Подготовив формы, как описано выше, поддерживающие их проволочки закрепите на кольце, припаянном к цинковому цилиндру. Диаметр кольца должен быть несколько больше диаметра внутреннего сосуда, а длина проволок для подвески покрываемых медью предметов или гальванопластических форм - такой, чтобы подвешенные предметы были ниже уровня жидкости в наружном сосуде. Лицевая сторона форм, натертая графитом, обращается к внутреннему сосуду.
Для нейтрализации свободной серной кислоты, диффундирующей в наружный сосуд, в последний время от времени надо присыпать порошок углекислой меди, пока слышно шипение пузырьков углекислого газа, вытесняемого серной кислотой.
В остальном работа ведется, как с элементами.
Металлизация
Обычно электротехники-любители занимаются гальванопластикой, реже гальваностегией, и далеко не все из них знают, что гальванопластическую ванну можно использовать еще и для металлизации.
Металлизация - это покрытие металлическим слоем неметаллических предметов.
Можно, например, покрыть тонким слоем меди, а затем и пониккелировать трупики ящерицы, рака или жука-оленя. Получится впечатление, что они отлиты из металла. При терпении и аккуратности можно таким же способом получить металлизированные кружева, листья, кузнечиков, мотыльков и т. п.
Декапирование в данном случае производится погружением в эфир или гофманские капли (смесь эфира со спиртом). Помните только, что эти жидкости весьма огнеопасны, а пары их вредны. Работайте лучше на чистом воздухе.
Просушив, окуните металлизируемый предмет на момент в расплавленный парафин или воск и, когда тонкий слой его затвердеет, осторожно натрите объект вашей работы тончайшим порошком графита.
Дело не идет. Нежный листик березы или крылья мотылька рвутся при попытках натереть их графитом.
Дело поправимое. Призовем на помощь химию.
Заготовьте растворы ляписа (азотнокислого серебра) и пирогаллола. То и другое достанете у знакомого фотографа-любителя. Погружайте последовательно металлизируемый предмет сначала в раствор ляписа, потом пирогаллола, повторяя эту операцию несколько раз.
От такой обработки бабочка, сережка березы или веточка смородины и т. п. предметы покроются тончайшим черным порошком серебра. Можно, окунув в раствор ляписа, восстановить серебро действием яркого солнечного или электрического света и обойтись без пирогаллола, если его не удастся достать. Не забывайте, что ляпис ядовит, обращайтесь с ним осторожно.
Предмет, покрытый проводящим ток слоем графита или серебра, тоненькой проволочкой укрепите на катоде гальванопластической ванны. Осаждение ведите так, чтобы слой металла не имел крупнокристаллического сложения, подвешивая металлизируемый предмет подальше от анода или стенки внутреннего сосуда упрощенного аппарата для гальванопластики.
Покрытые металлом животные и растения сжигаются прокаливанием, что не влияет на осажденный слой меди.
Никкелирование ведется теми же приемами, как никкелирование любого металлического предмета.
Алюминиевая кастрюля и Днепрострой
Домашние хозяйки недаром предпочитают алюминиевую кухонную посуду всякой другой. Она не имеет эмали, которая легко трескается и отскакивает острыми осколками, могущими поранить пищеварительный тракт, не нуждается в полуде, значительно легче, красивее и дешевле никкелевой.
Да. Алюминий прочно вошел в число технически применимых металлов, и далеко не только посуду из него делают. Он используется в аппаратуре химических производств, его сплавы - в авиастроении и машиностроении вообще, его порошок - в металлургии редких металлов и для "кузницы в кармане" (так называют термит - смесь порошка алюминия с кислородной рудой железа). Подожженная смесь горит, алюминий отнимает кислород от окисла железа, и последнее выплавляется. Применяется термит для заливки мелких раковин в отливках, для сварки треснувшего рельса тут же на пути и пр. Присадка алюминия к стали улучшает ее качества. Потребность промышленности в алюминии растет год от года, и сейчас кажется прямо странным, что так недавно, сравнительно, алюминий применялся только для ювелирных изделий, ценясь наравне с серебром.
Что же сделало алюминий доступным для широкого использования?
Химия или точнее электрохимия.
Выделение металлического алюминия из его природных соединений - производство "энергоемкое", требующее большого расхода электрической энергии.
Трудность получения металлического алюминия из его соединений объясняет тот замечательный факт, что этот самый распространенный в природе металл (его в земной коре в полтора раза больше, чем железа) открыт на тысячи лет позже железа и до сих пор стоит дороже его.
Металлический алюминий впервые был выделен чисто химическим путем в 1827 г. Веллером. Тем самым, который, как вы уже знаете, первым получил синтетически органическое соединение. Получение алюминия лабораторным путем обходилось так дорого, что еще в 1855 г. килограмм алюминия стоил 1200 рублей.
Удешевление алюминия тесно связано с удешевлением электрического тока. Электрохимический метод получения алюминия начал применяться с 1867 г., после изобретения динамомашины. Интересно отметить, что метод этот как в Европе, так и в Америке разработан был очень молодыми конструкторами: 23-летним Геру во Франции и его ровесником Галлем в США.
Электрический ток гидроэлектростанций дешевле получаемого на станциях, работающих на топливе. И тем дешевле, чем станция крупнее.
Отсюда понятна связь между алюминиевой кастрюлей и Днепростроем. Днепровская ГЭС с ее мощностью в 810000 лошадиных сил дает самый дешевый ток. Значительная часть вырабатываемой ею энергии и идет поэтому на питание Днепровского алюминиевого комбината, рассчитанного на продукцию 20000 тонн алюминия ежегодно.
Но нам для нашей бурно растущей промышленности и такого количества мало. Будут вскоре и еще более крупные фабрики алюминия с производительностью в 25 и 50 тысяч тонн.
Глава X. Химические развлечения без приборов
Все те химические - назовите их, как хотите - опыты или фокусы, которые я вам показал, требовали весьма несложных приспособлений. Только для получения газов приходилось импровизировать нечто вроде химической лаборатории; зато ряд других опытов мы проделали без всяких специальных приспособлений. Я опишу вам еще целую коллекцию таких же химических развлечений, не требующих лабораторной обстановки, которые каждый из вас сможет проделать самостоятельно.
Часть их будет основана на известной уже вам способности химических соединений менять свой цвет при взаимодействии с другими веществами, в том числе даже с чистой водой.
В другой части я подберу интересные примеры горения, в том числе за счет кислорода, выделяемого твердыми веществами. На этом основано все искусство пиротехники, т. е. техники получения фейерверков.
Наконец, в третьей части я покажу вам некоторые свойства кристаллов.
Надеюсь, что эти опыты вас не только развлекут, но кое-чему и научат.
Вещества, нужные для химика-живописца, приобретаются не в художественных магазинах, а в аптеках и аптекарских складах. Предупреждаю, что некоторые из них ядовиты. Сильно ядовитых, т. е. могущих причинить смерть, если их случайно проглотить в самой ничтожной дозе, между ними, конечно, не будет (да таких вам и не продадут), но и безопасные... для еды тоже не предназначены, а потому обращаться с ними рекомендую осторожно. Храните каждое в отдельной коробке с ярлыком; жидкости - в склянках с притертой пробкой. Не подражайте тому химику-любителю, который на изумленный вопрос приятеля: "Разве сода бывает голубая?" - отвечал: "Это - медный купорос, который я, чтобы не забыть, что он такое, положил в коробочку из-под соды"...
Не у всякого из нас память так хороша, чтобы помнить, что в какой коробочке лежит, да и сам изобретатель такого способа хранения веществ, наверное, в конце концов перезабыл, где и что у него хранится.
Мгновенная фотография, да еще цветная
Насколько хлопотливо дело получения цветных изображений на особых пластинках при помощи фотографической камеры, настолько оно просто, если ведется чисто химическим путем.
Натяните на деревянную рамку, хотя бы от грифельной доски или какой-нибудь картинки, кусок небеленного муслина; приготовьте растворы железного купороса, азотнокислого висмута и медного купороса в трех блюдечках. Растворять все эти соли лучше в теплой воде, предварительно измельчив их в порошок. Только в таком случае нужно каждый раз тщательно мыть ступку и пестик, чтобы не загрязнить один порошок примесью другого.
Отдельными для каждого раствора кисточками нарисуйте на муслине несложную картину. Нарисовав одним из растворов, дайте изображению хорошо просохнуть и только тогда приступайте к рисованию другим, чтобы отдельные тона не смешались друг с другом. Окончив картинку, слегка увлажните ее, подержав над кипящей водой, и обрызгайте ее из пульверизатора раствором так называемой красной кровяной соли (железосинеродистым калием). Так как картинка рисована почти бесцветными растворами, то кисея издали будет казаться совершенно белой. Пульверизация ее раствором кровяной соли вызывает мгновенное появление цветов: синего на местах, покрытых раствором железного купороса; желтого, где был проложен раствор азотнокислого висмута, и коричневого, где ваша кисть покрыла муслин раствором медного купороса.
Зная заранее это обстоятельство, выберите подходящую тему рисунка, изобразив, например, желтую бабочку коричневым туловищем, сидящую на голубом цветке.
Секретные чернила
Написав одним из вышеназванных растворов гусиным пером на белой бумаге, дайте написанному просохнуть, а затем смочите бумагу раствором красной кровяной соли. В зависимости от того, какими "невидимыми чернилами" вы писали, написанное выступит синими, желтыми или коричневыми буквами.
Подобного рода секретных чернил можно придумать десятки. Вспомните, что при смешении бесцветного раствора таннина и слабо окрашенного раствора железного купороса вы получили настоящие чернила. Следовательно, если написать письмо только раствором таннина, то бумага будет казаться такой же чистой, как если бы на ней ничего не было написано. Но смочите ее раствором железного купороса, и написанное выступит черным по белому.
Можно для той же цели воспользоваться известным вам свойством сероводорода давать черные цветные осадки в бесцветных растворах.
Напишите, каждый раз беря другое гусиное перо, растворами уксуснокислого свища, хлористого марганца, хлористой сурьмы, хлористого кадмия что-нибудь на белой бумаге и дайте написанному просохнуть. Можете, хоть через год, "проявить" написанное, слегка увлажнив бумагу и подержав ее над откупоренной банкой с сернистым кальцием.
В первом случае написанное выступит черными, во втором - телесно-красными, в третьем - оранжевыми и в четвертом - желтыми буквами.
Напишите бесцветным насыщенным раствором цинкового купороса на черной бумаге и, пока написанное еще не высохло, проявите, как и в предыдущем случае, сероводородом, - белые буквы резко выделятся на черном фоне. Кстати, вы ознакомитесь с единственным нерастворимым сернистым металлом, имеющим белый цвет. Это - сернистый цинк.
В пробирку, до половины налитую водой, осторожно но стеклянной палочке влейте одну каплю серной кислоты. Дав ей раствориться, взболтайте раствор и опять же гусиным пером напишите по белой бумаге. Высохнув, написанное не будет заметно. Приложите бумагу к горячей печке: написанное станет черным. Дело в том, что серная кислота жадно соединяется с водой, отнимая элементы, из которых последняя состоит, от так называемых углеводов - органических веществ, подобных древесине, крахмалу, сахару и пр., при чем эти вещества (в данном случае бумага) обугливаются. Написанное таким способом уже ничем не может быть удалено.
Вряд ли стоит упоминать еще об одних "секретных" чернилах - о луковом соке. Но всем ли известна его способность выступать после нагревания бумаги, на которой им написаны буквы?
В царское время в практике большевистского подполья всевозможные химические чернила и секретные растворы для писания были в полном ходу, помогая вождям нашей партии - Ленину, Сталину, Свердлову, Кирову и другим товарищам - держать связь с рабочей массой, пересылать сообщения и т. д.
Появляющиеся и исчезающие чернила
Невидимые чернила, о которых я сейчас вам рассказал, будучи однажды проявлены, теряют свою способность хранить тайну вашей переписки от посторонних. После проявления они не только становятся, но и остаются всем и каждому видимыми.
Существуют, однако, и такие вещества, которыми можно писать так, что написанное ими появляется и исчезает по желанию.
Самым известным и наилучшим из таких веществ является хлористый или азотнокислый кобальт. Кристаллики этого соединения - темно-малинового цвета, а раствор розовый. Крепкий раствор для изготовления "симпатических", как их называют, чернил нет надобности брать; достаточно, чтобы он имел слабо-розовый оттенок. Писать им можно на белой, а еще лучше - на розовой бумаге. Высохнув, написанное совершенно не будет заметно, особенно если станете писать мягким гусиным пером, не царапающим бумагу. Приложите бумагу к теплой печке ли слегка нагрейте ее над свечой, - написанное четко выступит буквами красивого голубого цвета.
Отчего это происходит? Мы ведь ничего не прибавляли такого, чтобы вместо кобальтовой соли получить какое-нибудь новое вещество!
Да, но нагреванием мы отняли кристаллическую воду. Даже такое неважное, казалось бы, изменение состава уже резко меняет в некоторых случаях физические свойства тел.
Разотрем несколько кристалликов кобальтовой соли в порошок нежно-розового цвета и, всыпав его в пробирки, нагреем над пламенем спиртовой лампы. У верхнего края пробирки на ее внутренней поверхности после нагревания осядут капельки воды, а порошок примет прелестный голубой цвет. Недаром кобальт применяют в живописи как отличную голубую краску, так и называемую кобальтом или кобальтовой) синью. Только это другое соединение того же элемента, стойкое по отношению к нагреванию и охлаждению.
Проделайте такой же опыт с изумрудно-зелеными кристалликами хлористого никкеля, - они при слабом прокаливании превратятся в порошок не особенно красивого желтого цвета. Если написать на зеленой бумаге, то раствор никкелевой соли не дает видимых букв; они выступают, как й написанное солью кобальта, после нагревания.
Но вот что самое замечательное: через несколько минут - и чем более влажен воздух в комнате, тем скорее - написанное исчезает!
Ускорить процесс исчезновения букв можно, подержав бумагу над горячей водой или подышав на нее.
Такое появление и исчезновение написанного можете вызывать сколько угодно раз.
Помните только при такой переписке, что в наше время химия - не оккультная наука и что секрет симпатических и невидимых чернил стал давно "секретом полишинеля".
Магические картинки
На куске желтоватой рисовальной бумаги набросайте рисунок раствором бромистой меди. Покройте изображенные траву, деревья, - словом, все, что должно иметь зеленую окраску, хлористым, а небо и воду - азотнокислым кобальтом.
Просушите, приложив к горячей печке, - картинка выступит в натуральных цветах.
Заметьте себе еще, что при тех же условиях раствор медного купороса, к которому прибавлено немного нашатырного спирта, меняет цвет на темно-синий, а раствор окиси кобальта в уксусной кислоте с примесью небольшого количества раствора калиевой селитры превращается в светло-розовый.
Букет цветов - указатель погоды
Растворите в ста весовых частях дистиллированной или мягкой дождевой воды десять частей чистого белого желатина (так называемого рыбьего клея) и прибавьте к раствору одну весовую часть хлористого кобальта, пропитайте этим раствором букет искусственных цветов, сделанных из белой, розовой и желтой (последняя - для листьев) бумаги.
Когда букет просохнет, он будет иметь розоватые и розовые цветы и желтые листья и таким останется, если небо серо и воздух влажен. Но стоит погоде начать переменяться к лучшему - цветы вашего букета превратятся в голубые и фиолетовые, а листья позеленеют. Можно усложнить такой "цветочный барометр" (вернее, гигроскоп, то-есть влагоуказатель), заготовив, кроме указанного, еще два раствора:
1) Хлористого кобальта 1 вес. часть.
Белого желатина 29 вес. часть.
Окиси никеля 75 вес. часть.
Хлористой меди 25 вес. часть.
Воды дистиллированной 200 вес. часть.
2) Двухлористой (хлорной) меди 1 вес. часть.
Желатина 10 вес. часть.
Воды 100 вес. часть.
Пропитав по кусочку белой папиросной бумаги каждым из растворов, изучите изменение ее окраски в зависимости от действия тепла и влаги и, руководствуясь этими изменениями и собственным художественным вкусом, готовьте ваш букет-погодоуказатель.
Комбинация окрасок, даваемых тремя указанными растворами, с окраской цветной папиросной бумаги, из которой вы будете делать свой букет, - богатейшая, и вам остается только выбрать наиболее резкие изменения цветов при перемене погоды.
Живопись по дереву
Если вы занимаетесь выпиливанием по дереву, у вас, конечно, найдется кусок тонкой доски из плотной белой древесины. Если же вы не знакомы с этим прекрасным любительским развлечением, то вам придется достать нужную вам доску.
Растворите в теплой воде немного сернокислого анилина (достаточно взять на кончик перочинного ножа). Раствор должен иметь слабый желто-зеленый цвет. Рисунок, сделанный этим раствором при помощи акварельной кисточки на деревянной дощечке, при высыхании становится ярко-желтым.
Рисунок, нанесенный спиртовым раствором флорглютина, исчезает после высыхания, но, будучи увлажнен слабым раствором соляной кислоты, вновь выступает ярко-малиновыми линиями.
Использовать эту реакцию можно для вариации фокуса мгновенного появления рисунка на доске, казавшейся зрителям совершенно чистой.
Любитель ажурной выпиловки иначе воспользуется указанными рецептами, превратив при их помощи дощечки белой древесины в имитацию дорогих привозных дерев: желтого и красного. Имея в своем распоряжении подготовленные такой окраской доски, он сможет выделывать прекрасные многоцветные инкрустации, комбинируя свои искусственные тропические деревья с дощечками из липы и ореха, делая вставки в месте пропилов из досок других цветов. Из такого дерева можно, например, сделать красивый ящик для радиоприемника.
Есть и третье практическое приложение этих цветных реакций: испытание бумаги.
Высокосортная (веленевая) бумага, приготовленная из тряпья, не изменяется от указанных реактивов, а сделанная из древесной массы - от первой жидкости желтеет, а от второй, будучи увлажнена соляной кислотой, краснеет.
Плохая бумага сама за себя краснеет!..