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教訓的な奇跡。 化学実験
有益な奇跡には以下が必要です。
結晶を育てるのは楽しいだけではありません。 結晶化は化学において非常に一般的なプロセスであり、結晶化なしで生産が行えることはほとんどありません。 しかし、もちろん、クリスタルは美しさのために工場で育てられるわけではありません。 ご存知のとおり、そこでのタスクは多少異なります。 しかし、同時にそれが美しくなった場合、それは悪いことですか？ そして時々それは本当に美しいです。 たとえば、人工の真っ赤なルビーが成長する場合。 ジュエリーだけではありません。 腕時計では非常に硬いルビーが回転部品の支えなどの役割を果たします。 そして今、彼らは世界で最も硬い結晶である合成ダイヤモンドを成長させる方法を学びました... ルビー、ダイヤモンド、その他の宝石を栽培できなくなると知っても、動揺しないでほしいと思います。 しかし、私たちにできることは、信じてください、とても美しいことでもあります。 私たちはすべての結晶を飽和溶液、つまり、溶けなくなるほど多くの物質が溶解した溶液から取得します。 水を加熱すると、より多くの物質が含まれます。 砂糖は冷たい水道水よりも熱いお茶の方が早くよく溶けます。 溶液を次のように調製します。物質を熱湯（沸騰させない）に少しずつ注ぎ、完全に溶解するまでガラスまたは木の棒でかき混ぜます。 物質が溶解しなくなるとすぐに、これは特定の温度で溶液が飽和したことを意味します。 その後、冷えて水が徐々に蒸発し始めると、「余分な」物質が結晶の形で落ちます。 食卓塩とグラニュー糖という、より単純な物質から始めることをお勧めします。 XNUMXつの薄いグラスに熱い飽和溶液を準備します。 その上に棒や鉛筆を置き、その周りに糸を巻き付けます。 糸の自由端に小さな負荷、少なくともボタンを取り付けて、糸がまっすぐになり、底に少し届かずに溶液中で垂直に垂れ下がるようにします。 ガラスをXNUMX〜XNUMX日間放置します。 糸が結晶で覆われているのがわかります。一方の容器には砂糖が、もう一方の容器には塩が入っています。 他の物質でもこれらの実験を繰り返します：アンモニア、塩化カルシウム、チオ硫酸ナトリウム、洗剤（ソーダ灰）、薬局で購入したホウ砂、苦い塩（硫酸マグネシウム）、硫酸銅、硝石。 結晶が形成されるたびに注意深く調べてください。結晶の多くは異なる形状をしています。 立方体のように見えるもの、針のように見えるもの、奇妙な多面体のように見えるものもあります。 小さな結晶は虫眼鏡で見ると便利です。 では、実験を少し複雑にしてみましょう。 さまざまな方法で結晶をよく形成することが確かにわかっている物質を結晶化してみましょう。 上記のリストから任意の塩を摂取することも、自分自身の観察結果に基づいてこのリストを補足することもできます。 水を加熱し、物質を加えることにより、前と同様に熱い飽和溶液を調製します。 ただし糸は入れないでください。 冷たい水道水をボウルまたは鍋に注ぎ（冷凍庫からいくつかの氷を入れても問題ありません）、その中に溶液をグラスXNUMX杯入れます。 たくさんの小さな結晶がすぐに落ちてしまいます。 とても小さいので粉のように見えます。 小さな結晶を得るには、溶液を急速に冷却する必要があることがわかりました。 そして、大きな結晶の場合は、溶液をよりゆっくりと冷却することが望ましいと考えることができます。 まさにその通りです！ 飽和溶液の新しい部分を準備します。 （ただし、小さな結晶を使用する必要がない場合は、冷却した溶液で再度加熱するだけで済みます。再び飽和状態になります。）それでも、今回は溶液を急速に冷やさないでください。 これを行うには、容器を脱脂綿で覆うか、古いタオルで包みます。 さらに良いのは、液体を魔法瓶に注ぎ、コルクで密閉し、XNUMX〜XNUMX日放置することです。 その後、最も徹底的な方法で、魔法瓶をソーダ溶液または特別な食器用洗剤で複数回洗って完全に輝くことを忘れないでください。 ゆっくりと冷却すると、はるかに大きな結晶が容器の底に落ちます。 時にはそれらはきれいに仕上がりますが、時にはそれらは互いに接続され、奇妙な継ぎ目を形成します。 融合しすぎている場合は、水を増やすか塩を減らして新しい溶液を準備します。 もう一つ警告。 あなたが扱う物質はあまり純粋ではないかもしれません。 溶液中に汚れが含まれている場合は、加熱後すぐにろ過する必要があります。 脱脂綿を漏斗の注ぎ口に挿入し、準備した溶液を漏斗を通して別の容器に注ぎます。 漏斗に触れた溶液が冷めないように、漏斗を熱湯ですすぐことをお勧めします。 そうしないと、注ぎ口から結晶化が始まる可能性があります... 底に落ちた大きな結晶を親戚や友人に見せることもできますし、十分な忍耐力があれば、同じ食塩、硫酸銅、硝石の非常に美しい結晶をさらに大きく成長させることもできます。 ミョウバンからは素晴らしい結晶が得られます。 それらは写真店で販売されていることもありますが、薬局でも販売されています。止血ペンシルはミョウバンから作られています。 さまざまなミョウバンがあり、これは塩のグループ全体です。 どのものを購入できるかは問題ではありません。異なるものを購入したとしても、それは最善のためだけです。 したがって、ゆっくりと冷却している間に底に沈んだ結晶を集め、ナプキンまたは吸い取り紙の上で乾燥させ、栓をしっかりと閉めたボトルに入れます。 飽和溶液を注がないでください - その中で美しい大きな結晶が成長します。 溶液を混同しないように、溶液が複数ある場合は、ラベルを作成して瓶に貼り付けてください。 それぞれの品種の結晶から最も魅力的なもの（必ずしも最も均一であるとは限りません）を見つけ、それを古いストッキングなどの細い絹糸またはナイロン糸で結び、適切な塩の溶液に入れます。 瓶の端に置いた鉛筆に糸を巻き付け、瓶の中にゴミが入らないように上を紙の蓋で覆います。 瓶から水が蒸発できるように、蓋にいくつかの穴を開けることを忘れないでください。 都合がよければ、マッチに糸を結び、紙カバーの穴の XNUMX つにマッチを通します。 重量もそれほど多くないので、試合にも耐えられます。 結晶が成長する瓶は、隙間風から離れた人里離れた場所に保管してください。 たとえば、サイドボードや本棚のガラスの後ろなどです。 溶液のレベルに注意し、大量の水分が蒸発した場合は、新しい飽和溶液の一部を追加します。 結晶は常に完全に液体の中になければなりません。 我慢して。 結晶が顕著に増加し、それらを結びつけている糸が閉じるまでには数日かかります。 おそらく、結晶上に醜い成長物が現れるでしょう。 これらはカミソリでこすったり、湿った布で軽くこすったりすることで取り除くことができます。 XNUMX～XNUMX週間で結晶は実演できるほど成長します。 もちろん、忍耐力があれば、待つこともできます。 そしてXNUMXヶ月待ち、そしてXNUMXヶ月待ち…。 数種類のミョウバンがある場合は、それぞれの飽和溶液を準備し、XNUMX週間にXNUMX回、交互に結晶を含む糸をある溶液から別の溶液に移すことは興味深いでしょう。 すると多層結晶が得られます。 結晶の成長は、時々瓶から取り出して微調整することで制御できます。 不要な成長物を取り除きます。 線の伸びを止めたい場合は、ワセリンを塗ります。 再び成長を始める必要があるので、アセトンで湿らせた綿棒でワセリンを取り除きます。 しかし、最初から融合または分岐した結晶を取得すると、結晶クラスター (これを晶洞と呼びます) が得られます。 ただし、注意してください: ドルーズまたは大きな結晶を溶液から取り出す場合は、すぐに無色の家具用ポリッシュまたはマニキュアを塗ることを忘れないでください。 そうしないと、数日後に結晶が侵食され始め、すべての作業が水の泡になってしまいます。 私たちのクリスタルでの最後の経験は、まさに奇跡のようなものになるでしょう。 銅の結晶を育ててみましょう。 硫酸銅ではなく（すでにこれを実行しました）、本物の金属銅です。 あなたも知らず知らずのうちに、鉄の釘をビトリオールの溶液に沈めたとき、同じような実験をしたことがあります。 しかし、爪を覆う赤い結晶は非常に小さいため、硬い膜のように見えました。 そして一般的に、すでにご存知のように、小さな結晶を成長させるのはトリックではありません。 さあ、大きく成長しましょう。 しかし、そのためには、鉄と硫酸銅の反応を何らかの方法で遅らせる必要があります。 食卓塩で彼女の反応を遅らせましょう。 瓶の底に少量の青いビトリオールを入れ、上質な食塩（できれば「エクストラ」タイプ）を入れます。 瓶の壁に触れるような大きさの吸い取り紙から円を切り取り、塩でビトリオールを閉じます。 少し小さめの鉄の丸を紙の上に置きます。 それを切り出す方法は、自分で考えてください。実験の前にサンドペーパーで拭いてよく洗うことを忘れないでください。 飽和食塩溶液を瓶に注ぎ、鉄の輪を完全に覆います。 瓶をXNUMX週間ほど放置します。 次に、円を外して見てください。瓶の中で赤い銅の結晶が成長しています。 おそらくあなたはそれらを保管したいと思いますか？ この場合は取り出して水ですすぎ、小ビンに移し、医薬品用塩酸（または酢）を入れてください。 栓をしてボトルを閉めると結晶が長持ちします。 クリスタルの操作はゆっくりと行うことができ、クリスタルが成長している間に、他の有益な実験をセットアップすることができます。 たとえば、ゼラチンの場合。 黄色がかったゼラチン粉末が食料品店で販売されています。 この物質は水と結合すると、多かれ少なかれ密度の高いゼリーを形成します。 このため、アスピックフィッシュから甘いゼリーに至るまで、ゼラチンの助けを借りてさまざまなおいしいものが調理されます。 ちなみに、この場合のゼリーとは料理の名前ではなく、そのような凍った半液体、半固体の溶液を指す完全に科学的な言葉です。 ゼラチンゼリーは調理以外にどこで使われますか? はい、少なくともフィルム上ではそうです。 ほとんどすべての写真フィルムの乳剤は、ゼラチンをベースに、光に敏感な物質を添加して作られています。 ゼリーはフィルムに非常に強く付着し、その上で凍結し、透明で光線を透過します。 ゼラチンゼリーの粘り具合を確認できます。 中途半端な大さじ10杯のゼラチン（約50g）をXNUMX分のXNUMXカップの冷水に落とし、粉が適切に膨潤する時間を得るためにXNUMX〜XNUMX時間放置します。 混合物を小さな鍋に注ぎます。 ゼラチンは食品なので危険なものはありません。 混合物を弱火で加熱します。いかなる場合でも沸騰しないように注意してください。 ゼラチンが完全に溶けるまで鍋の内容物をかき混ぜます。 （手間はかかりますが、さらに良いのは、ウォーターバスで加熱することです。つまり、混合物の入った容器を、水を注ぐ別の大きな容器に入れます。温度は約XNUMX℃で、火傷しない程度に熱くなければなりません。 ) 均一な透明な溶液が得られたら、その一部をきれいなガラス片または不要なセラミックタイルに注ぎます。 そして他の部分は、ラップの上に、少なくともパンが古くならないように保存される透明な袋の上にあります。 溶液を乾燥させます。 そしてそれをガラスやタイルから剥がしてみてください。 おそらくできないでしょう... それも不思議ではありません。食品用のように丁寧に皮をむかずに、グレードの悪いゼラチンを木工用接着剤と呼びます。 現在では、より現代的な接着剤がたくさんありますが、大工に限らず、大工仕事は依然として使用されており、その接着力を比較することはほとんどありません。 次に、ビニール袋に入れて凍らせたゼラチンのフィルムを扱いましょう。 ポリエチレンにはほとんどくっつかないので、薄いシートを慎重に剥がし、破れないように注意しながら、そこから魚のシルエットを切り取ります。 魚をあぶらとり紙の上に置き、静かに呼吸します。 魚はすぐに身をよじって丸くなり始めます。 あなたの息により、フィルムは湿り、少量の水を吸収しますが、片側の外側だけです。 ここが彼女が曲がる場所です。 なぜ集中しないのでしょうか？ 濃厚なゼラチン溶液を使用すれば、試験管 (またはバイアル) で実験を行うこともできますが、これにはより液体のゼリーが必要です。 以前の実験で使用したゼラチン溶液がまだ残っている場合は、慎重に、できれば熱湯に入れて加熱し、水で XNUMX 倍に希釈し、溶液が均一になるまでよくかき混ぜて温めます。 溶液を再度調製する場合は、コップ XNUMX 分の XNUMX、つまり小さじ半分程度の水に対して約 XNUMX グラムのゼラチンを加えます。 沸騰させないように注意してください！ 熱い溶液を XNUMX つのバイアルに注ぎます。 固まったら（早くするために、泡を冷蔵庫に入れてください）、泡の真ん中に、過マンガン酸カリウムの結晶が固定されているピンセットを、素早く注意深く動かしながら挿入します。 ピンセットを少し開き、ゼリーを破かないように素早く取り出します。 別のバイアルに硫酸銅の結晶を加えます。 ゼラチンは溶解を遅くし、数時間続けて、結晶の周りに色付きのボールが成長するという非常に興味深い現象を観察することができます。 おそらくこの経験は一度ではうまくいかないでしょう。 ただし、最終的には成功するように練習する価値があります。 同じ熱いゼラチン溶液を他の XNUMX つのバイアルに注ぎます。 固まる前に、一方のバイアルに少量のフェノールフタレイン溶液を加え、もう一方のバイアルに少量の洗浄ソーダ溶液を加えます。 ゼリーが形成されたら、先ほどと同じようにピンセットを使って、最初の泡の中央にソーダ灰の塊を挿入し、XNUMX番目の泡の中央にフェノールフタレインの粒を挿入します。 どちらの場合も、濃厚な溶液中に紅色がゆっくりと広がります。 しかし、フェノールフタレインの粒からは、よりゆっくりと動きます。 その説明は次のとおりです。フェノールフタレイン分子はソーダ分子よりもはるかに大きいため、動きが遅くなります。 ゼラチンゼリーを使った次の実験はもう少し複雑になります。 それには、クエン酸、重クロム酸カリウム、硝酸銀の XNUMX つではなく XNUMX つの物質が必要です。 クエン酸を使えばすべてが簡単です。 他の XNUMX つの物質については、重クロム酸カリウム (重クロム酸カリウムとも呼ばれます) は写真店で入手でき、硝酸銀は薬局で入手できます。 この硝酸塩には、おそらくもっと有名な別の名前「ラピス」があります。 私たちの実験では、純粋な硝酸銀を使用する必要はないことに注意してください。 薬局で販売されているラピスペンシルも効果的です（皮膚を焼灼するために使用されます）。 この鉛筆の先端は主に同じ硝酸塩で構成されており、含まれる不純物は私たちに影響を与えません。 もう一度、すでに行ったように、小さじ半分から水10分の3カップの割合でゼラチン溶液を準備します。 決して溶液を沸騰させてはいけないことを思い出させてください。 ゼラチン溶液がまだ熱いうちに、約 XNUMX cmXNUMX の水を XNUMX 本の清潔なボトルに注ぎます (ここでビーカーが役に立ちます)。 最初のボトルには重クロム酸カリウム約XNUMXグラムを溶かし、XNUMX番目のボトルには同量のクエン酸を溶かします。 * スケールがない場合は、これらの物質をスプーンの先端に取ります。特別な精度は必要ありません。 次に、最初のボトルの内容物（重クロム酸カリウム溶液）の約1分の3、つまり約XNUMX cmXNUMXとXNUMX番目の溶液（クエン酸）の半分をゼラチン溶液に加えます。 冷めないうちに清潔なガラス皿に注ぎ、しばらく放置すると溶液がゼリー状になります。 そして、これが起こったら、硝酸銀（ラピス）の溶液をXNUMX滴、ただし大きな滴を真ん中に落とします。 この溶液は十分に強力である必要があるため、水を多量に摂取しないでください。 ラピスの３倍くらいにしておきましょう。 ゼリーを使った他の多くの実験と同様に、この場合は忍耐強くなる必要があります。結局のところ、濃厚な溶液では反応はすぐには進みません。 しかし、おそらくご想像のとおり、それらはまったく正常には進みません。 あなたの期待は必ず実現します。 ゼリーの中にはドロップの周りに赤いリングが現れます。 しばらくして、次の色のリングが表示され、その後、少し離れたところに、XNUMX番目、XNUMX番目...各リングは無色のゼリーの層によって次のリングから分離されます。 中央のドロップ近くでは、赤い円が互いに狭い間隔で配置されており、中心から離れるほど、それらはより少なく、より淡くなります。 このようなゼリー状の環は、それを発見したドイツの化学者の名前にちなんで、リーゼガング環と呼ばれています。 私たちの場合、これらのリングは重クロム酸銀の赤みがかった結晶によって形成されています。この物質は、重クロム酸カリウム（ゼリー中）と硝酸銀（液滴中）の相互作用によって形成されます。 クエン酸は、この反応速度をわずかに高めるのに役立ちました。 しかし、もしそうなら、明らかに、クエン酸は形成されるリングの性質に何らかの影響を与える可能性があるのでしょうか？ まさにその通りです。 ゼリーに加えるクエン酸の量を変えてみると、酸が多くなるとリングの頻度が減り、その逆も同様であることがわかります。 重クロム酸カリウム溶液だけでなく、ゼラチン溶液も残しておく必要があります。 この場合、クエン酸は加えずに同じ割合で混ぜてください。 背の高いバイアルまたは試験管の約 XNUMX 分の XNUMX を温かい溶液で満たし、数時間、できれば XNUMX 日放置します。 出来上がったゼリーに硝酸銀溶液を数滴落としますが、前回の体験に比べてXNUMX～XNUMX倍に薄めただけです。 バイアルをコルクで閉め、溶液が蒸発しないようにその下に水で湿らせた綿棒を置きます。 試験管を暗い場所に数日間放置すると、前の実験と同様にリーゼガング環がその中に現れます。 今回のみ、それらは試験管の高さに沿って配置され、上部の滴に近い部分では、リングはより厚く赤くなります。 試験管を暗い場所に保管する方が良いという警告に注意しましたか? このアドバイスを無視しないでください。リーゼガング環の実験は、明るい光の中に置かないときに最も効果的です。 そしてできれば涼しい部屋で。 いずれの場合も、これらの実験を行う部屋の温度は 20°C を超えないようにしてください。 また、ゼラチンを使った一部の実験では、強力な霜が必要です。 適切に準備されたゼリーを使用すると、冬のガラスのような氷の模様を得ることができ、それを得ることができるだけでなく、暖かく保つこともできます（残念ながら、これはガラス上の本物の冷ややかな模様では不可能です）。 今回のゼラチンと水の割合は、水5分の50カップ（約XNUMXg）に対して粉XNUMXg（小さじXNUMX杯程度）です。 調理法も同じです。 温めた溶液をガラス板に注ぎ、すぐに冷凍庫に入れます。 冬であれば、もちろんレコードを寒い場所に置いても構いません。 XNUMX～XNUMX日後、お部屋に運び入れてゆっくり解凍してください。 ご存知のとおり、氷は消えますが、冷ややかなパターンの痕跡は残ります。 しかし、探偵と犯罪者を描いた推理小説のように、指紋を採取することにもっと興味があるのではないでしょうか? まあ、それほど難しい問題ではありません。 もちろん、調査員はより優れた機器を持っており、ほとんど目立たない最も弱い印刷物を見つけます。 しかし、彼らにも責任があります。 そして、ショーには、キャンドル、皿、薬局からのタルカムパウダーなどの即席の手段も非常に適しています。 すすを作るためにはロウソクと皿が必要です。 コールドプレートを火のついたキャンドルの上にかざします。 彼女はすすまみれになってしまうだろう。 プレートから黒い残留物をこすり取り、ワックスを塗った紙、クッキングシート、またはラップのシートの上に置きます。 数回繰り返します。 目に見える量のすすがある場合（たとえば、小さじ XNUMX 分の XNUMX）、同量のタルカム パウダーと混ぜます。 次に、痕跡を残します。指に息を吹きかけて、それを白い紙に押し付けます。 これまでのところ、シートには何も表示されません。 この場所に黒い混合物を振りかけます。 混合物が指で押した領域を十分に覆うように紙を振ります。 柔らかいリスのブラシを使って、慎重に何度も描くことができます。 残りの混合物をクッキングシートまたはポリエチレンの上に戻します。 すべてが慎重に行われた場合、紙には鮮明な指紋が残ります。 あなたの他の指紋が彼に似ているかどうかを確認してください。 さまざまな人々の指紋がどのように見えるかを見てください (指を紙に押し当ててもらいます)。 なぜ犯罪現場の指紋で犯人が判明するのか理解できましたか? まったく同じ顔が二つとないのと同じように、同じものは二つとありません。 この方法が新聞や雑誌、段ボールやプラスチックの箱、ガラス上の印刷物の検出に適しているかどうかを確認できます。 後者の場合、ある種のガラス、できれば価値のないガラスを使用します。 すすとタルクの混合物を調製する場合は、タルクを約 XNUMX 倍の量取ります。 混合物をガラスの表面に振りかけ、残留物を振り落とした後、キャンドルの上でガラスを少し加熱します。プリントはより目立つようになります。 ここで何が問題なのかを説明するだけです。 好むと好まざるにかかわらず、私たちの皮膚には常に脂肪がついています。 皮下の皮脂腺から分泌されます。 私たちが触れたものはすべて、目に見えない痕跡を残します。 そして、あなたが準備した混合物は脂肪によくくっつきます。 黒い煤のおかげでプリントがはっきりと見えます。 しかし、おそらくさらに驚くべきことに、表面に脂肪がなかったとしても跡が残ります。 自然界にはおそらく、完全にきれいな表面は存在しません。 もちろん、それらは人工的に作成することもできます（完全にきれいではないにしても、理想に近いものになります）が、自然状態では、すべての物体は、私たちにとって非常にきれいに見えるものであっても、汚れでいっぱいです。 この汚れはどこから来るのでしょうか？ 他の物質や物体との接触によるもの。 指の脂は非常に一般的ではありますが、考えられる汚染の XNUMX つにすぎません。 そして、たとえ物体が私たちには何も接触していなかったとしても、それは問題ではありません - それは常に空気と接触しています。 そして空気中には、肉眼で見える塵や、顕微鏡でしか見えない、あるいは顕微鏡でさえ見えないような小さな塵も存在します。 そして、蒸気や霧の形で空気中に存在する小さな液体の液滴があります... そのため、さまざまな物質の粒子が何千、何百万も各物体の表面に堆積します。 吸着が発生します (もちろん、この言葉はすでに覚えています)。非常に簡単な実験で簡単に検出できます。 小さな鏡を用意してください（悪いことは起こらないので、家族が使っている鏡を使用することもできます）。 鏡に目に見える汚れの跡が残らないように、きれいな布で注意深く鏡を拭きます。 鏡の上で、金属製の平らな板からの図面を「変換」してみます。 鉄板上のヤスリで簡単な絵やいくつかの文字をスクラッチすることができます。 あまりいじりたくない場合は、銅貨を手に取ってください。 きれいな鏡の上に、パターンが描かれたプレートを慎重に置きます。 押す必要はありません。自由に寝かせてください。 XNUMX分後、ミラーとプレートが相対的に動かないように非常に注意して、プレートを持ち上げてミラーを見てください。 何も見えない？ そうですね、指紋が表面に現れるのと同じように、現像する必要がある潜在的なイメージがあります。 結局のところ、金属の表面に存在し、金属を汚染していたさまざまな物質の分子が、おそらくどこにでもあるわけではなく、金属がガラスと直接接触する場所で鏡に到達したことは確かです。 。 しかし、どうやってそれらを見つけるのでしょうか？ 自分の息で。 鏡に何度か息を吹きかけると、金属板にあった模様の跡が見えます。 おそらく、このプリントは弱いでしょうが、とにかく存在します。 石灰水の実験では、管を通して水の中に息を吸い込むと、吐き出される空気中には常に二酸化炭素が存在することがわかりました。 ここで、湿気が必然的に存在すると言う時が来ました。 実際、誰もが彼女を見た - 寒さの中で、口から蒸気が漏れます。 あなたが吐き出した空気中の水は、寒さで瞬時に冷えて、霧や雲を構成する水滴のような小さな冷たい水滴になります。 このようにして、目に見えない水蒸気が見えるようになるのです。 鏡に跡が残ったのは、あなたの息による湿気でした。 きれいなガラスと汚れの粒子には、さまざまな方法で付着します。 表面がきれいであればあるほど、水滴が付着しやすくなり、汚染された領域に水分がほとんど残りません。 つまり、見えなかったイメージが見えるようになるのです。 あなたがなんとか鏡に映したものは、あなたの呼気からの水で描かれていると言う人もいるかもしれません。 画像はすぐに消えてしまいますので、お早めにご覧ください。 まあ、あなたは彼にもう一度、何度も何度も息を吹きかけることができます。 しかし、なぜか毎回プリントが薄れていきます。 もしそれが開放空間や深真空、つまりほとんどすべての空気が排出されている空間であれば、鏡の表面には何も起こらなかったはずです。 しかし、空気中では、あらゆる種類の無関係な分子である粒子がどんどんその上に堆積し、徐々に写真が曇ってしまい、ほとんど区別がつかなくなります。 最初から画像をより鮮明にしたい場合は、実験前に乾いたウールまたは合成布で鏡を徹底的に拭きます。 きれいにするというよりは、電気を流すためです。 古代においてさえ、さまざまな表面がこされると、それらの表面に電荷が生じることが注目されていました。 プラスチックの櫛を髪に数回通すか、ウールや毛皮にこすりつけてから、櫛を紙の上に持ってきて、細かくちぎってください。 このような通電した櫛には紙くずがすぐにくっついてしまいます。 ガラスは布でこすると帯電し、非常に弱いとはいえ表面に蓄積する電気が汚染物質の分子をより速く鏡に移動させるのに役立ちます。 そして、鏡に息を吹きかけると、同じ電気力が水滴を引き寄せて保持します。 この本の最後の章では電気に関する多くの実験が行われますが、それには電池または最も単純な蓄電池が必要になります。 さて、話題を続けて、帯電した粒子を使ったもう一つの実験をしてみましょう。 シンプルな鉛筆を折って芯を外し、細かく粉砕して粉末を作ります。 これに、自転車やミシンなどの潤滑に使用される家庭用潤滑油とライター用の同量のガソリンを混ぜたものを少量（文字通りXNUMX、XNUMX滴）加えます。 必要なガソリンはごく少量ですが、非常に引火性があることを忘れずに、近くに火気がないことを確認してください。 黒色のグラファイト-オイル-ガソリンのスラリーが得られます。 数分間こすってください。こすると XNUMX つの有益なプロセスが同時に行われるからです。まず、黒鉛粒子がどんどん小さくなり、次に摩擦によって帯電します。これは実験に非常に役立ちます。 研削が終了したら、潤滑油とガソリンの混合物の新しい部分でスラリーを希釈しますが、今度はさらに多くの混合物を取り、近くに火がないことをさらに注意して確認してください。 バイアルまたは試験管内の混合物がほぼ透明に見える状態まで粥を希釈します。 もう一度かき混ぜてから、櫛やガラス棒、プレキシガラスの定規などを手に取り、毛織物や合成繊維の上でプラスチックやガラスなどをこすると、帯電します。 機械油でわずかに潤滑すると、これはより速く起こります。グラファイト粉末を希釈するための混合物を調製したものと同じものを使用できます。 透明に見える液体の入った容器にスティックまたはコームを入れます。 これを行うと、やはり摩擦によって帯電したグラファイトの粒子が手に向かって動き始めます。 もう一度、スティックまたはコームをこすり、容器に近づけます。これをXNUMX、XNUMX回繰り返します。 その後、液体を注ぎます。 それがあった容器の、杖や櫛を持ってきた場所のちょうど反対側にあるガラスに、くっきりとした黒い痕跡がありました。 このような実験は、グラファイトだけでなく、他の物質、たとえば通常の食卓塩でもうまく機能します。 また、オイルとガソリンの混合物でよくこする必要があります。 次に、黒鉛スラリーの場合と同じ方法で実験を設定します。 食卓塩は白いので、実験後は当然ガラスに白い跡が残ります。 実験では食塩や塩化ナトリウムをよく使います。 これは化学において最も人気のある物質の XNUMX つであり、古くから人々に知られています。 おそらく、昔、塩は非常に価値があり、一部の国ではお金の代わりとして使用されていたことをご存知でしょう。 食卓塩に対するそのような敬意の態度は、人々が通常、少なくとも入手可能な場所ではまれな天然塩で満足していたという事実によるものでした。 一方、世界には塩湖があり、その水は文字通り食塩で飽和しています。 そして海と大洋があり、その水には何百万トンもの塩化ナトリウムが溶けています... 海水から塩を取っているように見えますが、地球上には十分すぎるほどあります...それがそのようですが、食塩、塩化ナトリウムに加えて、他の塩も海水に溶解していますが、私たちはそれを溶解していませんいずれにせよ、食品に塩を加えるときは必要です。 これは実験的にテストするものです。 海のそばに住んでいない場合、できることは XNUMX つあります。 海に行く人に海水のボトルを持ってきてもらうか (そして、あなた自身が休暇で海に行く場合は、誰にも頼む必要はありません)、あるいは、おそらくこの方が簡単です。薬局の海塩のパッケージ。 溶液の濃度が通常の海水に似るように少量の塩を水に溶かします。そのためには、水 XNUMX リットルあたり XNUMX ～ XNUMX グラムの海塩が必要です。 正確な比率は重要ではありません。海が違えば水の塩分濃度も異なるため、実際には比率は存在しません。 乾燥した塩から作られた海水はあまりきれいではない可能性があります。 この場合は、清潔な布やペーパーフィルターで濾してください。 次に、深い皿と大きなボウル（または鍋）を用意し、そこに普通の水道水を注ぎ、加熱します。 この大きなボウル (または鍋) がウォーターバスとして機能し、その中で海水を蒸発させます。 そこで、海水を入れた皿を水槽に入れて、何が起こるか見てみましょう。 XNUMX回目は、海水が少し蒸発しましたが、変化はありません。 しかし、蒸発すると、水に溶けていた塩が沈殿し始めます。 どの順序で沈殿するかは海塩の組成によって異なりますが、常に硫酸カルシウムが最初に沈殿します。 おそらくこの物質はご存知かと思いますが、別の名前で、硫酸カルシウムは石膏です。 石膏は水と結合すると硬化して白い石に変わる驚くべき能力を持っているため、建築、美術、医療の分野で非常に頻繁に使用されます。 プレートの底に石膏の白い沈殿物が現れたら、慎重に水浴から取り除く必要があります（これは素手ではなく、火傷をしないように厚い布で行う必要があることを理解してください） 。 液体が少し冷めたら、清潔な布または濾紙で濾過し、残った透明な溶液を蒸発させ続けます。 その直後、私たちが得ようとしていたまさに塩、塩化ナトリウムが沈殿し始めます。 もう一度、火傷をしないように注意してプレートを取り外し、中身を濾します。 フィルター上に残った白い湿った残留物を風乾すると、ブラインをさらに加熱できます。 加熱すると、他の塩、主にマグネシウム塩が沈殿し始めます。マグネシウム塩は、おそらく覚えていると思いますが、硬度の塩 (カルシウム塩と同様) の XNUMX つです。 彼らのおかげで、海水は非常に硬く、通常の石鹸で洗うことは絶対に不可能であり、泡さえ立ちません。 蒸発して得られた食卓塩は食品には適していません。 このような塩を食品として使用するには、追加の精製が必要ですが、家庭では行うことができない可能性が高くなります。 工業では、そのような塩は不純物と一緒に非常によく使用できます。 そうであれば、食塩が関係する化学実験に使用できます。 残った塩水からマグネシウムを含む物質を抽出してみましょう。 これを行うには、塩水を石灰水と混合すると、白い沈殿物が落ちます。 それは水酸化マグネシウムと呼ばれ、産業にとって非常に有用な物質です。 また、塩水からヨウ素を抽出することもできますが、私たちにはそれができないため、そのような実験を開始することさえしません。 たったXNUMXグラムのヨウ素を得るには、約XNUMXトンの海水を蒸発させなければなりません... そして海水から食塩を抽出するもう一つの方法。 冬の海に浮かぶ氷は新鮮だと思いますか、それとも塩辛いと思いますか? 今すぐ言わせてください、それは新鮮です。 氷山は、たとえ最大のものであっても、すべて純粋な淡水でできています。 そのような氷山をアフリカや南アメリカの海岸、砂漠や乾燥した草原まで曳航し、そこで氷を溶かし、得られた水を飲料水や洗濯に利用する方法に関するプロジェクトさえあります... 海の氷は常に新鮮です。つまり、氷が形成されるとき、塩分は海中に移行せず、水中に残ります。 このプロパティを使用して食卓塩を取得してみます。 冷蔵庫の冷凍庫に海水を少し入れます。 これには氷の型を使用できます。 水道水ではなく海水を取ったので、すべてが氷になることはありません。 新鮮な氷を塩水から慎重に分離します。 氷には塩分がほとんど含まれていないため、ご想像のとおり、塩水には元の海水よりもはるかに高い濃度で塩分が含まれています。 前の実験と同様に、水浴中でブラインを蒸発させます。 しかし、その強度ははるかに高いため、塩ははるかに速く、より大量に沈殿します。 次の奇跡も教訓となるでしょう。 あなたも私も天然ゴムを手に入れましょう。 タイヤ、靴靴、ボールと同じゴムから作られています。 ゴムの基礎は柔軟で弾力性のあるゴムであり、信じられないほど強力に伸びたり縮んだりして、再び元の形状に戻ることができます。 天然ゴムは、いくつかの植物、主にブラジルパラゴムノキの汁から得られます。天然ゴムは、ブラジルだけでなく、アジアやアフリカの多くの国でも暑い地域でこの目的のために特別に栽培されています。 パラゴムノキはトウダイグサ科の常緑高木です。 停止！ 世界にはトウワタがたくさんあります。 それでは、白い乳状の汁を含む他の植物からゴムを入手することは可能でしょうか？ 可能ですが、そのようなゴムはパラゴムノキから得られるゴムよりも品質が劣ります。 しかし、この可能性を確信し、少なくとも一滴の天然ゴムを自分たちで入手するために、入手可能なユーフォルビア植物を使って簡単な実験を行います。 夏にこの体験をすることに決めた場合、タンポポほど手頃な価格の植物はほとんどありません。 ただし、その代わりに、乳白色のジュースを含む他の植物を採取し、ゴムに似た物質の存在をテストすることができます。 そして、非常に一般的な観葉植物であるイチジクの葉を使用することはさらに簡単になります。 この場合、イチジクはブラジルパラゴムノキと同様に常緑植物であるため、夏を待つ必要はもうありません。 私たちはそれを破壊しません、XNUMX、XNUMX枚の葉で十分です、そしてイチジクにとって、これは大きな損失ではありません。 そこで、タンポポやイチジクの葉を数枚取り、果汁をできるだけ絞り出します。 ジュースに塩化カルシウムまたは塩化アンモニウム溶液を数滴加えます。 これらの物質の作用により、ジュース中のゴム粒子に囲まれた殻が崩壊し始めます。 そして、そのような殻が破壊されると、ジュースの中に浮遊する小さな粒子が結合してより大きな粒子になることを妨げるものは何もありません。 混合物をかき混ぜます。 中のゴム粒子はすでにくっつき始めていますが、これはまだ目には見えません。 混合物にアルコールまたはコロンを加えます。 この操作後のゴムの飛沫は肉眼で確認できます。 液中に浮遊する液滴をガーゼで濾すなどして溶液から分離し、数滴のガソリンに溶かします。 天然ゴムの溶液があります。 もちろん、このゴムから本物のゴムを作ることはできません。 率直に言って、たとえそれができたとしても、そのようなゴムは耐久性がありそうにありません。 しかし、ジュースから抽出したゴムの弾力性は簡単に確認できます。 ベンゼン溶液をガラスの上に滴下し、溶媒が蒸発するまで待ちます。 ガラスの上には、乾燥したゴムの透明な非常に薄い膜が見えます。 慎重にガラスから剥がし、どのように伸びたり縮んだりするかを確認してください。 このようなテストの後、これは本当に弾性のあるゴムであることに疑いの余地はありません。 実際、以前はパラゴムノキゴムが唯一の弾性材料であり、すべてのゴムはそれから作られていました。 現在では、合成ゴム、つまり工場で他の物質から人工的に合成されたゴムに取って代わられるのが目に見えています。 ゴムに限らず、さまざまな合成素材が世界中でますます増えています。 結局のところ、自然の可能性は無限ではありません。 ウールが素晴らしい素材であることは間違いありませんが、全人類がウールのドレスやセーター、セーターを着るには、食料が足りないほど多くの羊を飼育する必要があります。 綿織物も非常に優れていますが、すべての土地を綿に与えることはできず、どこかで小麦、ジャガイモ、リンゴ、アプリコットを栽培する必要があります。 そのような例はたくさんあります。 さて、出口はどこですか？ 私たちの衣服について言えば、当然のことながら、綿やウールに加えて化学繊維を作る必要があります。 このうち、天然素材に劣らない糸や生地を用意することが可能です。 しかし、正直に言うと、今日の合成繊維は天然繊維に比べて多少劣ります。 しかし、それほど多くはありません。 そして、人々は何千年もの間、繊維質の植物を育て、羊を育ててきましたが、人工繊維の歴史はせいぜい数十年に遡ることを忘れてはなりません。 つまり、化学者によって発明された材料はまだ先のことです... 人工繊維だけでなく、シルクの作り方を学びましょう。 工場とほぼ同じ方法でご用意しますが、数量は少し少なくなります... シルクに似た最も有名な人造繊維はビスコースとアセテートです。 しかし、私たちが手元にある物質では、おそらくそのような繊維は入手できません。 しかし、この種の最初の（そして非常に優れた）繊維である銅アンモニア繊維は、おそらく成功するでしょう。 銅アンモニア溶液を準備します。 小さじXNUMX杯の硫酸銅を少量の水に溶かし、小さじXNUMX杯のソーダ灰を加えてかき混ぜます。 フラスコ内で新しい物質、塩基性炭酸銅（塩基性 - 「塩基」という言葉から）が形成されます。 洗浄した缶などの清潔な缶に溶液を注ぎ、弱火で加熱して水を蒸発させます。 底に沈殿物が残ります。 瓶から残りの水を慎重に注ぎ、沈殿物を冷やして吸い取り紙に移し、乾燥させます。 この粉末は銅アンモニア溶液の 25 つの成分です。 20 つ目は、ご想像のとおり、アンモニアであり、その溶液はアンモニアと呼ばれます。 しかし、薬局のアンモニアは私たちの目的にはかなり弱いです。 金物店では、より強力な 30 パーセントのアンモニア溶液が販売されています。 臭いが強いので作業後（作業中でも）換気をしてください。 または、バルコニーに体験を置いてください。 アンモニアは20～XNUMXmlとかなりの量が必要です。 ビーカーがある場合はこの量を測定し、ない場合は大さじ XNUMX 杯に約 XNUMX ml の液体が含まれることを考慮してください。 硫酸銅から得た粉末を小さじXNUMX杯アンモニア溶液に加え、ゴムまたはプラスチックの栓でバイアルを閉め、よく振ります。 濃い青色の液体が得られます。 それをXNUMXつの小さなバイアルに注ぎ、それぞれのコルクを取り出します。 通常の脱脂綿を最初のバイアルに少しずつ加え、栓をしてよく振ります。 XNUMX回目も同様に、小さなあぶらとり紙を置きます。 溶液がシロップのように濃くなるまで待ちます。 このような溶液は、そこから繊維を紡ぐことができるため、紡糸溶液と呼ばれます。 まずは、材料をフレークの形で取得してみましょう。 薄めた酢をグラスに注ぎます。 そこに、あなたが準備した紡糸溶液をゆっくりと滴下します。 「フレークはすぐに落ちます。」 組成的には、それらは私たちが準備したい繊維とまったく同じです。組成ではありますが、外観ではありません... これをやってみましょう：グラスに酢を注ぎ、スピニング溶液を一滴加えます。 滴は底に沈み始め、途中で濃くなり、糸の形で跡を残します。 訓練後にピンセットや破片で拾おうとすると成功します。 しかし、一人が溶液を滴下し、もう一人が糸を引くように実験を一緒にセットアップする方がさらに良いでしょう。 医療用注射器、またはゴムチューブにしっかりと挿入された注射器の針を使用して、滑らかで均一で光沢のある良い糸を作ることができます。 スピニング溶液を注射器に入れます（またはゴム管に入れ、木栓または適切な栓で管の自由端を閉じます）。 平らな皿（古い皿など）に酢を注ぎ、注射器のプランジャーを押すかゴムチューブを絞って液体を静かに絞り出します。友人にピンセットで糸をつかみ、酢の中からそっと引っ張ってもらいます。皿の中。 練習すればこの糸をスプールに巻くこともできます。 工場でも、原則として同じことを行います。非常に細い穴に溶液を押し込み、それを浴槽に浸します。そうすると、シルク繊維にあるべきであるように、繊維が硬く、柔軟で、光沢のあるものになります。 人工的なものにしましょう。 さて、写真の分野からの有益な経験です。 おそらく、写真フィルムや印画紙を覆う感光性乳剤には銀塩が含まれていることをご存知でしょう。 これらの塩は光の作用により分解し、この場合金属銀の結晶が形成されます。 この形式では、銀が黒に「ペイント」されています。ここでは、白黒写真の主な原理を簡単にまとめます。 あなたは最近、ゼリーを実験したときに銀塩を扱いました。 ラピスと硝酸銀しか持っていませんでしたが、これは写真には適していません。ここでは、たとえば塩化銀が必要です。 硝酸塩から硝酸塩を得るのは肺よりも簡単です。通常の食塩、塩化ナトリウムと反応させるだけです。 ラピスの溶液と食塩の溶液を準備します。 これらを混合する前に、光に敏感な物質を形成する必要があることに注意してください。 もしそうなら、暗闇の中で混ぜる必要があります（完全な暗闇である必要はありませんが、いずれにしても十分な遮光が必要です）。 溶液を混ぜ合わせるとすぐに、目的の塩化銀が白色の細かい粉末として沈殿しますので、溶液を排出し、沈殿を吸い取り紙の上に均一な層で置きます。 上部の塩化銀の層を、模様を切り取った別の紙、またはインクで何かを描いたり書いたりしたトレーシングペーパーで覆います。 この構造を太陽光の当たる場所に数秒間出すか、明るいランプの下に置きます。 覆われていない部分はすぐに暗くなり、光の中で塩化銀から黒い金属銀が際立ちます。 そのようなイメージは非常に壊れやすいものになります。 それを保存したい場合は、実際の写真と同じことを行う必要があります。まず現像液で現像し（そうすると、照らされた場所がさらに暗くなり、より鮮明になります）、次に定着液で修正します。 （そして光によって分解されない塩化銀）。 これで、最も明るい光でも画像を取り出すことができます。それに対しては何も行われません。 最も本物の白黒写真と同様です。 最後に-有益なの最短の経験。 短いが効果的。 コップ半分の水を取り、小さじ半分のチオ硫酸ナトリウム（次亜硫酸塩）を溶かし、酢をXNUMX～XNUMX滴加えてかき混ぜます。 何も起こりません。 急がないで、待ってください！ 数分後、溶液は突然、自然に濁ります。 どのくらい時間がかかりますか？ 次亜硫酸塩をどれだけ入れるかによって決まります。 しかし、そうであれば、なぜ化学時計を作ってはいけないのでしょうか? やろう。 次亜硫酸塩溶液を準備します - 前の実験よりも若干強力です (粉末を増やすか、水を少なくします)。 この溶液の半分をバイアルに注ぎ、残りを水で前の容量まで希釈します。 半分をXNUMX番目のバイアルに注ぎ、残ったものを再び水と分けます。 半分 - XNUMX 番目のバイアルに残りを水と混ぜ、XNUMX 番目のバイアルに入れます。 全て。 XNUMX つのバイアルを一列に置き、それぞれに酢を数滴素早く滴下します。 秒針の付いた時計を目の前に置き、時間を刻んでください。 一定の間隔で、泡の中の液体が瞬時に白濁します。 しかし、この素晴らしい経験から得られる教訓は何でしょうか? 既知の物質であっても、すべての反応が同じように起こるわけではないという事実。 そして、重要で必要な物質を調製するための作業場を構築する前に、化学者がフラスコや試験管内で何十、何百もの反応を長期間、場合によっては何年も注意深く研究するのは理由がないわけではありません。 そして、これは非常に興味深い職業です。 著者：オルギンO.M.
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