ра покажет, что в растворе есть кислота. Эта
кислота - молочная, ее же можно обнаружить и в капустном, и в огуречном
рассоле,

В состав некоторых белковых молекул входит, помимо углерода, водорода,
кислорода и азота, еще и сера. В этом можно убедиться на опыте. Немного
яичного белка поместите в пробирку с раствором едкого натра или стиральной
соды и, нагрев пробирку, добавьте в нее немного раствора основного ацетата
свинца Рb(СН_3СОО)_2*3Н_2O - свинцовой примочки, которая продается в
аптеках. Если содержимое пробирки почернеет, значит, сера есть: это
образуется сульфид свинца PbS, вещество черного цвета.

И в заключение приготовим настоящий белковый клей - казеиновый, которым
пользуются по сей день, несмотря на обилие синтетических клеев. Казеин -
это основа творога, а если так, то клей мы будем делать из молока, точнее,
из его белковых веществ,

Отфильтруйте простоквашу от сыворотки. То, что осталось на фильтре,
несколько раз промойте водой, чтобы удалить растворимые примеси, и
высушите. Потом промойте полученную массу бензином и высушите вновь; это
нужно для того, чтобы избавиться от молочного жира (он растворяется в
бензине). Когда масса станет совсем сухой, измельчите ее в ступке -
получится порошок казеина.

Сделать из него клей совсем просто - смешать порошок с нашатырным спиртом и
водой в отношении 1 : 1 : 3. Конечно, вы захотите испытать клей. Попробуйте
склеить им какие-нибудь деревянные или керамические предметы, потому что
для этих материалов казеиновый клей особенно хорош.

ОПЫТЫ С УГЛЕВОДАМИ

Углеводы - один из "трех китов" нашего питания (два других - белки и жиры).
Глюкоза и фруктоза, крахмал и клетчатка, десятки других углеводов
образуются непрерывно и "сгорают" (окисляются) в растительных и животных
клетках, служат важнейшим энергетическим материалом организма.

При всей несхожести отдельных представителей углеводов есть у них, конечно,
общие, обязательные для всех свойства. Это и позволяет обнаружить углеводы
даже в очень малых количествах. Верный и к тому же красивый способ их
распознавания - цветная реакция Молиша.

Налейте в пробирку примерно 1 мл воды и бросьте несколько крупинок
сахарного песка (сахарозы), часть таблетки глюкозы или клочок
фильтровальной бумаги (клетчатки). Теперь добавьте 2-3 капли спиртового
раствора резорцина или тимола (эти вещества продают в аптеке). Наклоните
пробирку и осторожно налейте по стенке 1-2 мл концентрированной серной
кислоты. Будьте осторожны с кислотой, следите, чтобы она не попала на кожу!
Закрепите пробирку в вертикальном положении. Тяжелая кислота опустится на
дно, а на границе ее с водой появится яркое красивое кольцо - красное,
розовое или фиолетовое.

Если вещество, состав которого неизвестен, даст при реакции Мелиша такое
кольцо - можете не сомневаться, что углевод налицо. Помните только, что эта
реакция настолько чувствительна, что ее может вызвать даже пылинка и
волоконце на стенках пробирки. Поэтому посуду, в которой проводят реакцию,
надо очень тщательно мыть, а ополаскивать лучше дистиллированной водой.

Теперь, научившись распознавать углеводы, перейдем к крахмалу, одному из
самых известных углеводов. Для начала поучимся правильно готовить
крахмальный клейстер, коллоидный раствор крахмала в воде. Налейте в
кастрюлю немного холодной воды и добавьте крахмал, из расчета примерно две
чайные ложки на стакан (учитывая и ту воду, которую вы добавите позже).
Смесь хорошо размешайте - получится так называемое крахмальное молоко. При
перемешивании добавьте к нему кипяток и, продолжая размешивать, нагревайте
на огне до тех пор, пока раствор не станет прозрачным. Остудите его. Это и
есть крахмальный клейстер, который так хорошо склеивает бумагу; поэтому его
часто применяют, например, для приклеивания обоев.

Вы уже знаете, что в присутствии свободного йода крахмал синеет. Это его
свойство нам еще пригодится; заметьте только, что раствор йода должен быть
очень слабым. Кстати, пользуясь таким раствором (а чтобы приготовить его,
достаточно разбавить аптечный раствор водой), можно исследовать на
содержание крахмала различные пищевые продукты.

Заготовив пробирку со слабым раствором йода, понаблюдаем за превращениями
крахмала. Попробуем сделать из крахмального клейстера глюкозу.

Огромные молекулы крахмала под действием воды гидролизуются, расщепляются
на более мелкие молекулы. Сначала образуется растворимый крахмал, потом
"обрубки" помельче - декстрины, затем дисахарид, но не всем привычная
сахароза, а другой - мальтоза, или солодовый сахар. Наконец, при распаде
мальтозы образуется глюкоза, виноградный сахар. Готовый продукт гидролиза
часто содержит все переходные вещества; в таком виде он известен под
названием патоки.

К половине стакана крахмального клейстера добавьте 1-2 чайные ложки
разбавленной, примерно 10%-ной серной кислоты. Не забудьте: при разбавлении
серной кислоты обязательно нужно лить кислоту в воду, а не наоборот!

Смесь клейстера с кислотой поставьте кипятиться в кастрюльке, понемногу
доливая воду по мере ее испарения. Время от времени берите ложкой пробы
жидкости и, слегка охладив, капайте на них разбавленным йодным раствором.
Крахмал, как вы помните, дает синее окрашивание, а вот декстрины -
красно-бурое. Что касается мальтозы и глюкозы, то они вовсе не
окрашиваются. По мере гидролиза цвет проб будет меняться, а когда
окрашивание йодом исчезнет, нагревание можно прекратить. Впрочем, для более
полного разложения мальтозы имеет смысл прокипятить смесь еще несколько
минут.

После кипячения жидкость надо немного охладить и постепенно добавлять в нее
при перемешивании около 10 г порошка мела, чтобы полностью нейтрализовать
серную кислоту. Смесь при этом будет вспениваться, потому что во время
реакции кислоты с мелом выделяется углекислый газ. Как только вспенивание
прекратится, поставьте полученную желтоватую жидкость на слабый огонь,
чтобы она упарилась примерно на две трети, затем еще горячей профильтруйте
ее через несколько слоев марли, после чего упарьте жидкость еще раз, но
теперь более аккуратно, уже не на открытом огне, а на водяной бане (смесь
легко пригорает). У вас получится густая сладкая патока, основу которой
составляет глюкоза. Примерно так же патоку получают в больших количествах
на крахмалопаточных заводах.

Глюкоза человеку необходима, она - один из главных поставщиков энергии. Но
в хлебе, в картошке, в макаронах содержится преимущественно крахмал, а в
организме он превращается в глюкозу под действием ферментов.

В нашем опыте серная кислота в процессе реакции не расходовалась. Она
играла роль катализатора, т. е. вещества, резко ускоряющего ход реакции.
Каталитическое действие природных ферментов намного сильнее, оно более
целенаправленно. Ферментов очень много, и у каждого из них свой, узкий
участок работы. Например, содержащийся в слюне фермент амилаза может
превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. Проследим на опыте за
действием этого фермента.

Дистиллированной водой (а если ее нет, то кипяченой) с минуту прополощите
рот - получится раствор слюны. Этот раствор профильтруйте и смешайте с
равным количеством крахмального клейстера. Пробирку со смесью поставьте в
стакан с теплой, около 40€С, водой. Время от времени берите пробы с йодом -
изменение окраски будет точно таким же, как при гидролизе с серной
кислотой, но реакция пойдет быстрее. Не позже чем через четверть часа
крахмал гидролизуется до мальтозы, и цветная реакция с йодом исчезнет.

Есть и совсем уж простой опыт: попробуйте долго разжевывать кусочек белого
хлеба. Вы заметите, что вкус его становится сладковатым. Это работает
фермент амилаза, превращая в мальтозу крахмал, содержащийся в хлебе.

САХАР ИЗ ОПИЛОК

Свое название углеводы получили по ошибке. Произошло это в середине
прошлого века. Тогда считали, что молекула любого сахаристого веществу
отвечает формуле С_m(Н_2О)_n. Все известные тогда углеводы подходили под
эту мерку, и формулу глюкозы С_6Н_12О_6 писали как С_6(Н_2О)_6.

Но позднее были открыты и такие сахара, которые оказались исключением из
правила. Так, явный представитель углеводов рамноза (она тоже дает реакцию
Молиша) имеет формулу С_6Н_12О_5. И хотя неточность в названии целого
класса соединений была очевидной, термин "углеводы" стал уже настолько
привычным, что его не стали менять. Впрочем, в наши дни многие химики
предпочитают иное название - "сахара".

Один из сахаров мы попытаемся получить из опилок гидролизом, т. е.
разложением водой. Это очень распространенный химический процесс. Опилки и
другие древесные отходы содержат углевод клетчатку (целлюлозу). Из нее на
гидролизных заводах готовят глюкозу, которую можно использовать затем
по-разному; чаще всего ее сбраживают, превращая в спирт, исходный продукт
для множества химических синтезов. Большая и самостоятельная отрасль
химической индустрии носит название гидролизной промышленности,

Прежде чем воспроизвести процесс гидролиза древесины, попытаемся понять, в
чем его суть, а для этого удобнее будет начать не с опилок, а с огурцов и
лучинок.

Вымойте свежий огурец, натрите его на терке и выжмите сок. Сок можно
отфильтровать, но это не обязательно.

Приготовьте в пробирке гидроксид меди Сu(ОН)_2. Для этого добавьте 2-3
капли раствора медного купороса к 0,5-1 мл раствора едкого натра. К
полученному осадку прибавьте равный объем огуречного сока и встряхните
пробирку. Осадок растворится, получится синий раствор. Такая реакция
характерна для многоатомных спиртов, т. е. для спиртов, которые содержат
несколько гидроксильных групп.

Теперь нагрейте до кипения (или поставьте в кипящую воду) пробирку с
полученным синим раствором. Он сначала пожелтеет, затем станет оранжевым, а
после охлаждения выпадет красный осадок оксида меди Cu_2O. Эта реакция
характерна для другого класса органических соединений - для альдегидов.
Значит, в огуречном соке есть вещество, представляющее собой альдегид и
спирт одновременно. Это вещество и есть глюкоза, которая по строению
представляет собой альдегидоспирт. Благодаря ей у огурца сладковатый вкус.

Вы, наверное, догадываетесь, что этот опыт совсем не обязательно ставить
именно с соком огурца, Он хорошо получается и с другими сладкими соками -
виноградным, морковным, яблочным, грушевым, Можно взять для опыта и
туалетную огуречную воду, которая продается в парфюмерных магазинах. И,
конечно, просто таблетки глюкозы.

Теперь второй предварительный опыт; осахаривание лучинки.

Приготовьте раствор серной кислоты: к одному объему воды прилейте один
объем концентрированной серной кислоты (ни в коем случае не лить воду в
кислоту!). В пробирку с раствором опустите лучинку и нагрейте раствор до
кипения. Лучинка при этом обуглится, но опыту это не помешает.

После нагревания выньте лучинку, опустите ее в другую пробирку с 1-2 мл
воды и прокипятите. В обеих пробирках теперь есть глюкоза. Проверить это
можно, добавив к растворам две-три капли медного купороса, а затем и едкий
натр - появится знакомая синяя окраска. Если же этот раствор прокипятить,
выпадет, как мы и ожидали, красный осадок оксида меди Cu_2O. Итак, глюкоза
обнаружена.

То, что наша лучинка осахарилась, и есть результат гидролиза целлюлозы (а
на ее долю в древесине приходится около 50%). Как и при гидролизе крахмала,
серная кислота в этом процессе не расходуется, она играет роль катализатора.

Наконец, мы подошли к основному опыту, который был обещан в заглавии:
получение сахара из опилок.

В фарфоровую чашку насыпьте 2-3 столовые ложки древесных опилок и смочите
их водой. Добавьте еще немного воды и равное количество ранее
приготовленного раствора серной кислоты (1:1), жидкую кашицу хорошо
перемешайте. Закройте крышкой и поставьте в духовку газовой плиты (или в
русскую печь) примерно на час, можно немного меньше.

Затем выньте чашку, долейте воды доверху и перемешайте. Отфильтруйте
раствор и нейтрализуйте фильтрат, добавляя к нему толченый мел или
известковую воду до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков
углекислого газа. Об окончании нейтрализации можно также судить, испытывая
жидкость лакмусовой бумажкой или же одним из самодельных индикаторов. Не
надо капать индикатор прямо в реакционную массу. Следует взять пробу,
буквально 2-3 капли, и поместить ее на стеклянную пластинку или в маленькую
пробирку.

Содержимое чашки слейте в молочную бутылку, взболтайте жидкость и дайте
постоять несколько часов. Сульфат кальция, образовавшийся при нейтрализации
кислоты, осядет на дно, а сверху останется раствор глюкозы. Осторожно
слейте его в чистую чашку (лучше по стеклянной палочке) и отфильтруйте.

Осталась последняя операция - выпаривание воды на водяной бане. После нее
на дне остаются светло-желтые кристаллы глюкозы. Их можно попробовать на
вкус, но и только - продукт недостаточно чистый.

Итак, мы выполнили четыре операции: варку опилок с раствором серной
кислоты, нейтрализацию кислоты, фильтрование и выпаривание. Именно так и
получают глюкозу на гидролизных заводах, только, конечно, не в фарфоровых
чашках...

И еще один промышленный процесс мы можем воспроизвести без особых
затруднений: превратим один сахар в два других.

При долгом хранении домашнее варенье часто засахаривается. Это происходит
потому, что сахар кристаллизуется из сиропа. С вареньем же, которое
продается в магазине, такая беда случается гораздо реже. Дело в том, что на
консервных заводах, кроме свекловичного или тростникового сахара сахарозы
C_12H_22O_11, используют и другие сахаристые вещества, например инвертный
сахар. Что такое инверсия сахара и к чему она приводит, вы узнаете из
следующего опыта.

Налейте в пробирку или в стакан 10-20 г слабого сахарного раствора и
добавьте несколько капель разбавленной соляной кислоты. После этого
нагревайте раствор на кипящей водяной бане минут десять-пятнадцать, а затем
нейтрализуйте кислоту, лучше всего карбонатом магния MgCO_3. В аптеках
продают так называемую белую магнезию, вещество несколько более сложного
состава; она тоже годится. В крайнем случае можно взять и питьевую соду
NaHCO_3, но тогда в растворе останется поваренная соль, которая с сахаром
как-то не гармонирует...

Когда прекратится выделение пузырьков диоксида углерода, дайте жидкости
отстояться. На всякий случай проверьте индикатором, полностью ли
нейтрализовалась кислота. Слейте отстоявшуюся жидкость и попробуйте ее на
вкус: она покажется вам менее сладкой, чем исходный раствор (для сравнения
оставьте немного первоначального раствора сахара).

В готовом растворе практически не осталось сахарозы, зато появились два
новых вещества - глюкоза и фруктоза. Этот процесс и называется инверсией
сахара, а полученная смесь - инвертным сахаром.

И вот что любопытно: внешне реакцию ничем не обнаружить. И цвет, и объем, и
реакция среды остаются прежними. Не выделяются ни газы, ни осадки. И тем не
менее реакция идет, только для ее обнаружения нужны оптические приборы.
Сахара - оптически активные вещества: луч поляризованного света, проходя
через их раствор, изменяет направление поляризации. Говорят, что сахара
вращают плоскость поляризации, причем в ту или иную сторону, и на вполне
определенный угол. Так вот, сахароза вращает плоскость поляризации вправо,
а глюкоза и фруктоза, продукты ее гидролиза, - влево. Отсюда и слово
"инверсия" (по-латыни "переворачивание").

Но, поскольку оптических приборов в нашем распоряжении нет, попробуем
удостовериться химическим путем в том, что взятый сахар и в самом деле
претерпел изменения. К исходному и полученному растворам сахаров добавьте
несколько капель раствора метиленового синего (можно взять синие чернила
для авторучек) и немного слабого раствора любой щелочи. Нагрейте
исследуемые растворы на водяной бане. В пробирке с обычным сахаром никаких
изменений не произойдет, а вот содержимое пробирки с инвертным сахаром
станет почти бесцветным.

Инвертный сахар гораздо меньше, чем обычный, склонен к кристаллизации. Если
осторожно выпарить на водяной бане его раствор, то получится густой сироп,
внешне немного напоминающий мед. После охлаждения он не кристаллизуется.

Кстати, любимый всеми пчелиный мед на три четверти состоит из тех же
углеводов, что и инвертный сахар, - из глюкозы и фруктозы. Искусственный
мед также делают на основе инвертного сахара. Конечно, наш сироп от меда
отличается, и значительно - главным образом, отсутствием запаха. Но если к
нему добавить немного натурального меда, то этот недостаток можно отчасти
устранить.

Но почему бы не наготовить дома побольше некристаллизующегося сиропа, чтобы
варить на нем варенье? Увы, полная его очистка от посторонних веществ
затруднительна, и нет гарантии, что ее удастся довести до конца. Во всяком
случае, рисковать не стоит.

ЧАШКА ЧАЯ

После сахарного сиропа, варенья и меда, которыми мы занимались в предыдущих
главах, естественно будет перейти к чаю. Выделим из чая вещество, которое
подымает жизненный тонус и бодрит. Речь идет о кофеине (это вещество
сначала было найдено в кофейных зернах, там его еще больше, чем в чайных
листьях).

Строго говоря, в чае есть несколько тонизирующих веществ - витамины,
эфирные масла и т. д. Но ведущая роль принадлежит кофеину, из класса
алкалоидов (это обширный класс азотсодержащих органических соединений; в
него входят также никотин из табака, папаверин из мака и т. д.).

Для опыта потребуется фарфоровый или металлический тигель (можно
использовать любой подходящий металлический сосуд, желательно не плоский, а
высокий, вроде стакана). В него положите измельченный в ступке черный чай -
около чайной ложки - и примерно 2 г оксида магния. Это вещество продают в
аптеках, обычно под названиями "жженая магнезия", "окись магния". Смешайте
оба вещества и поставьте тигель на огонь. Нагрев должен быть умеренным, не
слишком энергичным. Сверху на тигель или стакан поставьте фарфоровую чашку
или другой подобный сосуд, например розетку для варенья, и налейте в нее
холодной воды. В присутствии оксида магния кофеин будет возгоняться, т. е.
превращаться в пар, минуя стадию жидкости. Попадая на холодную поверхность,
кофеин вновь вернется в твердое состояние и осядет на дне чашки или розетки
в виде бесцветных кристаллов. Прекратите нагрев, осторожно снимите чашку с
тигля и соскребите кристаллы в чистую склянку.

А как убедиться в том, что перед вами действительно кофеин? Для этого есть
красивая качественная реакция. Несколько кристаллов положите на фарфоровую
пли керамическую пластинку (сгодится осколок от кафельной плитки) и капните
одну-две капли концентрированной азотной кислоты. (С концентрированными
кислотами надо обращаться предельно осторожно!) Нагревайте пластинку до тех
пор, пока смесь на ней не станет сухой. Кофеин при этом окислится и
превратится в заметную, оранжевого цвета, амалиновую кислоту.

Но это не все. Попробуем нейтрализовать кислоту, добавив к ней капель
десять концентрированного раствора аммиака (не аптечного, а такого, который
продается в хозяйственных магазинах). При нейтрализации образуется соль
очень красивого, красного, переходящего в пурпурный, цвета. Такая соль
носит название мурексида, а реакция - мурексидной.

Дальнейшие опыты с чаем лучше ставить в химическом кружке: они требуют и
хороших навыков, и таких веществ, которых дома обычно не бывает. Мы будем
выделять из чая дубильные вещества - таниды, а из них получим танин, смесь
веществ, используемых для дубления кож (отсюда и название - дубильные
вещества), протравливания тканей перед крашением, в медицине - как вяжущее
средство; вспомните вяжущий вкус крепкого чая. (Заметим, что для
промышленных целей есть другие, несъедобные источники танина - чернильные
орешки, или галлы, сумах и т. д.).

Итак, мы попытаемся извлечь танин из зеленого чая. При отсутствии зеленого
можно взять и черный чай, но в нем танидов существенно меньше.

Маленькую пачку зеленого чая (50 г) залейте в кастрюльке половиной стакана
(100 г) кипятка