Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №10/2003

Пятая глава.
Что такое химическая реакция и как можно
записать химические превращения

Продолжение. См. № 6, 7, 8, 9/2003

Наступил выходной день, и не надо было с утра пораньше бежать в школу. Саша давно проснулась, но терпеливо лежала под одеялом. Ей хотелось самой последней выбраться из постели. Однако, когда она наконец встала, оказалось, что все уже давно позавтракали и разбежались кто куда. Только у мамы на кухне кипела работа.
– Что ты делаешь? – спросила Саша.
– Да вот хочу привести в порядок кухонную утварь. Видишь, сколько накипи внутри чайника?
Саша помнила, как этот чайник появился у них в доме. Папа с Димой подарили его маме в прошлом году на 8 Марта. Тогда он был совершенно чистый, без всякой накипи.
– А откуда взялась накипь? Ведь мы наливали туда только чистую воду, – удивилась Саша.
– Даже в самой чистой воде есть растворенные вещества, – объяснила мама. – Обычно их очень мало, но бывает и немного побольше, например в минеральной воде. А когда мы воду кипятим, некоторые вещества из растворимых превращаются в нерастворимые и оседают внутри чайника.
– Это, наверное, физическое явление. Ведь если раствор соли выпарить, останется та же самая соль, – решила Саша.
– Не совсем так. При кипячении воды происходят и другие явления. Накипь – это уже не то вещество, которое было раньше в воде. Произошло химическое превращение. И бороться с накипью мы будем химическими методами, – сказала мама. – Мы вскипятим в чайнике воду с добавлением уксуса.
Она взяла с полки бутылочку, на которой было написано «Уксус», налила немного в чайник и поставила его греться.
– Мама, а почему люди говорят то «уксус», то «уксусная кислота», то «уксусная эссенция»? Это одно вещество или разные? – спросила Саша.
– Вещество одно – уксусная кислота, – ответила мама. – Чистую уксусную кислоту иногда еще называют ледяной. Когда прохладно, она твердая и похожа на лед, а плавится только при небольшом нагревании. А уксус и уксусная эссенция – это растворы уксусной кислоты в воде. В уксусной эссенции кислоты много – это концентрированный раствор. Поэтому ее ни в коем случае нельзя нюхать, а тем более пробовать на вкус. Можно получить сильный химический ожог горла, носоглотки и пищевода.
– Но уксус же мы наливаем в еду, и никто не обжигается.
– Правильно, потому что уксус – разбавленный раствор уксусной кислоты. Эссенцию разбавляют водой примерно в двадцать раз. В таком растворе уксусной кислоты мало, и она уже не опасна, а просто придает пище кислый вкус.
Чайник закипел. Саше очень хотелось узнать, что происходит внутри, и она обратилась с вопросом к маме.
– В чайник заглядывать мы не будем, – ответила мама. – Во-первых, все равно ничего не увидим, а во-вторых, уксусная кислота при нагревании улетает и может повредить глаза и нос. Я лучше покажу тебе то же самое, но без чайника.
– Но у нас же нет больше накипи, – удивилась Саша.
– Зато есть то же самое вещество в другом виде. Принеси кусочек мела, – попросила мама.
У Саши в столе еще с лета лежал кусочек мела. Она быстро нашла его и принесла на кухню. Мел был мало похож на накипь, но мама еще раз сказала, что это – одно и то же вещество, и добавила:
– Яичная скорлупа, раковины моллюсков, мрамор, известняк состоят из этого же вещества. Это нетрудно проверить, действуя кислотой.
Мама положила кусочек мела в блюдце и прилила уксус. Сразу начал выделяться газ, появилась пена, и кусок мела стал таять прямо на глазах.
– Ты видишь химическую реакцию, – сказала мама.
– Реакцию? – удивилась Саша. – Я слышала в новостях, что в какой-то стране победила реакция. Там что, все стали химиками?
– Вряд ли, – засмеялась мама. – У слова «реакция» несколько значений. Вообще-то оно переводится как «ответное действие». Когда вещества отвечают на какое-то воздействие, то и происходит химическая реакция. Вот видишь, мы подействовали кислотой на мел, и что получилось?
– От твердого мела ничего не осталось. В блюдце только жидкость. А еще выделился газ. Опять углекислый? – не очень уверенно спросила Саша.
– Ты угадала. Это опять углекислый газ.
– А разве мел и сода одно и то же вещество? – Саша вспомнила, как они пекли блины. – Но сода немного растворяется в воде, я полоскала ей горло, когда у меня была ангина, а мел совсем нерастворим.
– И в меле, и в соде спрятан углекислый газ, который освобождается при действии кислоты: уксусной или молочной. Но это разные вещества, ты сама заметила. В состав соды входит натрий, а в состав мела – кальций, – пояснила мама.
О натрии Саша слышала впервые, а вот про кальций она знала: он содержится в зубах и уходит из них под действием кислоты. Правда, выделения углекислого газа из зубов она не замечала. «Наверное, это еще какое-нибудь вещество», – подумала Саша, но спросила о другом:
– А как написать в нашей азбуке химическую реакцию?
– Для записи реакций химики используют специальные символы, – ответила мама, – но можно записать ее просто словами. Как показывают превращения веществ?
– Стрелочками.
– Правильно. Теперь перед стрелочкой нужно написать те вещества, которые были до реакции, их называют реагентами или исходными веществами. Между веществами-реагентами ставят знак «плюс», как в математике. А после стрелочки пишут вещества, которые получились в результате реакции. Это – продукты реакции. Попробуй, – предложила мама Саше.
Саша открыла тетрадь и написала:

Было ясно, что справа от стрелки нужно написать что-то еще. Но что – Саша не знала. Пришлось обратиться к маме.
– Да... – задумалась мама. – Даже не знаю, как назвать это пояснее. Давай напишем просто: «соль кальция». Или еще лучше: «растворимая соль кальция». Длинновато получилось, но зато понятно.
Саша лизнула то, что осталось на блюдце. Было немного кисло. «Наверное, не весь уксус израсходовался», – подумала Саша. А вот соленого вкуса совсем не ощущалось.
– Разве это соль? – спросила она.
– Ну-у-у, солей очень много, – сказала мама. – Так же как не все белки белые, так и не все соли соленые. Чтобы отличать ту соль, которую мы используем на кухне, ее называют поваренной.
– Понятно. Поваренная соль – для поваров.
– Кстати, как и сода, она содержит натрий. И это очень легко проверить, – добавила мама.
Она зажгла газ, а потом высыпала на голубое пламя щепотку соли. Удивительно – пламя стало ярко-желтым! Через минуту, когда окраска исчезла, мама бросила в пламя немного соды. И опять появилось желтое свечение.
– Желтый цвет пламени говорит о том, что в веществе есть натрий, – объяснила мама. – Ну, какая реакция у тебя получилась?
Саша закончила свою запись:

Потом сделала еще одну:

Она показала тетрадь маме.
– Ты правильно отметила, что при действии любой кислоты на мел или соду выделяется углекислый газ. Но можно уточнить, что на мел мы действовали уксусной кислотой, а на соду – молочной кислотой, которая есть в простокваше.
Теперь получилось так:

Мама была довольна:
– Очень хорошо. Теперь ты можешь записать и другие химические реакции.
– А как узнать химическую реакцию? – спросила Саша.
– В химических реакциях образуются новые вещества. Это можно заметить, особенно если их свойства отличаются от свойств исходных веществ.
– Например, было нерастворимое вещество, а стало растворимое, – предположила Саша.
– Или наоборот: было растворимое, а стало нерастворимое, – добавила мама. – А еще как?
– Если выделяется газ. Ведь газ – новое вещество.
– Некоторые газы имеют запах. По появлению запаха тоже можно догадаться, что идет химическая реакция, – продолжила мама.
Саша вспомнила мамин опыт с марганцовкой:
– Может исчезнуть окраска исходного вещества. Или измениться.
Мама напомнила Саше о свече. Та сразу произнесла:
– А еще при химической реакции может выделяться тепло и свет, – но тут же добавила, – правда, не всегда.
– Да, – подтвердила мама. – Можно говорить о химической реакции, только если расходуются исходные вещества и образуются новые. Это не всегда можно заметить. Иногда только специальные приборы подсказывают, что появились какие-то продукты реакции.
– А вот без всяких приборов видно, что в твоем медном тазу прошла химическая реакция! – воскликнула Саша. – Смотри, как он позеленел. Давай запишем эту реакцию. Как называется это зеленое вещество?
– Это вещество похоже на знаменитый малахит. Ты помнишь «Малахитовую шкатулку»? В земле происходит примерно то же, что и с нашим тазом, только долгие-долгие годы. Под действием кислорода, воды и углекислого газа медь превращается в малахит.
Саша написала:

– А железо превращается в ржавчину тоже под действием кислорода, воды и углекислого газа? – спросила она, заметив подернутый ржавчиной нож.
– Для того чтобы появилась ржавчина, достаточно кислорода и воды, – ответила мама.
И в Сашиной тетради появилась еще одна строчка:

 

– А как мы будем чистить медь и железо? – поинтересовалась Саша. – Тоже кислотой?
– Кислотой лучше не пользоваться, она может повредить металл. Просто возьмем чистящий порошок, – сказала мама. – Это не значит, что химических реакций не будет, просто записать их тебе пока слишком сложно.
Скоро вся посуда на кухне блестела и сияла.
Саша пошла рисовать. Она решила познакомить с химическими реакциями своего медвежонка Фантика.

Когда Саша рассказала Максиму про химические реакции, мальчик тут же захотел изобразить какую-нибудь из них.
– Хорошо, – сказала Саша, – попробуй записать, какая реакция протекает при горении свечи.
Максим задумался.
– Свеча сделана из парафина... – Он написал слово «парафин». – Теперь ставим «плюс» и добавляем «кислород». Потом рисуем стрелочку... А какие вещества получаются?
– Вода и еще кое-что, – хитро прищурилась Саша. – Догадайся сам!
И она нарисовала знак вопроса:

 

Догадаться было несложно. В ответ Максим предложил Саше тоже записать химическую реакцию.
– Растения поглощают углекислый газ и воду. Образуется крахмал и что еще?

 

Теперь уже девочке пришлось вместо вопросительного знака написать недостающее вещество.
Ребята с гордостью показали Сашиной маме, какие у них получились реакции. Они чувствовали себя очень взрослыми и умными.
– Молодцы! – обрадовалась мама. – Но вот вам задачка посложнее.
Мама взяла Сашину тетрадь и что-то быстро нарисовала.
– Отгадайте этот ребус, и вы узнаете, из каких веществ состоит мед. Именно в эти вещества пчелы превращают сахар.

Ребус.
Превращение сахара

Слова в ребусе оказались немного странными, хотя и не совсем уж незнакомыми.
– А теперь кроссворд! – решительно сказал Максим. – Будем составлять кроссворд про химические реакции.
– Но мы ведь знаем очень мало реакций, – попыталась возразить Саша.
– Ничего, – ответил Максим, – для кроссворда хватит.
И действительно, понадобилось всего три реакции, записанных в тетрадке. Из веществ, участвующих в этих реакциях, получился совсем неплохой кроссворд.

Кроссворд.
Химические реакции

1 + 2 + вода 6,
3 4 + фруктоза,
мел + 7 кислота углекислый газ + соль 5.