Опыт основан на очень хорошей растворимости хлористого водорода в воде.
Возьмите литровую колбу и подберите к ней хорошую резиновую пробку.
В пробке делают два отверстия, через которые вставляют стеклянные трубки.
Одна из них длинная с оттянутым концом, другая - короткая.
Диаметр отверстия в оттянутой трубке - 1-2 мм. Также подготовьте большой стеклянный
кристаллизатор или любую другую прозрачную емкость на 2-3 л.
Желательно, чтобы она была низкой.
В нашем опыте была использована колба со шлифом и насадка,
которой обычно накрывают колбы-приемники при перегонке. Это не принципиально,
однако такая процедура избавила нас от необходимости сверлить отверстия в толстой
резиновой пробке. В любом случае важно, чтобы пробка была вставлена в колбу плотно
и герметично, иначе можно испортить весь опыт.
Теперь закрепите колбу в штативе (дном вниз) и присоедините к длинной трубке
отрезок гибкого шланга. Дугой конец шланга соедините с установкой для получения
хлороводорода. В нашем случае для этих целей служила обыкновенная колба с газоотводной трубкой.
В колбу насыпьте хлорида натрия и налейте туда концентрированной серной кислоты.
После этого поставьте колбу в стакан с горячей водой. Такая процедура очень удобна:
достаточно вынуть колбочку со смесью из стакана, и выделение газа почти прекратится.
Ориентировочным признаком того, что большая колба наполнилась хлороводородом,
может служить появление белого тумана соляной кислоты на выходе.
Тем временем, налейте почти доверху воду в кристаллизатор и подкрасьте
ее любым индикатором, который изменяет свой цвет в кислой среде - метилоранжем,
метиловым красным, лакмусом. Например, в нашем опыте был использован раствор
метилового красного с добавками щелочи. Метиловый красный в щелочной среде окрашен
в желтый цвет, в кислой - в красный.
Когда колба наполнится хлороводородом, отсоедините от нее шланг, по
которому поступал газ. Потом к короткой стеклянной трубке присоедините гибкий шланг
с резиновой грушей или большим шприцом. Все соединения должны быть плотными.
После этого колбу аккуратно переворачиваем (следите, чтобы пробка была плотно закрыта!)
и опускаем трубку в кристаллизатор с водой (как можно глубже).
Теперь ответственный момент: для того, чтобы в колбе начал бить фонтан, в нее должно
попасть несколько капель воды. Для этого воду втягивают в колбу с помощью шприца или груши.
Как только небольшое количество воды попадет в колбу, часть хлороводорода
растворится, что приведет к падению давления. В результате в колбу ударит сильный
фонтан подкрашенной воды. При этом будут растворяться новые порции HCl и т.д.
Желтый раствор метилового красного становился в колбе красным. Фонтан был таким мощным,
что когда отверстие оттянутой трубки покрыла вода, он продолжал бить из-под воды,
почти не теряя силы. По стенкам колбы текла пленка кроваво-красного раствора,
колба отбрасывала красивую красную тень. Если опыт проведен правильно, почти
вся колба заполняется раствором, но это бывает далеко не всегда: некоторое количество
воздуха поступает через неплотности установки, растворенный воздух выделяется из воды.
Кроме того, чистота хлороводорода, который заполнял колбу, разумеется, не достигала 100%.
Обратите внимание, что для этого опыта нельзя использовать колбы с
плоским дном. Такие колбы легко могут взорваться, когда в них возникнет вакуум.
Дело в том, что по поверхности плоскодонных колб сила атмосферного давления
распределяется не равномерно, а это довольно значительная величина - около
1 кг на 1 см
2
Вместо хлороводорода используют и другие легко растворимые газы,
чаще всего - аммиак.