Після цукрового сиропу, варення і меду, які ми вивчали на попередньому занятті, природно буде перейти до чаю. Виділимо з чаю речовина, яка піднімає життєвий тонус і бадьорить. Мова йде про кофеїн (це речовина спочатку було знайдено в кавових зернах, там його ще більше, ніж в чайному листі).
Строго кажучи, в чаї є кілька тонізуючих речовин - вітаміни, ефірні масла і т. д. Але провідна роль належить кофеїну, з класу алкалоїдів (це великий клас азотовмісних органічних сполук; у нього входять також нікотин з тютюну, папаверин з маку тощо).
Для досвіду потрібно фарфоровий або металевий тигель (можна використовувати будь-який металевий посуд, бажано не плоский, а високий, начебто склянки). У нього покладіть подрібнений в ступці чорний чай - близько чайної ложки - і приблизно 2 г оксиду магнію. Це речовина продають в аптеках, зазвичай під назвами «палена магнезія», «окис магнію». Змішайте обидва речовини і поставте тигель на вогонь. Нагрівання повинен бути помірним, не надто енергійним. Зверху на тигель або склянку поставте фарфорову чашку або інший подібний посудину, наприклад, розетки для варення, і налийте в неї холодної води. В присутності оксиду магнію кофеїн буде возгоняться, тобто перетворюватися в пару, минаючи стадію рідини. Потрапляючи на холодну поверхню, кофеїн знову повернеться в твердий стан і осяде на дні чашки або розетки у вигляді безбарвних кристалів. Припиніть нагрівання, обережно зніміть чашку з тигля і зішкребіть кристали в чисту склянку.
А як переконатися в тому, що перед вами дійсно кофеїн? Для цього є гарна якісна реакція. Кілька кристалів покладіть на фарфоровий або керамічний пластинку (згодиться осколок від кахельної плитки) і капніть одну-дві краплі концентрованої азотної кислоти. (З концентрованими кислотами треба поводитися гранично обережно!) Нагрівайте пластинку до тих пір, поки суміш не стане сухою. Кофеїн при цьому окислиться і перетвориться на помітну, оранжевого кольору, амалиновую кислоту.
Але це не все. Спробуємо нейтралізувати кислоту, додавши до неї десять крапель концентрованого розчину аміаку (не аптечного, а такого, який продається в господарських магазинах). При нейтралізації утворюється сіль дуже красивого, червоного, переходить у фіолетовий, кольору. Така сіль носить назву мурексида, а реакція - мурексидной.
Подальші досліди з чаєм краще ставити в хімічному гуртку: вони вимагають і хороших навичок, і таких речовин, яких вдома зазвичай не буває. Ми будемо виділяти з чаю дубильні речовини - таніди, а з них отримаємо танін, суміш речовин, які використовуються для дублення шкір (звідси і назва - дубильні речовини), протруювання тканин перед фарбуванням, у медицині - як в'яжучий засіб; згадайте терпкий смак міцного чаю. (Зауважимо, що для промислових цілей є інші, неїстівні джерела таніну - чорнильні горішки, або гали, сумах і т. д.).
Отже, ми спробуємо витягти танін із зеленого чаю. При відсутності зеленого можна взяти і чорний чай, але в ньому танидов істотно менше.
Маленьку пачку зеленого чаю (50 г) залийте в каструльці половиною склянки (100 г) окропу і варіть на невеликому вогні близько години, щоб як можна повніше екстрагувати розчинні речовини. Розчин відфільтруйте через кілька шарів марлі або через бавовняну тканину, складену вдвічі; осад на фільтрі промийте додатково гарячою водою (півсклянки). Ви отримаєте близько склянки жовто-зеленого розчину.
Внесіть в рідину 15-20 м ацетату свинцю або відповідну кількість свинцевої примочки. Майте на увазі, що ацетат свинцю не повинен потрапляти в рот: він може викликати отруєння. Акуратно злийте рідину, до осаду додати склянку гарячої води, розмішайте, дайте відстоятися і злийте в новь. Повторіть цю операцію 3-4 рази, щоб видалити іони свинцю. Перевірте, чи дійсно вони видалені, взявши пробу рідини і додавши до неї в пробірку кілька крапель розведеної сірчаної кислоти. Якщо свинець залишився, розчин помутніє; в цьому випадку потрібно повторити промивку. Коли проба буде негативною, відфільтруйте осад (це - таннат свинцю) через скловату і на фільтрі промийте 50 мл приблизно 1%-ного розчину сірчаної кислоти. Зібравши розчин, нейтралізуйте кислоту, додаючи по краплях 0,5%-ний розчин гідроксиду барію, після чого відфільтруйте випав осад сульфату барію.
Залишився прозорий розчин містить чайний танін. Випаруйте його насухо на водяній бані. Залишився на дні танін зішкребіть і подрібніть в порошок.
Ось кілька гарних реакцій з таніном (оскільки у нас його трохи, три грами, будемо витрачати його обачно).
Приблизно 0,5 г таніну розчиніть в 40 мл води. Як тільки ви додасте розчин хлориду заліза (III) або іншої солі тривалентного заліза, рідина відразу почорніє. Це - старовинні чорнило, тільки танін для них добували з дубових (чорнильних) горішків (галлів), наростів на листках і молодих пагонах дуба.
Ще один яскравий досвід: близько 0,3 г таніну покладіть в маленьку пробірку і капніть три краплі концентрованої соляної кислоти. Утворюється флобафен - речовина червоного кольору.
Далі додайте трохи таніну до розчину нітрату срібла AgNO3 (ляпісу); годиться і ляпісний олівець з аптеки. На цей раз випаде осад танната срібла. У нього бурий колір.
І останній досвід з таніном. У 2%-ном розчині соляної кислоти розчиніть близько 0,3 г ваніліну (або відповідну кількість ванільного цукру) і додайте втричі менше таніну. Малинове забарвлення не забариться з'явитися. Це характерна реакція не тільки на танін, але і взагалі на речовини з класу катехінів, до яких належать багато дубильні речовини.
О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986
