Хімія навколо нас

усунення змерзання взимку землі  і перетворення її на твердий камінь. Для цього 

ділянки грунту, які планується виймати, восени густо посипають NaCl

. У цьому випадку в сильні  морози дані ділянки землі  залишаються м'якими. 

Хіміки добре знають, що змішанням  мелкоізмельченного льоду з кухонною сіллю 

можна отримати ефек ¬ тивне охолоджуючу  суміш. Наприклад, суміш складу 30 г 

NaCl на 100 г льоду охолоджується до температури -20 С0 відбувається

тому, що водний розчин солі замерзає при негативних температурах.

Слідові ¬ тельно, лід, що має температуру  близько 0 ° С, буде плавитися в  такому

розчині, відбираючи теплоту від  навко ¬ лишнього середовища. Це властивість суміші льоду і

кухаря ¬ ної солі можуть з  успіхом використовувати також  і домогосподарки.

 

 

Сірники

 

Висікання іскор при ударі каменю про шматок піриту FeS2 і 

підпалювання ними обвуглених шматків  дерева або рослинних волокон було

способом отримання вогню людиною.

Оскільки способи отримання вогню були трудомісткі, людині

доводилося постійно підтримувати палаюче джерело вогню. Для перенесення

вогню в Стародавньому Римі використовували  дерев'яні палички, вмочити в розплав

сірки.

Пристосування для отримання вогню, засновані на хімічних реакціях, почали

робити наприкінці XVIII ст. Спочатку це були деревні лучинки, на кінчику  кото ¬ ють 

у вигляді головки закріплювалися хлорат калію (Берт ¬ Лєтова сіль КС1Оз) і 

сірка. Головка занурювалася в сер ¬ ву кислоту, відбувалася спалах і лучинка

Загора ¬ лася. Людина була змушена  зберігати і поводитися з небезпечною  сірчаної

кислотою, що було вкрай незручний  ¬ но. Тим не менше це хімічне  «кресало» можна 

рас ¬ бачати як попередник сучасних сірників.

На початку XIX ст. німецький хімік  Деберейнер зоб ¬ рел більш  досконале, але й 

більш складне кресало. Їм було встановлено, що струмінь водню, спрямований ¬  ва

на губчасту платину, запалюється  на повітрі.

Губчаста платина грає роль каталізатора. Для ви ¬ користування цього засобу при

отриманні вогню в побуті їм був  створений невеликий скляний  прилад (за типом раніше

винайденого Кіппен апарату, що носить його ім'я). Водень виходив приведенням 

в контакт метал ¬ ного цинку  і сірчаної кислоти. Таким чином, отримання

полум'я і її гасіння забезпечувалося  пово ¬ ротом крана, що приводить  у контакт 

(Або поділяю ¬ ного) сірчану  кислоту і цинк. Кресало Деберейнера  можна вважати 

прабатьком сучасної газової або  бензинової запальнички.

У сучасній запальничці займання пального виробляється під дією

іскри, що виходить від згоряння щонайменшої  частки «кременя», зрізаної

зуб ¬ чатим коліщатком. «Кремінь»  являє собою суміш рідкоземельних

металів (лантаноїдів). У мелкораздробленном станіця суміш пірофорні,

тобто само ¬ запалюється на повітрі, утворюючи іскру.

Однак більш ранній пірофор виготовляли  з суміші поташу К2СО

3 та висушених квасцов K2SO4 ∙  Al

2 (SO4) 3.К нього додавали мелкодісперсний  вугілля 

або сажу й нагрівали до гартування без доступу повітря. Порошок охолоджували і

поміщали в герметично закриту  посудину, звідки він міг витягатися в міру

необхідності, Для добування вогню  порошок висипався на губку, вату або ганчірки і 

вже в повітрі запалювався. Вважають, що при прожарюванні на що залишилися

частинках вугілля утворюється  мелкодісперсний металевий калій, кото ¬ рий,

окислюючись на повітрі, і служить  ініціатором займання.

Найважливішим етапом на шляху до сучасних сірникам було введення до складу маси

сірникової голівки білого фосфору (1833). Такі сірники легко запалювалися від

тре ¬ ня про шорстку поверхню. Однак при горінні вони створювали

неприємний запах і головне, їх вироб ¬ ництво було дуже шкідливо для робітників.

Пари білого фосфору приводили  до важкого захворювання - фос ¬ форно некрозу

кісток. Перш за все некрозу подвер ¬ галісь кістки щелеп людей, так  як

фосфор проникав через каріозні зуби.

У 1847 р. було встановлено, що білий  фосфор при нагріванні в закритій посудині

без доступу повітря перетворюється в іншу модифікацію - червоний фос ¬ фор. Він

набагато менш леткий і практично  не отруйний. Незабаром білий фосфор у головках

сірників був замінений на червоний. Такі сірники запалювалися лише при  терті про 

спеціальну поверхню з червоного  фосфору, клею та інших речовин. Ці

сірники називали безпечними або шведськими, так як фабричним способом їх

вперше начади, виготовляти у  Швеції в 1867-1869 рр..

Існує кілька різновидів сучасних сірників. За призначенням

розрізняють сірники, запалюючі ¬  ся в звичайних умовах, влагоупорние

(Розраховані на запалювання  після зберігання у вологих  умовах, наприклад в 

тропіках), вітрові (зажигающиеся на вітрі) та ін

Як основного сировини для виготовлення спічеч ¬ ної соломки з минулого

століття використовують головним чином осику і рідше липу. Для цього з круглого

очі ¬ щенного від кори чурака спеціальним ножем по спіралі  знімається стрічка,

яка потім робиться на сірникову  соломку. При згорянні сірники необхідно 

отримати нетлеющій вуглинка від  соломки та утримати на ньому Параска ¬ лений шлак від

згорілої голівки. Необхідність останнього обумовлюється прагненням

убезпечити споживача від пропалів одягу при попаданні Параска  ¬ ства шлаку.

Тліючий вуглинка від соломки, природно, представляє пожежну небезпеку. Для 

усунення попелиці ¬ ня соломки та закріплення шлаку від головки соломку просочують

речовинами, що утворюють на її поверхні при горінні плівку. Завдяки цій 

плівці припи ¬ тається спалення вугілля. Вона ж закріплює шлак від  голівки. У 

Як протівотлеющіх речовин використовують фосфорну кислоту та її сіль (NH

4) 2HPO4.

За період більш ніж 150 років  було використано велику кількість  рецептур

запальних мас, з яких виготовляють головки сірників. Вони є 

складними багатокомпонентними системами. У них вхо ¬ дять: окислювачі (КС1О

3, КгСг2О7, МпО2), дають кисень,

необхідний для горіння; горючі речовини (сірка, тварини і рослинні клеї,

сульфід фосфору P4S3); наповнювачі - речовини,

запобігають вибуховий характер горіння  головки (подрібнене стек ¬ ло, Fe

2Оз); склеюючі речовини (клеї), які у свій ¬ тимчасово є і

горючими; стабілізатори кислот ¬  ності (ZnO, СаСОз та ін);

речовини, що забарвлюють сірникову  масу в певний колір (органічні і 

неорганічні барвники).

За кількістю кисню, що виділяється  на одну мас ¬ совую частина, хромпик К2

Сr2О7 поступається бертолетової солі КСlO3,

але запальні склади, що містять перше  окислювач, спалахують

значно легше. Крім того, хромпик  покращує якість шлаку.

Пиролюзит MnO2 відіграє подвійну роль: каталізатора розкладання 

бертолетової солі та істочники кисню. Оксид заліза (III) Fe2O

3 також виконує дві функції.  Він є мінеральною фарбою (колір 

іржі) і істотно зменшує швидкість  горіння маси, роблячи горіння  більше

спокійним.

Температура горіння сірникових головок  досягає 1500 0C, а

температура їх займання лежить у  межах 180 - 200 0С.

Фосфорна (терочной) маса також є 

 

 

Папір і олівці

 

Збереглися документи, які вказують на те, що в 105 р. н. е.. міністр 

китайського імператора організував  виробництво паперу з рослин з  добавками 

ганчір'я. Близько 800.г. такий папір  отримала широке розповсюдження ¬ странение  в Китаї,

а також на Близькому Сході. Зна  ¬ комство з папером європейців пов'язано з 

хрестовими походами на Близький Схід - у Сирію, Палестину, Північну Африку,

організованими західно-європейськими  феодалами і католицької церквою 

(Перший по ¬ хід відбувся  у 1096-1099 рр..). В епоху раннього  середньо ¬ століть (до 

початку хрестових походів) для  письма в Європі використовувався головним чином

папірус. У Іта ¬ ща ним користувалися  ще в XII ст.

Писемність ж була відома в Єгипті і Месо ¬ Потаму з кінця IV і  початку III

тисячоліття до н. е.., тобто задовго  до винаходу паперу. Як вже було

отме ¬ чено, основними попередниками папери як мате ¬ ріалу, на яке

наносилося лист, були папірус і  пергамент.

Рослина папірус (Cyperus papyrus) виростає в  Єгипті в болотистій

місцевості біля річки Нілу. Сте  ¬ бель рослини очищали від  кори і лубу і з 

білосніжний ¬ ного матеріалу нарізали тонкі смуги. Їх укладали шарами вздовж і

впоперек, а потім механічним тиску  по ¬ ням вичавлювали з них  рослинний сік. Цей 

сік сам має здатність склеювати  смуги папірусу. Позд ¬ неї для 

скріплення смуг стали застосовувати  клей, при ¬ підготовлюваний з невичинені шкур або

борошна. Після висушування на сонці  отримувані листи шліфували каменем  або 

шкірою. Папірус для листа стали  виготов ¬ лять близько 4000 років  тому. Вважають, Що

і назва папери (papiera) походить від  слова папірус.

Пергамент - це невичинені, але звільнена  від волосся і оброблена 

вапном звіряча, овеча або цапина шкіра. Так само, як і папірус, пергамент 

- Міцний і довговічний матеріал. Хоча папір менш міцна і  довговічна, вона 

більш дешева і тому більш доступна для широкого використання.

Волокна целюлози в деревині пов'язані  між собою лігніном. Для видалення  лігніну 

та звільнення від нього целюлози проводять варіння деревини. Распростра ¬ ненним

способом варіння є сульфітний. Він був розроблений в США  в 1866 р., а перший

завод з даної технології був  побудований у Швеції в 1874 р. Широке промислове

значення спосіб отримав з 1890 р 

За 

цього способу для відділення лігніну  і деяких інших речовин, що містяться  в 

деревині, остання вариться в сульфітний луг, який складається з

Са (НSОз) 2, H2SO3 і SO2

.

Для забезпечення міцності з'єднання  частинок піг ¬ ментів з папером-основою 

потрібні сполучні. Часто їх роль виконують речовини, що забезпечують

прокльон ¬ ку паперу. Як мінеральних  пігментів широко використовують каолін -

землисту масу, близьку за складом  до глин, але в порівнянні з останніми 

характеризується пониженою пластичністю та підвищення ¬ ної білизною. Одним  з 

найстаріших наповнювачів є карбонат кальцію (крейда), тому такі папери і 

назвали крейдованими. До відомих пигментам також відносяться діоксид титану

ТiO2 і суміш гідроксиду кальцію  Са (ОН) 2

(Гашеного вапна) і сульфату  алюмінію ¬ ня A12 (SO4) 3

. Останній, по суті, є сумішшю  сульфату кальцію CaSO4

і гідроксиду алюмінію А1 (ОН) з, що утворюються в результаті обмінної

реакції.

Для виготовлення робочої частини  графітового каран ¬ даша готують  суміш графіту і 

глини з добавкою не ¬ великої  кількості гідрованого соняшникової мас ¬ ла.

У залежності від співвідношення графіту  і глини отримують грифель різної

м'якості - чим більше графіту, тем  більш м'який грифель. Суміш перемішують  ¬ ють 

в кульовій млині в присутності  води протягом 100 ч. Приготовлену масу

пропускають через фільтр-преси  та отримують плити. Їх підсушують, а потім з 

них видавлюють на шприц-пресі стрижень, який ріжуть на частини певної

довжини. Стрижні в спе ¬ ціальних пристосуваннях висушують і виправляють 

виниклу кривизну. Потім їх обпалюють  при темпера ¬ турі 1000-1100 ° С  в шахтних 

тиглях.

До складу грифелів кольорових олівців входять као ¬ лін, тальк, стеарин (широкому

колу людей він відомий як матеріал для виготовлення свічок) і стеарат 

кальцію (кальцієве мило). Стеарин  і стеарат кальцію є 

пластифікаторами. В якості зв'язуючого матеріалу використовують

карбоксиметилцеллюлозу. Це клей, використовуваний для наклейки шпалер. Тут його

також попередньо заливають водою  для набухання. Крім того, в грифелі 

запроваджують відповідні краси ¬  ки, як правило, це органічні речовини.

Таку суміш перемішують (вальці на спеціальних махай ¬ нах) і одержують у вигляді

тонкої фольги. Її подрібнюють і  отриманим порошком набивають пістолет, з 

якого і шприцуют суміш у вигляді  стрижнів, які ріжуть на шматки

певної довжини і потім сушать. Для фарбування поверхні кольорових олівців 

використовують ті ж піг ¬ менти і лаки, якими зазвичай фарбують дитячі

іграшки. Підготовку дерев'яної оснащення  та її обработ ¬ ку проводять так  само, як

і для графітових олівців.

 

 

Скло 

 

Історія скла йде у глиб ¬ кую  старовину. Відомо, що в Єгипті та

Месопотамії його вміли робити вже 6000 років тому. Ймовірно, скло почали

виготовляти все-таки пізніше, ніж  перші керамічні вироби, тому що для його

виробництва потрібні більш високі температури, ніж для випалювання  глини.

Якщо для найпростіших кера ¬  них виробів було достатньо тільки глини, то в

склад скла необхідно мінімум три  компоненти.

У стекловарении використовують тільки самі чисті різновиди квАрцев  піску, в 

яких загальна кіль ¬ кість забруднень не перевищує 2-3%. Особливо небажано

присутність заліза, яке навіть у нич ¬ тожних кількостях (десяті частки%)

забарвлює скло в зеленуватий колір. Якщо до піску додати соду Na2

CO3, то вдається зварити скло  при більш низькій температурі. (На 

200-300 °). Такий розплав матиме  менш в'язкий (бульбашки легше  віддаляються при

варінні, а вироби легше формуються). Але! Таке скло розчинно у воді, а