Выходки сахара

Выходки сахара - материал портала Alhimik.ru о "сладких" опытах, где использованы окислительно-восстановительные реакции.

"И если бы ты была сахар,
Боюсь, я вызвал бы дождь."
(Б. Гребенщиков)

Сахар (сахароза), этот распространенный в быту продукт питания, в умелых руках и с добавкой некоторых реактивов может стать главным героем химической эпопеи, настоящей драмы в трех частях.

Часть первая. "Я вся горю, не пойму отчего"

Сахароза C12H22O11 в обычных условиях не горит: если поднести к куску сахара зажженную спичку, он будет плавиться, частично обугливаться, но не гореть. Если же на кусок сахара насыпать совсем немного пепла от сигареты и снова поднести огонь, сахар загорится синевато-желтым пламенем с небольшим потрескиванием. Попробуйте и убедитесь!

Суть изменений в поведении сахара состоит в том, что зола табака, содержащая карбонаты щелочных металлов, служит катализатором горения этого вещества. Считается, что главную роль здесь играет карбонат лития Li2CO3. Сахар сгорает, превращаясь в углекислый газ и воду.

Часть вторая. "Змея подколодная"

Сладкий сахар может превратиться в "черную гадюку", если насыпать в тарелку 3--4 столовые ложки сухого просеянного речного песка и сделать из него горку с углублением на вершине, пропитать песок этиловым спиртом, а потом заложить в углубление горки хорошо растертую в ступке смесь 1 столовой ложки сахарной пудры и 1 чайной ложки питьевой соды и поджечь эту смесь. Через 2-3 минуты на поверхности смеси появятся черные шарики, а у основания - черная жидкость. Когда почти весь спирт сгорит, смесь чернеет, и из песка медленно выползает извивающаяся толстая черная змея с "воротником" из догорающего спирта. Змея тем длиннее, чем дольше горит спирт. В пламени горящего спирта сахар плавится и обугливается, а выделяющийся из соды углекислый газ вспучивает и двигает горящую массу. Остаток после горения -- карбонат натрия, смешанный с мельчайшими частичками угля.

Часть третья. "Кисло-сладкий дуэт, или почти детективная история"

Концентрированная серная кислота "нападает" на сахар и "отнимает" от него воду, что в переводе на язык детектива означает "и жизнь, и кошелек". Вот как это происходит. Сахарную пудру помещают в высокий стеклянный стакан, чуть-чуть смачивают водой и перемешивают. Потом к влажному сахару приливают 30--40 мл концентрированной серной кислоты (Осторожно! Серная кислота -- едкое и опасное вещество!), быстро перемешивают стеклянной палочкой, которую оставляют в середине стакана, заполненного смесью. Через одну--две минуты сахар начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой, рыхлой и ноздреватой массы черного цвета подниматься, увлекая стеклянную палочку. Смесь в стакане сильно разогревается и даже немного дымится. Сахар сердится, но против серной кислоты он бессилен. Серная кислота не только отнимает от сахарозы воду, но и частично обугливает (окисляет) ее. Выделяющаяся при реакции вода в основном поглощается серной кислотой с образованием гидратов, отсюда сильное тепловыделение, а углекислый газ, который получается при окислении сахарозы, и сернистый газ, образующийся при восстановлении серной кислоты, вспучивают образующийся уголь и выталкивают его из стакана вместе с палочкой.