Подумайте, как же, значит, ничтожно ее количество в том объеме воды, который находится на дне вашей склянки!
Ошибка Жюля Верна
В романе Жюля Верна «Таинственный остров» есть такие строки: «Затем руда и уголь были размещены чередующимися слоями — слой руды на слое угля и т. д. Теперь, после того как уголь будет зажжен и в кучу станут нагнетать воздух мехами, в ней должны произойти следующие химические процессы: под влиянием обильного притока кислорода воздуха уголь, сгорая, превращается в углекислоту. Углекислота же, воздействуя на руду окиси железа, отнимает от нее частицу кислорода и таким образом выделяет из нее чистое железо».
Ошибся на этот раз Жюль-Верн!
Углекислота, правильнее — угольный ангидрид — предельное соединение углерода с кислородом. Оно от окиси железа отнять кислород не может. В действительности при неполном сгорании углерода образуется окись углерода, которая и отнимает от руды кислород, превращаясь в угольный ангидрид.
Выделяющееся железо не чисто, оно содержит примесь углерода.
Живые мертвецы
Гораздо легче окрасится лакмусовая бумага в синий цвет, если повторить последний опыт, заменив магний калием или натрием. Это очень легкие (легче воды) серебристо-белые в свежем разрезе, мягкие как воск металлы, которые, подобно кальцию, приходится хранить в керосине. Они также выделяют из воды водород, но эта реакция идет у них еще энергичнее, сопровождаясь таким нагреванием, что выделяющийся газ загорается, а с ним вместе начинают гореть и сами металлы. Мы не станем проделывать этот опыт и вам не порекомендуем, — он зачастую сопровождается небольшим взрывом, который опасен тем, что едкая жидкость может брызнуть в глаза и причинить непоправимое несчастье. Я сейчас хочу показать другой опыт.
Осторожно, не касаясь натрия руками, вынув его пинцетом из баночки, отделяю ножом кусочек величиной в мелкую горошину, удаляю с него керосин пропускной бумагой, кладу металл в железную ложечку, нагревая в пламени спиртовой лампочки.
Натрий загорелся, и я опускаю его в цилиндр с кислородом. Металл горит ярким пламенем.
Взгляните на мое лицо, посмотрите друг на друга. Какие у всех нас страшные, темные лица «мертвецов».
Оглянитесь вокруг. Куда делись яркие краски обстановки? Как бедна окраска всех окружающих нас предметов!
Таково действие лучей горящего натрия.
Я обещал вам сказать, что такое основания.
Горение натрия
Начать с того, что слово это является примером многих слов, переживших свое значение. До Лавуазье, выяснившего различие между сложными и простыми веществами, в науке господствовала удивительная гипотеза флогистона, таинственного флюида (истечения), менявшего свойства тел и их тепловое равновесие. Металлы считались соединением землистых веществ, из которых они выплавляются, с флогистоном. Самые вещества эти принимались за простые тела, «основания» металлов.
В действительности это были окислы их, продукты соединения металлов с кислородом.
Когда защитникам флогистона указывали на факты, противоречащие их гипотезе, они отвечали: «тем хуже для фактов», а на замечание, что руда всегда весит больше, чем выплавляемый из нее металл, говорили: «значит, флогистон имеет отрицательный вес».
Мы называем основаниями кислородные соединения металлов, дающие с кислотами соли.
Не все металлические руды — окислы, и не все окислы металлов — основания.
Один и тот же элемент, в зависимости от степени окисления, может давать окислы и основного и кислотного характера. Так, мы еще встретимся в наших дальнейших опытах с солями железа, в которые этот элемент входит и как металл, и как металлоид.
Наиболее резко выраженными основаниями являются окислы щелочных металлов и нашатырный спирт.
Последний, как вы знаете, представляет раствор аммиака в воде, а аммиак (мы еще познакомимся с ним поближе) — это газ, состоящий из азота и водорода.
Только самые новейшие исследования над строением атомов указывают на совершенно иные определения понятий оснований и кислот, чем принятые в наших учебниках, но здесь не место о них говорить.
Кстати, о словах и понятиях. Слово «кислород» тоже не из самых удачных, так как хотя окислы металлоидов и дают, растворяясь в воде, кислоты, но кислоты, да еще такие сильные, как соляная, могут и не содержать в себе кислорода.