ДОСЛІДИ З ОЛОВОМ І СВИНЦЕМ

Метали не дуже зручні для дослідів: експерименти з ними вимагають, як правило, складного обладнання. Але деякі досліди можна поставити і в домашній лабораторії.

Почнемо з олова. У господарських магазинах бувають іноді палички металевого олова для пайки. З таким маленьким злитком можна виконати експеримент: взяти олов'яну паличку двома руками і зігнути - пролунає виразний хрускіт.

Справа в тому, що у металевого олова така кристалічна структура, що при вигині кристали металу як би труться один об одного, виникає хрусткий звук. До речі, за цією ознакою можна відрізнити чисте олово від олов'яних сплавів - паличка зі сплаву при згинанні ніяких звуків не видає.

А зараз спробуємо здобути олово з порожніх консервних банок, з тих самих, які краще не викидати, здавати в утиль. Більшість банок зсередини луджені, тобто вони покриті шаром олова, який захищає залізо від окислення, а харчові продукти від псування. Це олово можна витягти і використовувати повторно.

Насамперед порожню банку треба як слід очистити. Звичайного миття недостатньо, тому налийте в банку концентрований розчин пральної соди і поставте її на півгодини на вогонь, щоб миючий розчин прокипел як слід. Злийте розчин і промийте банку два-три рази водою. Тепер можна вважати її чистою.

Нам знадобляться дві-три батарейки для кишенькового ліхтаря, з'єднані послідовно; можна взяти випрямляч з трансформатором або акумулятор на 9-12 Ст. Яким би не було джерело струму, до його позитивного полюса приєднайте консервну банку (уважно стежте, щоб був хороший контакт - можна пробити у верхній частині банки невеликий отвір і всунути в нього провід). Негативний полюс з'єднайте з якимось шматком заліза, наприклад, з великим очищеним до блиску цвяхом. Опустіть залізний електрод в банку так, щоб він не торкався дна і стінок. Як його підвісити - придумайте самі, це нехитра штука. Налийте в банку розчин лугу - їдкого натру (поводитися вкрай обережно!) чи пральної соди; перший варіант краще, але вимагає граничної акуратності в роботі.

Оскільки розчин лугу ще не раз буде потрібен для дослідів, розповімо тут, як його приготувати. Додайте пральну соду Na₂CO₃ до розчину гашеного вапна Са(ОН)₂ і прокип'ятіть суміш. В результаті реакції утворюється їдкий натр NaOH і карбонат кальцію, тобто крейда, практично нерозчинний у воді. Отже, в розчині, який після охолодження треба профільтрувати, залишиться тільки луг.

Але повернемося до досвіду з консервною банкою. Незабаром на залізному електроді почнуть виділятися бульбашки газу, а олово з консервної банки стане потроху переходити в розчин.

Ну а якщо треба отримати не розчин, що містить олово, а сам метал? Що ж, і це можливо. Вийміть з розчину залізний електрод і замініть його вугільним. Тут вам знову допоможе стара, відслужила своє батарейка, в цинковій стаканчику якої є вугільний стрижень. Витягніть його і з'єднайте проводом з негативним полюсом вашого джерела струму. На стержні при електролізі буде осідати губчасте олово, причому якщо напруга підібрано правильно, то станеться це досить швидко. Правда, може статися так, що олова з однієї банки виявиться замало. Тоді візьміть ще одну банку, акуратно наріжте її на шматочки спеціальними ножицями для металу і покладіть всередину тій банки, в яку налитий електроліт. Будьте уважні: обрізання не повинні стосуватися вугільного стрижня!

Зібране на електроді олово можна переплавити. Вимкніть струм, дістаньте вугільний стрижень з губчастим оловом, покладіть його у фарфорову чашку або в чисту металеву банку і потримайте на вогні. Незабаром олово сплавиться в щільний злиток. Не доторкайтеся до нього і до банки, поки вони не охолонуть!

Частина губчастого олова не можна переплавляти, а залишити для інших дослідів. Якщо розчинити його в соляній кислоті - невеликими шматочками і при помірному нагріванні, - то вийде розчин хлориду олова. Приготуйте такий розчин концентрацією приблизно 7% і додайте, помішуючи, розчин лугу трохи більшій концентрації, близько 10%. Спочатку випаде білий осад, але незабаром він розчиниться в надлишку лугу. Ви отримали розчин станнита натрію - той самий, який утворився у вас спочатку, коли ви почали розчиняти олово з банки. Але якщо так, то першу частину досвіду - переклад металу з банки у розчин можна вже не повторювати, а приступити відразу до другої його частини, коли на електроді осідає метал. Це заощадить вам багато часу, якщо ви захочете отримати побільше олова з консервних банок.

Свинець плавиться ще легше, ніж олово. У маленький тигель або металеву банку з-під гуталіну помістіть кілька дробинок і нагрійте на полум'я. Коли свинець розплавиться, обережно зніміть банку з вогню, взявши її за борт великим надійним пінцетом або плоскогубцями. Розплав свинцю вилийте в гіпсову або металеву форму або просто в піщану лунку - так ви отримаєте саморобний свинцеве лиття. Якщо ж і далі прожарювати розплавлений свинець на повітрі, то через кілька годин на поверхні металу утворюється червоний наліт - змішаний оксид свинцю; під назвою «свинцевий сурик» його часто використовували для приготування фарб.

Свинець, як і багато інші метали, взаємодіє з кислотами, витісняючи з них водень. Але спробуйте покласти свинець в концентровану соляну кислоту - він у ній не розчиниться. Візьміть іншу, завідомо більш слабку кислоту - оцтову. В ній свинець хоч і повільно, але розчиняється!

Цей парадокс пояснюється тим, що при взаємодії з соляною кислотою утворюється погано розчинна хлорид свинцю PbCl₂. Покриваючи поверхню металу, він заважає подальшому його взаємодії з кислотою. А ось ацетат свинцю Pb(СН₃ОО)₂, який утворюється при реакції з оцтовою кислотою, добре розчиняється і не перешкоджає взаємодії кислоти і металу.

О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986