VI КЛАСС
ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЮ.
Экспериментальный курс концентрированного обучения.
I ПРЕДМЕТНАЯ НЕДЕЛЯ: "ЗАПУСК" КУРСА.
ПРЕВРАЩЕНИЯ И "НЕ-ПРЕВРАЩЕНИЯ" ВЕЩЕСТВ.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
ПРЕВРАЩЕНИЙ (ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ).
ЗАДАЧИ I ПРЕДМЕТНОЙ НЕДЕЛИ.
Постановка познавательной задачи идентификации вещества в условиях возможных превращений (различение превращений и не-превращений в модельном представлении). Ознакомление со средствами воздействия на вещество с целью осуществления превращений. Разбор образцовых текстов и создание текстов-рецептов целенаправленного превращения. Постановка проблемы молекулярной интерпретации изменений, происходящих с веществом, с целью грамотного отличения превращения и не-превращения.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
Среди других предметов химия выделяется как "искусство превращения веществ", и все, что с этим связано, следовательно, попадает в сферу ее рассмотрения. Тем самым химия определяется скорее не по "предмету" изучения (нет никаких "химических веществ" - любые вещества могут так или иначе участвовать в превращениях), а по роду деятельности, связанной с этими превращениями и их осуществлением. Общая задача, под флагом которой может тогда развиваться химия - это задача "превратить все во все", и исследование касается возможностей и способов такого превращения.
Задача вводного курса - введение учащихся VI класса в такую деятельность и появление в ней способов превращения, посредством которых не только осуществляются, но и осмысливаются превращения веществ. Вещество тем самым понимается как "носитель" возможности превращений, и определяется по отношению к некоторому набору типичных превращений или взаимодействий со "стандартными" посредниками.
Задача уроков этой недели: введение детей в содержание будущей исследовательской деятельности, представленной на этом этапе в максимально абстрактном виде. Дети должны "прочувствовать" себя в ситуации "химического превращения" веществ, которое они МОГУТ выполнить сами. При этом необходимо научиться обнаруживать и превращения веществ, которые происходят "сами собой" в природе, осуществляются в быту и технике.
Первая проблема, которая здесь может быть поставлена и осознана, выглядит примерно так: как "научиться" уверенно производить превращения веществ там, где они понадобятся, каждый раз, без ошибок, то есть, именно те, которые нужно? В описании любого превращения, тем самым, для тех, кто поставил себе такую задачу, выделяются две смысловые части: описание собственно превращения (на "языке" описаний веществ) и описаний действий, которые необходимо выполнить (на "языке" рецептов).
Задача ФИКСАЦИИ превращения, которое сопровождается обсуждением и обязательным "оспариванием" факта превращения, приводит к необходимости выработки в учебной группе СРЕДСТВ такой фиксации. С их помощью как раз и можно представить предмет обсуждения понятным для всех образом. Таким простейшим средством является "молекулярная схема" вещества, то есть, изображение "мельчайших", невидимых глазу частиц вещества, такими, чтобы "сразу стало понятно", было превращение или нет. Проще всего изображать такие частицы кружочками (или другими значками) разных цветов, не обязательно совпадающих с цветом веществ: это сыграет свою роль в обозначениях "бесцветных" веществ, которые попадаются чаще и заметить их превращения труднее. Можно также использовать значки-пометки вместо цвета, изображать частицы разной формы и пр.
Содержание такой схемы, естественно, не должно выходить за рамки актуальной задачи: если нужно продемонстрировать на схеме факт наличия превращения, то ДОСТАТОЧНО того, что частицы "исходного" и "получившегося" веществ будут обозначены РАЗНЫМИ значками. Если общеизвестны какие-нибудь бытовые названия этих веществ ("вода", "уксус", "мел" и т.п.), то их следует также употреблять в рамках этого различения (даже если "на самом деле" это не одно вещество, а смесь нескольких, можно пока эти подробности не обсуждать) – для решения вопроса о том "было превращение или нет" в большинстве случаев достаточно представлений типа "молекула исходного вещества" или "молекула получившегося продукта", взятых здесь как условные обозначения глобального отличия первого от второго. К проблеме состава известных смесей (воздуха, например) целесообразно обращаться, когда, во-первых, этот вопрос уже возник по результатам предыдущей работы (поставлен детьми), и, во-вторых, у учащихся есть какие-то реальные средства поиска ответа и проверки своих более или менее обоснованных гипотез (в случае воздуха это – опыт работы с газами (собирание и испытание [т.е. возможность идентификации] углекислого газа, водорода, сравнение их с воздухом). Тогда выделение из воздуха такой его активной составляющей как кислород будет уместно и обосновано, как и выяснение природы неактивного «разбавителя» – азота.
Обобщенное представление, выработанное здесь, выглядит примерно так: каждое из веществ, с которым мы можем иметь дело, представляется как состоящее из "своих" ("таких-то") молекул, и, если произошло превращение, то оно выглядит на схеме так, что ТАКИХ молекул больше не будет, они "превратятся" в молекулы уже "другого вида", и это означает появление другого вещества, о появлении которого мы можем судить на основании принципиального изменения свойств. Иногда эти свойства веществ очевидны: например, утрата сьедобности, растворимости и пр., а иногда нет. Наиболее общим критерием превращения служит простая на вид (и совершенно неочевидная для детей) ситуация "утраты возможности аналогичного превращения", и образование такого критерия служит важным показателем их содержательного продвижения. Однако и другие критерии годятся, поскольку в принципе их может оказаться достаточно для того, чтобы распознать превращение.
Соответственно, если превращения нет, то это "доказывается" обнаружением того же вещества в неизменном виде (и, соответственно, возможностью произвести еще раз аналогичное действие), и молекулярный состав вещества фиксируется на схеме употреблением тех же значков.
Задача ПОНИМАНИЯ СПОСОБА ПРЕВРАЩЕНИЯ на этом этапе состоит в необходимости зафиксировать СРЕДСТВА, использованные для его осуществления. Средствами будет все то, что необходимо будет обязательно повторить, если захотеть произвести такое же превращение, например, с новой порцией этого вещества (а, скажем, слова, которые это сопровождают, магические пассы руками, могут быть и другими...).
В качестве средств такого рода первыми обнаруживаются: смешивание с другим веществом, нагревание до высокой температуры, возможно, действие электрического тока. Не очевидна роль таких процедур, как растворение в воде, кипячение с водой, действие "длительного времени" и т.п. По отношению к прослеживаемому превращению "действующие вещества" можно определить как "вещества-посредники (помощники)", отмечая в молекулярной схеме их отличия от превращаемых веществ и от посредников других превращений (их "собственные" превращения при этом можно пока не обсуждать).
Содержание деятельности учебных групп (на которые стоит разделить детей для облегчения руководства их самостоятельной работой в этой серии занятий) можно представить так:
- Подготовка по прописи и самостоятельное осуществление доступных превращений веществ (обыгрывание их как "фокусов", "чудес", "магии"). Схематическое изображение "желаемого превращения" и молекулярной картинки произошедшего. Обсуждение и доказательство факта превращения, выполняемого детьми.
- Поиск и "молекулярная" интерпретация превращений, совершающихся в природных и бытовых условиях. Доказательство отсутствия превращения в некоторых ситуациях.
- Поиск в текстах (алхимические тексты, методики синтеза, кулинарные рецепты и пр.) описаний ситуаций превращения и составление схем происходящего.
- Экспериментирование с заданными веществами ("лабораторная" задача) и обсуждение фактов наличия или отсутствия превращений при известных воздействиях.
- Обсуждение "вопросов", важнейшими из которых будут: все ли вещества могут превращаться в другие? Какие могут быть "посредниками" превращений? Какие надо брать вещества, чтобы получать "то, что задумано"? Что "на самом деле" происходит при разных действиях с веществами?
Результатом обсуждения может быть формулировка задачи изучить некоторые события, происходящие "в мире веществ", с целью найти ответы на возникшие вопросы.
ПЛАНИРОВАНИЕ ВВОДНОЙ НЕДЕЛИ.
"МЫ ПОКА НЕ ВОЛШЕБНИКИ, А ТОЛЬКО УЧИМСЯ"
ЗАНЯТИЕ 1. "Химическое волшебство".
Работа в группах по 2-4 человека.
ПОДГОТОВКА: реквизит - бумага, фломастеры, самоклеящаяся бумага, золотые и серебряные самоклеящиеся полоски, цветной скотч. Химическая и иная посуда причудливого вида. Внятно составленные инструкции по показу "фокусов" (приложение 1), реактивы (подготовленные и размещенные в посуде), посуда (подобрана и поставлена на лотки).
Проводится краткий ИНСТРУКТАЖ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ! Очень желательно, чтобы с каждой детской группой, готовящей опыт, работало по взрослому (это могут быть другие учителя, студенты или грамотные старшеклассники).
Раздаются задания для подготовки "химического фокуса". Требуется подготовить и элементы костюма (плащ, шляпа, очки, жезл и пр.), разыграть сценку, сюжет, подходящий к фокусу.
Задача каждой группы - описать ("защитить" на публике) происходящее ПРЕВРАЩЕНИЕ.
Плакат, подготовленный к обсуждению, должен изображать:
- условно обозначенное исходное вещество, описанное признаками;
- проделанную операцию (нагревание, действие другого вещества);
- вещество, полученное в результате превращения, также описанное признаками, с фиксацией изменений.
Примечание (для взрослых): Никаких «настоящих» химических названий, формул и терминов детям сообщать не требуется (это противопоказано)! Они все, что нужно, «назовут» и опишут сами – как видят и понимают! Показ «фокуса» для «публики» и дальнейшее обсуждение скорректируют грубые неточности в наблюдениях (и «названиях»), если они были допущены.
Описание проделанного "фокуса" может выполняться в терминах "волшебства", в виде "рецепта алхимика". Вещества могут получить специальные названия. Подготовленный "фокус" , плакат и "рецепт" демонстрируются публике.
Если на это занятие отводится несколько часов, то опыт делается каждой группой по инструкции, оформляется как сценка, записывается описание и зарисовывается схема. Группы собираются вместе для просмотра демонстраций. Если времени недостаточно, "фокусы" показываются взрослыми, дети разделяются на группы по числу показанных опытов для обсуждения и составления схем, желательно, с участием тех, кто сам выполнял этот опыт.
Если дети знакомы с представлениями о молекулах, можно сразу включить "молекулярную" интерпретацию в схемы: превращение выглядит как исчезновение "одних" молекул (составлявших прежние вещества) и появление новых (составляющих полученные вещества).
ЗАНЯТИЕ 2. "Превращения и не-превращения вокруг нас".
Задача: проследить различные процессы в природе, в хозяйстве и т.п. Доказать наличие или отсутствие превращения, описывая свойства. Выделить очевидные способы осуществления превращения. Если на это не выделяется специальное время, наблюдения следует организовать как домашнюю работу.
Следует наметить и задать детям примерные обьекты наблюдений. Желательно, чтобы в каждой группе были рассмотрены процессы, как приводящие, так и не приводящие к превращениям.
После выполнения задания оформляется плакат, изображающий ПРЕВРАЩЕНИЕ, если оно наблюдалось, или СОХРАНЕНИЕ того же вещества. Составляется краткий "рецепт" превращения. Изображается картинка, молекулярная схема, схема "этикеток" (условных названий, которые дают веществам сами дети). Отсутствие превращения показывается одинаковыми значками для молекул.
Группы собираются вместе для демонстраций и обсуждения. Домашним заданием, если есть время для его выполнения, будет: найти в книгах описания превращений веществ или "рецептов", по которым их можно произвести.
ЗАНЯТИЕ 3. "Рецепт" превращения.
Специально подобранные тексты содержат описания превращений, взятых из литературы. Образцы текстов приведены в приложении 2. Их можно распечатать и раздать для проработки в группах или каждому. Если для работы групп их окажется недостаточно, следует подобрать аналогичные. Если такое задание было дано на дом, можно использовать и тексты, принесенные детьми. По тексту составляется схема, определяются средства осуществления превращений.
Демонстрируются и обсуждаются сама схема превращения (возможно, цепочки превращений: в одном и том же тексте может быть указание на несколько превращений и не-превращений) и средства, указания на которые обнаруживаются в тексте.
Задание для самостоятельной работы может включать составление аналогичного "рецепта" самими детьми для целенаправленного выполнения некоторого превращения из разобранных, которое может быть оформлено в любом из показанных жанров - простой инструкции, "загадки" для расшифровывания, фантастического или секретного "алхимического" текста.
ЗАНЯТИЕ 4. "Учимся осуществлять превращения сами"
Примечание: При недостатке времени это занятие можно организовать как "домашний опыт" (подобрав доступные и безопасные вещества и раздав предварительно напечатанные инструкции каждому) или сократить до минимальных затрат времени (например, осуществить одно превращение как один фронтальный опыт).
ПОДГОТОВКА: растворы реактивов в пронумерованных или помеченных цветными этикетками склянках, твердые вещества в баночках, вода в колбах. Несколько стаканчиков или коротких широкогорлых пробирок в штативе.
Инструкции составляются в виде: подействовать веществом (описание, номер, метка) на вещество ... (описание вещества). Наблюдать за возможными изменениями веществ.
По инструкциям осуществляются превращения "незнакомых" веществ, "имеющихся в нашей лаборатории" (и никаких химических названий-терминов!). Перед началом самостоятельной работы следует ознакомить детей с правилами безопасного проведения опытов (см. ОБЯЗАТЕЛЬСТВА по соблюдению правил техники безопасности – в приложении 3).
В качестве таких веществ могут быть использованы * [знак * означает, что химические формулы-названия веществ детям не сообщаются] соляная кислота, серная кислота, гидроксид натрия, малахит, раствор карбоната натрия, хлорид и сульфат железа(III), гидроксид железа(III), железо, цинк и т.п., по усмотрению учителя. Каждой группе выдается один и тот же набор реактивов, отдельные превращения выполняются в соответствии с разделением работ (например, можно каждому предложить вытянуть "билет" с указаниями.
Для каждого превращения составляется схема "этикеток" и молекулярные схемы. Схемы превращений обсуждаются.
ВОПРОСЫ, которые могут быть ПОСТАВЛЕНЫ в итоге:
Все ли вещества превращаются в другие (могут превращаться)?
Нужны ли для этого другие вещества (помощники)?
Как можно "заставить" вещество превращаться?
Как устроено вещество?
Как узнать, может ли это вещество участвовать в каких-то превращениях?
Как добиться того, что надо?
и др.
По ним формулируется учебная задача дальнейшего курса. "Настоящие" ответы на них могут быть получены лишь в итоге более подробного "разбора" различных превращений.
Переход к содержанию следующей недели может быть представлен как задача такого подробного рассмотрения вещества, при котором сразу станет понятно, что некоторые изменения его - НЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ, а только "ПОХОЖИ" на превращения или "исчезновение" вещества (возможно, такие случаи уже проговаривались) - и в измененном виде мы должны уметь распознавать "то же самое вещество", и не "попадаться в ловушки".
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ОПЫТЫ ДЛЯ "ХИМИЧЕСКИХ ФОКУСОВ".
Примечание: 1) Химические названия используемых реактивов в инструкциях для работы учащихся по группам должны быть заменены описательными – например, «дихромат аммония» можно назвать «оранжевым порошком» (кристаллами, веществом и пр.) – у группы, выполняющей этот опыт все равно будет на лотке только это «оранжевое вещество». Бытовые (и общеизвестные) названия веществ (например, «марганцовка») можно сохранить.
2) В предлагаемый набор вошли широко известные и популярные опыты, подробно описанные во многих практикумах, поэтому техническую сторону их выполнения (при необходимости) всегда можно уточнить по опубликованной методике. Используются как очень простые и практически безопасные опыты, так и опыты, подготовку которых учащиеся (новички) не смогут осуществить самостоятельно – здесь для успешной работы группе нужен грамотный взрослый. Выбор опытов для работы групп осуществляется исходя из наличных организационных и технических возможностей учителем.
1. "ВУЛКАН НА СТОЛЕ".
Небольшое количество дихромата аммония насыпается горкой на кафельную плитку или асбестированную сетку. Стеклянной палочкой, предварительно нагретой на пламени спиртовки до явного пожелтения верхушки пламени, прикасаются к верхушке конуса, слегка прижимая палочку к кристаллам дихромата. При появлении искр и почернении верхушки конуса палочку убирают.
2. "ПРЕВРАЩЕНИЕ ВОДЫ В МОЛОКО И ВИНО".
Прозрачный стакан смачивают изнутри несколькими каплями концентрированного раствора хлорида бария, ставят на цветную салфетку. Другой стакан смачивают изнутри спиртовым раствором фенофталеина, ставят на белую салфетку. В плоскодонную колбу, смоченную изнутри концентрированными растворами сульфата калия и щелочи, наливают немного воды из-под крана. Воду из колбы разливают в подготовленные стаканы.
3. "АЛАЯ И БЕЛАЯ РОЗА".
Из фильтровальной бумаги сворачивают бутон-оригами или на проволоке надевают несколько предварительно надрезанных по краям фильтровальных кружков. Бумагу пропитывают спиртовым раствором фенолфталеина, смачивая края бутона или лепестки цветка. Два высоких стакана (широкогорлые цилиндры) смачивают изнутри несколькими каплями концентрированных растворов аммиака и соляной кислоты, держа стаканы на разных концах стола. Стаканы накрывают стеклянными пластинками. Чуть увлажненную (из спринцовки) "розу" поочередно опускают в стаканы, приоткрывая крышки. Можно не использовать сосуд с соляной кислотой, подержав немного окрашенный цветок на воздухе, и "дыхнув" на него до достижения эффекта обесцвечивания.
4. "ДЫМ БЕЗ ОГНЯ".
"Пустые" цилиндры, смоченные соляной кислотой и аммиаком, как в предыдущем описании, подносятся горлышками друг к другу и поворачиваются до горизонтального положения.
5. "КРОВЬ БЕЗ РАНЫ".
Руку "пациента" смазывают темно-желтым раствором хлорида железа (III) ("иодом"), "скальпель" (стеклянную палочку с закругленным концом) погружают в "спирт" (раствор роданида калия), производят "разрез" (проводя палочкой по коже). Увидев "кровь", "разрез" обрабатывают "перекисью" (раствор фторида натрия: если такого реактива нет, можно использовать аптечные таблетки) до полного исчезновения окраски. Пациент моет руки.
6. "ЗОЛОТО ИЗ КИПЯЧЕНОЙ ВОДЫ".
В двух стаканах подогреваются (не до кипения) растворы иодида калия и ацетата свинца (подкисленного уксусной кислотой для подавления гидролиза). Горячие растворы сливаются в фарфоровый стакан или в круглодонную колбу, помещенные в снег или толченый лед. Взвесь иодида свинца из стакана после охлаждения выливают на фильтр, или наблюдают появление "золота" в колбе. Примечание: концентрации исходных растворов лучше (эффектнее для демонстраации) подобрать так, чтобы золотистые пластинки иодида свинца(II) образовывались при постепенном охлаждении раствора (методику можно посмотреть в практикуме, но такая вариация опыта требует чуть больше времени для охлаждения и наблюдения полного эффекта).
7. "ОГОНЬ - ХУДОЖНИК".
Концентрированный раствор нитрата калия наносят на фильтровальную бумагу кисточкой, выполняя рисунок или надпись как единый незамкнутый контур, следя за тем, чтобы не возникали тонкие перемычки сухой бумаги внутри контура. Линию заканчивают у нижнего края бумаги, отметив карандашом место выхода. Высушенный листок закрепляют почти вертикально в лапке штатива, подносят спиртовку к помеченному выходу контура, осторожно поджигают. Как только бумага начинает чернеть в направлении рисунка, спиртовку убирают. Следует наблюдать за распространением искры, так как рисунок может развалиться.
8. "РАДУГА КРАСОК".
Стаканчики с цветными и прозрачными растворами расставляют в два ряда (верхний и нижний), на фоне белого экрана. Последовательно часть содержимого верхних стаканчиков добавляют в соответствующие нижние, ставя верхние стаканчики на место. Используют: раствор фенолфталеина в щелочи и кислоту, зеленый универсальный индикатор в воде и кислоту или щелочь, сульфат меди и концентрированный раствор хлорида натрия, хлорид кобальта и раствор аммиака, сульфат меди и раствор аммиака, раствор сульфата хрома (III) и щелочь, сульфат натрия и хлорид бария, перманганат калия и подщелоченный сульфит натрия, ацетат свинца и иодид калия, сульфат железа(III) и гексацианоферрат(II) калия (др.вариант - роданид калия), и др. пары растворов, меняющие при смешивании окраску.
9. "ЛИМОНАД, ФАНТА И ПЕПСИ В ОДНОМ ФЛАКОНЕ".
Из небольшой пластиковой бутылки с желтой этикеткой наливают "лимонад" (раствор хромата калия) последовательно в три стаканчика: первый чистый, второй смочен концентрированной кислотой, в третьем содержится несколько капель подкисленного пергидроля.
10. "СЕКРЕТНЫЕ ЧЕРНИЛА".
На фильтровальной или другой непроклеенной бумаге выполняется надпись или рисунок раствором соли двухвалентного железа. Надпись проявляется сбрызгиванием из спринцовки раствором гексацианоферрата калия.
Фокус можно показывать, используя и розовый раствор хлорида кобальта. Делают рисунок или надпись на бумаге, так, чтобы розовая окраска была еле видна. Если при высыхании надпись синеет, ее перед демонстрацией держат над паром (можно в сосуде с небольшим количеством влаги на дне). Для «проявления» рисунка бумагу с "секретной" надписью осторожно прогревают над огнем или горячей плиткой.
11. "ГАЗИРОВАННАЯ ВОДА ИЗ-ПОД КРАНА".
В колбу, содержащую несколько капель кислоты, наливают немного воды из-под крана, встряхивают, чтобы не оставалось пузырьков. Из этой колбы наливают "воду" в пустой стаканчик, на дне которого небольшое количество концентрированнного раствора карбоната калия. Стаканчик встряхивают и демонстрируют "газировку".
12. "ОГОНЬ БЕЗ СПИЧЕК".
Осторожно подготовленную на керамической плитке "кашицу" (смесь кристалликов перманганата калия - на кончике шпателя - и нескольких капель концентрированной серной кислоты) стекляннй палочкой наносят на фитиль спиртовки. Спирт воспламеняется. Можно вместо спиртовки поджечь глицерин, капая из длинной пипетки на "зажигательную" смесь.
13. "НЫРЯЮЩЕЕ ЯЙЦО".
Сырое яйцо осторожно опускают в разбавленный раствор кислоты, так, чтобы яйцо могло видимым образом перемещаться от дна к поверхности. Яйцо периодически всплывает при накоплении на поверхности достаточного количества пузырьков углекислого газа и тонет, когда пузырьки лопаются на поверхности.
14. "МЫ ДЕРЖАЛИ ПОРОХ СУХИМ".
Перед показом смешивают небольшое количество растворов иода (в иодиде калия или спиртовой) и аммиака в стаканчике до выпадения черного осадка (подробности см. в практикуме). Взвесь выливают на фильтр и после стекания жидкости подсушивают на столе, расправив фильтр на свернутой газете (вдали от посуды). Дождавшись полного высыхания бумаги (газету можно предварительно прогреть на батарее), постукивают по частицам порошка длинной указкой.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ТЕКСТЫ ДЛЯ РАЗБОРА.
А. СВИДЕТЕЛЬСТВА УЧЕНЫХ
***
В Египте замечательно раскрашивают одежды, для чего белую материю предварительно припитывают не красками, но поглощающими краску составами. При этом на материи ничего не выявляется, но после погружения в котел с кипящей краской она оттуда вынимается раскрашенной. Удивительно, что, хотя в котле краска одна, одежды приобретают тот или иной цвет в зависимости от свойств составов.
(свидетельство Плиния, I в. до н.э.)
***
Алхимия есть наука о том, как приготовить некоторый состав, или эликсир, который, если прибавить его к металлам неблагородным, превратит их в совершенные металлы... Алхимия есть непреложная наука, работающая над телами с помощью теории и опыта и стремящаяся путем естественных соединений превратить низшие из них в более высокие и более драгоценные видоизменения... учит изготовлять благородные металлы и краски и кое-что другое с помощью искусства лучше и обильнее, чем с помощью природы...
(Роджер Бэкон, XIII в.)
Б. ИЗ ПРОПИСЕЙ АЛХИМИКОВ
***
Чтобы приготовить эликсир мудрых, называемый философским камнем, бери, сын мой, философской ртути и накаливай, пока она не превратится в зеленого льва. После этого прокаливай сильнее, и она превратится в красного льва. Дигерируй этого красного льва на песчаной бане с кислым виноградным спиртом, выпари жидкость, и ртуть превратится в камедеобразное вещество, которое можно резать ножом. Положи его в обмазанную глиной реторту и не спеша дистиллируй. Собери отдельно жидкости различной природы, которые появятся при этом. Ты получишь не имеющую вкуса флегму, спирт и красные капли. Киммерийские тени покроют реторту своим темным покрывалом, и ты найдешь внутри истинного дракона, потому что он пожирает свой хвост. Возьми этого черного дракона, разотри на камне и прикоснись к нему раскаленным углем. Он загорится, и, приняв вскоре великолепный лимонный цвет, воспроизведет снова зеленого льва. Сделай так, чтобы он пожрал свой хвост, и дистиллируй продукт снова. Наконец, мой сын, тщательно ректифицируй, и ты увидишь появление горючей воды и человеческой крови...
(рецепт Раймонда Луллия (XIII-XIV в.), повторенный в трактате алхимика Рипли (XV в.)
***
Все древние философы... делали свою крепкую водку просто из римского купоросу и селитры, или из квасцов и селитры, сие и было тому причиною, что много требовалось времени прежде приведения в совершенство. Итак, научу я тебя приготовлению первой воды, о коей преж сего в книге о Минеральном камне упомянуто было, что она камень делает летучим; делается же следующим образом: возьми три части римского купоросу, две части минеральной антимонии, лапис гематитес, шафран марсов, жженой меди, яри веницейской и цинноберу [киновари], каждой по одной части; селитры десять частей, иссуши так, чтобы пылилось, и перегони из того крепкую водку, сначала первые 24 часа легким жаром, а потом сильным; простудив, вынь остатки из сосуда, разотри мелко и положи опять в сосуд для перегонки; налей крепкой водки и накрой тотчас гельмою и, примазавши крепко реципиент, дистиллируй по-прежнему. Сие продолжай делать до трех раз, наливая всякий раз дистиллировавшуюся воду на истертые остатки. Вода сия называется водою философов для красного цвета, и на нее во многих местах в сей науке ссылаются...
***
Возьми живой извести, сколько хочешь, и налей в оную довольную часть урины; и дай погаснуть, и чтоб она села; сверху слей все долой, и когда селитры шесть фунтов [хочешь получить], то возьми урины 12 фунтов и более, но не менее, и положи все сие вместе в чистый котел, и вари крепко, а пену снимай железной ложкой, которую обмакивай иногда в густоту, и брызгай на огонь, и когда станет гореть или уголья будут от него пылать, тогда сними с огня, и дай немного поостынуть, потом влей сие в холстинный мешок, который повесь над бочкой, вышиною на 5 футов, то будет в воде, как хрусталь, садиться, что и вынимай вон, из чего будет очищенная селитра, потом возьми другую селитру, которая на дне, и положи в урину, и вторично вари, как прежде; и процеди таким же образом сквозь мешок, то через час сделаются длинные ровные палочки, наподобие первых, а что уже после сего останется, то никуда негодно, останется же только одна соль, которую очистя получишь обыкновенную селитру...
(рецепты приведены Голландом, 1787 г., цит. по Джону Риду, 1937)
В. ОПИСАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ.
РЕГЛАМЕНТ АЛХИМИКОВ.
I. Приготовление материи камня: нагревание, соединение, чернение (гниение);
II. Омовение: отмывание водой, выбеливание жаром;
III. Рубификация: обработка материи камня до покраснения;
IV. Приготовление металлов к трансмутации с помощью очистки;
V. Подсыпание; привнесение порошка философского камня к смеси неблагородных металлов, предварительно подогретых или расплавленных.
ДВЕНАДЦАТЬ ОПЕРАЦИЙ ВЕЛИКОГО ДЕЛАНИЯ. 1. Кальцинация, или обжиг. 2. Затвердевание, или образование накипи. 3. Сгущение. 4. Растворение. 5. Переваривание. 6. Дистилляция. 7. Сублимация. 8. Осаждение. 9. Разложение. 10. Брожение. 11. Умножение. 12. Сушка, или подсыхание.
1. Кальцинация - обжиг, превращение плавких веществ в неплавящиеся, то есть в окислы.
2. Коагуляция - затвердевание жидких веществ.
3. Фиксация - превращение летучих в нелетучие, придание летучим постоянства.
4. Растворение - разделение веществ.
5. Варка - воздействие медленного огня.
6. Дистилляция - очищение жидкой материи от загрязняющих примесей.
7. Сублимация - возгонка сухого вещества в закрытом сосуде при помощи острого пламени.
8. Сепарация - отделение взвесей (суспензий) от жидкости, фильтрация, сцеживание.
9. Размягчение - обращение твердого вещества в воскообразное.
10. Ферментация - брожение под воздействием тепла: медленное разложение нагретым воздухом.
11. Умножение - увеличение навески философского камня.
12. Бросание - активное соприкосновение философского камня с трансмутируемыми металлами.
(по Бернару Тревизану, цит. по Джону Риду, 1937)
Альберт Великий (XIII век) ОГЛАВЛЕНИЕ ТРАКТАТА.
Предуведомление.
1. О многоразличных ошибках.
2. Как появились металлы.
3. Доказательство того, что алхимическое искусство - истинное искусство.
4. Разновидности печей, потребных в алхимии.
5. О количестве и качестве печей.
6. Какие существуют разновидности печей для возгонки и какая от них польза.
7. Как складывают печи для перегонки.
8. О печах обливных.
9. Как облицовывают глиняные сосуды.
10. Четыре тинкториальные начала.
11. О том, что есть эликсир, а также о том, сколько металлов может быть трансмутировано посредством этих четырех начал.
12. О разновидностях веществ и об их именах.
13. Что есть ртуть и каково ее происхождение.
14. Что такое сера, каковы ее свойства и где ее можно отыскать.
15. Что такое аурипигмент и какое у него происхождение.
16. Что такое мышьяк.
17. Двойственная природа нашатыря.
18. Для чего универсальная соль и как ее приготовить.
19. Соляная вода, или вода, в коей растворена любая, какая тебе только придет на ум, соль.
20. Какая польза от щелочной соли и как ее приготовить.
21. Как выбелить и как растворить в воде квасцы.
22. Как же можно окрасить в красный цвет атраментум, а также растворить его в воде.
23. Как приготовить винный камень, да так, чтобы масло, извлеченное из него, могло растворять окалины.
24. Как готовят зеленую медь, как окрашивают ее в красный цвет и чем она полезна для алхимического искусства.
25. Как и из чего делают киноварь.
26. Как и из чего можно приготовить лазурит.
27. Как и из чего делают белый свинец.
28. Как из белого свинца приготовить свинцовый сурик.
29. Как изготовить свинцовый сурик из свинцовой окалины.
30. Что такое возгонка и сколько существует способов возгонки.
31. Что такое обжиг и сколько может быть способов обжига.
32. Что такое сгущение и почему к этой операции прибегают.
33. Что такое закрепление и сколько существует способов закреплять тела.
34. Что такое растворение и сколько существует способов растворять вещества.
35. Что такое перегонка и как ее осуществляют.
36. Что такое умягчение и как это делается.
37. Как приготовить белоснежную ртуть.
38. Как растворяют, выбеливают и закрепляют серу.
39. Как выбеливают аурипигмент.
40. Как выбеливают мышьяк.
41. Как приготовить нашатырь.
42. Об огнетворных веществах.
43. Дополнительная глава, продолжающая рассказывать о закреплении летучих (духовных) начал.
44. Здесь начинается алхимический апокалипсис и научение тайнам сего искусства.
45. Здесь я научу тебя, как закреплять порошки, дабы их можно было бы смешивать с разными веществами.
46. Как следует растворять в воде субстанциональные духовные принципы [воздухоподобные начала].
47. Как субстанциональные духовные принципы можно обратить в жидкость красного цвета.
48. Как перегнать воду. Два способа.
49. О перегонке масла.
50. О сгущении всех растворов.
51. Как может быть прокалено золото и серебро.
52. Про реторту.
53. Как должно обжигать прочие металлы.
54. Как обжечь медные пластинки.
55. Как же укрупнить и отвердить окалины различных тел. Про это ты можешь узнать также и у Гебера, в его алхимическом своде.
56. Здесь начинается наипервейшая из операций.
57. Как же все-таки получить золото и серебро, если поступать в согласии со всем тем, что и я предписал тебе в этой книге.
Г. ПРОПИСЬ ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА.
ПОЛУЧЕНИЕ БИФТОРИДА КАЛИЯ.
Налить в платиновую (никелевую) чашку 25 мл 40% раствора фторида водорода (плавиковой кислоты). Чашку охладить смесью льда с солью. Внести в раствор кислоты при помешивании небольшими порциями рассчитанное количество карбоната калия (до прекращения выделения газа), после чего проверить кислотность среды. Раствор должен быть слабокислым (pH=6). Разбавить полученный раствор дистиллированной водой (40 мл) и прфильтровать его через гладкий фильтр, помещенный в парафинированную воронку. Профильтрованную жидкость упарить в платиновой чашке на водяной бане до начала кристаллизации, затем охладить до 0'С, образовавшиеся кристаллы отфильтровать на воронке Бюхнера. Перенести кристаллы на часовое стекло и высушить в эксикаторе над оксидом фосфора (V) до постоянного веса (не менее суток).
Синтез проводится в вытяжном шкафу. Обязательно надеть резиновые перчатки!
(По кн. "Практикум по неорганической химии". М., изд-во МГУ, 1984 г.).
Д. КУЛИНАРНЫЕ РЕЦЕПТЫ
ЖЖЕНКА.
Сахарный сироп-жженка применяется для окрашивания в темно-коричневый цвет кондитерских изделий, бисквитов, крема, помадки и других полуфабрикатов. Готовится в специальном помещении с хорошей вентиляцией на конфорочной плите. Сахар загружают в открытый котел, смачивают водой и ставят на огонь. Нагревают при периодическом помешивании лопаткой с длинной ручкой. Во время нагревания кристаллы сахара плавятся, выделяя дым, подгорают и в конце концов сахар становится темно-коричневым. Для определения цвета делают пробу, нанося сироп лопаточкой на белую бумагу. По мере испарения воды следует добавлять воду 6-8 раз до использования всего установленного рецептурой количества (40% к массе взятого сахара). Добавлять можно только кипяток, так как холодная вода вызовет слишком бурную реакцию, может произойти частичное выбрасывание массы из котла. Во время добавления кипятка работница должна надевать нарукавники, рукавицы и защитные очки. Во избежание вспенивания следует добавить жир (0,8% к массе сахара). Нельзя допускать попадания в котел муки, которая вызовет большое пенообразование. Общая продолжительность приготовления 50-60 мин. Готовый сироп после снятия котла с огня процеживают в бак через марлю или сито с ячейками размером 0,5-0,6 мм.
СИРОП ДЛЯ БИСКВИТА.
В варочный котел заливают воду, загружают сахар, при помешивании нагревают и кипятят сироп до достижения плотности 1,25 летом и 1,22 зимой (влажность сиропа в летнее время должна быть ниже, чем зимой, потому что более крепкий сироп, содержащий повышенное количество сахара, лучше сохранит изделие от порчи при летней, более высокой температуре). Количество воды на 100 кг сахара в летнее время принимают равным 100 л, в зимнее - 110 л. Появляющуюся во время кипячения пену снимают. Сваренный сироп охлаждают до комнатной температуры, после чего процеживают и добавляют к нему при размешивании вино, эссенцию и другие ароматизаторы. Нельзя ароматизировать сироп в горячем состоянии, так как это приводит к улетучиванию из него пахучих веществ.
Кремовые бисквитные изделия пропитывают сиропами, ароматизированными коньяками, белым десертным вином, светлыми ликерами, а кофейные торты специальным кофейным сиропом. Сиропы, предназначенные для пропитывания фруктовых бисквитных изделий, ароматизируют фруктовыми соками, винами с ароматом и вкусом фруктов, лимонной или апельсиновой цедрой. Из эссенций используется ромовая, крем-брюле, ванильная, лимонная, апельсиновая, земляничная и др. Не рекомендуется употреблять для тортов мятную или медовую эссенцию, которые придадут неприятный вкус фруктовым и особенно кремовым изделиям.
(Из кн. "Производство тортов и пирожных", Москва, изд-во "Пищевая промышленность", 1974 г.)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
Текст обязательства выдается каждому ученику, подписывается и вклеивается в рабочую тетрадь.
ОБЯЗАТЕЛЬСТВА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ В КАБИНЕТЕ ХИМИИ.
Я, _______________________, учащийся ____ класса, приступая к работе в кабинете химии, обязуюсь знать, помнить и выполнять следующее:
1. Перед началом каждого опыта я внимательно слушаю и запоминаю указания учителя.
2. Если я что-то не понял или забыл, я поднимаю руку и спрашиваю учителя перед тем, как делаю что-то самостоятельно.
3. Я всегда делаю только те опыты, которые указаны или которые разрешены для выполнения.
4. Когда я работаю с жидкостями или растворами, я приливаю их понемногу (лучше всего по каплям), никогда не выливаю все. Я никогда не сливаю все растворы в один сосуд "для интереса", даже когда мне или моим друзьям очень хочется узнать, что будет.
5. Если я что-то пролью или просыплю на стол, я немедленно вытираю стол тряпкой и мою руки. Но обычно я работаю аккуратно и стараюсь ничего не проливать. Я стараюсь, чтобы вещества не попадали на рабочую тетрадь, книги, пенал и другие предметы.
6. Я знаю, что вещества могут причинить вред мне или другому человеку, если окажутся не в специальной посуде для опытов. Я никогда не стряхиваю брызги с посуды на стол или на пол, во время опытов не трогаю руками свое лицо, глаза, одежду других людей. Я никогда не пробую незнакомых веществ на вкус, не залезаю в лабораторные сосуды руками, не размешиваю и не достаю вещества ручкой, карандашом и пр., - я знаю, что для этого есть стеклянные палочки.
7. Для опытов мне выдаются специальные склянки с веществами, с этикетками, закрытые пробками. Я знаю, что в склянке должно находиться только то вещество, которое должно быть. Я не наливаю туда никаких других растворов, не залезаю туда палочкой или пипеткой, испачканной другим реактивом. Даже если я много вылью, я не сливаю раствор обратно.
8. Когда я работаю с нагревательными приборами, я проявляю особую осторожность. Я использую только ту посуду, которую укажет учитель (стеклянную пластинку, пробирку, стакан, и выполняю все указания. Я не кладу горячие предметы на стол, на бумагу и пластмассовые лотки. Я не вношу в пламя спиртовки никакие посторонние предметы, не кладу деревянные держатели на горячую плитку. Я стараюсь не обжечься и работаю аккуратно, чтобы не загорелась бумага и одежда, не наклоняюсь над огнем и над нагреваемыми веществами. В случае неприятностей я тут же обращаюсь к учителю. Я никогда не оставлю зажженную спиртовку без присмотра, не поставлю ее на край стола.
9. Во время работы я не вскакиваю с места без разрешения, не гуляю по классу, не разговариваю громко и не обсуждаю посторонних дел с одноклассниками. Если мне нужно пользоваться общим оборудованием: плиткой, раковиной, краном, полотенцем и проч., я не толкаюсь, не выхватываю предметы из рук, не устраиваю ссор, а спокойно жду очереди и после выполнения иду на свое место.
Если учитель обнаружит, что я забыл или плохо понял свои обязательства, мне придется выучить их наизусть для проверки учителем.
Если это не помогло, я лишаюсь возможности выполнять какие бы то ни было опыты в кабинете химии вплоть до специального разрешения.
___ числа ______ месяца _______года _______
подпись _________________________________