Чтобы согнуть трубку, нагреем ее до размягчения, но не слишком сильно. Трубка должна сгибаться уже под действием своего собственного веса, если держать ее за один конец. Разумеется, можно при этом держать ее и за оба конца. Вынем трубку из пламени и, сгибая ее, придадим ей требуемую форму.

Просто согнуть стеклянную трубку удастся каждому начинающему экспериментатору. А вот согнуть ее так, чтобы в месте сгиба не было сужения, складки, вздутия или других дефектов, не так-то просто — для этого требуется немалая тренировка. Важно поддерживать правильную температуру сгибания, прогревать трубку по всей окружности и на не слишком коротком участке, то есть при непрерывном и равномерном вращении.

При сгибании толстой трубки один конец ее нужно закрыть пробкой и после сгибания места сужения выровнять, вдувая в трубку воздух. Обычно вначале при этом получаются дырки — воздух вдувают слишком сильно.

Еще более толстые трубки и все крупные предметы из стекла, например, колбы, нужно предварительно равномерно нагревать при непрерывном вращении светящимся пламенем, чтобы они не лопнули.

Согнутые трубки дают трещину, если их положить горячими на холодную подставку. Поэтому целесообразно изготовить пару деревянных подставок в виде брусков с выточенными канавками. Трубки нужно класть на подставку так, чтобы их горячая часть не касалась подставки и других предметов.

Для многих опытов нам понадобятся стеклянные трубки с оттянутым концом. Изготовить такую трубку нетрудно. Нагреем стекло до размягчения, вынем трубку из пламени, растянем ее и разрежем в месте сужения. В зависимости от температуры, до которой трубка была нагрета, а также от скорости растягивания мы получим трубку с длинным или коротким суженным концом.

Чтобы этот заостренный конец был не слишком тонким, нужно нагревать достаточно сильно и растягивать трубку совсем медленно, одновременно вращая ее. Если нам нужна аккуратно запаянная стеклянная трубка, то растягивать нужно быстро или в пламени. Тогда образуется тончайший капилляр, который легко заплавить. Затем мы можем нагреть этот конец трубки до размягчения и слегка подуть в нее.

При наличии паяльной горелки, интереса к стеклодувному делу и немалого терпения, можно попытаться перейти к более трудным операциям. Чтобы спаять трубки, нужно по возможности ровно обрезать их и соединяемые концы немного развернуть, то есть расширить, чтобы они приобрели форму воронки. Можно сделать это с помощью заостренного графитового стержня, который вы используете в качестве угольного электрода. При спаивании трубок разного диаметра одной из них сначала нужно дать немного сузиться в пламени. Оба конца одновременно нагревают, вынимают из пламени и прикладывают друг к другу. Затем вращением, нагреванием и размягчением, вытягиванием и поддуванием придают шву правильную форму. Если при этом появляются вздутия и отверстия, можно заварить их расплавленным концом стеклянной палочки. Недостаточный прогрев места спая и неровности в этом месте вызывают в стекле напряжения. В таких случаях через некоторое время в этом месте может появиться трещина.

Чтобы припаять одну трубку к другой под углом, в требуемом месте спая одну из трубок сильно нагревают до размягчения коротким пламенем паяльной горелки. Затем один конец этой трубки закрывают пробкой и дуют в трубку. В нагретом месте образуется пузырь с очень тонкой стеклянной оболочкой, которую легко можно удалить. В результате получается круглое отверстие. Его развертывают, придавая ему форму воронки (см. выше). Таким же образом развертывают конец той второй трубки, которую нужно припаять к первой. Конец второй трубки соединяют с отверстием первой и равномерно спаивают трубки, при поддувании выравнивая место спая. При этом два из трех концов спаиваемых трубок, разумеется, предварительно закрывают пробками.

Если нужно выдуть шар, то трубку оттягивают и заплавляют ее. При непрерывном вращении, наклонив трубку, сильно нагревают ее до тех пор, пока на конце не накопится достаточный излишек стекла. Затем вынимают трубку из пламени и, не прерывая вращения, слегка дуют в нее.

Надежный спай получают, чередуя приемы нагревания, осаживания и поддувания. Более подробные сведения о работе со стеклом.

Все эти стеклодувные работы требуют, как мы уже говорили, немало терпения, так что вначале не обойдется без разочарований. Полезнее, чем слушать любые объяснения, понаблюдать за работой опытного стеклодува.

К настоящему времени химики исследовали более миллиона различных соединений. Разумеется, в процессе обучения и дальнейшей работы каждый химик непосредственно знакомится лишь с ничтожно малой частью этих веществ. В данной книге мы ограничимся несколькими сотнями соединений которые, однако, являются характерными представителями самых различных классов. Большинство химических реактивов мы получим самостоятельно из других веществ в результате присоединения, разложения или иных превращений. Кроме того, к числу важнейших исходных реактивов относятся отдельные вещества, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни. Например, в наших опытах мы используем соду, поваренную соль, различные металлы, кусочки пластмассы, уксус, крахмал, сахар и даже листья крапивы и капли крови. Приготовление этих веществ описано в прописях соответствующих опытов и поэтому не нуждается в дополнительных пояснениях.
Иначе обстоит дело с химическими реактивами в узком смысле слова, т. е. с такими соединениями, которые можно приобрести только в аптеках, аптекарских магазинах и магазинах химических реактивов. Многие из них ядовиты или вызывают ожоги, что следует иметь в виду уже при их покупке и хранении. Всего для выполнения описанных в настоящей книге опытов понадобится около 100 реактивов этой группы. Большинство из них легкодоступно. Мы рекомендуем читателям, если они не работают в большом коллективе, объединиться с товарищами и вместе направить общий заказ в магазин химических реактивов, расположенный в крупном городе. Узнать адреса этих магазинов можно, обратившись к учителю химии.

Концентрированные кислоты вызывают очень сильные ожоги и поэтому ядовиты. Если при разбрызгивании капля кислот попадает на кожу, то в этом месте появляется болезненное покраснение, которое при более длительном действии кислоты может превратиться в трудно заживающую рану. Поэтому эту каплю кислоты нужно тотчас же смыть большим количеством воды и при необходимости нейтрализовать раствором гидрокарбоната натрия (питьевой соды). Разумеется, ни в коем случае нельзя засасывать кислоту в пипетку ртом! При работе с концентрированными кислотами всегда будем надевать защитные очки.

Кроме того, учтем, что концентрированные кислоты, а при длительном воздействии и разбавленные кислоты прожигают почти любую одежду. Поэтому химическими опытами нужно заниматься в старой одежде или в рабочем халате. Некоторые виды пластмасс и резина совсем не разрушаются или почти не разрушаются кислотами. Существуют фартуки из этих материалов для защиты от кислот. Для наших опытов пригодится фартук из поливинилхлоридного пластиката.

Соляная кислота НСl (хлористоводородная кислота) представляет собой раствор газообразного хлористого водорода в воде. Чистая кислота бесцветна, а техническая имеет желтоватый оттенок, вызванный следами соединений железа.

Концентрированная соляная кислота (максимальная концентрация 39 %, плотность 1,19 г/см3) на воздухе дымит вследствие выделения хлористого водорода — газа с едким запахом, который соединяется с влагой воздуха. Большинство опытов мы сможем провести с разбавленной (10%-ной) соляной кислотой, работать с которой намного приятнее. Мы либо приобретем разбавленную кислоту наряду с концентрированной, либо приготовим ее в результате разбавления последней. При этом, как всегда, будем лить кислоту в воду, а не наоборот.

Серная кислота H₂SО₄— бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Техническая серная кислота выглядит более или менее темной из-за присутствия в ней следов обугленных органических соединений. Концентрированная серная кислота содержит 97—98 % H₂SО₄. Плотность ее 1,84 г/см3. Это маслообразная сильно гигроскопичная жидкость, вызывающая очень сильные ожоги.

Концентрированная серная кислота незаменима для химических опытов, но является самым опасным из всех наших реактивов. Прежде всего, учтем, что при разбавлении всегда приливают кислоту к воде (или иной жидкости, используемой в опыте) малыми порциями. Иначе из-за выделения большого количества тепла кислота может разбрызгаться или даже лопнет сосуд.

Правило гласит: сначала вода, потом кислота, иначе случится большая беда!

При работе с концентрированной серной кислотой следует обязательно надевать защитные очки.

В продажу поступает разбавленная серная кислота с концентрацией 10%. Доступна также 29 %-ная серная кислота, применяемая в аккумуляторах.

В отличие от других кислот, серная кислота нелетуча. Поэтому даже сильно разбавленная серная кислота может сильно прожигать одежду, после того, как испарится содержащаяся в ней вода.

Азотная кислота HNO₃. Кислота, поступающая в продажу, представляет собой смесь HNO₃ с водой, содержащую не более 69% HNO₃ (максимальная плотность 1,4 г/см3). Азотная кислота высокой концентрации выделяет на воздухе газы, которые в закрытой бутылке обнаруживают в виде коричневых паров (оксиды азота). Эти газы очень ядовиты, так что нужно остерегаться их вдыхания.

Концентрированная азотная кислота вызывает сильные ожоги и является сильным окислителем. При попадании на кожу азотная кислота окрашивает ее в желтый цвет. Эту окраску невозможно отмыть сразу, она исчезает лишь через некоторое время.

Азотная кислота понадобится нам реже, чем другие минеральные кислоты. Поэтому вначале мы сможем обойтись без нее. Разбавленную кислоту мы легко сможем приготовить, выливая концентрированную кислоту в воду. Азотная кислота сильно разъедает резину. Поэтому ее можно хранить только в бутылках с притертыми или полиэтиленовыми пробками.

Так называемые дымящие азотная и серная кислота — это особо концентрированные кислоты. Дымящая серная кислота (олеум) содержит дополнительно растворенный в ней оксид серы (VI), то есть серный ангидрид SО₃, а дымящая азотная кислота — оксид азота (IV) NО₂. Эти особо опасные кислоты мы применять не будем.

В качестве оснований чаще всего употребляются водные растворы щелочей — гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов.

Раствор едкого натра (водный раствор гидроксида натрия NaOH + Н₂О).

Мы приобретем твердый гидроксид натрия. Он продается в виде гранул, чешуек или пластинок. Гидроксид натрия чрезвычайно гигроскопичен и на воздухе быстро расплывается. Для приготовления раствора мы поместим его в химический стакан и осторожно растворим в холодной воде (сильное разогревание!). Концентрированный раствор едкого натра содержит около 40 % NaOH. Приготовим также более разбавленный (5 %-ный) раствор.

Способность щелочей вызывать ожоги часто недооценивают. На кожу щелочи часто действуют сильнее, чем кислоты, потому что они разрушают защитный слой жира. Особенно опасно попадание щелочей в глаза. Поэтому при работе с концентрированными щелочами мы будем соблюдать все необходимые меры предосторожности и всегда надевать защитные очки.

Концентрированные щелочи нельзя хранить в бутылках с притертыми пробками, потому что щелочь разъедает стекло и вызывает «заедание» пробок. Поэтому растворы щелочей закрывают резиновыми или полиэтиленовыми пробками.

Раствор едкого кали (раствор гидроксида калия в воде, КОН + Н₂О) сходен по свойствам с раствором едкого натра, по вызывает еще более сильные ожоги и поэтому опаснее. Кроме того, едкое кали намного дороже едкого натра, так что мы вообще обойдемся без него.

Гидроксиды щелочноземельных металлов, прежде всего, кальция и бария, трудно растворимы в воде, но полученные при этом разбавленные растворы тоже проявляют все свойства щелочей. Хотя по сравнению с едким натром они менее опасны, все же нужно учитывать их способность вызывать ожоги, а для гидроксида бария, помимо того, его токсичность, свойственную также всем солям бария.

Известковую и баритовую воду мы получим в результате энергичного и продолжительного встряхивания гидроксида кальция (гашеной извести) или соответственно гидроксида бария с водой и последующего фильтрования через мелкопористый фильтр.

Гидроксид аммония (аммиачная вода, NH₄ОН + Н₂O) представляет собой водный раствор аммиака NH₃ в воде. Ион аммония NH⁺⁴, хотя он, конечно, не является простым ионом одного элемента, ведет себя подобно ионам щелочных и щелочноземельных металлов, например, образует соли. Концентрированный водный раствор аммиака, поступающий в продажу, содержит около 25 % аммиака и имеет плотность приблизительно 0,91 г/см3. На воздухе он дымит газообразным аммиаком, имеющим очень резкий запах. Аммиак с парами кислот образует белый дым. Вдыхать аммиак в больших количествах опасно для здоровья.

Мы будем хранить этот раствор аммиака в тщательно закрытой склянке с резиновой или притертой пробкой на рабочем столе, а не в шкафу с другими реактивами. Приготовим также разбавленный (5 %-ный) раствор аммиака.

В качестве оснований чаще всего употребляются водные растворы щелочей — гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов.

Раствор едкого натра (водный раствор гидроксида натрия NaOH + Н₂О).

Мы приобретем твердый гидроксид натрия. Он продается в виде гранул, чешуек или пластинок. Гидроксид натрия чрезвычайно гигроскопичен и на воздухе быстро расплывается. Для приготовления раствора мы поместим его в химический стакан и осторожно растворим в холодной воде (сильное разогревание!). Концентрированный раствор едкого натра содержит около 40 % NaOH. Приготовим также более разбавленный (5 %-ный) раствор.

Способность щелочей вызывать ожоги часто недооценивают. На кожу щелочи часто действуют сильнее, чем кислоты, потому что они разрушают защитный слой жира. Особенно опасно попадание щелочей в глаза. Поэтому при работе с концентрированными щелочами мы будем соблюдать все необходимые меры предосторожности и всегда надевать защитные очки...

Диоксид углерода образует при взаимодействии с известковой водой осадок карбоната кальция, который при дальнейшем действии газа переходит в растворимый гидрокарбонат кальция:

Са(ОН)₂ + СO₂ → СаСO₃ (нерастворим) + Н₂О
СаСО₃ + Н₂О + СО₂ → Са(НСО₃)₂ (растворим)

Для того чтобы получить известковую воду, зальем водой в химическом стакане негашеную или гашеную известь (защитить глаза!) и профильтруем отстоенный раствор или бросим кусочек карбида кальция в химический стакан с водой и после прекращения выделения газа профильтруем раствор.

Даже незначительные количества солей угольной кислоты можно обнаружить с помощью следующей пробы: в маленькую пробирку введем несколько частичек карбоната и 2 капли соляной кислоты.

Образовавшийся над жидкостью газ отсосем пипеткой (только не ртом, так как выдыхаемый воздух тоже содержит СО₂!) и выпустим его во вторую пробирку с известковой водой....

Диоксид углерода можно получить из солей угольной кислоты (карбонатов), если вытеснить его с помощью более сильных кислот. В технике его получают при обжиге извести, т. е. в результате нагревания известняка при температуре примерно 1000 °С: 

В лабораторных условиях применим самый дешевый способ. Для этого в аппарате для получения газов, например в аппарате Киппа, зальем кусочки мрамора (карбоната кальция СаСОз) 20 %-ным раствором соляной кислоты:

СаСО₃+2НСl →   СаСl₂ + Н₂О + СО₂

Само собой разумеется, что пригодны и другие карбонаты: сода (карбонат натрия Nа₂СО₃), поташ (карбонат калия КаСО₃), питьевая сода (гидрокарбонат натрия NаНСО₃), и ряд кислот, в том числе даже относительно слабые — уксусная, винная и лимонная.

Полученный в аппарате диоксид углерода уловим в пневматической ванне или лучше вытеснением воздуха. Диоксид углерода тяжелее воздуха, 1 л его при О °С и 760 мм рт. ст. весит  1,977 г,  поэтому им можно наполнить стоячий сосуд, опустив газоотводную трубку на самое дно сосуда. Так как горящая лучина гаснет в атмосфере   углекислого газа, то таким образом можно проверить, наполнился ли наш сосуд. Есть простое правило, которое помогает узнать, легче газ воздуха или тяжелее. Условимся  число 29 считать относительной   молекулярной массой воздуха и сравним молекулярные массы (М)  газов с этой величиной. Например, молекулярная масса метана СН4  16, значит, метан легче воздуха; для азота N₂ М = 28, т. е. азот немного легче воздуха, а SO₂  (М = 64)  и СО₂  (М = 44)  значительно тяжелее воздуха.

Тот, кто после напряженной работы или длительной прогулки по  пыльной улице отведает лимонаду или газированной воды, ощутит освежающее действие этих напитков. Любителям газированных    напитков необходим сифон, знаток восхваляет устойчивую пену пива, весело играет шампанское в бокалах на праздничном столе.

Крошечные пузырьки газа разрыхляют тесто, благодаря им  булочки становятся мягкими. Во всех случаях здесь действует один и тот же углекислый газ (диоксид углерода). Тысячи кубических метров этого   газа ежедневно выбрасываются из дымовых труб. В  природном    круговороте  веществ он играет решающую роль, на нем основаны  многие химические процессы, а в твердом  виде он  представляет  собой чрезвычайно распространенное охлаждающее средство — сухой лед.

С помощью нескольких опытов мы можем познакомиться важнейшими свойствами диоксида углерода,  который  является ангидридом угольной кислоты:

H₂O + CO₂ → H₂CO₃