Синие кристаллы

Соединения меди обладают многими необычными свойствами. Пользуясь этим, проведите в своей домашней лаборатории несколько интересных опытов.

Сначала раздобудьте материалы для опытов. Легче всего достать медный купорос - сульфат меди - образующий красивые синие кристаллы. Он продается в магазинах химикатов или садового инвентаря. Для опытов понадобится 100 - 200 г сульфата меди. Если вам попадется технический сульфат меди, содержащий примеси, очистите его с помощью кристаллизации. Для этой цели насыпьте 100 г технического сульфата меди в химический стакан или испаритель объемом 0,25 - 0,5 дм3. Затем налейте 120 см3 воды и подогревайте сосуд на электрической плитке. Не забудьте подложить асбестовую подставку. Продолжайте нагревание, пока кристаллы не растворятся. Помешивайте жидкость стеклянной палочкой, оплавленной с обоих концов, или запаянной стеклянной трубочкой. Вскоре на поверхности появится обильный бурый покров из примеси.

Как только сульфат меди растворится, отфильтруйте горячий раствор в чистый химический стакан или, в крайнем случае, в банку. Не пользуйтесь банками при нагревании растворов, так как толстое стекло трескается под воздействием значительной разницы температуры. Сосуд с раствором на ночь поставьте в шкафчик. На следующий день отцедите кристаллы очищенного сульфата меди и высушите их на листе промокательной бумаги.

Обратите внимание на очень важный момент: в ходе опытов следует соблюдать большую осторожность; после опыта на лабораторном столе должен царить полный порядок, как если бы никакой работы не было; все реактивы, в том числе кристаллизирующиеся растворы нужно хранить в запертом на ключ шкафчике, в месте, недоступном для ваших младших братьев и сестер.

Несколько более крупных кристаллов полученного вещества поместите в пробирку с разборчивой надписью, а остаток высыпьте в баночку с такой же четкой надписью.

А теперь попытайтесь провести кристаллизацию, чтобы получить один большой кристалл. Для этого растворите в 100 см3 горячей воды 60 г кристаллического сульфата меди. Когда весь CuS04 растворится, и раствор немного остынет, погрузите в него один из более крупных кристаллов. Его лучше всего подвесить на нитке, другой конец которой привязан к прутику или карандашу, положенному поперек стакана.

Закройте стакан промокательной бумагой и не трогайте его в течение недели. Через неделю вы получите красивый кристалл порядочных размеров. Но это еще не все. Кристалл следует погрузить в свежий раствор сульфата меди и продолжать наращивать таким же образом, как и ранее.

А вот другой опыт. Насыпьте немного синих кристаллов медного купороса в пробирку и подогрейте в пламени горелки. Через некоторое время кристаллы обесцветятся.

Теперь нужно набраться терпения и отложить пробирку с белым порошком на несколько часов. Через некоторое время содержание пробирки снова приобретет синий цвет. Если вы очень нетерпеливы, добавьте в пробирку несколько капель воды, цвет восстановится сразу же.

Чем объясняются эти необычные перемены? Все довольно просто. При нагревании до температуры более 150°С медный купорос CuSO4 * 5 Н2О теряет молекулы воды и переходит в бесцветный безводный CuSO4. Это вещество легко поглощает влагу из воздуха и снова окрашивается в синий цвет. С помощью безводного сульфата меди можно обнаружить присутствие небольшого количества воды в различных органических растворителях, применяемых в домашнем хозяйстве (попробуйте, например, обнаружить воду в денатурате). Безводный CuSO4 используется иногда как сушильное средство для обезвоживания некоторых растворителей.

Вас, наверное, интересует, сколько воды содержится в синих кристаллах медного купороса. Это легко проверить с помощью весов. Тщательно отвесьте 25 г медного купороса, поместите в испаритель и нагревайте в течение двух часов при температуре свыше 150°С. Не забудьте поставить испаритель на асбестированную сетку, а в качестве нагревательного прибора используйте электрическую плитку или горелку. Закончив нагревание, остудите испаритель и снова взвесьте его содержимое. Окажется, что вес безводного CuSO4 равен 16 г. Куда девались недостающие 9 г? Столько весит кристаллизационная вода, которую вы удалили при нагревании. Если в течение нескольких дней понаблюдать за сосудом с безводным CuSO4, легко обнаружить, как постепенно меняется его окраска. Взвесьте посиневшее вещество еще раз. Его масса снова будет около 25 г.

Различия в окраске водного и безводного сульфатов меди - явление в химии отнюдь не исключительное. Многие химические соединения меняют цвет в зависимости от содержания воды. Так ведут себя, например, соединения кобальта, железа, хрома и никеля.