Добывание кислорода

В бертолетовой соли есть кислород, как в мелу – углекислый газ. Если нагревать бертолетову соль, то кислород выходит из нее. Таким же способом и из мела можно выгнать углекислый газ, только нагревать его надо очень сильно. Из бертолетовой соли кислород выделяется гораздо легче. Таким путем можно удалить из бертолетовой соли весь ее кислород. Чтобы собрать выходящий через резиновую трубку кислород, кончик трубки опускают в таз с водой, а над трубкой опрокидывают наполненную водой банку или склянку. Перевернуть банку с водой надо так, чтобы в нее не попал воздух. Теперь пузырьки кислорода будут попадать в банку и вытеснять оттуда воду.

Посмотрим на добытый кислород. По виду он, как углекислый газ, совершенно походит на воздух. Он так же прозрачен, без запаха и без вкуса. Как его отличить от обыкновенного воздуха? Для этого приготовим сначала пробку, которой можно было бы закрыть банку с кислородом, потом спички, известковую воду, маленький уголек, надетый на железную проволоку, и, наконец, сухую тонкую лучину. Теперь перевернем вверх горлышком банку с кислородом. Прильем в нее как можно скорее немного известковой воды и быстро закроем ее снова пробкой. Известковая вода останется светлой. Значит, в банке нет углекислоты. Потом разожжем уголек и, приоткрыв пробку, опустим его на проволоке в банку. Уголек сейчас же вспыхнет таким ярким пламенем, что на него будет больно смотреть. Если вместо уголька опустить туда тлеющую лучину, то она точно так же вспыхнет белым пламенем, будто бенгальский огонь.

Кусочек угля горит в кислороде

Прежде чем уголек сгорит, вы увидите, что известковая вода сильно помутнела. Что же такое произошло? Откуда-то взялась углекислота. От нее-то и помутнела известковая вода. Уголь сгорел. От него осталось только немного золы, а в банке появилась углекислота. Откуда же она взялась? Понятно, не из наружного воздуха, потому что банка все время была закрыта. Значит, она могла произойти только из кислорода и угля. Вода в банке, проволока, стекло, пробка – все осталось таким же, как было раньше, но уголь и кислород изменились. Как известь и углекислота, соединяясь, становятся мелом, так в вашей банке соединился уголь с кислородом. Уголь вместе с кислородом образовал другое вещество: углекислый газ.

Теперь вы поймете, откуда берут растения кислород, который выходит из их устьиц. Растения вдыхают в себя из воздуха углекислый газ. Он входит в них через те же самые устьица. Внутри растений этот газ снова разделяется на углерод и кислород. Кислород выходит из растений наружу, а углерод остается в них. Но углерод – это не тот черный уголь, который используется как топливо, такого угля в растениях нет. Когда углекислый газ разделяется на углерод и кислород, то углерод внутри растений сейчас же снова соединяется с другими различными веществами, и из этих соединений строится тело растений. Этот процесс называется фотосинтезом (от греческого слова «фото», означающего «свет»). Если растение попадет в огонь, из него снова получится уголь. Сожжем этот уголь, и опять получится углекислый газ, который растение взяло из воздуха.

Надо сказать, однако, что растения все же поглощают из воздуха кислород, как и животные; но они поглощают его меньше, чем выделяют. Только в темноте зеленые растения не выделяют кислорода и не поглощают углекислого газа. Итак, вы видите, что растения выделяют кислород, нужный для животных, а животные – углекислый газ, нужный для растений. Так на земле постоянно идет круговорот: все, что растения берут из земли и воздуха, снова вернется когда-нибудь земле и воздуху. Ничего не исчезает – все, что есть, остается. Изменяются только соединения между различными веществами.

Как ни важен кислород для всего живущего на земле, но, как я вам сказал, только пятая часть воздуха состоит из него. Еще меньше в воздухе водяных паров и углекислого газа. Главную часть воздуха составляет особенный газ, который нетрудно добыть прямо из воздуха. Этот газ называют азотом. Если вы накроете опрокинутым стаканом зажженный огарочек восковой свечи, то мало-помалу кислород потратится на горение свечи, и она потухнет.

Попробуйте это сделать таким образом. Достаньте банку из-под варенья. Посередине глубокой тарелки прилепите восковую свечу. Тарелку налейте до краев известковой водой. Зажгите свечку и накройте ее банкой. Накрывать надо не прямо сверху, а немного наклонив банку, чтобы под краями банки было немного воды. Когда свеча потухнет, вы увидите, что вода входит под банку и поднимается в ней. Мало-помалу эта вода помутнеет: углекислота соединится с известью, и через некоторое время под банкой углекислоты не останется. То место, которое занимал прежде кислород, а потом углекислота, займет теперь поднимающаяся в банке вода. Оно и понятно: кислород составлял пятую часть воздуха, бывшего в банке, теперь кислорода нет, и его место заняла вода. Надо, однако, сказать, что это не совсем верно. Хоть главная часть кислорода и пошла на горение, но не весь кислород: свеча погасла раньше. Поэтому в вашей банке остается не чистый азот с водяными парами, в ней осталось еще немного кислорода. Чтобы получить чистый азот, берут для горения под банкой не свечку, а фосфор.

Азот, как и кислород, не имеет ни цвета, ни запаха. Свеча и уголь в нем сейчас же тухнут, а известковая вода остается светлой. Азот легче, чем кислород, стало быть, легче, чем воздух.

Итак, вы видите, что воздух, окружающий нас, – не простой газ. Вы знаете теперь, почему этот воздух так важен для всего живущего на земле. Но он имеет еще и другое важное значение. Воздух для земли все равно, что теплое платье для нас. Когда мы говорим про одежду, что она теплая, то это еще не значит, что она греет нас. Она не греет, а только защищает наше тело от остывания. Также и воздух, сам нагреваясь от земли, удерживает вокруг нее тепло. Если бы Земля не была одета со всех сторон этим воздушным платьем, то она скоро превратилась бы в холодную, безжизненную пустыню. Земля нагревается солнцем, а воздух получает свое тепло от земли. Едва успеет солнце зайти, едва наступит ночь, как земля снова начинает остывать. Она снова теряет свое тепло. Тогда-то воздух и «греет» землю, пока вновь не взойдет солнце и не зальет ее снова своими теплыми лучами. Не все, однако, части воздуха одинаково защищают землю от остывания. Если бы воздух был совершенно чист и состоял бы только из четырех частей азота и одной части кислорода, то он еще мало бы грел землю. Но в том-то и дело, что в нем всегда есть водяные пары, именно они и заботятся о нашем тепле.

Вы знаете, что, прежде чем вскипятить воду, надо ее нагреть. Пока она не закипела, она будет становиться горячее. Но как только она закипит, она перестает нагреваться; сколько бы вы ее теперь ни нагревали, в ней будет оставаться все время столько же тепла. Куда же исчезает теперь то тепло, которое получает вода? Оно улетает из нее вместе с паром. Чтобы заставить воду закипеть, надо в пять раз меньше тепла, чем для того, чтобы всю эту воду испарить. Тепло идет на превращение жидкой воды в водяной газ. И все это тепло уносится с паром.