Dilute sulfuric acid, paper and heater. Разбавленная серная кислота, бумага и нагреватель

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Dilute sulfuric acid, paper and heater / Разбавленная серная кислота, бумага и нагреватель

Простой, но наглядный химический эксперимент. Концентрированная серная кислота обладает водоотнимающими (дегидратирующими) свойствами, не такими сильными, как, например, фосфорный или серный ангидрид, но весьма значительными. В частности, органические вещества - такие, как сахар и бумага при контакте с концентрированной серной кислотой обугливаются. Полиэтиленовые вкладыши бутылок с концентрированной серной кислотой также чернеют со временем. Разбавленная серная кислота дегидрирующими свойствами не обладает, но, если ее нагреть, испаряться будет почти исключительно вода, а концентрация серной кислоты будет расти. Причина проста: температура кипения воды - 100°С, а серной кислоты - 337°С. Именно на этом явлении основан описанный ниже демонстрационный эксперимент.

Я взял 10 мл воды, добавил к ней 0.7 мл концентрированной серной кислоты (что примерно соответствует концентрации 11%), смешал. Дальше - взял желтоватый лист старой "писчей бумаги" и стеклянной палочкой нанес на нем раствором серной кислоты надпись "H₂SO₄". Оставил бумагу при комнатной температуре сохнуть. Раствор высох - надпись перестала быть видимой.

Взял электрическую плитку, включил нагрев на максимум. Когда плитка нагрелась, расположил над ней бумагу с надписью "H₂SO₄". В прошлый раз, когда я делал такой эксперимент, плитка была с открытой спиралью и давала мощный нагрев, эта плитка оказалась более слабой (даже по меркам плиток с закрытой спиралью), поэтому бумагу я не просто держал над нагретой поверхностью, но и на короткое время к ней прикасался. Результат не заставил себя ждать: невидимая надпись "H₂SO₄" стала бурой, затем - черной (т.е., проявилась). Процесс занял секунды.

Раствор серной кислоты испарился, кислота стала более концентрированной и обуглила бумагу (этому также благоприятствовал нагрев).

Описанное явление, хоть и не в такой яркой форме, экспериментаторам часто приходится наблюдать на собственной одежде. При попадании разбавленной серной кислоты на халат (х/б), штаны, чулки и т.п. сначала ничего не происходит - никаких видимых изменений. Но по мере испарения воды концентрация кислоты растет - и в этом месте возникает дырка. И со временем она растет. Особенно неприятно, когда серная кислота попадает на стул, а человек на него садится. Было такое у моей знакомой: и дырка в пикантном месте, и для самой пострадавшей она незаметна. В том случае кислота была концентрированной, поэтому дырка появилась сразу - без латентного периода. Учитывая, что училась она в сельхозакадемии- можно представить, сколько насмешек ей пришлось пережить (сельхозакадемия никогда не отличалась высоким уровнем культуры).

Кислотостойкие лабораторные халаты мне понравились - они попадание серной кислоты выдерживают, но все равно остается проблема защиты лица и рук.

Sulfuric acid and paper (various variants of experiment) / Серная кислота и бумага (разные варианты эксперимента)

В первом эксперименте по обугливанию серной кислотой бумаги получился удовлетворительный результат. Следовательно, продолжать эксперимент я не планировал, пока не рассказал про него коллеге.

- Я тоже такое делал еще в школе. Брал желтую бумагу - с лигнином, с ней лучше. А ты брал белую бумагу?

- Нет. Я взял старую желтую бумагу (прости, господи, для печатных машинок) - раньше с ней получилось. Менять условия не стал.

- А ты грел?

- Да.

- Я не грел. Просто нанес надписи. Ты можешь представить, что я написал, когда учился в школе... а потом эти [нехорошие] слова проступили...

- Зато сейчас полгода, как мечты школьников начинают сбываться (горят и взрываются школы).

- Я об этом с третьего класса мечтал, а теперь нерадостно: на нас напали - идет война, гибнут люди.

- Разбавленную кислоту брал?

- Да. Точно не помню, процентов 20. Концентрированная серная кислота обугливает бумагу сразу.

- Не сразу.

- Олеум - сразу. Хочешь дам?

- Не спеши - я другие варианты попробую.

Решил проверить, что будет, если попробовать белую бумагу для принтеров? Думал, что будет так же, как и с желтой бумагой, единственное, что надпись разбавленной кислотой после высыхания, но ДО нагрева будет видна лучше.

Взял ту же разбавленную серную кислоту и белую бумагу. Нанес надпись "H₂SO₄", подождал, пока она высохнет. Если присмотреться, надпись осталась видимой, но нечетко (примерно, как с желтой бумагой). Сюрприз ждал, когда я стал греть эту надпись над горячей плитой. Неприятный сюрприз. Бумага обугливалась - да, но преимущественно не с тех местах, где была нанесена серная кислота. Зато сама надпись "H₂SO₄" местами обугливалась, а местами - нет. Понял: дело в том, что бумага "мелованная" - т.е. с добавкой карбоната кальция. Именно он прореагировал с кислотой и все испортил.

Хорошо, точнее - плохо. Взял желтую бумагу и концентрированную серную кислоту. Нанес надпись "H₂SO₄". Действительно, бумага становилась темно-бурой, если не моментально, то через несколько секунд. Я это делал раньше (и сознательно, и случайно: когда серная кислота попадала на рабочий журнал), но заснял на видео этот незатейливый опыт только сейчас.

Примерно через час обнаружил, что бурая надпись стала черной, а в некоторых местах в стороны от надписи выступила жидкость, которая пока лишь частично обуглила бумагу - такая себе хроматография на бумаге (для печатных машинок). Через половину суток "зона хроматографии" значительно расширилась, но не произошло ничего нового.

P.S. Вспомнил случай из молодости. Моя знакомая была агрохимиком - это такие квазихимики с приставкой "агро-". Я ей помог написать диссертацию. В конце от них требовали сдать лабораторный журнал - кафедре. Разумеется, - с целью будущей кражи материала. Раз такое дело - я (с согласия хозяйки) смазал страницы журнала концентрированной фосфорной кислотой (тогда я работал с фосфатами), а для запаха - еще и альфа-нафтолом пересыпал. Забрать-то журнал они забрали, но вряд ли решились хоть раз его открыть. А, если бы открыли, бумага от фосфорной кислоты вскоре бы рассыпалась - нечего на чужие данные зариться...

Комментарии

^К1 Способ отличить серную кислоту от фосфорной, если этикетка утрачена.