这样。 同时，世界上有盐湖，湖中的水几乎被食盐浸透了。 还有海洋，其中溶解了数百万吨氯化钠的水...... 似乎您从海水中提取盐分，地球上的盐分已经足够多了……就是这样，但是除了食盐，氯化钠之外，其他盐类溶解在海水中，而我们不这样做无论如何，当我们在食物中加盐时。 这就是我们将通过实验测试的内容。 如果你不住在海边，那么你可以做两件事。 要么让要去海边的人给你带一瓶海水（如果你自己去海边度假，那么你就不需要问任何人），或者——这可能更容易——买一瓶药店的一包海盐。 将少许盐溶解在水中，使溶液强度类似于普通海水，为此每升水需要 XNUMX 至 XNUMX 克海盐。 确切的比例并不重要，事实上，它并不存在，因为在不同的海域，水的盐度是不同的。 用干盐制成的海水可能不会很干净； 在这种情况下，请用干净的布或滤纸过滤。 然后取一个深盘子和一个大碗（或锅），倒入普通自来水加热。 这个大碗（或平底锅）将用作您的水浴，您将在其中蒸发海水。 因此，将一盘海水放入水浴中，观察会发生什么。 第一次，虽然海水蒸发了一点，但没有任何变化。 但是随后，当它蒸发时，溶解在水中的盐开始沉淀。 具体顺序取决于海盐的成分，但硫酸钙总是先沉淀。 您可能知道这种物质，但名称不同：硫酸钙是石膏。 它经常用于建筑、艺术和医学，因为石膏具有非凡的硬化能力，当与水结合时会变成白色的石头。 当板底出现白色石膏沉淀时，必须小心地将其从水浴中取出（我希望你明白，这一定不能徒手完成，而要用厚抹布以免烫伤自己） . 一旦液体稍微冷却，用干净的布或滤纸过滤并继续蒸发剩余的透明溶液。 不久之后，我们试图得到的盐，氯化钠，将开始沉淀。 再次小心，以免烫伤自己，取出盘子并过滤其中的内容。 风干留在过滤器上的白色湿残留物，然后您可以进一步加热盐水。 当它升温时，其他盐会开始从中沉淀出来，主要是镁盐，您可能还记得，镁盐属于硬度盐（如钙盐）。 多亏了他们，海水才极其坚硬，用普通肥皂绝对洗不干净，连泡沫都没有。 蒸发得到的食盐不适合食用。 要将这种盐用于食品，需要进行额外的净化，这很可能无法在家中完成。 在工业上，这种盐加上杂质，可以很好地利用。 如果是这样，那么您可以将它用于那些涉及食盐的化学实验。 让我们尝试从剩余的盐水中提取一些含镁的物质。 为此，将盐水与石灰水混合，然后会析出白色沉淀物。 它被称为氢氧化镁，它是一种对工业非常有用的物质。 你也可以从盐水中提取碘，但我们不会开始这样的实验，因为我们做不到。 为了得到一克碘，你必须蒸发大约二十吨海水...... 还有一种从海水中提取食盐的方法。 你认为冬天漂浮在海面上的冰是新鲜的还是咸的？ 我现在告诉你，它很新鲜。 冰山，即使是最大的冰山，也完全由纯净的淡水构成。 甚至还有关于如何将这些冰山拖到非洲和南美洲海岸、沙漠和干旱草原，在那里融化它们并将产生的水用于饮用和洗涤的项目...... 海中的冰总是新鲜的，也就是说，当冰形成时，盐分不会进入其中，而是留在水中。 我们将尝试使用此属性来获取食盐。 冰箱冷冻室放少许海水； 您可以为此使用冰模。 因为你拿的不是自来水，而是海水，所以它不会全部变成冰。 小心地将新鲜冰块与盐水分开。 由于冰现在几乎不含盐分，因此您可能会猜到，盐水中这些盐分的浓度比原来的海水高得多。 与之前的实验一样，在水浴中蒸发盐水。 但由于它的强度高得多，盐会更快、更多地从中沉淀出来。 下一个奇迹也将具有指导意义。 你我都会得到天然橡胶。 制造轮胎、套鞋和球的橡胶相同。 任何橡胶的基础都是柔韧、有弹性的橡胶，能够进行难以置信的强力拉伸和收缩，然后再恢复原来的形状。 天然橡胶是从一些植物的汁液中提取的，主要是巴西橡胶树，这种橡胶树专门在炎热地区种植，不仅在巴西，而且在亚洲和非洲的许多国家也有种植。 橡胶树是大戟科的常绿乔木。 停止！ 世界上有很多乳草； 那么有没有可能从其他含有白色乳汁的植物中得到橡胶呢？ 这是可能的，尽管这种橡胶的质量会比从橡胶中获得的橡胶差。 但是，为了证实这种可能性，并为了我们自己得到至少一滴天然橡胶，我们将用任何可用的大戟属植物进行一个简单的实验。 如果您决定在夏天体验这种体验，那么几乎没有比蒲公英更实惠的植物了。 但是，您可以取任何其他带有乳汁的植物来代替它，并测试它是否存在类似橡胶的物质。 而且使用榕树的叶子会更容易 - 一种非常常见的室内植物。 在这种情况下，您不必再等待夏天，因为榕树与巴西橡胶树一样，是一种常绿植物。 我们不会破坏它，两三片叶子对我们来说就足够了，对于榕树来说，这并不是什么大损失。 所以，取一些蒲公英或榕树叶，尽可能多地榨出汁液。 在果汁中加入几滴氯化钙或氯化铵溶液。 在这些物质的作用下，被汁液中的橡胶颗粒包围的外壳会开始崩解。 当这样的壳被破坏时，没有什么能阻止漂浮在果汁中的微小颗粒结合，合并成更大的颗粒。 搅拌混合物。 虽然里面的橡胶颗粒已经开始粘在一起了，但这肉眼还是看不出来的。 在混合物中加入一些酒精或古龙水。 肉眼可以看到此操作后的橡胶滴。 将漂浮在液体中的液滴从溶液中分离出来，例如，通过纱布过滤它们，然后溶解在几滴汽油中。 你有天然橡胶的解决方案。 当然，我们不能用这种橡胶制成真正的橡胶； 坦率地说，即使可以，这种橡胶也不太可能耐用。 但是您可以轻松验证从果汁中提取的橡胶的弹性。 将苯溶液滴在玻璃上，等待溶剂蒸发。 在玻璃上，您会看到一层透明的、非常薄的干燥橡胶膜。 小心地将它与玻璃分开，看看它是如何伸展和收缩的。 经过这样的测试，已经没有任何疑问了——这真的是一块有弹性的橡胶。 以前，橡胶实际上是唯一的弹性材料，所有的橡胶都是由它制成的。 现在它已明显被合成橡胶所取代，即那些在工厂获得的、由其他物质人工合成的橡胶。 各种合成材料——而不仅仅是橡胶——在世界上的应用越来越多。 毕竟，大自然的可能性不是无限的。 毫无疑问，羊毛是一种绝妙的材料，但要让全人类都穿上羊毛制的衣服、毛衣和毛衣，就需要饲养如此多的绵羊，以至于他们可能根本就没有足够的食物。 棉布也很好，但是不能把所有的地都给种棉花，还得在什么地方种小麦和土豆、苹果和杏子。 这样的例子很多。 那么，出口在哪里？ 至于我们的衣服，出路当然是除了棉、毛之外，还要做人造纤维。 其中，可以制备纱线和织物，不亚于天然材料制成的纱线和织物。 然而，老实说，今天的合成织物比天然织物要差一些。 但并不多。 别忘了，人类种植纤维植物和饲养绵羊已有数千年的历史，而人造纤维的历史最多可追溯到几十年前。 所以化学家发明的材料还是超前的…… 让我们学习如何制造人造纤维，不仅是人造纤维，还有丝绸。 我们将以与工厂几乎相同的方式准备它，只是数量略少...... 最著名的类似于丝绸的人造纤维是粘胶纤维和醋酸纤维。 但以我们手头的物质，可能无法获得这种纤维。 但是这种第一种（也是非常好的）纤维——铜氨纤维——我们也许会成功。 制备铜氨溶液。 将五茶匙硫酸铜溶解在少量水中，加入一茶匙纯碱并搅拌。 烧瓶中形成了一种新物质 - 碱式碳酸铜（碱性 - 来自“碱”一词）。 将溶液倒入一些干净的锡罐中，例如洗过的锡罐，然后用小火加热以蒸发水分。 底部会有沉淀物。 小心地从罐子里倒出剩余的水，冷却沉淀物并将其转移到一张吸水纸上 - 让其干燥。 这种粉末是铜氨溶液的一种成分。 第二种，正如您可能猜到的那样，是氨水，其溶液称为氨水。 然而，药房氨对于我们的目的来说是相当弱的。 五金店出售浓度为 25% 的氨溶液。 请记住，它有强烈的气味，下班后（甚至在工作期间）让房间通风。 或者把经验放在阳台上。 您需要相当多的氨水，20 - 30 毫升。 如果您有烧杯，则测量这个量，如果没有，则考虑一汤匙含有大约 20 毫升的液体。 将一茶匙从硫酸铜中提取的粉末加入到氨溶液中，用橡胶或塑料塞子盖上小瓶并充分摇匀。 你会得到深蓝色液体。 将其倒入两个较小的小瓶中，为每个小瓶拿起一个软木塞。 将普通脱脂棉分批加入第一个小瓶中，盖上塞子并摇匀。 第二种，用同样的方法放上小块吸水纸。 等待溶液变稠，像糖浆一样。 此类溶液称为纺丝溶液，因为可以从中纺出纤维。 但首先，让我们尝试获取薄片形式的材料。 将一些稀释的醋倒入玻璃杯中。 将您准备的任何纺丝溶液慢慢滴入其中。 薄片会立即脱落。”在成分上，它们与我们要制备的纤维完全一样。在成分上，但在外观上... 让我们这样做：将醋倒入玻璃杯中，加入一滴纺丝溶液。 液滴将开始沉到底部，在移动过程中变厚并留下线状痕迹。 尝试用镊子或木片夹起它，训练成功后； 但最好是一起做实验，一个滴溶液，一个拖线。 我们可以用医用注射器，或者用注射器的针头紧紧地插入橡胶管中，制作出一根很好的线，光滑、均匀、有光泽。 将纺丝溶液放入注射器（或橡胶管中；用木塞或合适的塞子封闭管的自由端）。 将醋倒入某种平盘中，比如一个旧盘子，然后通过按压注射器的柱塞或挤压橡胶管轻轻挤出液体。请朋友用镊子抓住线，轻轻地将其从醋中拉出在盘子里。 如果你练习，你甚至可以把这条线绕在线轴上。 在工厂里，他们原则上也是这样做的：他们迫使溶液通过非常细的孔并将其浸入浴中，纤维在浴中变得坚硬、柔韧和有光泽，就像丝绸纤维应该有的那样。 让它是人造的。 现在 - 来自摄影领域的有益经验。 也许你知道覆盖在感光胶片和相纸上的感光乳剂含有银盐。 这些盐在光的作用下分解，在这种情况下形成金属银晶体； 在这种形式下，银色被“涂”成黑色。这里简单总结一下黑白摄影的主要原理。 你最近处理了银盐：当你用果冻做实验时。 只有青金石，硝酸银，不适合摄影。这里你需要，比如说，氯化银。 从硝酸盐中获取它比从肺中获取更容易 - 只需与普通食盐、氯化钠进行反应即可。 准备青金石溶液和食盐溶液。 在混合它们之前，请记住您必须形成一种对光敏感的物质。 如果是这样，那么您需要在黑暗中混音（不一定是在完全黑暗的环境中，但无论如何都要有良好的遮光效果）。 一旦溶液混合，所需的氯化银就会沉淀 - 白色细粉末。排干溶液并将沉淀物均匀地放在一张吸水纸上。 在上面的氯化银层上覆盖一些其他的纸，上面有图案，或者用描图纸，在上面用墨水画或写一些东西。 将此结构带到阳光下几秒钟或放在明亮的灯下。 那些没有被覆盖的区域会很快变暗：黑色金属银在光线下从氯化银中脱颖而出。 这样的形象会很脆弱。 如果你想保存它，你必须像在真实照片中那样做：先在显影液中冲洗它（然后被照亮的地方会变得更暗，更清晰），然后在定影液中修复它（然后是不被光分解的氯化银）。 现在您甚至可以在最亮的光线下拍摄图像 - 什么也做不了。 就像最真实的黑白摄影一样。 最后 - 最短的指导经验。 简短但有效。 取半杯水，溶解约半茶匙硫代硫酸钠（次亚硫酸钠），加入五至六滴醋搅拌。 什么都没发生。 别着急，等等！ 几分钟后，溶液会突然自行变得浑浊。 它需要多长时间？ 这取决于你放了多少次亚硫酸盐。 但如果是这样，为什么不制作一个化学钟呢？ 让我们做。 准备次亚硫酸盐溶液 - 比之前的实验强一些（多用粉末或少用水）。 将此溶液的一半倒入小瓶中，其余部分用水稀释至原体积。 将一半倒入第二个小瓶中，剩下的再次用水分享。 一半 - 在第三个小瓶中，将其余部分与水混合 - 和第四个小瓶。 全部。 将四个小瓶排成一排，然后快速滴几滴醋到每个小瓶中。 将带有秒针的手表放在您面前并标记时间。 每隔一段时间，气泡中的液体就会瞬间变得浑浊。 但这次美好的经历给我们带来了什么教训呢？ 事实上，并非所有反应，即使是已知物质，都以相同的方式发生。 并非没有理由的是，在建造一个准备一些重要和必要物质的车间之前，化学家们在烧瓶和试管中仔细研究了数十个和数百个反应很长时间，有时甚至是数年。 我必须说，这是一个非常有趣的职业。 作者：奥尔金 O.M.
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