Химия и Химики № 3 2011. Солнечная система в банке (сотворение мира за семь минут)

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

Вступление. Пробный эксперимент 1.

Проведем мысленный эксперимент: в сосуд с водой мы добавили жидкость, которая практически не смешивается (и не реагирует) с водой. Что произойдет?

Если плотность жидкости больше плотности воды - жидкость опустится на дно. Если плотность жидкости меньше плотности воды - она останется сверху, образуя отдельные капли или сплошной слой. А что будет, если плотности воды и жидкости, которую мы добавили, равны? Можно возразить: трудно найти два разных вещества с абсолютно одинаковой плотностью - все равно одно из веществ будет хоть немного тяжелее, другое - хоть немного легче. Если говорить об индивидуальных веществах, это верно.

Но ведь никто не заставляет использовать именно индивидуальные вещества. Например, можно взять две жидкости (хорошо растворимые друг в друге), каждая из которых не смешивается с водой. Одна жидкость должна быть легче воды, другая - тяжелее. Подбирая соотношения первой и второй жидкостей можно приготовить такую смесь, которая будет иметь плотность, равную плотности воды.

В качестве таких жидкостей мы выбрали четыреххлористый углерод CCl₄ и циклогексан C₆H₁₂ (потому, что они были под рукой). Плотность четыреххлористого углерода равна 1.595 г/см³, циклогексана - 0.779 г/см³.

В первой и второй частях статьи описана история "проб и ошибок", которые пришлось совершить при разработке методики эксперимента. Также дан ход размышлений, приведших к "сотворению" Солнечной системы в банке. Читатели, которые хотят сразу увидеть результат, могут перейти к третьей части статьи < ссылка >. Но предупреждаю: сам процесс может быть не менее интересен, чем результат.

Итак, мы смешали приблизительно равные объемы циклогексана и четыреххлористого углерода, смесь подкрасили иодом. Получилась фиолетовая жидкость. Жидкость вылили в литровую банку с водой, смесь опустилась на дно.

Поскольку смесь тяжелее воды, к ней необходимо прибавить более легкий компонент - циклогексан. Для этого в смесь опустили пипетку и стали выдавливать через нее циклогексан.

По мере введения циклогексана плотность смеси уменьшалась, и жидкость на дне все больше приобретала форму сферической капли. Однако метод себя не оправдал: верхняя часть жидкости обогащалась циклогексаном, становилась более легкой и всплывала, другая часть смеси оставалась на дне. Если содержимое банки перемешать, часть смеси соберется вверху, часть - на дне. Попытки собрать пипеткой верхний слой и выдавить его внутрь нижнего тоже не дали результатов, зато удалось наблюдать интересное явление - "капля в капле": шарики воды были заключены внутрь больших шариков смеси, которые в свою очередь плавали в слое воды.


Четыреххлористый углерод

Циклогексан

Таким образом, уравнять плотности воды и смеси C₆H₁₂ - CCl₄, вводя в жидкость на дне циклогексан (через пипетку), не вышло. Возможно, успех принесет другой путь.
Продолжение ссылка.