CURS METODIC DE I M I SI MINERALOGIE J PENTRU LICEE ȘI CURSURI SPECIALE DE Dr. C. 1. ISTRATI și G. G. LONG1NES.CU PROFESOR DE CHIMIA ORGANICĂ LA UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI. MEMBRU AL ACADEMIEI ROMÂNE. DOCTOR IN ȘTIINȚE. AGREGAT DEFINITIV DE CHIMIA NEORGANICĂ LA UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI. LAVOlSIIiR. reformatorul chimiei '74^—’7!>4 EDIȚIA IV. PRELUCRATA CONFORM CU NOILE PROGRAME ANALITICE BUCUREȘTI Inst- de Arie Grafice CAROL GOBL Sr 1. St. Rasidescu 16i Strada Doamnei» io £1.363, 1908 www.digibuc.ro m IN5TttAinE6MnCE J~ₙCAROtC&Bk” S«* L5TRASIPESCU PARIS 1000. www.digibuc.ro CURS METODIC DE I M I E SI MINERALOGIE ) PENTRU LICEE ȘI CURSURI SPECIALE DE Dr. C. I. ISTRATI PROFESOR DE CHIMIA ORGANICĂ LA UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI. MEMBRU AL ACADEMIEI ROMÂNE. și G. G. LONGINESCU DOCTOR IN ȘTIINȚE. AGREGAT DEFINITIV DE CHIMIA NEORGANICĂ LA UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI. LAVOISIER, reformatorul chimici 1743—1794 EDIȚIA IV, PRELUCRATĂ CONFORM CU NOILE PROGRAME ANALITICE BUCUREȘTI Inst. de Arte Grafice CAROL GOBL Sr L St. Rasidescu 16, Strada Doamnei, 16 1908 www.digibuc.ro Toate exemplarele cari nu vor purtă semnătura autorilor, vor fi considerate ca contrafăcute. www.digibuc.ro îndrumări metodice PENTRU PREDAREA ACESTUI CURS învățământul științelor experimentale preocupă, în timpul de față, pe toți pedagogii. Se caută predutindeni metoda de pre- dare, care să facă din aceste științe adevărate mijloace de educa- țiune. Se rupe, pe cât se poate, cu metoda clasică a cursurilor sistematice, și se dă, în schimb, principiilor pedagogice o aten- țiune tot mai mare în cursurile metodice. In locul cunoștințe- or, date de-a gata, se pun în rândul întâi observarea, experi- ența și judecata, cu care elevul trebue să-și însușească aceste cunoștinți. Se dă mai puțină atențiune la numărul cunoștințelor și se pune tot mai mult temeiu pe asimilarea lor. Programele analitice noi au avut în vedere aceste cerinți pedagogice. Cursul de față a fost alcătuit după aceste programe. * * * S’a căutat, pe cât e cu putință, să se meargă dela cunoscut la necunoscut, și să se scoată din observare și experiență ideile ge- nerale. Cele mai multe dintre experiențe au fost alese astfel, în cât să fie, în acelaș timp, și demonstrative și lesne de făcut. Descrierea lor a fost dată cât se poate de scurt și de lămurit. După fiecare experiență, s’a dat explicarea cuvenită, în care se arată fenomenul care a avut loc. S’a trecut astfel, treptat-treptat, dela noțiunile particulare la cele generale, dela fenomenele chimice la legile lor. In cele dintâi capitole nu s’a pomenit nimic de ipo- teze și teorii, de formule și ecuațiuni chimice. Numai în urmă, după ce materialul adunat prin observare și experiență a ajuns îndestulător, numai atunci, și potrivit programelor, s’a trecut la teoria atomică. S’a arătat act cum faptele experimentale, cari par răzlețe, se înlănțuesc între ele cu ajutorul teoriei. Formulele și ecuațiunile chimice încep a fi introduse numai din acest moment. Ele apar astfel ca o trebuință logică și de neaparată nevoe și nu ca o poruncă de catehism ce se învață pe de rost. Elevul se de- www.digibuc.ro IV prinde astfel, dela început, să observe și se judece. El nu mai este amăgit, dela cele dmtâiu lecțtuni, de formule și ecuațiuni chi- mice, al căror înțeles el nu-lpoate pricepe. După o pregătire mai îndelungată, pe cale experimentală, elevul ajunge, în cele din urmă să deosebească adevărul științific de ecuațiunile chimice care slu- jesc numai să-l reprezinte mai pe scurt. Elevul este adus astfel să înțeleagă el însuși, că legile generale sunt scoase din fapte particulare șt că ecuațiunile chimice ne servesc numai să scrim, mai pe scurt și mai precis, ce se petrece în fenomele chimice. El își poate dă seama, în acelaș timp, că trebue să aibă ce să scrie, ca să poată scrie. E greșită, din punct de vedere pedagogic, pă- rerea aceia, după care se crede, că e mai ușor pentru elev să în- ceapă cu formule și ecuațiuni chimice. Această părere e și mai greșită, când e susținută cu argumentul, slab de tot, că din cur- sul inferior chiar elevul știe ce este un atom, ce este valență și ce este o formulă. Elevul nu știe, și nici nu pocite ști asemenea noțiuni atât de abstracte. In cursul inferior, i s’a vorbit elevului de aceste noțiuni numai în mod catehetic și tot așa le-a învățat și el. De știut și de înțeles nici vorbă nu poate fi. Numai metoda inductivă, care pleacă dela fapte concrete, poate duce pe elevul începător la înțelegerea noțiunilor abstracte. Urmându-se această cale se ușurează mult munca elevului și se asigură asimilarea și stăpânirea celor învățate. Un curs sistematic ușurează numai memorizarea, când e fus în mâna începătorului. Cunoștințele câștigate astfel pot fi uneori multe la număr; folosul învățărei lor e totdeauna insă cu totul neînsemnat. Spunând acested, nu tăgăduim totuși importanța ce o are în învățământ sistematizarea cunoștințelor. Clasificarea înlănțuește cunștmțele, apropriind pe acelea cari se asamănă mai mult între ele. In capitolele care urmează după teoria atomică s’a pastrat, anume pentru acest cuvânt, această metodă, studiindu-se elemen- tele după clasificarea lor. In chimia organică, cu deosebire, se descriu corpii după funcțiuni. * * * Programele noi au suprimat Mineralogia ca știința aparte, și au împărțit studiul mineralelor și sistemele cristaline printre chestiunile de chimie neorganică. Această schimbare a fost apro- bată de cei mai mulți profesori de științele fizice și naturale. In www.digibuc.ro V adevăr, e cu mult mai firesc să se studieze mineralele odată cu chimia neorganică și să se vorbească de ele la elementele respec- tive. In acelaș timp, munca elevului e și ușurată și mai plăcută. Invățândude treptat și învrâstrândule cu chestiunile de chimie și cristalografie, elevul simte mai puțină plictiseală. * * * Cu privire la întinderea acestui curs, avem de dat următoa- rele lămuriri. Judecându-l după numărul paginelor, el pare, la întâia vedere, puțin cam desvoltat. In realitate, el este simțitor redus. In rândul întâi, e numărul mare de figuri care ocupă o bună parte din fiecare pagină. Aceste figuri nu sunt însă de prisos. Cele de chimie înlesnesc facerea experiențelor și servesc în acelaș timp la reamintirea lor. O singură figură poate deșteptă adesea cunoștiințele unei pagine întregi. Figurile de cristalografie în- samnă cristalografia însăși, iar cele de minerale arată particu- laritățile despre care se vorbește în text. Spunând acestea, nu ne gândim firește să punem figurile de orice fel mai pe sus de apa- ratele însăși, de experiențele cu ele, de modelele cristalografice de lemn și de mineralele însăși. Repețim, figurile slujesc la re- amintirea celor învățate și înlesnesc înțelegerea în cazurile în care o parte din materialul didactic respectiv lipsește întâmplător. Privitor la figuri, mai avem de făcut o observare. De obiceiu, se fac la cursuri figuri schematice. Nu tăgădăim în totul folosul acestora. Socotim, însă, că uneori folosul lor e prea mic față cu timpul întrebuințat și că alte ori li se dă o atenție pe care nu o merită. Mult mai nimerit ar fi să se interpreteze aceste figuri pe carte. Să se arate, adică, părțile principale și funcționarea unui aparat. La ascultare chiar, să se servească și elevul de a- ceste figuri. Numai după ce a înțeles bine un aparat, e locul să se încerce a se face figuri schematice. La formele cristaline dea- semenea nu trebue să se meargă prea departe cu desenarea lor. E de ajuns ca elevul să știe să schițeze numai formele tip și câteva dm formele derivate mai importante. Un alt cuvânt pentru care acest curs pare mai desvoltat e natura însăși a unui curs metodic. Pe când într’un curs sistema- tic, cunoștințele se dau de a gata, așă cum au fost clasificate de știință, într’un curs metodic se stârnește mult asupra legături¹ www.digibuc.ro VI dintre cunoștinți, și mai cu seamă asupra modului cum aceste cunoștinți au fost aflate de învățați. Descrierea experiențelor, oricât de pe scurt ar fi făcută, ocupă o întindere însemnată din text. Dar tocmai această întindere e de cel mai mare folos. Se vede astfel caracterul esențial al unei științi experimentale și se dau în acelaș timp amănunte tecnice de neapărată nevoe. E pentru întâia oară la noi, când se pune la îndemâna profesorilor și ele- vilor un manual care poate să slujească și la facerea experien- țelor. Elevii singuri vor putea face experiențe simple cu un ma- terial pe care și-l pot procură în ori ce oraș dela farmacii sau drogherii. In lucrările practice, cart încep a se introduce și la noi pe la unele licee, descrierea experiențelor din acest curs poate fi iarăș de mare folos. Pe lângă acestea, expunerea și înțelegerea unei chestiuni sunt mai lesnicioase, când se pleacă dela experiență, chiar când această experiență nu se poate face. Bucățile de citire, în care se complectează cunoștințele unui ca- pitol, înmulțesc de asemenea numărul paginilor. Aceste bucăți de citire însă nu sunt lăsate cu totul pe seama elevilor. Ele trebuesc să fie citite în clasă și interpretate cu ajutorul profesorului. Ase- menea bucăți de citire sunt menite să deprindă pe elev cu înțele- gerea chestiunilor generale. Trebue să facem și noi toate sfor- țările ca să zmulgem pe elevi din calea greșită pe care alunecă prea adesea ori, anume aceia a memorizărei. Elevii noștri învăță bucuros pe din afară pagini întregi și se simt, în schimb, cu totul stingheriți, când li se cere să scoată înțelesul în idei ge- nerale a celor citite. Din acest punct de vedere, al înțelegerii unui text, s’a dat în capitolul privitor la teoria atomică o desvoltare care sar părea multora prea de tot mare. Acest capitol ar fi putut fi prescurtat la noțiunile generale tipărite cu caractere groase. Ne-am ferit însă cu tot dinadinsul de această prescurtare. Ar fi însemnat atuncia a cădea din nou în marea greșeală de a da ele- vilor cunoștințele deagata. Am dorit, în schimb, să arătăm elevilor un exemplu clasic de raționament științific. Din toată chimia, dacă nu și din toate științile, teoria atomică e cea mai potrivită pentru asemenea exerciții de judecată. Acest capitol se va citi în clasă; se va interpretă rând pe rând ideile întâlnite, și se va trage din ele încheerile cuvenite. Numai la sfârșit de tot, după ce elevul a fost pregătit astfel încetul cu încetul, va face și profesorul o ex- punere de întregire, înlănțuind raționamentele și scoțând din ele www.digibuc.ro VII marea însemnătate a teoriilor în știință. Mintea elevului se va deprinde astfel, cu ajutorul profesorului, să se înalțe în regiunile mai înalte ale științei și va fi în stare să priceapă tot mai bine ideile generale. Lipsa unui asemenea exercițiu ne-a dus la faptul întristător, constatat de toți profesorii, că elevul e în stare să me- morizeze cât de multe cunoștinți și nu e capabil, în schimb, de cel mai simplu raționament. A fost, pe deoparte, prea strâns legat în lanțul amănuntelor și a fost, pe dealta, prea puțin deprins cu vederea de departe a celor învățate. Nu putem spune, că în aceste încercări vor izbuti toți elevii să se înalțe deopotrivă. Suntem siguri însă, că în fiecare clasă se găsesc elevi distinși și silitori. Cu ace- știa trebue să ne dăm toate silințele a-i face cât mai buni. Nu e bine, ca de dragul acelora care nu pot și, mai cu seamă, care nu vor să învețe, să se ție în loc elevii cei buni. Această părere a fost exprimată adesea de profesorii de toate specialitățile și a fost susținută de curând și în Consiliul General de Instrucție. De altfef trebue să spunem, că nu ne gândim, vorbind de înălțarea minței elevului, la cine știe ce chestiuni grele, care ar fi peste pu- terile unui elev de liceu. Dacă se vor încercă asemenea exerciții cu bună voință și cu răbdare, se va vedea, că mulți elevi vor ajunge să stăpânească bine asemenea raționamente. Nu trebue să se uite tarăș, că prin adăugirea chestiunilor de mineralogie, întinderea cursului de chimie trebuia în mod firesc să se mărească în oarecare măsură. Chestiunilor de cristalografie și mineralogie nu li s‘a dat, ce-i drept, o desvoltare prea mare ; ele nau fost însă nici prea mult reduse. * * * In ce privește experiențele de curs, socotim că, multe din ele ar putea fi făcute de elevii însăși. In fiecare oră, să se scoată la masa de experiențe câte doi-trei elevi. Aceștia să facă, sub conducerea profesorului, experiențele mai simple, sau să ajute pe profesor în executarea experiențelor mai grele. In modul acesta, prin simple operații de laborator, (culegere de gaze, încălziri, filtrări, ș. a.), elevul capătă și gustul experiențelor și interesul pentru cele explicate. Elevii se vor schimbă cu rândul în fiecare oră, așa în cât în timpul unui an să li vie rândul de mai multe ori. Re- comandăm acest sistem, fiindcă știm din propria experiență cu câtă bucurie iau elevii parte la asemenea exerciții. www.digibuc.ro VIII Nu perdem din vedere, vorbind de experiențe, nici faptul în- tristător, că în unele școli materialul didactic lipsește, dacă nu cu totul, dar în mare parte. Când se va vedea însă folosul cel mare al metodei nouă, Autoritatea Școlară însăși se va grăbi șă umple și acest gol, după cum a căutat să aducă singură atâtea înbunătățiri. Fiind vorba, de data aceasta, de un sistem întreg, alcătuit în vederea unui scop hotărît, înzestrarea școlilor cu ma- terialul trebuincios se va aduce lesne la îndeplinire. O lipsă mare, în această privință, va rămâne totuși la unele școli particulare și mai cu seamă la învățământul în familie. Este de sigur, ceva mai greu, să se pretinză în asemenea cazuri laboratoare și experiențe. După cum însă, pentru dexterități, se cere elevului pregătit în familie un certificat dela un maistru special, tot așa de bine se va putea cere dela acest elev să fi luat parte la experiențele făcute la o școală a statului. Ar fi trist de tot să nu se leie nici o măsură în această privință, când se ține seamă, cu drept cuvânt de altfel, la trecerea examenului, de gim- nastică și muzică sau desemn și caligrafie. In schimbul unei taxe, plătite de elev, cutare școală a Statului va putea face, in timpul hotărît din vreme, experiențele din curs și va elibera certificatul cuvenit, fără de care elevul n ar fi primit în examen. Pe scurt, acest curs metodic de chimie și mineralogie a fost prelucrat astfel, în cât să aducă o prefacere în bine, în șco- lile noastre, în ce privește învățarea chimiei, a cărei putere de educațiune e recunoscută azi de toți pedagogii. Fiind vorba însă de un început și de o îndrumare pe o cale nouă, ca iot începutul, el poate avea lipsuri. Experiența făcută de profesori va hotărî singură ce este de îndreptat. Vom ține seamă, cu multă plăcere, de toate observările ce ni se vor face și vom căută, la o ediție nouă, să facem și noi îndreptările cuvenite. ■ Cu această ocazie, mulțumim pentru osteneala ce și-au dat și pentru bunăvoință arătată, de a revedea partea privitoare la descri- erea mineralelor și la experiențele de chimie organică, domnilor dr. M. Reinhard, șef de lucrări în laboratorul de mineralogie, și dr. Adrian Ostrogovici, docent la Universitate și șef de lu- crări în laboratorul de chimie organică. Mulțumim deasemcnea și d-lui I. Brand, zincograf, pentru îngrijirea cu care a executat clișeile noi din acest curs. www.digibuc.ro TABLA DE MATERIE Pag. Pag. Acetona........................... 306 Acizi............................44, 51 Acidul acetic.....................325 » azotic .......................135 » azotos .......................138 benzoic......................327 » boric.........................147 » carbonic......................156 » cianhidric....................351 » citric .......................333 » clorhidric.....................64 » fluorhidric ...................76 » fosforic......................142 » galic.........................334 » lactic........................329 » oxalic........................328 » picric........................297 » salicilic................... 333 » sulfuric.......................99 » tanic.............................• 335 » tartric.......................• . . 329 Aerul.................................123 Aerul lichid........................127 Afinitate............................98 Afumatul............................297 Agatul..............................160 Alambic . •..................... 2 Alauni . v . ■.................. 204 Albastru de Lyon...................345 Albita..........................226 Albumine........................357 Alcaloizi.......................353 Alcooli ................... 245—281 Ale. benzilic...................295 Ale. etilic................... 281 Ale. metilic ...................280 Aldehide................... 301—305 Aliage........................ 166 Alizarina.......................307 Alotropic........................48 Aluminiul . ■...................199 Alumino.termia..................202 Amalgam.........................166 Amestecuri răcitoare............. 9 Amide...........................348 Amidonul . .....................317 Amine ... •.....................337 Amoniacul.......................131 Analiza..........................22 Analiza aerului.................124 Anilină.........................340 Anortita........................226 Antimoniul......................145 Antracenul......................264 Antracitul......................151 Apa.............................1—6 Apa oxigenată....................49 Apatita.........................i78 www.digibuc.ro X Pag- Aragonita........................180 Argintul.........................195 Argonul..........................122 Armonica chimică..................39 Arsenul..........................144 Asemănarea între fizică și chimie . 111 Asbestul.........................187 Asfaltul ........................268 Atomi........................... 98 Atropină.........................355 Aurul................................ Aventurina ......................160 Azotul...........................119 Azotatul de argint...............197 » •» sodiu...............168 » * potasiu.............. . 171 Azurita............................. Badenita.........................225 Bază.........................33, 51 Benzenul.........................260 Berea............................361 Beton............................176 Bicarbonatul de sodiu...........170 Bicromatul de potasiu ..........215 Biografii................... 371—381 Bioxidul de carbon...........154 Bioxidul de mangan...........216 Bioxidul de siliciu..........158 Bioxidul de sulf..........• . . . 86 Biurete...........................50 Bismutul.........................214 Boraxul..........................170 Borul............................146 Bromul............................73 Broștenita.......................216 Buretele de platin...........225 Calcarul.........................180 Calcedonia.......................160 Calcita..........................17g Calciul..........................173 Calomelul........................191 Carbonul.....................148—150 Carbonații de cupru..............144 .Carbonatul de potasiu . : » » sodiu . . Cărbunii fosili . ... . Carbura de calciu . . . Celuloidul.............. Celuloza................ Pag. . ... 172 . ... 168 . ... 151 . ... 251 . . 319 . ... 317 Ceruza............................213 Cetone............................305 Ciano^enul........................352 Cianura de potasiu................351 Chibrituri........................141 Chimia neorganicâ și organică . 30, 233 Chinina...........................356 Chinolina....................... 353 Chinone ..........................307 Circulațiunea materiei............367 Clasificarea elementelor . . . 292—232 Clasificarea corpilor organici . . . 234 Clivagiu..........................178 Cloratul de potasiu...............171 Cloroformul.......................273 Clorul.............................69 Clorura de aluminiu.............203 „ „ amoniu...............134 „ „ argint...............197 „ „ calciu...............173 „ „ potasiu..............171 „ „ sodiu.................54 Cobaltul..........................224 Coheziune........................ 99 Combinarea ferului cu sulful ... 19 Combinațiuni exoterme.............113 „ endoterme.......................114 Compuși organo metalici...........273 Conservarea lemnelor..............321 Conservarea’substanțelor organice 366 Constituția fenului...............235 Corindonul........................203 Corp simplu, corp compus .... 19 Cositorul.........................207 Cremenea .........................160 Cresolul—Creozotul................297 Creta.............................182 Cristalizarea......................12 Cromul............................215 Cuarțul...........................159 www.digibuc.ro XI Pag. Cubul.............................. 57 Cuprul . . •................ 192 Cuptorul electric...................252 Curbe de solubilitate...............252 Decantare . . • 11 Densitatea gazelor..................110 Deosebirea între apă și apa oxige- nată ...........................49 Deosebire între ipoteză și teorie . 110 Deosebirea între oxigen și ozon . . 48 Derivații halogenați ai hidrocarbu- relor..................• . . 244, 270 Descompunerea apei prin fer încălzit..................• ... 34 Descompunerea apei prin electri- citate .........................17 Dextrina............................317 Diamantul...........................148 Difusiunea hidrogenului..............37 Disoluțiunea..........................8 Distilarea apei.................2, 3 Distilarea cu vapori de apă . . 340 Dolomita............................187 Dubla refracțiune...................179 Electroliza acidului clorhidric ... 67 Elemente de simetrie.................57 Energie chimică.....................113 Eosina............................ 346 Epidotul............................229 Esențe de fructe....................300 Esteri haloizi......................271 Etanul..............................245 Etena...............................247 Eterul ordinar......................298 Etina...............................250 Eudiometrul..........................21 Explicarea fenomenelor chimice cu ajutorul teoriei atomice . , . . 100 Fabricarea hârtiei..................320 Familia feldspaților................226 » feldspatoizilor.................227 » grenaților......................228 Pag. » micelor......................228 » peroxenilor și amfibolilor 227 » zeolitilor...................227 Fenolii .................... 295, 297 Fenolul ............................296 Fenomene fizice.................15, lli » chimice......................17, 112 » și legi termochimice . . 112 Fermentațiuni............... 358—360 Ferul..........................216 Fibrinile......................357 Filtrare........................11 Filtre...................ₜ . . . . 5 Fluorul.........................72 Fluoresceina...................345 Fluorina.......................173 Fonta........................217, 219 Forme holoedrice și hemiedrice . 61 Formule chimice..............100, 116 » în spațiu...................322 Fosforita......................178 Fosforul.....................138, 141 Fructoza .......................... 310 Fuxina.........................343 Galena.........................214 Gazele'^ nobile................123 Gazometru............... . • .36 Gazul de luminat...............268 Gelatinele.....................357 Giobertita.....................187 Glicerina ..........................284 Glucoza •......................308 Goniometrul lui Babinet.........63 » . » Carangeot .... 62 » * Wollaston .... 64 Grafitul............................149 Grăsimi .........................287 Gravarea pe sticlă............ 77 » cu apă tare..............137 Greutate atomică.............105, 106 » moleculară . . . „ 106, 109 Guano...............................178 Gumele..............................317 Hărtia..............................320 www.digibuc.ro XII Pag. Hidratul de aluminiu..............204 > » cupru...................194 » > potasiu ........ 171 > » sodiu...................167 Hidrații hidrocarburelor..........275 Ițidrocarbure................ 235—242 » isomere.....................• . 238 » ciclice și aciclice 240, 245 hidrogenul.........................31 Hidrogenul arseniat...............145 » fosforat......................142 » sulfurat.......................85 Hulia.............................152 Iarba de pușcă....................172 Importanța acetilenei.............253 ’ » chimiei ....................23 » fizicei.................15 » mineralogiei............184 Inclusiuni . . •..................162 lodoformul........................273 Iodul..............................75 Ipoteze............................96 Ipoteza atomică....................97 » lui Avogadro.....................107 Ipsosul ......................... 176 Isomeri prin compensare...........256 Isomorfismul............... • • 205 Jaspul............................160 Kaliul............................170 Kieselgur.........................162 Lactoza ..........................314 Lampa filosofică...................38 Legea proporțiilor definite . . 53, 104 » » multiple . . 93, 105 Legile volumelor . •..........68, 107 Lignitul .........................152 Limonita..........................222 Linimente.........................291 Linoleul..............,...........289 Lista elementelor.................117 Locul pe care îl ocupă fizica și chi- mia ...............................25 P*C- Lumina lui Drummond..........45 Macle............................273 Magnetita . . •................222 Magneziul........................185 Malachita........................194 Manganul.........................216 Manita...........................294 Marcasita........................223 Marmora..........................180 Masicotul........................212 Matasa artificială...............319 Materie...........................28 Materii colorante................342 Materii albuminoase și gelatinoase 36® Morfina...........................355 Natriul...........................167 Naftenul..........................262 Negrul de platin..................225 Neutralizarea acizilor..........49, 51 Nichelul........................• . 224 Nicotină..........................355 Nitrili . ■.......................350 Nitrofenul........................261 Numere proporționale...............94 Octaedrul..........................58 Olăria............................206 Oleuri............................288 Oligistul.........................222 Oii vina..........................187 Opalul............................162 Ortdza............................226 Oțetul............................360 Oxid, oxidare......................43 Oxigenul...........................40 Oxidul cupric.....................19o Oxidul de calciu................174 Oxidul de carbon................153 Oxidul de plumb.................212 Oxidul de zinc..................189 Oxidul mercuric...................192 Oxizii azotului ..................138 Ozocherita........................268 Ozonul.............................46 www.digibuc.ro xm Pag, Pâinea.................- . . . . 355 Pasivitatea ferului...............137 Pasta de hectograf................358 Pergament vegetal.................318 Permanganat de potasiu............216 Petroleul.........................265 Piatră acră.......................205 Piridina .........................352 Pirita........................... 221 Plasture........................ 291 Platinul..........................225 Plumbul ..........................209 Polimorfism.......................180 Potasiul..........................170 Praf de pușcă fără fum............319 Precipitat.........................21 Principiul conservărei materiei 52, 104 Prisma hexagonală.................162 » ortorombică . . . . • . . 82 » clinorombică....................177 Radicali hidrocarbonați...........241 Reacțiune chimică..................20 Reducerea oxizilor prin hidrogen . 45 Revenire asupra noțiunilor de acid, bază, metaloid, metal..............51 Rolul apei în natură............... 7 Rolul azotului în natură..........122 Romboedrul........................164 Saponificare......................293 Săpunuri..........................289 Săruri.............................49 Scalenoedrul......................164 Separarea argintului de plumb . . 210 Seria Cn Han 4-2.................242 > Cn Han.....................247 » Cn Hsn— a..................250 » Cn Han—....................254 > CnHan—6....................255 > CnHan—ia • . •.........262 > Cn Han—16..................264 Serpentina........................187 Sideroza..........................223 Siliciul............................. Silicați .........................226 P«f. Silicați de aluminiu............. 206 Simbol.............................100 Sinteza apei................ 21, 40, 46 Sistemul cubic...................57 » hexagonal..............162 » monoclinic.............177 » ortorombic............. 82 > pătratic •.............208 » triclinic..............195 Sistemul periodic...............229 Sodiul.............................167 Solubilitate........................ 9 Spatul de Islanda..............179, 181 Spineli............................222 Spirtul............................363 Spuma de mare......................187 Stalagmite și Stalactite . . . 179, 181 Staniul . . ’......................207 Stereochimia.......................333 Stibiul............................145 Sticla................... . . . . 182 Sublimarea..........................13 Sublimatul corosiv ....... 191 Suflătorul cu oxigen și hidrogen , 44 Sulful...........ᵣ..................77 Sulfura de carbon..................157 Sulfure.............................81 Sulfatul de aluminiu...............204 » » amoniu................• 134 » » de calciu..............176 » » cupru..................194 » » fer....................221 » » magneziu...............186 Suprafosfatul de calciu............178 Tăbăcirea peilor.................336 Talcul...........................187 Tencueli.........................176 Teoria atomică....................95 Termochimia......................114 Tetraedrul.........................61 Toluenul.........................262 Topazul..........................228 Trinitroglicerina................286 Trioxidul de sulf..................89 www.digibuc.ro XIV Tripoli.........................162 Turba...........................152 Turmalina.......................228 Unitatea materiei...............229 Untul...........................288 Urea............................349 Valența atomilor................114 Văpsitoria........................346 Varul.........................174, 175 Var-azotul........................252 Vinul...........•................ 361 Violetul lui Hofmann..............345 Violetul de Paris...............345 Voltametru.....................17, 68 Zahărul...........................311 Zincul..........................• 188 www.digibuc.ro I. APA. Apa este unul din corpii cei mai răspândiți la suprafața pămân- tului, unde se găsește în toate 3 stările: gazoasă, lichidă și solidă. Ea intră în alcătuirea unui mare număr de minerale și în cantitate de 50—70% în plante și animale. Apa din natură cuprinde în ea diferite alte substanțe. Experiența de toate zilele ne arată că pe pereții unui pahar sau a unei sticle cu apă se lipesc niște beșicuți, dacă stă mai multă vreme liniștită. Acestea sunt gazele cari se găsesc în apa naturală. Prin încălzire, aceste gaze es și mai repede din apă. Când se evaporă de tot apa dintr’un pahar, se așează pe pereții acestuia o cojiță albicioasă; a- ceasta e formată din corpii solizi pe cari îi cuprinde în disolu- țiune apa naturală. Evaporând până la uscare un litru de apă pu- tem află cantitatea de corpi solizi cuprinși în ea. Pentru apa de râuri sau de izvoare se găsește o cantitate cuprinsă între 1—6 de- cigrame la litru. Apa limpede de râuri lasă mai puțină rămășiță, din cauză că în curgerea lor o parte din corpii cuprinși în ea se a- șează pe fund. Apa de mare cuprinde o cantitate mai mare de corpi disolvați; din această cauză ea are și o densitate mai mare. Apa Măr ei Negre cuprinde 18 gr. la litru, iar aceia a Oceanului Atlantic 35 gr., aproape de două ori mai mult. Lacurile fără scur- gere cuprind și mai mult. Așă, Lacul Sărat din Statele-Unite cu- prinde 135 gr. la litru, iar Marea Moartă 200 gr. la litru. Prepararea apei curate. — Din cauză că mai toată apa din na- tură cuprinde substanțe străine în disoluțiune, ea nu e curată din punctul de vedere chimic. Curățirea ei se face prin distilare. Această distilare se face în aparatul numit alambic (fig. 1). In căldarea a se pune apa care se fierbe prin căldura focului de sub ea. Vaporii de apă trec prin capacul b, c în țeava d d care e întoarsă în spirală (serpentin sau trămnic) și cufundată în vasul e prin care curge apă rece dela robinetul k. Vaporii de apă se con- densează prin răcire și curg în vasul g. Această apă, formată numai din vaporii de apă condensați, se numește apă distilată. i www.digibuc.ro 2 pentru curățitul lichidelor de corpii solizi Distilarea este operația foarte des întrebuințată în laboratoare Ivați în ele. Aparatul de di- stilare întrebuințat în laborator se com- pune dintr’un vas de sticlă H, numit ba- lon,xn care se pune li- chidul ce trebuește distilat. Vaporii pro- duși prin încălzirea, lichidului, trecând. prin răcitor sau re- frigerent A G, se qpndensează și pi- căturile de lichid for- mate se adună în ba- lonul de jos K. Răci- torul e format din- Fig. z. Alambic pentru distilarea apei. dₑ care intră într’o țeava mai largă de asemenea de sticlă. Apa rece care vine dela robinet și care curge prin țeava din afară răcește pe cea dină- untru si prin urmare și vaporii ce trec prin ea. Apa rece intră pe Fig. «. Aparatul de distilare întrebuințat în laborator. partea de jos (D) în răcitor și apa caldă, fiind mai ușoară, ese pₑ partea de sus (E). www.digibuc.ro 3 In unele cazuri, mai cu seamă când lichidul fierbe la o temperatură mai înaltă, ne putem servi și de aparatul mai simplu din fig. 3. Vaporii sunt condensați prin temperatura mai joasă a aerului înconjurător. Distilare fr acționată. Cu ajutorul acestui aparat putem distilași un amestec de mai multe lichide cari fierb la temperaturi deo- sebite. Să ne închipuim că încălzim în balon spirt, adică un amestec de alcool și apă. Alcoolul, fierbând la 76°, va distila el mai întâiu. In tot timpul fier- bereitemperatura rămâne constantă, după cum se știe din fizică. Cât timp, prin urmare, mai este al- cool în amestec, termome- trul va arăta mereu tem- peratura de 76° și apa nu poate fierbe. După ce a distilat tot alcoolul, mer- Fig. 3. Aparat simplu de distilare. curul din termometru se ridică la 100°, și atunci se preface și apa în vapori care se vor condensa în răcitor. Apa care distilează acum o culegem într’un vas deosebit de acel în care am cules alcoolul. Observare. In general, ca să avem o fracțiune curată trebue să repețim distilarea de un număr oarecare de ori. Aceasta din cauză că și lichidul care fierbe la o temperatură mai înaltă (în cazul nostru apa) este târât de vaporii lichidului care fierbe (alcoolul). Distilarea fracționată e foarte mult întrebuințată în chimie și în industrie. Din petrolul natural, d. ex., se scot prin distilare fracțio- nată diferitele produse care se găsesc în comerț. Proprietăți fizice. Apa curată este fără coloare și fără miros. Dacă privim prin transparență un strat mai mare de apă, sub influența razelor solare, îl vedem albastru. Coloarea apelor naturale stă în legătură cu natura substanțelor din ele. Ea este o combinare din coloarea albaștri} a apei curate și coloarea galbenă ori brună a cor- pilor pe care îi cuprinde. Din combinarea acestor colori es toate nuanțele albastre, verzi, brune, ale apelor de râuri, de lacuri sau de mări. Apa se solidifică la 0°, dar poate să rămâe lichidă până la —17°, cu deosebire în tuburi capilare ; aceasta ne explică pentru ce arborii nu înghiață iarna ; în adevăr, vasele prin care circulă seva lor sunt vase capilare. www.digibuc.ro 4 Ghiața se topește la 0°. Dacă este supusă la presiuni mai mari decât o atmosferă, ea se topește la temperaturi mai joase de zero grade. Așa, la 1000 de atmosfere, ghiața se topește la—7". Această proprietate explică fenomenul plasticităței gheței. Punând într’o formă bucățele de ghiață și apăsându-le cu putere, ghiața se topește, bu- cățelele se lipesc și când desfacem forma, apăsarea se oprește și ghiața ea forma tiparului în care am pus-o. Densitatea apei la 0° este 0,9998, iar a gheței 0,9167; aceasta în- seamnă că ghiața e mai ușoară decât apa și ne explică de ce sloii de ghiață plutesc pe suprafața apelor ce se desgheață. La + 4° apa are densitatea cea mai mare. Greutatea unui cen- timetru cub de apă distilată, la această temperatură, e luată drept unitate (1 cm. c. = 1 gr.). Față cu aerul, apa este de 772 ori mai densă. La presiunea ordinară apa fierbe la 100°. Când presiunea se mic- șorează și temperatura de fierbere e mai mică; iar când presiunea crește, temperatura de fierbere se măraște. Pe Montblanc, unde pre- siunea atmosferică e numai de 417 mm., apa fierbe la 84°. Din a- ceastă cauză, carnea nu se frăgezește îndestul când e fiartă pe munți înalți. La 10 atmosfere apa fierbe la 180°, iar la 28 atmosfere la 230°,9. Volumul vaporilor de apă -e de 1650 ori mai mare decât volu- mul apei din care au luat naștere. Pe această creștere de volum se sprijină întrebuințarea vaporilor de apă în mașinele cu aburi. Apa își mai mărește volumul și când îngheață. Această proprie- tate explică fenomenele cunoscute din fizică, și care au loc iarna, când plesnesc tuburile prin care curge apă, când crapă pietrele, etc. Vaporii de apă sunt mai ușori decât aerul; densitatea lor față cu aerul este 0,623. Opt litri de vapori de apă cântăresc cât cinci li- tri de aer; întrebuințarea apei. Apele ce se găsesc la suprafața pămân- tului au întrebuințări numeroase și diferite după compoziția lor. Apele de băut. — O apă bună de băut trebue să fie limpede, fără miros și plăcută la gust, trebue să aibă aer, să nu putrezească, să nu obosească stomacul, să fiarbă bine legumele, să facă spume cu săpunul și să aibă o temperatură de 10’—12°. Pentru ca să în- deplinească aceste condiții trebue să aibă următoarea compoziție. Corpii solizi coprinși într’un litru să fie între 0gr⁻,l și 0sr-,5. Intre acești corpi trebue să se găsească cloruri alcaline, bicarbonat de calciu, sulfați alcalini, silice, silicați și urme de aluminiu, fier și fluor. Apa nu trebue să conție substanțe organice, adică substanțe cari au luat naștere prin putrezire din plante și animale. Gazele din apă trebue să fie: oxigen disolvat, între 7C-C- și 10 c-c- la litru, azot. între 15c-c' și 21c c- la litru și bioxid de carbon, între 8C-C- și 22c-c-la litru. Apele de băut se împart în: ape de isvor, de puțuri, de râuri www.digibuc.ro 5 și fluvii și de lacuri sau eleștee. La acestea se mai poate aminti și apa de ploaie. Apele de izvor și puțuri curate sunt în general mai bogate în corpi disolvați decât apele de râuri și fluvii; ele au în schimb partea bună că cuprind mai puține substanțe organice și orga- nizate. Apele din eleștee sau lacuri sunt cele mai puțin bune de băut din cauza substanțelor organizate ce cuprind. Apa de ploaie, culeasă chiar de pe acoperișuri curate, conține foarte mulți microbi și trebue să fie păstrată mai multe săptămâni, ferită de lumină, în o citernă curată, pentru a fi bună de băut. Ea nu conține corpii folositori din celelalte ape, ci numai urme de amoniac și acid azotos. Fig. 4 Zooglea. Foarte adesea ori apele de băut con- țin organisme vii, dintre care multe pot să fie vătămătoare sănătății. Astfel avem printre microbi zooglea (fig. 4), diplo- coccus (fig. 5), sarcinele (fig. 6), strep- tococcus (fig 11), bacili (fig. 7 și 8), bac- Fig. 5 Diplococcus. Fig. 6 Sarcine. Fig. 7. Bacili desvoltați. Fig. 8 Bacili. n fi *5^ * Fig. 10 Vibrioni. Fig. 9 Bacterii. Fig. ii. Streptococcus. terii (fig. 9), și vibrioni (fig- 10), pe lângă care se mai găsesc o mulțime de spori, alge, fermenți și mucegaiuri. Un centimetru cub de apă bună de băut conține dela 8000—11.000 microbi pe când o apă curgătoare poate conține dela 180.000—244.000 microbi în un c. c.; astfel un pahar din această apăpoateconținea până la 30.000.000 microbi. Mulți din acești microbi sunt germenii diferi- telor boale. Acești microbi pot fi depărtați făcând să treacă apa printr’un filtru. Filtrele cele mai bune sunt formate din niște vase de porțelan nezmălțuite cu pori microscopici. Apa împinsă prin presiunea scurgerei din țevile de canalizare, de care e legat filtrul, pătrunde prin acești pori aproape perfect curată. Materiile ce se www.digibuc.ro 6 găsesc în suspensiune, fie ele minerale sau organizate (detritusuri, infuzorii sau organizme, ca bacterii, fermenți, etc.), rămân pe filtru. Figura 12 arată un filtru Pasteur-Chamberland. Ar» fii ta ti Fig. 12. Filtrul Pasteur- Chamberland pentru apă sub presiune. Figura 13 arată un filtru în care apa se filtrează fără presiune. In loc de porțelan poros se în- trebuințează și cărbune poros preparat anume, precum și pânze de asbest. Apele selenitoase. Apele cari conțin sulfat de calciu (gips) și clorură de calciu, în canti- tate mai mare de 0 gr. 25 la litru, se numesc selenitoase sau sălcii; ele au gust sălciu și nu sunt bune pentru sănătate. Când apele conțin mult carbonat de calciu se numesc incrustante, căci acoper obiectele puse înlăuntrul lor cu o coajă de carbonat Gazul se introduce prin d întocmai ca într’un cilindru cu apă. Pentru a Fig. 38. Gazometrul lui Pepys. scoate hidrogenul din B, se toarnă apă prin A-a și se deschide e. Când voim a culege hidrogenul sus, sub apă, se toarnă apă prin A-a și se deschide b. Gazul se ridică în pâlnia A, unde poate fi cules. 'df, este, o nivelă cu apă, care ne a- rată în orice moment cantitatea de gaz ce se află în aparat. Proprietăți fizice. Hidrogenul gazos este fără coloare, fără miros și fără gust. El e cel mai ușor din- tre toate gazele. Densitatea sa în raport cu aerul este 0,06926. La 0° și 760 Iț“ⁿ’ un litru de hidrogen cântărește 0^,0895. Eșzăar, hidro- genul este de 14,45 ori mai ușor decât aerul, și de ji.000 mai ușor decât apa. Din cauza aceasta, dacă întoarcem un vas cu hidrogen cu gura în sus, hidrogenul se ridică și poate înlocui aerul din alt vas așezat deasUpra cu gura în ios, (fig. 39). . Experiență. Mai putem arăta că hidrogenul se ridică în sus și astfel: www.digibuc.ro 37 Punem un itib de cauciuc la tubul de sticlă pe unde ese hidrogenul din aparatul In care se produce. Ținem strâns cu degetele capătul deschis al tubului de cauciuc și îl vârîm într’un pahar cu apă, in care am disoivat săpun. Deschizând încet tubul de cauciuc, hidro- genul ese și suflă o beșică de săpun care se des- prinde și se înalță în aer. Apropiind o lumânare aprinsă de această beșică, hidrogenul se aprinde cuo slabă pocnitură. Mai putem umple cu hidrogen beșîci de săpun cu ajutorul unei beșici de bou după cum arată figura 40, Hidrogenul este singurul gaz, care conduce * bine căldura și electricitatea. întâia din aceste proprietăți crește în raport cu presiunea. Prin ele hidrogenul se apropie de metale. Hidrogenul lichid a fost obținut pentru prima dată de Cailletet (Paris) Ia 1877. Dewar (Anglia) Pa putut licheface în mod ho tărît și- în mare cantitate. Fi?* 39< Ridicarea hidrogenului într'un vas pliu cu aer. Hidrogenul lichid este limpede și fără coloare. D = 0,07, Ferbe la — 252. In hidrogenul care ferbe aerul se soidifică instantaneu. El s’a putut solidifică la coloare și transparent ca ghiata. Difuziunea. Din cauză că densitatea sa este mică, el trece cu ușurință prin -păreții corpilor poroși; el pătrunde chiar și prin ta- ble de fer și platin, la tem- peraturi înalte. Experiență. Iuțeala, cu care hidrogenul pătrunde prin pereții vaselor po- roase, se dovedește în mo- dul următor: Un vas poros A (dia- fragma unui element Bun- sen) e astupat printr’un dop de cauciuc prin care trec două tuburi (fig. 41). Tubul C lung de 75 c“¹' e cufundat într'un pahar cu apâ colo- —‘ 258,9. Hidrogenul solid este fără Fi^. 40. Beșici de săpun umflate cu hidrogen. rală și prin B se introduce hidrogenul, Când s'a umplut vasul cu hidrogen, se închide robinetul B; atunci observăm că apa se ridică în C prin faptul că hidrogenul, eșind mai iute din vas, decât aerul care intră în acesta (difu- www.digibuc.ro 38 ziune), se face un gol, care tinde a fi umplut prin apă.- Experiența se poate face și în mod invers (fig. 42). Vasul poros comunică cu un singur Fig. 41. Difuziunea hidrpgenului. Fig. 42. Difuziunea hidrogenului. tub D îndoit în formă de U, umplut pe jumătate cu apă colorată. Hidro- genul intră prin tubul B, înafară de vasul poros sub clopotul de sliclă C, care '1 acopere. El. pătrunde prin pereții vasului poros Fig. 43. Aprinderea hidro- genului prin o lumânare in contact cu aerul. mai iute decât poate să iasa aerul din acesta și rezultă deci o creștere de presiune în lăuntrul acestui vas, care face ca nivelul lichidului în tubul D să scadă in ramura D și să se ridice în ramura liberă. Proprietăți chimice. Hidrogenul se combină cu foarte mulți corpi simpli. Astfel, sub influența căldurii, luminei și electricitățiiᵣ se poate com- bina direct cu mai mulți metaloizi, dând un mare număr de corpi compuși. Experiență. Luăm un cilindru dp sticlă, umplut Cu hidrogen, și întors cu gura în jos, și apropiem o lumâ- nare aprinsă dedeschiderealui;hidrogenul se aprinde, combinându-se cu oxigenul din aer, iar lumânarea • aprinsă introdusă în cilindru se stinge, din cauză că hidrogenul nu întreține arderea. Zicem, că hidrogenul e un corp combustibil și că nu e comburant. Hidro- genul s’a combinat în această experiență cu’oxigenul din aer și a format apă (fig. 43) Lampa filozofică. Experiență. Facem să iasă hidrogenul din aparatul de producere printr’o țeavă de sticlă lungă șf subțiată la capătul de sus. Aprindem la eșire hidrogenul. Această flacără puțin luminoasă, dar foarte caldă, se numește lampa filozofică. (Fig. 44). www.digibuc.ro 39 Observare. Aprinderea hidrogenului se face astfel. Punem la gura tubului, pe unde ese hidrogen, o eprubetă uscată cu gura în jos. După câtva timp, ridicăm eprubetă și o apropiem, tot cu gura în jos, de o lumânare aprinsă. Hidrogenul va luă foc. Dacă aprin- derea are loc cu o pocnitură, atunci mai umplem a doua oară epru- beta în modul arătat. Numai când hidrogenul se aprinde fără pocnitură șir când arde liniștit la gura eprubetei, numai atunci putem aprinde și hidrogenul care ese din aparat. Aprinderea se face chiar cu flacăra de hidrogen din eprubetă. Fig. 44. Armonica chimică. Fig. 45. Aprinzătorul cu hidrogen. Această regulă trebuește să fie păstrată în toate cazurile. Altfel, se pot întâmplă pocnituri în aparat care să-l facă țăndări ce pot răni pe cei de prin prejur. Armonica chimică. Experiență. Punem deasupra flăcării de hidrogen, aprinsă ca măi sus, un tub de sticlă deschis la amândouă capetele și îl mișcăm mai sus sau mai jos. Se produce, la un loc anumit, un sunet plă- cut. Aceasta e experiența armonica chimică. Sunetul e mai gros dacă tu- bul de sticlă e mai larg și e mai ascuțit dacă tubul e mai îngust. Producerea sunetului e datorită vibrațiunilor aerului produse prin flacăra de hidrogen care fâlfâe într’una. întrebuințarea hidrogenului. Hidrogenul, fiind gazul cel mai ușor, se între- buințează la umplerea baloanelor și la produs căldură mare prin ardere (a se vedeâ suflătorul cu hidrogen și oxigen, fig. 53). Aprinzătorul cu hidrogen. Pe proprietatea ce are hidrogenul de a se aprinde în contact cu buretele de platin s’a construit aprinzătorul cu hi- drogen. Acesta st compune dintr'un vas de sticlă B în care se află acid sul- www.digibuc.ro 40 furie cu apă (A). In vasul acesta se cufundă un clopot de sticlă, fără fund», care are atârnat înlăuntrul său o bucată de zinc Z. Hidrogenul produs în. acest clopot poate eșl la partea superioară, când apăsam pe pârghia C. Eșind, întâlnește în P buretele de platin, se aprinde și dă foc spirtului din lampa L_ Sinteza apei prin arderea hidrogenului. Experiența se face în mo- dul următor: hidrogenul se produce în vasul a (fig. 46), trece și se usucă în c b în Fig. 46. Producerea apei prin arderea hidrogenului în aer. care se află vată și arde în d. Vaporii de apă formați se condensează pe marginea interioară a clopotului de sticlă, de unde cad sub formă de picături» în farfuria de sub clopot. Dacă presărăm balonul pe din lăuntru cu praf de albastru de metil sau altă vopsea de anilină, se formează pe pereții balo- nului șiroaie colorate cari se văd mai lesne din depărtare. Aceasta este .0 sinteză care ne arată numai compoziția calitativă a apei. Lavoisier, împreună cu Laplace, prepară astfel la 24 Iunie St. n. 1783, 15 gr. 608 apă, arzând hidrogenul îți aerul atmosferic. Oxigenul Istoricul. Priestley în Anglia la 1772 și la 1774 prepară oxigenul. In același timp (1774—1775) ’l prepară și Scheele din Svedia, fără a cunoaște nimica din lucrările lui Priestley. La aceiași epocă (1772—1774) marele chimist francez; Lavoisier descoperi oxigenul, pe cari ’l studiă în mod complect, arătând rolul ce’l are în oxidație, în combustiune și respirație. Starea naturală. Oxigenul este corpul cel mai răspândit în natură. In stare liberă se găsește în aerul atmosferic, în cantitate de ¹/& din volumul aerului. In stare combinată ’l găsim în apă, în cantitate de ⁸/₉ din greu- tatea acesteia; în roce, săruri și în toate ființele vii de pe supra- fața globului. Se crede, că jumătate din masa globului terestru este făcută din oxigen. Prepararea oxigenului. El se prepară prin descompunerea cor- pilor oxigenați. www.digibuc.ro 41 1. Am văzut la hidrogen, că prin electroliză apei se obține în fabțici și oxigen. Acest oxigen este comprimat în vase de oțel până la 100 atmosfere. Intr’un vas de acestea [cilindru sau bombă) de 10 litri intră astfel 1 m. c. oxigen. Avem aici o aplicație a legii Boyle-Mariotte. Presiunea fiind de 100 de atmosfere, volumul de un metru cub (1000 litri) măsurat la 1 atmosferă se face de 10O ori mai mic, adică 10 litri. 2. Descompunând oxidul roșu de mercur prin căldură, (Priest- ley 1774). Oxid roșu de mercur = Mercur -f- Oxigen Aparatul, în care se face reacțiunea aceasta e compus dintr’o retortă de sticlă A (fig. 47), în care se pune oxi- dul roșu de mercur. Oxigenul se adună în cilindru E, iar mercurul rămâne parte în re- tortă, parte se sublitaează în m. Această experiență se poate face mai lesnț, după cum am văzut, încălzind oxidul de mer- cur intr'o eprubetă. 3. Calcinând cloratul de potasiu. Experiență. încălzim pu* Fig 47. Prepararea oxigenului din oxidul de mercur, țin clorat de potasiu într'o eprubetă. Introduiând un băț aprins fără flacără în eprubetă, după ce clo- ratul de potasiu s’a topit, bățul se aprinde cu flacără și arde cu o lumină vie. Descompunerea care are loc poate fi scrisă: Clorat de potasiu = Clorură de potasiu -|- Oxigen (Clor -|- oxigen + potasiu) (Clor + potasiu) Aparatul pentru prepararea In mare este compus din o retortă de sticlă, (fig. 48) în care se pune clorat de potasiu. Oxigenul se adună sub apă sau în o eprubetă sau în gazometru, iar clorură de potasiu rămâne în retortă. Cu. 50 gr. clorat, obținem 29 litri oxigen. Nu trebue a se încălzi prea repede, căci se formează perclorat de potasiu^ care se descompune cu greutate numai la temperaturi ridicate. Cloratul de potasiu trebue să fie foarte curat, de oarece chiar numai cu urme de substanțe organice (praf, hârtie, etc.) face explozie. încercarea se face în- călzind puțin clorat de potasiu într'o eprubetă. Dacă descompunerea se face în liniște se poate repeți și în mare. 3. Calcinând bioxidul de mangan (pirolusita). 4. Este mult mai bine a se calcinâ împreună cloratul de potasiu amestecat cu 7* din greutatea sa bioxid de mangan. Si cu acest amestec trebue să se facă proba de încercare într’o eprubetă. 5. Astăzi se prepara oxigen lichid din aerul lichid (a se vedea acesta). www.digibuc.ro 42 Proprietăți fizice. Oxigenul e un corp gazos fără coloare, gust și miros, cu densitatea = 1,10563. El a fost lichefa,cut întâia oară de Pictet și Cailletet (1877). Oxigenul lichid fierbe la—184° sub presiunea normală, când den- sitatea lui este 1,124. El a fost solidificat cu ajutorul hidrogenului lichid. Se topește-pe la— 200°. Fig. 48. Prepararea oxigenului din clorat de potasiu. Oxigenul e solubil în apă și alcool, precum și în argint topit. 100 volume de apă disolvă la 0° un volum oxigen, iar argintul un vo- lum de 22 de ori mai mare decât volumul său. Fig. 49. Arderea car- bonului în oxigen. Fig. 51. Arderea ferului în oxigen. ■ Proprietăți chimice. Oxigenul se combină cu toți corpii simpli afară de fluor, cu care nu se cunosc combinațiuni până acum. Cu www.digibuc.ro 43 cei mai mulți corpi se combina direct, cu desvoltare de căldură și lumină. El este tipul comburanților. Iată câteva exemple: Dacă introducem un bățisor de brad sau o lumânare, cari au nu- mai câteva puncte înroșite, într’un vas cu oxigen, ele se aprind și ard cu flacără vie (fig. 52). , Carbonul, fosforul, sulful, ferul, etc., aprinși și introduși îptr’un vas' cu oxigen, ard cu flacără vie, (figurile 49, 50, 51). Definiție. Numim oxid combinațiunea unui corp simplu cu oxigenul. Apa este oxid de hidrogen. Arderea lemnului, seului, petroleuluiᵥ spirtului, hârtiei, etc., în aer sau oxigen este o oxidare, adică o combinare a ele- mentelor lor, carbon și hidrogen, cu oxi- genul. Aceste oxidări se fac cu desvoltare de căldură și lumină (foc, flacără), în mod violent, și se numesc oxidări iuți sau combustiuni. Ferul și metalele, pe lângă oxidările iuți (fig. 51) se mai pot oxidă și încetul cu încetul, producând tot oxizi; aceste oxidări se numesc oxidări lente (rugi- ;nirea ferului). Astfel de oxidări lente se produc si F’?- 5». Aprinderea unei lumânări . z-s . i • i a’ care are numai câtevă puncte înroșite in corpul nostru. Oxigenul introdus in in oxigen. corp, prin respirațiune, oxidează țesăturile diferitelor organe, producând căldura' animală, apa și bioxidul de carbon. Faptul acesta a fost dovedit de Davoisier la 1777. Experiență. Umplem cu apă o sticlă de doctorii (100—200 gr), cu pereții ceva mai groși. întoarcem sticla cu gura în Jos într’un vas cu apă. Intro- ’ ducem oxigen în sticlă până ce s’a lăsat apa cu o treime. Introducem hi- drogen până ce sticlă s’a golit cu totul de apă. Avem, prin urmare, un ■volum de oxigen si două volume de hidrogen. Astupăm sticla cu un dop și o învălim bine într'o cârpă udă. Scoatem dopul și apropiem de gura sticlei o lumânare aprinsă. Se produce o explozie cu o pocnitură care poate sparge uneori sticla. ' Această experiență ne arată, că două volume de hidrogen s’au combinat cu un volum de oxigen pentru a forma apă. Explozia se explică prin faptul, că în timpul combinării s’a produs căldură. Această căldură a dilatat așa de mult vaporii de apă formați, încât aceștia nu mai puteau încăpea în sticlă și au apăsat pe sticlă eșind cu putere în atmosferă, dacă nu au putut-o sparge. Aceestă experiență ne arată principiul motorilor cu benzină în- trebuințați la automobile. In acești motori, avem un amestec de vapori de benzină și de aer care fac explozie în corpul de pompă și împing pistonul producând putere și mișcare. www.digibuc.ro 44 Observare. A trebuit să învălim sticla cu o cârpă udă pentru a ne feri d& bucățele de sticlă care sunt aruncate cu putere în caz când se sparge sticla.. Cârpa trebue să fie udă ca să nu se desfacă în cazul exploziei. Experiență. Intr’o beșică de bou la care am legat un tub cu robinet in- troducem 2 volume de hidrogen, și 1 volum de oxigen. Punem un tub de sticlă sau de cauciuc la tubul cu rpbinet și suflăm baloane de săpun cu acest amestec. Baloanele se ridică în aer și pot ,fi aprinse cu o lumânare,, când pocnesc cu putere (fig. 40). Observare. Aprinderea beșicilor umplute astfel trebue făcută numai după ce baloanele s'au desprins de gura tubului. Altfel, poate luă foc tot amestecul? din beșica de bou și se poate produce o explozie prea puternică și care poate fi periculoasă. Aceste două experienți ne arată de ce trebue să fim cu multă băgare de seamă când aprindem hidrogenul la gura aparatului de hidrogen. Se poate în- tâmplă uneori să se găsească aer în aparat care formează cu hidrogenul amestec explozibil. Când aprindem .acest amestec, aparatul se face în bucăți și nu odată a rănit grav pe cei de prin prejur. întrebuințarea. Oxigenul se întrebuințează în chimia industrială pentru pre- pararea unui număr mare de combinațiuni oxigenate, și pentru albirea mate- riilor textile. El se întrebuințează în medicină, sau pentru a fl respirat de către anemici,, ofticoși, etc., sau disolvat în apă (întocmai ca apa gazoasă) pentru a stimula, dîgestiunca, etc. Fig. 53. Suflător cu oxigen și hidrogen. El servește pentru producerea temperaturilor ridicate. Dacă ardem gaz de luminat și mai cu seamă hidrogen în oxigen, se produce o temperatură, la care se topesc cu înlesnire toate metalele, chiar și platinul. Oxigenul și hidrogenul, păstrate în gazometre separațe, sunt introduse în- tr’un aparat numit suflător, făcut de Deville (fig. 53), în care oxigenul intră prin O în țeava interioară, iar hidrogenul prin H în țeava exterioară. In dru- mul lor până la b se amestecă aceste gaze și la eșire pot fi aprinse. Apara- tul servește "pentru topirea și lipirea metalelor. Dacă îndreptăm această flacără peste un bastonaș de var nestins sau de magnezie, acestea sunt încălzite la roșu alb și dau o lumină aproape tot atât de puternică ca lumina electrică, numită lumina lui Drummond, în- trebuințată pentru luminat, telegrafia optică militară, cinematograf, etc. (fig. 54). Acizi. Am văzut, că sulful și fosforul ard în oxigen. Aceste ar- deri sunt însoțite, pe lângă lumină, și de producere de fum. Experiență. Să punem în vasele în care am făcut aceste experiențe pu- țină apă și să le lăsăm astupate câtva timp. De la o vreme, fumul dispare și la urmă vasele sunt trasparente. Fumul e format din bioxidul de sulf www.digibuc.ro 45 într’un vas și din trioxidul de for for în celalalt vas. Dispariția acestor oxizi se datorește disolvării lor în apa din vase. Să punem în apă câte- o bu- cățică de hârtie albastră de turnesol. Hârtia se face roșie. Explicare. Din unirea bioxidului ■de sulf și a trioxidului de fosfor ■cu apa, au luat naștere doi corpi cari înroșesc hârtia albastră de tur- nesol. Asemenea corpi se numesc acizi. Definiție. Numim acid un corp oare,disolvat în apă, înroșește hâr- tia albastră de turnesol și care ■are gust acru. Un acid cuprinde pe lângă un corp, ca sulful sau fosforul, și oxigen și hidrogen. Sunt câțiva acizi care n’au oxi- gen (Așâ e acidul clorkidric). Metaloid. Un corp simplu care poate da naștere la un acid se numește metaloid. Sulful, fosforul, sunt metaloizt. Fig-. 54. Lumioa lui Drnnimond< Deducerea oxizilor prin hidro- gen. Am văzut, câ hidrogenul se combină lesne cu oxigenul for- mând apă. Hidrogenul poate luă ■oxigenul și dela oxisii multor metale. Experientti. Trecem hidrogen uscat printr'o țeava de sticla A în care în- călzim cu o lampă praf de oxid de fer. Intrerupem după o oră trecerea Fig- 5S. Reducerea oxidului de fer prin hidrogen la cald. hidrogenului. Desfacem tubul și aruncăm praful în aer. dcesf praf se ■aprinde singur; el se numește fer piroforic. www.digibuc.ro 46 Explicare. Hidrogenul, trecând peste oxidul de fer încălzit, s’a combinat cu oxigenul și a format apă. Din oxid de fer s’a format fer. Zicem că am redus oxidul de fer cu hidrogenul. Definiție. Numim reducere luarea oxigenului dintrun oxid. Prin reducerea oxizilor de metale putem prepară metalele. Observare. Tubul G în formă de V de lângă aparatul Kipp e umplut cu clorură de calciu, care usucă hidrogenul. Tubul B um- plut de asemenea cu clorură de calciu absoarbe apa formată. Cân- tărind tubul B, îtiainte și după experiență, putem află prin diferință câtă apă s’a format. Cântărind tubul A, înainte și după experiență» ' putem află cât oxigen s’a combinat. Sinteza apei în greutate (Dumas 1843). Această sinteză se spri- jină pe reducerea oxidului de cupru cu hidrogen. Hidrogenul produs în vasul Z (fig. 56.) se curăță în tuburile l șî se usucă în tuburile T, astfel în cât ajunge curat în C. Balonul C conține, oxid de cupru, care fiind- încălzit dă hidrogenului o parte din oxigenul său. Cântărindu-1 înainte și după experiență vom avea, oxigenul .întrebuințat (p. gr.). Apa formata se adună în balonul E și ultimele părți sunt reți- nute în tuburile q și Q. Acestea, cântărite înainte și după expe- riență, ne dau cantitatea de apă ce s’a format (P). Fig. 56. Sinteza apei (Dumas). Cantitatea de hidrogen care s’a combinat va fi (P—p) gr. In modul acesta s’a găsit, că 100 grame apă cuprind 11,11 gr. hi- drogen și 88,89 gr. oxigen. Ozonul. Istoricul. Eț a fost descoperit la 184n de către Schdnbein. Bequerel și Fr^my au dovedit, că ozonul e o stare alotropică a oxigenului. Starea naturală. El există răspândit în atmosferă, mai cu seamă www.digibuc.ro 47 Fig. 57- Aparatul lui Berthelot pentru prepararea ozonului. în stratele superioare (în cantitate de din greutatea aeru- lui). Prezența sa se datorește fulgerelor și vegetațiunii care, absor- bind și descompunând bioxidul de carbon, eliberează în urmă o parte din oxigenul acestuia stjb forma de ozon. Oarecari corpi, pre- cum esența de terebentină, oxidându-se, ozonifică oxigenul din aer. Din cauza aceasta arborii, cari produc reșine, ca brazii, fac ca at- mosfera d’imprejurul lor să fie mai încărcată cu ozon. Prepararea.. Ozonul nu s’a obținut încă în stare de puritate. Până acum s’a obținut numai ozon amestecat cu 50% oxigen. Pentru a transformă oxigenul în ozon, ne servim de electricitate. Nu e bine să ne servim de scântei electrice, căci acestea discom- pun ozonul format, ci de descărcări difuze numite efluvii (scurgeri). Cel mai bun aparat pentru ozon este al lui Berthelot (fig. 57). Acesta se compune dintr’un cilindru de sticlă cu picior F, în care se află introdus vasul B. Spațiul gol dintre ele e umplut cu acid sul- furic în care se cufundă electrodul -J-. Acest cilindru (F) poate fi cufundat într’un amestec răcitor. In vasul B intră un tub de sticlă A, care are un diametru cu puțin mai mic decât al său. Tubul A e plin cu acid sulfuric și în el se cufundă electrodul —. Oxigenul intră prin tubul C la partea inferioară a tubului B și se ridică de jos în sus pentru a eși prin tubul DE. Trecând prin spațiul inelar format prin tubul A și B, el e supus descărcărilor elec- trice, ce se fac pe toată suprafața tubului A și B, din cauza acidului sulfuric în care se află electrozii. Descărcările electrice sunt pro- duse cu două elemente și o bobină de in- ducțiune. Proprietăți fizice. Ozonul este un gaz in- color, când îl privim în cantitate mică. într’un tub de cel puțin 2 m. pe care îl punem între ochi și o suprafață albă el apare cu o coloare albastră ca a cerului. Mirosul lui e pătrun- zător și seamănă puțin cu mirosul usturoiului. Putem recunoaște cu mirosul chiar numai — părți de ozon în atmosferă. La 0°, oxigenul ozonizat, comprimat fiind cu încetul până la 75 atmosfere, se colorează în albastru indigo. Ozonul solid e o brumă albă. Proprietăți chimice. Ozonul se combină cu toți corpii cu care se combină și oxigenul. Fosforul, sulful, ard în oxigen ozonat ca și în oxigen curat. Unii corpi se oxidează mai lesne în ozon decât în oxigen. Mercurul, care nu e oxidat de oxigen la temperatura ordinară, e oxidat de ozon. www.digibuc.ro 48 Experiență. Punem puțin mercur uscat într’o sticlă uscată. Introducem în sticlă oxigen ozonat din aparat. Astupăm sticla și batem mercurul din ea. Mercurul se oxidează și se lipește de pereții sticlei ca o pojghiță mur- dară. Când mercurul nu e oxidat, nu se lipește de sticlă. O hârtie unsă du scrobeală și iodură de potasiu Se colorează cu ozon în albastru mai deschis sau mai închis, după cantitatea de ozon. Foarte multe materii organice sunt distruse de ozon; din aceasta cauză aparatele pentru prepararea ozonului în cantitate mai mare nu trebue să aibă dopuri sau tuburi de cauciuc. Ozonul e descompus și transformat în oxigen de mulți corpi, precum șj de căldură la 250°. întrebuințarea. Existând în atmosferă dela 9 mgr. — 250 mgr. pentru 1 m. cub de aer, și fiind în cantitate foarte mică în orașe (2 mgr. Paris} s’a admis că el distruge miasmele. Din această cauză s’a căutat a se introduce ca- desihfectant pentru spitale. Aceasta ar confirmă observația acelora cari susțin, că epidemiile coincid cu dispariția ozonului din atmosferă. Ozonul a fost întrebuințat cu succes pentru sterilizarea apelor de râuri cu care se ali- mentează orașele ce nu au ape de izvoare. Deosebirea între oxigen și ozon. Punând față în față proprie- tățile oxigenului și ale ozonului, ni s’ar părea că avem a face cu doi corpi simpli deosebiți. Așâ, oxigenul nu miroase, pe când ozonul ■are un miros tare, caracteristic. Oxigenul nu înălbăstrește ame- stecul de iodură de potasiu și scrobeală, pe când ozonul îl înăl- băstrește. Oxigenul nu oxidează la rece mercurul, pe când ozonul îl oxideaz^,. Oxigenul nu distruge tuburile de cauciuc dela aparate, pe când ozonul le distruge. Și cu toate acestea oxigenul și ozo- nul nu sunt doi corpi simpli deosebiți. In adevăr, am produs ozon trecând oxigen în aparatul lui Berthelot. N’am adăogat nimic oxi- genului, fiindcă am trecut numai oxigen curat’ prin aparat. N’am luat nimic dela oxigen, fiindcă oxigenul e un corp simplu. Singura prefacere care a avut loc e, că din trei volume de oxigen s’au . . format două volume de ozon. A avut loc, cu alte cuvinte, o con- densare a materiei din oxigen când a trecut în ozon. încălzind ozonul, el se preface numai în oxigen. Arzând sulf, fosfor în ozon •obținem același bioxid de sulf și trioxid fosfor ca și în cazul când arderea a avut loc în oxigen. Trebue să zicem, prin urmare, că ■oxigenul și ozonul e unul și acelaș corp simplu. Alotropic. Această proprietate a unui corp simplu de a se frezentă în două forme se numește alotropic (cu altă formă). Zicem, că oxigenul și ozonul sunt doi corpi alotropi. Prin alotropic ne convingem, că proprietățile unui corp simplu nu depind numai <8). Unghiurile sunt de asemenea de 2 feluri: 6 ale octaedrului și 8 ale piramidelor. Fig. 71. Cubul cu unghiurile solide înlocuite prin trei fețe aplecate pe muchi oct. p. Fig. 72. Octaedrul piramidat» Trapezoedrul se formează ca și octaedrul piramidat, modificând fiecare unghiu solid prin trei fețe trp (trapezoedru). In cazul tra- pezoedrului însă fețele modificătoare sunt aplecate pe fețele cubu- lui (nu pe muchi) (fig. 73). Dacă prelungim aceste fețe până se întretae dispar fețele și mu- chile cubului. Trapezoedrul (fig. 74) are 24 de fețe în formă de trapez. Axele de simetrie sunt tot ale cubului și unesc unghiuri solide. Fig. 73« Cubul cu unghiurile solide înlocuite prin trei fețe aplecate pe fețe trp. Fig. 74. Trapezoedrul. Solidul cu 48 fețe ia naștere din cub înlocuind cele trei fețe ale unghiului solid cu șase fețe. Aceste șase fețe sold (solid) sunt aple- cate câte două pe fiecare muche a unghiului solid (fig. 75) Prelun- gind aceste fețe până se întretae, dispar fețele cubului. www.digibuc.ro 60 Solidul cu 48 fețe (fig. 76.) are înfățișarea unui cub ale cărui muchi ar fi frânte la mijloc și pe ale căruia fețe ar fi câte o pira- midă cu 8 fețe. El trebue ținut în mână ca și cubul, cu muchile: Fig. 75. Cubul cu unghiurile solide modificate prin șase fețe sold. Fig. 76. Solidul cu 48 fețe. frânte în dreptul muchilor cubului. Fețele sunt triunghiuri scalene, de' unde și numele de scalenoedru. II. Modificări făcute pe muchi. Dodecaedrul romboidal ia naștere din cub înlocuind fiecare mu- che printr-o singură față, dr (dodecaedru rombroidal); această față e egal aplecată pe cele două fețe ale muchii ce se modifică (fig. 77). Dodecaedrul romboidal (fig. 78.) are aceleași axe de simetrie. Ți- nerea lui în mână se face după regula dată ; făcând astfel vom aveă câte un unghiu solid sus și jos, la dreapta și la stânga, înfață și în dos (ca pe figura 78). c Fig. 77. Cubul cu muchile modificate printr’o față dr. Fig. 78. Dodecaedrul romboidal. Fig. 79. Cubul cu muchile modificate prin două fețe cp. Cubul piramidat ia naștere din cub înlocuind fiecare muche prin două fețe cp (cub piramidat) ; aceste fețe înlocuesc muchea primi- tivă printr-o altă muche (fig. 79). Din cele 12 muchi ale cubului se formează astfel 24 fețe. Cubul piramidat are înfățișarea unui cub pe ale cărui 6 fețe se află câte o piramidă cu patru fețe. Forma fețelor e de triunghiuri www.digibuc.ro 61 isoscele. Muchile sunt de două feluri : 12 mai lungi ale cubului și 24 mai scurte ale piramidelor. Unghiurile solide sunt tot de 2 fe- luri : 8 ale cubului și 6 ale piramidelor. Ținerea în mână se face după regula dată. Axele de simetrie sunt ale cubului; ele unesc unghiurile solide ale piramidelor. Observare. Sâ nu se creadă, că natura întrebuințează mijlocul de care ne-am slujit noi ca să derive din cub celelalte forme. Acest mijloc e închipuit de cri- stalografi pentru a face o legătură între aceste forme. El se numește mijlocul prin trunchiere și a fost închipuit de Romey de L’ Iste. Forme simple și forme compuse. O formă cristalină, cu fețele de acelaș fel se numește formă simplă, iar o formă cu fețele de mai multe feluri se numește formă compusă. Fig. 8o. Cubul piramidal. Fig. 82. Tetraedrul format din octaedru. Fig. 8r. Cubul modificat pen- tru tetraedru. Forme holoedrice și forme hemierdrice. Formele derivate descrise mai sus se numesc forme holoedrice sau întregi fiindcă au luat naștere modificând toate elementele, muchi sau unghiuri solide. Formele hemiedrice sunt formele care rezultă modificând nu- mai jumătate din numărul elementelor. O formă derivată hemie- drică are numai jumătate din numărul fețelor formei holoedrice •corespunzătoare. Tetraedrul ia naștere modificând printr-o față, ca la octaedru, numai 2 unghiuri alternative sus și 2 unghiuri alternative jos (fig. 81). Ne mai putem Închipui formarea tetraedrului presupunând că 2 fețe ale octaedrului sus și alte 2 necorespunzătoare jos cresc acoperind pe celelalte (fig. 82). Tetraedrul are 4 fețe triunghiuri echilaterale, 4 unghiuri solide și 6 fețe. Tetraedrul nu are fețe paralele, (fig. 83). Dodecaedrul petagonal ia naștere prin modificare ce duce la cubul piramidat. In loc să modificăm fiecare muche prin câte două fețe, facem modificarea numai prin o față neegal înclinată. Mai lesne ne putem închipui formarea dodecaedrului pentagonal suprimând clin cubul piramidat jumătate din numărul fețelor în mod alter- nativ (fig. 84). www.digibuc.ro 62 Dodecaedrul pentagonal are, după cum arată numele său, 12 fețe d. p. care sunt pentagoane (fig. 85). Fig. 83. Tetraedrul. Fig. 84. Dodecaedrul pentagonal derivat din cubul piramidat. Forme ideale și forme neperfecte. Formele descrise de noi sunt forme ideale. Corpii în natură cristalizează rare ori așa de perfect, cu fețele toate egale în desvoltare. Cele mai de multe ori unele fețe sunt mai dezvoltate și altele mai puțin dezvoltate. Une ori cubul e mai lung în direcția unei axe. Când, mai cu seamăy cresc mai multe cristale la un loc atunci nici nu sunt întregi toate. Asemenea forme se numesc neperfecte. Oricare ar fi forma și mărimea fețelor, unghiul diedru format de două fețe rămâne neschimbat pentru aceiași formă cristalină. Măsurându-se acest unghiu diedru, se poate găsi forma cristalină la. cristalele neperfecte. Această măsurătoare se face cu goniometrul. Goniometrul. Fig. 86. Goniometrul lui Carangeot. Din vorbele de geometrie penta-gon, hexa-gon poligon, se înțe- lege lesne că începutul cuvântului gonio-metru înseamnă unghiu. Goniometrul este prin urmare un instrument cu care se t>oate măsura un unghiu. Sunt mai multe feluri de goniometre. Vom. descrie două mai principale. Goniometrul lui Carangeot, numit și goniometrul de aplicație» Acest goniometru (fig. 86) se com- pune din două limbi de metal, care sunt unite la mijloc printr’un cuiu în jurul căruia se pot mișcă în voe. Putem foarte bine zice că acest goniometru se aseamănă cu o pereche de foarfeci. Iată cum măsurăm un unghiu cu acest goniometru. Să luăm cubul. Așezăm o față a cubului să fie orizontală. Lipim de ea o limbă a goniometrului. Mișcăm cealaltă limbă până se lipește de cealaltă față care formează unghiul ce este de măsurat. înțepe- nim cu șurubul limbile în această poziție. Punem goniometrul pe www.digibuc.ro 63 un raportor. Unghiul făcut de limbi este unghiul căutat; în cazul nostru va fi de 90°. Observare. Se înțelege lesne, că ne putem sluji de acest goniometru nu- mai la cristale cu fețele și unghiurile mari. In acest caz chiar măsurătoarea e numai aproximativă, deoarece limbile nu se lipesc perfect de fețele cris- talului. Goniometrid bazat pe refiecțiune. Vom descrie la început principiul acestui goniometru. Fețele unui cristal, oricât de mici ar fi ele, au proprietatea să reflecte lumina. Fie bac unghiul plan cores- punzător unghiului diedru ce este de măsurat; liniile b a și ca reprezintă cele două fețe care formează muchea sau un- ghiul diedru. Raza de lumină S căzând pe fața b a se reflectă, după legile reflecției, în ochiul observatorului O. Să presupu- nem că învârtim cristalul în di- recția m np. FațatîĂ lasându-se Fig. 87. Principiul goniometrului de refiecțiune. în jos va avea o altă poziție față cu raza de lumină S ; raza reflectată nu va mai merge în ochiul observatorului, iar acesta nu va mai vedea în M imaginea punctului S. Să presupunem, că am continuat învârtirea până când fața ca a ajuns, în poziția ac', adică în prelungirea lui ba. Raza de lumină se va re- flectă din nou, îndreptându se spre ochiul observatorului, care va vedea din nou imaginea lui S în M. Se vede lesne de pe figura 87 că unghiul bac care este de măsurat este egal cu 18o° minus un- ghiul cu care am învârtit cristalul din poziția întâia până în po- ziția a doua. Goniometrul lui Babinet (fig. 88). Acest goniometru bazat pe re-’ flecțiunea luminei se compune dintr’un cerc gradat care stă orizontal pe un picior ver- tical. Pe acest cerc se află o lunetă L, pe unde privește observatorul raza reflectată, și un colimator PC, pe unde intră raza de lumină. Cristalul se așează in a pe o mă- suță ce se poate mișca cu o limbă B. Cu acest goniometru se operează astfel. Se . așează cristalul pe măsuță asâ ca muchea Fig. 88, Principiul Goniometrului ’ w, i • 1 • b i j iui Babinet. corespunzătoare unghiului diedru de mă- surat să fie verticală. Se mișcă măsuța până ce observatorul vede în lunetă imaginea deschiderei dela colimator reflectată pe una din fețe. Se înseamnă numărul de grade din dreptul unei linii de pe limba B. Să învârtește măsuța cu ajutorul limbei B, până ce observatorul vede din nou în lunetă imaginea deschi- www.digibuc.ro 64 «derei dela colimator reflectată pe a doua față a unghiului ce se măsoară. Se înseamnă numărul de grade din dreptul liniuței de pe limba B. Se face diferența între gradele citite astfel și acest număr •se scade din 180°. Numărul aflat reprezintă numărul de grade ale unghiului diedru măsurat. Pe figură se arată pozițiile prismei în cele •două cazuri. Goniometrul lui Wollaston se bazează de asemenea pe reflec- ■țiunea luminei. In acest goniometru cercul gradat este vertical, iar cristalul a se fixează așa ca muchea de măsurat să fie orizontală. Fig. 89. Goniometrul Iui Babînet. . o Fig. 90. Goniometrul lui Wollaston* Acidul clorhidric (Spirt de sare). Istoricul. Glauber a arătat metoda prin care se prepari și astăzi. Starea naturală. Acidul clorhidric se găsește liber în emanațiu- nile vulcanilor și disolvat în apele ce curg pe coastele lor. Boussingault găsi în apele râului Vinagre, care curge din Anzii Americei ■de sud, 1 gr. 217 acid clorhidric la litru. Experiență. Punem într'o eprubetă puțină sare și turnăm peste sare acid sulfuric. Se produce un fum. Apropiind de acest fum o hârtie albastră de turnesol hârtia se înroșește. Explicare. Acest corp gazos e acidul clorhidric. El s’a format astfel. Clorul din clorura de sodiu s’a combinat cu hidrogenul din •acidul sulfuric și a dat naștere acidului clorhidric. Sodiul s’a com- binat cu sulful și cu oxigenul din acidul sulfuric și a format sulfat ■de sodiu. Putem scrie: •Clorurâ de sodiu Acid sulfuric Ac. clorhidric Sulfat de sodiu. (Clor-|-sodiuJ-|-(Sulf-|-oxigen-ț-hidr.)=(Clor-|-hidrog.)-|-(Sulf-|-oxg.-|-sodiu.) www.digibuc.ro 65 ^Prepararea. Acest corp se prepară și în laborator tot din clo- rura de sodiu și acid sulfuric. “In vasul A. (Fig. 91) punem bucăți mici de clorură de sodiu to- Fig. 91. Prepararea acidului clorhidric. pită. Prin tubul T se introduce acidul sulfuric. Acidul clorhidric desvoltat se spală în va- sul B prin acid sulfuric, și se adună în cilindrul C, umplut cu mercur. El mai poate fi cules și într’o e- prubetă sau cilindru uscat și ținut cu gura în sus. A- cidul clorhidric fiind ceva mai greu decât aerul cade Ia fund, iar aerul ese afară. In Industrie el se prep ară în cantități mari, punând 160 kgr. sare în cilindrul de fontă (tu- ciu) C (fig. 92), și turnăm peste acesta 130 kgr. acid sulfuric. Acidul clorhidric se culege în o serie de vase O, O' pline cu apă, în care se disolvă. Proprietăți fizice. Aci- dul clorhidric e un gaz Prepararea acⁱduIuⁱ clorhⁱdrⁱc îⁿ ⁱⁿdustrⁱe- incolor, cu miros înțepător și cu gust foarte acru. 5 www.digibuc.ro 66 Densitatea lui este 1,20, adică e ceva mai greu decât aerul. El se licheface la 0° sub o presiune de 26,2 atmosfere, sau la — 80° (Faraday), la presiunea, ordinară. In stare lichidă el este incolor, mobil, și are densitatea 1,27. Lichid ferbe la—80°; se solidifică în cristale albe, fusibi'le la—115°7. El este foarte solubil în apă; la o° un volum de apă disolvă; joo volume de acid Clorhidric. Această disoluțiune are 36% acid uscat. Din cauză că se disolvă în apă, acidul clorhidric nu poate fi cules, ca hidrogenul, într'o eprubetă umplută cu apă. Această so- Fig. 93. Prepararea unei soluțiuni de acid clorhidric în apă. luțiune se întrebuințează de obiceiu în laborator și în industrie, ca acid clorhidric. In sticlele de laborator nu avem prin urmare acid clorhidric, ci soluțiuni de acid clor- hidric în apă. Ea se prepară în apara- tul figura 93. In balonul A se pune sare și acid sulfuric. Acidul clorhidric desvoltat se spală în B și se disolvă. în C și D. Soluțiunea concentrată de acid clorhidric desvoltă .acid clorhi- dric gazos prin încălzire. Se poate - prepara ușor acid clorhidric gazos, în- călzind într’un balon o soluțiune con- centrată de acid clorhidric. Experiență. Iuțeala cu care acidul clorhidric gazos se disolvă în apă se poate arătă prin următoarea experiență: Sticla A (Fig. 94) se umple cu gaz acid , . clorhidric perfect uscat și se astupă cu Fig. 94. Solubilitatea gazului acid , , . j . . clorhidric în apă. un dop de cauciuc pătruns de un tub de sticlă subțire și închis la capătul din afară. Cufundăm capătul acesta al www.digibuc.ro 67 tubului într’un vas CU apă colorată în albastru, prin tinctura alcalină de turnesol, și’l spargem. Imediat apa se ridică, țișnind înăuntrul vasului A, până când îl umple, devenind în acelaș timp roșie din cauza acidului clorhidric. Ridicarea apei în sus se face din cauza golului produs în A prin disolvarea repede a acidului în apă. Observare. Când experiența se face repede nu e nevoe să se mai închidă tubul de sticlă și pe urmă să se spargă. Proprietăți chimice. Acidul clorhidric este un acid puternic, în- roșește hârtia de turnesol. El fumegă în contact cu aerul umed, din cauză că se hidratează; pus în contact cu vaporii de amoniac răspândește un fum alb, format din clorurâ de amoniu: 'Acid clorhidric -p- Amoniac = Clorură de amoniu Acidul clorhidric se descompune prin căldură sau electricitate, în clor și hidrogen. Metalele îl descompun, formând cloruri și punând hidrogenul în libertate. Am văzut, că hidrogenul a fost preparat prin acțiunea zincului asupra acidului clorhidric. Am avut: Acid clorhidric , ᵥ. , Clorură de sine (clor + hidrog.) + Zmc = Hidrogen + ₍zᵢₙc ₊ cₗₒᵣ₎ In acelaș mod lucrează și hidrații metalelor. La neutralizarea acidului clorhidric cu hidrat de sodiu am obținut sare și apă. Putem scrie: Acid clorhidric . Hidrat de sodiu Sare . Apă (clor-ț-hidrog.) ' (sodiu-ț-oxig.-ț-hidr.) (clor-ț-sodiu) ' (hidr.-ț-oxig.) Din analiza acidului clorhidric, s’a aflat că, proporția în care hidrogenul e combinat cu clorul e i: 35,5. întrebuințarea. Acidul clorhidric e foarte întrebuințat în industrie. Cu el se prepară hidrogenul și bioxidul de carbon și se face un mare număr de pro- ducte chimice. In medicină se întrebuințează ca un caustic (arzător) și pentru facerea limo- nadelor acide. Electroliza acidului clorhidric. Descompunerea acidului clorhi- dric prin electricitate se face în voltametrul lui Hofmann (fig. 95). Acest voltametru are, în acest caz, electrozi de cărbune și nu de platin, de oarece platinul e atacat de clor. Experiență. Iată cum lucrăm cu acest voltametru. Deschidem robinetele de la cele două tuburi verticale ale voltametrului și turnăm prin tubul cu balon o soluție caldă de acid clorhidric în care am disolvat și sare. Când lichidul a ajuns până în dreptul robinetelor, le închidem pe acestea. Legăm electrozii cu elementele galvanice. Curentul electric trecând des- compune acidul clorjiidric în hidrogen care se duce la electrodul negativ și în clor care se adună la electrodul pozitiv, și care colorează apa și tubul în galben verde. După câtva timp observăm, că în amândouă tubu- rile voltametrului s’au adunat volume egale de clor și hidrogen. www.digibuc.ro 68 Regulă. Prin electroliză, acidul clorhidric se desface în clor și hidrogen. Volumul de clor este egal cu volumul de hidrogen. Fig. 95. Voltametrul lui Hofmann pentru electroliza acidului clorhidric. Observare. Când facem experiența trebue sâ lăsăm robinetele deschise și trebue să trecem mai mult timp curentul electric. Aceasta din cauză, că la început clorul se disolvă în apă. Numai după ce apa s’a saturat cu clor închidem robine- tele. Numai astfel căpătăm un volum de clor egal cu volumul de hidrogen. Altfel, am obține mai puțin clor decât hidrogen, ceia ce nu este adevărat. Legile volumelor. Am văzut la electroliza apei, că volu- mul de hidrogen ce se adună la electrodul negativ e de două ori mai mare decât volumul de oxigen ce se adună la electro- dul pozitiv. La electroliza acidului clorhi- dric volumul hidrogenului este egal cu vo- lumul clorului. Când am făcut sinteza apei cu eudiometrul am luat două volume de hi- drogen și un volum de oxigen. Când fa- cem sinteza acidului, clorhidric trebue să luăm un volum de hidrogen și un volum egal de clor. Vedem din aceste exemple, că avem a face aici cu o lege. In unele cazuri volumele sunt egale, în alte cazuri unul din volume e de două ori mai mare decât celalt. La amoniac volumul de hidrogen e de trei ori mai mare de cât volumul de azot. Această lege se numește „Legea volumelor sau legea lui Gay- Lussac (1809). Ea se enunță astfel: Când doi corpi gazași se combină între ■ ei, între volumele lor se află un raport simplu. Volumele sunt adică sau egale, sau unul e de două ori, sau de trei ori mai mare decât cel mai mic. Această lege se aplică și la corpul compus care a luat naștere. Un volum de hidrogen se combină cu un volum de clor și dau naștere la două volume de acid clorhidric gazos. Un volum de oxigen combinându-se cu două volume de hidrogen formează două volume de apă în stare de vapori. Un volum de azot cu trei vo- lume de hidrogen formează două volume de amoniac. Lege. Volumul corpului compus gazos este sau egal cu suma volumelor corpilor simpli care îl alcatuesc sau mai mic decât suma volumelor. In totdeauna e un raport simplu între volumul corpu- lui compus și volumele corpilor simpli. www.digibuc.ro 69 Observare. Legele volumelor complecteazâ legea proporțiilor multiple. Putem zice: există un raport anumit atât între greutățile corpilor care se combină, cât și între volumele acestor corpi dacă sunt gazoși. Clorul Am văzut la electroliza acidului clorhidric, că acesta se des- compune în clor și hidrogen. Clorul este un corp simplu. Istoricul. Clorul a fost descoperit de Scheele, chimist suedez, în 1774. Nu- mele de clor (galben-verzui) i l’a dat Gay-Lussac la 1813. Starea naturală. El nu se găsește liber în natură. Se găsește însă în o mulțime de combinațiuni, precum : combinat cu hidrogenul sub formă de acid clorhidric, combinat cu sodiul sub formă de clorura de sodiu (sare) și cu alte metale. Prepararea. Din sare se poate scoate clorul cu ajutorul elec- trolizei. Prin sare topită se trece un curent electric puternic. So- diul, ca metal, se duce la electrodul negativ, iar clorul, ca meta- loid, se duce la electrodul pozitiv. Această electroliză a clorurei de sodiu topită se face în fabrici. Se fabrică astfel și clor și sodiu dintr’o dată. In laborator întrebuințăm metode bazate pe reacțiuni chimice. Prepararea clorului din acid clorhidric. Experiență. Punem într’o eprubetă puțin bioxid de mangan și turnăm peste acesta puțin acid clor- hidric. Soluțiunea de acid clorhidric se colorează în brun la început, iar după câtva timp, și mai ales dacă se încălzește, ese din eprubetă un gaz galben verzui cu un miros greu. Explicare. Am văzut, că acidul clorhidric are hidrogen și clor. Am văzut de asemenea, că bioxidul de mangan are oxigen. Iată ce s’a întâmplat. Oxigenul din bioxidul de mangan s’a combinat cu hidrogenul din acidul clorhidric, formând apă. Manganul s'a combinat cu o parte de clor, dând clorură manganoasă, iar restul de clor se dezvoltă umplând eprubetă și eșind în atmosferă. Putem scrie. Acid clorhidric -ț- Bioxid de mangan = Clor -ț- Clorură de mangan -4- Apă (Clor -|- hidrogen) (Mangan -ț- oxigen) = (Mangan -ț- clor) Experiență. In laborator această preparare se face astfel : Aparatul în care se face reacțiunea (fig. 96) e compus dintr’un balon de sticlă C în care se pune bucățele de bioxid de mangan peste care se toarnă acid clorhi- dric. Clorul produs trece prin vasul spălător B cu acid sulfuric, care îl usucă, luând apa ce se produce în reacțiune, și este cules în cilindrul A, de unde gonește aerul care ese prin E. Prepararea din sarfe. Am văzut, că sarea cu acidul sulfuric dă acid clorhidric. In loc de a amestecă acid clorhidric cu bioxid de www.digibuc.ro 70 mangan, putem amestecă sare cu acid sulfuric și cu bioxid de man- gan. Bioxidul de mangan va oxidă acidul clorhidric produs chiar în reacțiune. Se va dezvoltă și în cazul acesta prin încălzire clor. Vom vedea maitâr- vt ziu toate reacțiunile cari auloc. Si această experiență se poate face în eprubetă sau și în aparatul descris mai sus. Proprietăți fizice. Clorul e un gaz gal- ben verzuiu, cu mi- ros înecăcios și iri- tant. Inspirat fiind în cantitate ceva mai mare, irită și atacă căile respira- toare, producând he- Fig. 96. Prepararea ji culegerea clorului prin înlocuirea aerului. rflOptizU (vărsări de sânge). Densitatea lui este 2,45. La 0°, sub o presiune de 6 atmosfere, el se licheface. In stare lichidă e uleios și galben, are densitatea 1,33 și fierbe la — 33°,5. Solidificat, se pește la — i02°. Un litru de apă dizolvă la 0°, 1 L. 44 clor ; soluțiunea lui numește apă de clor și se prepară umplând cu apă cilindrul to- sticla din experiența precedentă. Dacă răcim depun cristale de hidrat de clor. Aceste cristale se descompun prin încălzire, în apă și clor. Cu acest corp s’a servit Fara- day pentru prepararea clorului lichid. El a introdus cristale de hidrat de clor într’un tub de sticlă îndoit (fig. 97) și închis la amâdouă capetele. Partea dreaptă, în care S’a pus cristalele, se încălzește cu apă caldă. Clorul pus în libertate se îngrămă- dește în tub și se licheface în partea stângă, care este răcită printr’un amestec această soluțiune, se de se Fig. 97. Lichefacerea clorului. de ghiață și sare. Proprietăți chimice. Clorul se combină direct cu hidrogenul și aproape cu toți corpii. Aceste combinațiuni se fac cu desvoltare de căldură și câte odată cu desvoltare de lumină. Fluorul, Oxgenul, Azotul, Carbonul, Aurul și Platinul nu se combină direct cu clorul. Experiențe. 1. Fosforul aruncat într'un vas cu clor se aprinde transfor- mându-se în triclorura de fosfor sau pentaclorura de fosfor, după canti- www.digibuc.ro 71 latea clorului, ce se află în. vas (flg. 98). 2. Arsenul pisat, aruncat prin tubul T (fig. 103) în vasul C, în care intră prin D clor uscat, se aprinde singur producând vapori otrăvitori de triclorură de ar sen. 3. Praful de stibiu aruncat în clor se aprinde deasemenea singur și dă scântei, trans- Fig. 98. Arderea fosforului în clor. Fig. 99. Aprinderea stibiu- lui aruncat în clor. Fig. 100 Arderea cuprului în clor. fbrmându-se în triclorură de stibiu (fig. 99). 4. Cuprul arde de asemenea în clor, dacă îl introducem înfierbântat, și se transformă în clorură de cupru (Fig. 100). 5. O lumânare aprinsă introdusa într’un vas cu clor arde cu fum (fig. 102). 6. O flacără de gaz de luminat introdusă în clor arde cu fum (fig. 101). Fig. 101. Gazul de luminat arde cu fum în clor. Fig. ies. p lumânare aprinsă introdusă în clor arde cu fum. 7. O hârtie de filtru unsa cu terebentină se aprinde și arde cu furp. 8. Ohârtie pe care am scris cu cerneală câteva cuvinte, scrisul se șterge. Explicarea experiențelor 5, 6, 7, 8, e următoarea: Flacăra lumâ- nărei și a gazului, esența de terebentină, cerneala, au hidrogen. Clorul, care se combină foarte lesne cu hidrogenul, le descompune www.digibuc.ro 72 luându-le hidrogenul. Fumul de lumânare, de gaz și de esență de terebentină e format din carbonul pe care acești corpi îl cuprind și care rămâne liber, după ce li s’a luat hidrogenul. Terebentina se aprinde din cauză că în reacțiune se produce multă căldură. Cerneala de tipar nu se decolorează, de oarece cu- prinde cărbune de fum, care nu se combină cu clorul. Observare. Experiențele cu clor se pot face foarte simplu în modul următor- In cilindre de sticlă, (ca în figurile 101, 102), se pune la fund puțină clorură de var sau puțin clorat de potasiu. Se toarnă în fiecare cilindru acid* clorhidric. Se -desvoltă clor fără în- călzire. E de ajuns să introducem corpii pomeniți ca să se vază feno-' menele descrise întrebuințarea clorului. Din cauza energiei cu care tinde a se combina cu hidrogenul, clorul descompune o mare parte din materiile organice. Bertholet la 1785 l’a propus, din cauza acestei proprietăți, ca mijloc pentru albirea pânzelor, a cerei, etc. Tot din această cauză se întrebuințează ca desinfectant,. pentru a distruge miasmele (ger- menii boalelor), mai cu seamă . în timpul epidemiilor. In acest Fig. 103. Arderea arsenului în clor. x \ ₜ ᵥ „ caz nu se întrebuințează insa clor liber, ci o combinare a lui cu varul — clorură de var — care în contact cu aerul desvoltă clor. Această clorură de var desvoltă clor chiar stând în aer; desvoltarea e înlesnită când punem un acid sau chiar oțet peste clorură de var. Cloruri. Combinațiunile clorului cu celelalte elemente se numesc cloruri. Clorurele metalelor sunt săruri: clorură de zinc, clorură de argint, clorură de mangan, clorură de cupru, clorură de sodiu, etc. Clorurele cu metaloizi nu sunt săruri: triclorura și pentaclo- rura de fosfor, clorură de hidrogen e acidul clorhidric. Fluorul. Istoricul. Moissan l’a izolat în mod complect în 1887. Starea naturală. Fluorul nu există liber în natură. El se găsește combinat cu calciul în fluorura de calciu (fluorina), combinat cu aluminiul și sodiul în criolită. Se mai găsește în apatită, topaz, oase și în smalțul dinților. Prepararea. Moissan a preparat fluorul, descompunând prin un. curent electric acidul fluorhidric, făcut bun conducător, prin dizol- varea în el de fluorură de potasiu- www.digibuc.ro 73 Fluorul în acest caz, fiind electronegativ se duce la polul +, iar hidrogenul, fiind electr o pozitiv se duce la polul ■—. Aparatul a fost făcut dintr'un tub de platin întors în formă de U (Fig. 104) astupat cu dopuri de criolită prin care treceau elec- trozii de platin și care se umplea cu acid fluorhidric lichid. EI se află cufundat într’un Fig. 104. Prepararea. fiu or ului. vas de sticlă (Fig. 105) plin cu un lichid (clorură de metil) foarte volatil, care îl răceâ la — 50°. Curentul electric era Fig. 105. Aparatul lui Moissan. produs de o pilă compusă din 30—50 elemente. In F eșeâ fluorul și putea fi studiat. Proprietăți fizice și chimice. Fluorul este un corp gazos, incolor, cu miros pătrunzător foarte displăcut. El se combină cu sulful* seleniul, fosforul, arsenul, aniimoniul, siliciul, borul, potasiul, sodiul, pulberea de fer și man^an, plumbul, mercurul, ele., desvol- tând cantități mari de căldură. Densitatea este = 1,14. Pus în contact cu clorură de potasiu topit, o descompune, se combină cu potasiul și pune clorul în libertate. Pus îh contact cu apa, o descompune, se combină cu hidrogenul, formând acid fluorhidric, și lașa oxigenul liber în stare de ozon. El distruge aproape toate substanțele, din care cauză nu se poate conservă în nici un fel de vase. Fluorul a fost lichefacut. El ferbe la — 187®. El a fost solidi- ficat cu ajutorul hidrogenului lichid. Fluorul solid este alb și se topește la — 233°. Analizându-se acidul fluorhidric, da găsit pentru 1 pf hidrogen 19 p. fluor. Bromul. Istoricul. A fost descoperit la 1826 de către chimistul frances Batard, ana- lizând sărurile aflate în apele de cristalisare ale sărei de bucătărie, ce se scot din bălțile sărate în sudul Franței. Sc numește Brom din cauza mirosului său displăcut. www.digibuc.ro 74 Starea naturală. Nu se găsește în stare liberă în natură. Există ca bromură de sodiu, potasiu sau magneziu în unele ape mine- ralizate, în apele mărilor (0 gr. 4—O gr. 6 bromură de magneziu la litru) și cu deosebire în apa din Marea Moarță, care conține 1 gr. 3 bromură de potasiu și 3 gr. 153 bromură de magneziu; într’un litru de apă. Unele mine de sare conțin de asemenea mici cantități de bromuri. Prepararea. Bromul se prepară în acelaș mod ca și clorul, cu deosebire, că în loc de clorură de sodiu se ia bromură de sodiu, care se încălzește cu bioxid de mangan și acid sulfuric. Experiență încălzim într’o eprubetâ un amestec de bromură de sodiu și bioxid de mangan cu acid sulfuric. Se produc niște vapori rău mirositori si colorati în roșu brun. Acesta e bromul. ’ ’ • / Aparatul cu care se prepară în laborator diferă puțin, tiin cauză că bromul este lichid. In C se încălzește amestecul; bromul se con- Fig. 106. Aparat pentru prepararea bromului. densează în balonul R, care e răcit prin apa rece ce curge din vasul F. Proprietăți fizice. Bro- mul e un corp lichid, de coloare roșiebrună, cu mi- ros neplăcut, înțepător și sufocant, cu gust acru și arzător. Vaporii irită și distrug căile respiratoare, iar în starea lichidă este arzător și foarte otrăvitor. Densitatea lui la 0° este 3,18. El fierbe la 60°, și la această temperatură densitatea vaporilor este 5,94. La — 24°,5 se solidifică, în lamele Cenușii .care se topesc la — 7°,3. La 0° formează cu apa hidratul de -brom, analog hidratului de clor. La 15° se disolvă în 33 volume de apă. Cloroformul, eterul și sulfura de carbon îl dizolvă în mare cantitate, colorându-se în roșu. Proprietăți chimice, Bromul are cam aceleași proprietăți chimice ca și clorul. El se combină direct, la temperatura ordinară, cu mulți metaloizi și metale. Nu se combină direct cu Carbonul, Azotul și Oxigenul. Energia de combinare a bromului e mai slabă decât a clorului. Astfel, cu Hidrogenul nu se combină la temeratura or- dinară ca Clorul, ci numai la temperatura de 300°—400°. Numai combinațiunile sale cu oxigenul sunt mai stabile decât ale clorului. întrebuințarea. Bromul sub forma de bromură de sodiu sau de potasiu se întrebuințează în medicină ca sedativ al sistemului nervos, iar ca bromură de argint se întrebuințează în fotografie. www.digibuc.ro 75 Iodul. Istoricul. Iodul a fost găsit de Courtois la 1811 în cenușile plantelor nu- mite varech. Starea naturală. Iodul nu există în stare de libertate. El se găsește combinat, mai cu seamă ca iodură de sodiu, în cenușa plantelor maritime fucus și varech, precum și în bureți și în ficatul peștelui gadus morrhua (din care se scoate oleul de ficat de pește). Există sub formă de săruri în apele de mare și în unele ape minerale, precum și în minele de sare de la Stassfurth (Prusia). Prepararea. Experiență. Disolvăm puțină iodură de potasiu în apă și turnăm în această soluțiune apă de clor. Soluțiunea se colorează în brun din cauza iodului pus în libertate. Explicare. In această experiență clorul s’a combinat cu potasiu formând clorură de potasiu, iar iodul a rămas liber. Pentru a se obține iodul pur se pune iodul fabricat în niște vase •de pământ A cari sunt încălzite într’un cuptor B umplut cu nisip. Iodul se volatilizează și se soli- difică pur în vasele exterioare D (fig. 107). Această curățire se ba- zează pe sublimarea iodului despre care am vorbit la cristalizarea prin sublimare. Proprietăți fizice. Iodul e solid, cenușiu, cristalizat în foi sau lame opace, cu luciu semi-metalic. Fig. 107. Sublimarea iodului. Densitatea sa este 4,9. El se topește la 114°, și ferbe la 184°3, dând vapor violeți cu densitatea 8,7. Experiență. Amestecăm într’o eprubetă puțin iod cu alcool. Căpătăm oi soluțiune brună (tinctura de iod). Repețim această experiență cu cloro- form, benzen și sulfură de carbon. Căpătăm soluțiuni violete. Proprietăți chimice. El se combină direct cu unii metaloizi și cu numeroase metale. Vom arătă la metale mai multe experiențe. Ener- gia sa de combinare e cu mult mai mică decât a fluorului, a clo- rului, și a bromului, care-1 scot cu ușurință din combinațiunile sale. Numai combinațiunile sale cu oxigenul sunt cu mult mai stabile decât ale celorlalți corpi din familia sa. Eperiență. Iodul albăstrește scrobeala (amidonul). Reacțiunea se face în modul următor. Fierbem puțină scrobeala cu apă până ce căpătăm o solu- țiune ; la nevoe filtrăm. Răcim soluțiunea. Punem într’o eprubetă puțină soluțiune de această și turnăm câtevă picături de tinctura de iod (iod di- www.digibuc.ro 76 solvat în alcool). Soluțiunea se albăstrește. Ferbem. Coloarea dispare. Ră- cim eprubetă. Coloarea se ivește din nou. Acest fenomen e caracterisric pentru iod. Familia halogenilor. Fluorul, clorul, bromul, iodul formează o familie de corpi simpli care se aseamănă prin proprietățile lor chimice. Această familie se numește a halogenilor, din cauză că acești corpi formează cu metalele fluoruri, cloruri, bromuri și ioduri, care sunt săruri. Numele halogen înseamnă corp care pro- duce sare. Acidul fluorhidric. Istoricul. Scheele la 1771 observă, că tratând fluorura de calciu cu aciduj sulfuric se desvoltă un gaz, care atacă sticla. Gay-Lussac și Thinard la 1808 întrebuințând un vas de plumb (o retortă) reușiră a-1 izola. Experiență. încălzim într-o eprubetă puțină fluorură de calciu pisată cit acid sulfuric. Se formează un corp gazos care fumează în aer. Acesta e» acidul fluorhidric. Ținând o vergea de sticlă udă cu apă în acest fum, sticla se face mată, fiind atacată de acidul fluorhidric. Deasemenea și eprubetă rămâne roasă după pe o spălăm și o uscăm. Explicare. Reacțiunea e la fel cu aceea dintre clorură de sodiu și acidul sulfuric. Se formează sulfat de calciu și acid fluorhidric. Putem scrie : Fluorură de calciu -ț- Acid sulfuric = Acid fluorhidric -|- Sulfat de calciu (calciuȚ-fluor) (sulf-|-oxigen-|-hidrogen) (hidrogen 4-fluor) (sulf-j-oxigen-Țcalciu) Proprietăți fizice. El e corp gazos, cu densitatea 0,9879 la 12°,5, se liche- face la — 20° și ferbe la 4- 19°,5. E foarte solubil în apă, dând un hidrat: care conține 36% HF1 și distilă la 120°. Solidificat, se topește la — 92°5. Proprietăți chimice. Acidul fluorhidric este cel mai coroziv dintre toți acizii cunoscuți până acum; el distruge țesutul organic. Potasiul îl descompune cu explozie, producând căldură și lumină. Toate me- talele, afară de mercur, aur, argint și platin, îl descompun, formând fluoruri metalici și punând hidrogenul în libertate. Plumbul e atacat mai încet. Din analiza acidului florhidric s’a găsit proporția i p. hidrogen : 19 P- fluor. Dintre metaloizi, numai siliciul amorf și borul îl descompun. întrebuințarea. Din cauza acțiunii pe care o are acidul fluorhidric asupra silicaților, el atacă sticla (care e un silicat). S’a întrebuințat această proprie- tate pentru a se grava în sticlă diferite figuri. Pentru scopul acesta sticla se acopere cu un strat făcut, topind 4 părți ceară și o parte terebentină. După uscare, se scrie sau se desemnează cu un vârf ascuțit pe aceste plăci si se expun la acțiunea acidului fluorhidric, care atacă sticla numai în părțile ’des- www.digibuc.ro 77 velite prin scriere. In urmă, sticla se șterge de ceară cu o flanelă caldă. Fig- 108 arată vasul de plumb în care s’a pus amestecul și sticla, pe care s’a gravat. Acidul fluorhidric este un antiseptic puternic ; astfel laptele, urina, bulionul, carnea, în care s’a pus chiar numai acid fluorhidric, nu mai putrezesc. Fig. 108, Gravarea pe sticlă cu acid fluorhidric. Acizii halogenilor. Acizii fluorhidric, clorhidric (bromhidrtc și iodhidric) se numesc acizii halogenilor. Acești acizi au numai hi- drogen combinat cu un halogen. Ei nau oxigen, spre deosebire de cei mai mulți acizi. IX. SULFUL (PUCIOASA). Istoricul. El a fost cunoscut din timpii cei mai vechi, culegându-se cu ușu- rință dimprejurul vulcanilor Starea naturală. El se găsește în mare cantitate în natură, atât cristalizat, cât și amorf; se găsește cu deosebire în Italia, Sicilia si insulele Mărei Mediterane, în regiunile vulcanice și împrejurul solfatarilor (vulcani vechi). Fig. 109. Extragerea sulfului nativ prin distilare la Puzzole. In județul Prahova avem localități foarte avute în sulf. www.digibuc.ro 78 Se mai găsește și în multe combinațiuni, precum sunt: sulfurile metalice (Pirite), sulfatul de. calciu (Gips), etc. Prepararea. Sulful se extrage în următoarele moduri: 1. La Puzzole, nisipurile vechiului crater,încărcate cu sulf (75—80%} sunt introduse în niște vase de pământ A, cari sunt puse pe două rânduri într’un cuptor. Fiecare din ele comunică cu câte un vas exterior B, în care se condensează sulful și din care curge în niște hârdae cu apă (fig. 109). 3. Procedeul Calkeranilor. La Catana, Palermo, etc, din cauza lipsei de combustibil, se fac niște arii circulare, puțin încli- nate, cu diametrul de 10—20m> înconjurate cu un zid înalt de 1%—2m numite Calkeroni (A, fig. 110). In ele se așează bucăți de pământ amestecat cu sulf (dela 200—1.200m cubi) astfel în cât să rămână niște coșuri c. Totul se acoperă cu pământ și se pune foc sulfului. O parte din acesta arzând desvoltă destu- lă căldură pentru a topi pe celalt. Se extrage astfel 10 — 12% Fig. izo. Calkeroni (secțiune verticală). Slllf din amestecul de Sulf și pă- mânt, ce s’a introdus. Rafinarea sulfului. Sulful obținut prin oricare din aceste pro- cedee conține încă 2—3% materii străine. Pentru a-1 avea pur, îl distilăm. Această operațiune se face în aparatul fig. 111. Sulful brut se topește în căldarea d, curge prin țeava F în cup- torul B, unde se evaporează și vaporii se condensează în camera G. Când pereții camerei G nu se încălzesc peste 100°, ceea- ce se întâmplă dacă se dis- tilă numai 300 kgr. în 24 ore, sulful se depune sub forma de cristale mici, nu- mite „floare de sulf sau de pucioasă". Dacă distilăm în aceeași durată de timp 1.800 kgr., temperatura pereților camer Fig. xxx. Rafinarea sulfului i se ridică peste 115°, si sulful lichid www.digibuc.ro 79 se adună la partea inferioară de unde curge în tiparurile M și se obțin cilindri sau bastoane de sulf. Putem arăta rafinarea sulfului cu aparatul de la fig- H2. Fig» ii2» Distilarea sulfului în laborator. Proprietăți fizice. Sulful se prezintă în mai multe stări alotropice. c ir- i • , . ( 1) Octaedric (ortorombic) Sulful cristalizat j Pᵣᵢzᵢₙₐₜᵢc \ciᵢₙₒᵣₒₘbic) (3) Insolubil Sulful amor] j MₒₐIₑ Sulful octaedric se găsește în natură cristalizat în octaedri din Fig. «3» Sulf octaedric. Fig. 114. Creuzet. Fig. 115» Sulf prismatic. sistemul prismei rombice drepte sau ortorombic (fig. 113). El e de coloare galbenă, transparent, nu se alterează la aer la temperatura www.digibuc.ro 80 ordinară, n’are gust, nici miros. Aceste cristale se pot obține di- solvând sulful din comerț în sulfura de carbon, și evaporând cu încetul această soluțiune. (A se vedea și pag. 13 și 19). Densitatea lui este 2,07. El se topește la 114° și fierbe la 440°. Experiență. Fierbem puțină apă într’un pahar și punem în ea un cilindru de sulf cum se găsește în comerț. Se aude o pârâitură. Scos din apă se sfărâmă lesne. Explicare. Această experiență ne arată, că sulful e rău condu- cător de căldură. El se încălzește numai în afară, se dilată în această parte și se desprinde de partea dinlăuntru. Se întâmplă aici ceea- ce se întâmplă cu un pahar de sticlă rece pe care l’am vârâ în apă caldă. Experiență, i) Zdrobim un cilindru de sulf și punem cu băgare de seamă bucățelele mici într’un balonaș de sticlă. (Să nu se ia floare de pucioasă!'). , încălzim cu băgare de seamă până ce sulful începe a se topi (altfel ples- nește balonașul). încălzim mai departe, mișcând mereu balonașul ca să se amestece bine sulful topit cu bucățelele netopite încă. După câtvă timp căpătăm un lichid galben ca mierea. Suntem pe la 115° când se topește sulful. 2) Scurgem puțin lichid de acesta în apă rece. Căpătăm sulf galben obi- cinuit. 3) încălzim mai departe, ținând balonașul cu o cârpă sau cu un clește. Coloarea lichidului se întunecă din ce în ce, trecând în roșu și pe urmă în negru. Deodată lichidul se face atât de vâscos încât nu mai curge în ba- lonaș, dacă îl întoarcem pe acesta cu gura în jos. Suntem pe la 170°—200°. 4) Continuăm cu încălzirea până ce lichidul începe iar să se miște când clătinăm balonul. Suntem pe la 330—340 grade. 5) Apucăm balonașul cu o cârpă și scurgem lichidul într’un lighean cu apă rece, descriind cercuri așa ca lichidul să nu curgă în acelaș loc. Sulful din apă e galben, moale și elastic, întinzându-se ca guma. Sulful prismatic. Dacă topim sulful din comerț într’un creuzet (fig. 114), îl lăsăm să se răcească până când se solidifică la supra- față și scurgem restul lichidului, găsim pe pereții creuzetului sulf cristalizat în prisme rombice oblice sau clinorombice (fig. 115) Dacă disolvăm sulful din comerț în benzen, cristalele, ce se depun între 80° 75° sunt prismatice, iar cele depuse la rece sunt octaedrice. Sulful prismatic se topește la 120° și fierbe la 440°. El se trans- formă cu timpul în sulf octaedric ; transformarea aceasta se face cu desvoltare de căldură. Sulful amorf insolubil se găsește în sulful de comerț și în sul- ful moale. El nu se disolvă în nici un reactiv și încălzit fiind la 80° se transformă în sulf prismatic. Sulful moale se obține, turnând în apă sulful topit aproape de temperatura sa de fierbere. El e moale, elastic și galben ca chih- libarul și conține 35 60 % sulf insolubil. După câteva zile dela www.digibuc.ro 81 preparare, elasticitatea sa dispare și el devine sulf ordinar. Această transformare se face cu pierdere de căldură. O mică cantitate de iod (una la sută), cărbunele, uleiul și ceara, fac să se păstreze mai multă vreme sulful în stare moale. Proprietăți chimice. După oxigen, fluor, clor, brom și iod, sulful ■e cel mai electronegativ dintre corpii simpli. Frecat sau încălzit în contact cu aerul, el devine fosforescent pe la 200, se aprinde la 250 și arde cu o flacăre albastră. In acest caz el se combină cu oxigenul dând bioxid de sulf. Am văzut, că în oxigen combinarea e cu mult mai vie, dacă îl introducem aprins (fig. 51). Experiențe. 1. Topim într’o eprubetă puțin clor a t de potasiu. In lichidul format, aruncăm o bucățică de sulf (cât un grăunte !). Sulful se aprinde și arde cu o flacăre foarte strălucitoare. 2. Amestecăm cu o pană puțină floare de pucioasă (numai un vârf de briceag!) cu tot atâta clorat de potasiu. Punem acest amestec într’o hârtie -de țigară și îl învălim bine. Punem hârtia cu amestec pe o piatră și o izbim tare cu un ciocan. Se produce o explozie. Să nu se ia prea mult ■dinir’o dată, căci atunci explozia poate fi periculoasă ! 3. Amestecăm floare de sulf cu acelaș volum de praf de zinc. Punem ■amestecul pe o cărămidă și îl atingem cu o lumânare aprinsă. Amestecul se aprinde și arde cu lumină multă și un fum alb de sulfură de zinc amestecată cu oxid de zinc. 4. Amestecul de fier și sulf ne-a servit la definiția unei combinațiuni chimice. întrebuințări. Industria consumă pe fiecare an zecimi de milioane de kilo- grame de sulf pentru facerea ierbei de pușcă, a chibriturilor, numeroaselor producte chimice, lucrarea cauciucului, pentru fixarea fierului în piatră, etc. In medicină se întrebuințează în contra paraziților. Sulfuri. Combinațiunile sulfului cu corpii simpli se numesc sulfuri. Sulfurile metalice sunt săruri: sulfura de fier, sulfura de zinc, sulfura de cupru, etc. Sulful este un corp cu mai mulie stări alotropice. Am văzut, -că sulful are când un fel de proprietăți fizice, când alt fel de pro- prietăți fizice. într’o stare, sulful e solubil în sulfura de carbon, în altă stare, e insolubil în acest dizplvant. In stare lichidă e sau galben ■ca mierea și se mișcă ușor, sau negru brun și foarte vâscos. Cris- talele de sulf sunt de două feluri, ortorombice și clinorombice. Ni s’ar părea prin urmare, că aceste stări ale sulfului ar corespunde la mai mulți corpi simpli. In realitate, sulful e tot unul și acelaș •corp simplu în toate aceste stări. Prin ardere in oxigen se obține acelaș bioxid de sulf, oricare ar fi varietatea care arde. Prin com- binarea cu fierul sau zincul se obține aceiași sulfură de fier sau sulfură de zinc. Un fenomen la fel am văzut la oxigen și ozon. Am numit acest fenomen alotropic. 6 www.digibuc.ro 82 Sulful este prin urmare un corp care are mai multe stări alo- tropice. In realitate se cunosc mai multe stări alotropice ale sulfului decât cele învățate mai sus. Familia, oxigenului. Am văzut, că fluorul, clorul, bromul, iodul formează împreună familia metaloizilor halogeni. Oxigenul, sulful și alți doi corpi pe care nu i-am învățat, sele- niul și telurul, formează împreună familia oxigenului. Sistemul ortorombic. Prisma rombică dreaptă. Această formă cristalină are două fe- luri de fețe. Două fețe sunt romburi; acestea se numesc bazele prismei. Celelalte patru fețe sunt niște dreptunghiuri; acestea se numesc fețe laterale. Muchiile sunt 12 ; ele sunt de 3 feluri. Mu- chiile bazice, 4 sus și 4 jos, sunt toate egale atât în ce privește lun- gimea cât și în ce privește un- ghiul diedru la care cores- pund. Muchiile laterale sunt egale numai în ce privește lungimea lor; ele sunt de două feluri în ce privește un- ghiul diedru la care cores- pund. Două din ele, ac și bd^ unesc unghiurile ascuțite ale bazelor rombice, și alte două, , fg și eh, unesc unghiurile obtuse ale bazelor rombice. Unghiurile solide, în număr de 8, sunt iarăși de două fe- luri. Patru din ele, a, b, c, d, corespund la unghiurile ascuțite ale romburilor, iar celelalte patru, e, f, g, h, corespund la unghiurile obtuse ale romburilor. Axile de simetrie sunt trei, perpendiculare între ele ca și la cub. Aceste axe sunt neegale în lungime. Axa cea mai mare unește mijlocul bazelor. Axa cea mai mică unește mijlocul muchelor laterale obtuze și axa mijlocie unește mijlocul muchilor laterale ascuțite. Când punem această prismă pe masă, ea stă drept; de aci și numele de prismă ortorombică, care înseamnă prismă rombică: dreaptă. Când ținem prisma în mână, axa mare trebue să fie ver- ticală, iar celelalte două orizontale; dintre acestea cea mijlocie tre- bue să meargă dela dreapta la stânga observatorului (ca pe fig. 116), iar cea scurtă să fie îndreptată în spre acesta. Numai astfel ținând-o, putem observa cel mai mare grad de simetrie (cum e în dreapta, e și în stânga, cum e sus și jos). www.digibuc.ro 83 Prisma ortorombică e forma primitivă a sistemului ortorombic. Observare Ne putem închipui o prismă ortorombică astfel. Desfacem două cărți așa ca să formeze fiiecare un unghiu ascuțit și le alipim ca să se for- meze la capete câte un romb. Cotorul cărților reprezintă muchiile laterale ascuțite. Forme derivate. Modificâd muchiile și unghiurile prismei orto- rombic obținem mai multe forme derivate. I. Modificări făcute pe muchii. Fiindcă muchiile sunt de trei feluri, vom face modificări la fiecare fel de muchi. 1. Modificări pe muchiile bazice. Vom modifică, ca la cub, o muche bazică printr’o față și vom repeți această modificare la toate muchiile bazice. Piramida sau octaedrul cu baza rombică. Această formă are 8 fețe ca și octaedrul dela cub. Fețele sunt triunghiuri isoscele. Muchiile, tot 12 ca la octaedru, sunt de două fe- luri, 4 bazice, mai scurte, și 8 culminante, mai lungi. Unghiurile solide, 6 de toate, sunt de două feluri: 4 laterale și 2 culminante. Axele sunt ace- leași ca la forma primitivă. Ele unesc unghiurile solide opuse. Și această formă trebuește să fie ți- nută astfel în mână în cât axele să ocupe pozițile arătate la forma primitivă. Octaedrul cu baza rombică se mai numește pi- ramida ortorombică și fiindcă are fețele lui așe- zate pe fețele prismei din care a luat naștere, se mai numește protopiramida sau piramida de în- tâiul fel. 2. Modificări făcute pe muchiile laterale. Am spus, că aceste muchii sunt de două feluri, două Fig. 117. Octaedrul ortorombic sau pira- mida ortorombică. ascuțite și’ două obtuze. Vom avea prin urmare două feluri de forme derivate. a) Modificări făcute pe muchiile laterale ascuțite. Modificând muchiile a c și b d prin câte o față, egal încli- N Fig. 118. Modificare pentru brachipinacoid B. PIN merg paralel cu nată pe fețele muchiii, căpătăm două fețe B. P I N. Aceste fețe poartă numele de pinacoid, și fiindcă merg paralel cu diagonala cea scurtă a rom- bului se numește brachipinacoid. Modificând aceleași muchii a c și b d prin câte două fețe ca la cubul piramidat, căpătăm patru fețe derivate. Acestea formdază împreună o altă prismă. b) Modificări pe muchiile laterale obtuze, f g și eh, sunt la fel cu cele de mai sus. Când modi- ficarea se face printr’o singură față, rezultă un macropinacoid M. P IN, fiindcă fețele acestuia diagonala cea lungă a rombului. Când modifi- carea se face prin două fețe rezultă tot o prismă. www.digibuc.ro 84 II. Modificări făcute pe unghiuri. Fiindcă și unghiurile prismei orto- rombice sunt de două feluri, vom avea tot două cazuri de studiat. 1. Modificări făcute pe unghiurile ascuțite a, b, c, d. a) Dacă modificarea se face printr’o singură față, atunci rezultă două fețe sus și două jos. Prelungind aceste fețe până la între- tăerea lor, ia naștere o pereche de fețe care are înfățișarea unui acoperiș de case. Aceste fețe se numesc din această cauză dom. Fiindcă ele merg paralel cu diagonala cea scurtă a rombului se numesc brachidom. b) Dacă modificarea se face prin două fețe, atuncia rezultă 4 fețe sus și 4 fețe jos. Prelungind aceste fețe până la intretăerea lor, ia naștere o formă cu 8 fețe. Această formă e tot un octaedru ortorombic sau o piramidă ortorombică. Această _______i piramidă e inversă cu prisma primitivă; ea are axa orizontală mare în 10c de cea mică și vice versa față cu prisma. 2. Modificări făcute pe unghiurile obtuze e, f, g, h. Aceste mo- dificări sunt la fel cu cele precedente. a) Dacă modificarea se face printr’o singură față rezultă un dom. Fiindcă fețele acestuia merg paralel cu diagonala cea lungă se nu- mește macrodam. b) Dacă modificarea se face prin câte două fețe rezultă o pi- ramidă. Formele compuse din acest sistem cuprind fețe de la diferite forme simple. Așa sunt formele din fig. 120, 121 cari cuprind fețe de prisme și fețe de brachidom sau macrodofn. Tot așa cristalul de Sulf octaedric din fig. 113 are fețe dela două feluri de octaedri, unul mai ascuțit și altul mai obtuz. De asemenea, un macropinacoid M și un brachipinacoid B ne dă o formă compusă cu înfățișare de prismă cu baza de drept- unghiu fig. 122; această formă nu e simplă cum s’ar părea. La drept vorbind, și prisma e o formă compusă, căci bazele nu sunt la fel cu fețele laterale. Cristale în formă de ace si cristale în formă de foi. De multe ori, cristalele cresc în direcția unei axe și se subțiază în celelalte direcții. In acest caz iau înfățișarea unor ace. Așă, sulful cristalizat prin topire avea înfățișarea de ace. Alte ori cristalele se lățesc și www.digibuc.ro 85 au înfățișarea de foi. Așâ sunt cristalele de sulf obținute prin eva- porarea unși soluțiuni de sulfură de carbon. Această abatere dela forma regulată se întâlnește des în natură. Corp dimorf. Corp polimorf. Am văzut, că sulful cristalizează și în sistemul ortorombic, descris mai sus, și în sistemul clinorombic, pe care îl vom descrie mai târziu. Zicem, că sulful e un corp di- morf', fenomenul se numește dimorfism. Când un corp cristali- zează în mai mult de două sisteme, se numește polimorf, iar feno- menul se numește polimorfism. Hidrogenul sulfurat. Istoricul,. El a fost descoperit în 1773, de Rouelle, care l’a numit aer puturos. Starea naturală. El se găsește în gazele eșite din vulcani, în unele ape minerale (sulfuroase), între productele de putrezire ale materiilor vegetale și animale, precum în ouăle stricate, cimitire, bălți și latrine. Prepararea. Experiență, Punem într’o eprubetă o bucățică de sulfură de fer. Turnăm puțin acid clorhidric. Se produce un corp care miroase a ouă stricate. Explicare. Corpul care miroase e hidrogenul sulfurat. El a luat naștere din combinarea hidrogenului din acidul clorhidric cu sulful din sulfura de fer. Putem scrie : Acid clorhidric , Sulfură de fer Hidrogen sulf urat , Clorură feroasă (clor+hidrog.) "r" (sulf-J-fer) (hidrog.-psulf) d” (fer-f-clor) In laborator, se prepară hidrogenul sulfurat tot din sulfura de fer și acid clorhidric. Ne slujim în acest caz de aparatul Kipp. Sulfura de fer o punem unde am pus zincul, când am preparat hidrogenul, iar acidul îl turnăm prin pâlnia aparatului, (fig. 37). Analizăndu-se hidrogenul sulfurat, s’a găsii pentru i p. hidro- gen 16 p. sulf. Proprietăți fizice. Ele e un gaz fără coloare, cu miros displăcut de ouă stricate. Densitatea lui este 1,1912; față cu aerul este prin urmare ceva mai greu. Apa dizolvă la 0° de 3—4 ori volumul său de hidrogen sulfurat. Această soluțiune se numește apă de hidro- gen sulfurat și se întrebuințează ca reactiv în analiza corpilor. Se prepară introducând hidrogen sulfurat în apă. A fost lichefacut și solidificat. Hidrogenul sulfurat lichid e mai ușor ca apa, are densit, 0,9. Proprietăți chimice. Experiență. 1. Aprindem hidrogenul sulfurat care ese printr’o țeava, ca la armonica chimică. El se aprinde și arde cu o flacără albăstrue. www.digibuc.ro 86 In acest timp, hidrogenul din el se preface în apă, iar sulful în bioxid de sulf. 2. Umplem o eprubetă cu hidrogen sulfurat, ținând-o cu gura în jos de asupra tubului pe unde ese gazul. Apropiem eprubetă de o lumânare. Se produce o flacără și un praf galben care se așează pe dinlăuntru eprubetei. Din cauză că hidrogenul sulfurat nu a avut aer destul, a ars nu- mai hidrogenul, iar sulful a rămas neoxidat și s’a așezat pe eprubetă. 3. Apa de hidrogen sulfurat care a stat mai multă vreme la aer se tur- bură. Aerul a oxidat hidrogenul sulfurat; hidrogenul s’a prefăcut în apă, iar sulful a rămas neoxidat în apă. Această oxidare se întâmplă în natură cu apele sulfuroase care devin cu înfățișare lăptoasă prin precipitarea sulfului. Uneori oxi- darea are loc până la formare de acid sulfuric., Dumas a observat, că din cauza aceasta rufele dela stațiunile balneare sulfuroase sunt distruse repede prin formarea acidului sulfuric. 4. Introducem hidrogen sulfurat în soluțiuni de sulfat de cupru, de sulfat de cadmiu, de sulfat de zinc amestecat cu amoniac, de clorură de stibiu- Se formează precipitate colorate-în negru, galben, alb, portocaliu. Aseste precipitate sunt: sulfura de cupru, sulfura de cadmiu, sulfura de zinc, sulfura de stibiu. întrebuințări. Hidrogenul sulfurat e întrebuințat foarte mult în chimia ana- litică, pentru recunoașterea și separarea corpilor cu ajutorul precipitatelor. Apele minerale care conțin hidrogen sulfurat se întrebuințează contra boalelor de piele, etc. El este însă o otravă puternică: Vjbo din atmosferă omoară un cal, ’/soo un câine, ’/isoo o pasăre. Bioxidul de sulf sau anhidrida sulfuroasă. Istoricul. Acest compus s’a cunoscut odată cu sulful. Principalele sale pro- prietăți au fost studiate de Stahi; compoziția sa a fost determinată de La. voisier. Starea naturală. El se găsește în emanațiunile vulcanilor activi și în solfatari. Prepararea. Experiență. Aprindem puțin sulf pe o cărămidă. Se produce un corp gazos care are un miros înțepător. Acesta e bioxidul de sulf. Explicare. Sulful s’a combinat în această ardere cu oxigenul din aer și s’a transformat în bioxid de sulf. Această metodă de a pro- duce bioxid de sulf e întrebuințată numai în fabricele cari produc acid sulfuric, si în care se arde sulf în cuptoare anumite. Prin arderea piritei în aer se obține de asemenea bioxid de sulf în fabrici. www.digibuc.ro 87 Experiență. încălzim într’o eprubetă puțin acid sulfuric concentrat cu ceva răzătură de cupru sau foi de cupru. Se desvoltă un gaz cu un miros înțepător (de pucioasă care arde). Acesta e bioxidul de sulf. Explicare. In această experiență bioxidul de sulf a luat naștere din acidul sulfuric care a perdut hidrogenul și o parte din oxigenul său. Reacțiunea exactă o vom vedea mai târziu. Proprietăți fizice. Bioxidul de sulf este un gaz fără coloare, cu un miros înecăcios. Densitatea lui este 2,234; este prin urmare de 2 ori și ceva mai greu decât aerul. El se licheface cu ușurință într’un amestec de ghiață cu sare, «dând un lichid incolor cu densitatea 1,45, fierbând la —8° și so- lidificându-se la -- 76’. Experiență. Pentru a obține bioxid de sulf lichid, ne servim de aparatu fig. 124. In A se produce bioxid de sulf, care se spală de acid în B, se usucă în C și D și se condensează în vasnl E, pus într’un vas cu ghiață și sare. Tig. 123. Solidificarea mercurului prin bioxid de sulf lichid. Fig. 124. Lichefaceiea bioxidului de sulf. Bioxidul de sulf lichid fiind evaporat repede în vid sau într’un «curent de aer uscat, face să scadă temperatura la — 68’. Cu ajutorul lui putem să solidificăm mercurul (la — 40’), pe care îl introducem într’o eprubetă B (fig. 123), cufundată în altă epru- betă A, care conține bioxid de șulf lichid. Aceasta e fixată într’un vas C, a cărui atmosferă este uscată prin clorură de calciu. Prin tubul S se introduce un curent iute de ăer, care ese prin t, ducând cu sine vaporii de bioxid de sulf. Odată cu evaporarea bioxidului 50a Fig. 125. Acțiunea bioxidului de sulf asupra acidului azotic. Explicare, bioxidul ae sulf se comoină cu hidrogenul și cu o parte din oxigenul acidului azotic și dă acid sulfuric. Din acidul azotic se formează hipoazotida care e fumul ce se desvoltă. Acidul sulfuric format se recu- noaște punând în pahar o soluție de clorură de bariu. Se formează un precipitat alb de sulfat de bariu. Experiență. Introducem într’un balon hidrogen sulfurat, printr’o țeavă, și bioxid de sulf, prin altă, țeavă. Balonul se acoperă cu floare de pucioasă., Explicare. Hidrogenul din hidrogenul sul- furat s’a combinat cu oxigenul din bioxidul de sulf, formând apa. Sulful din amândoi corpii sa precipitat. Putem zice, că bioxidul de sulf a fost redus de hidrogenul sulfurata Această reacțiune explică formarea sulfului pe coastele vulcanilor din cari ese și hidrogen sulfurat și bioxid de sulf. Experiență. Se apropie de tubul prin care ese bioxid de sulf o hârtie albastră de turnesol muiată în apă. Hârtia se înroșește la început și pe urmă se decolorează. Explicare. Din apă și bioxid de sulf se formează acid sulfu- ros, care înroșește, ca orice acid, hârtia albastră. Decolorarea do- vedește o acțiune mai înaintată a bioxidului de sulf asupra co- loarei. Această experiență se poate repeți și cu flori colorate. întrebuințarea. El se întrebuin- țează ca decolorant. In acest caz se arde sulful într’o cameră în care se atârnă obiectele ce voim să de- Fᵢg. „₆ DₑcₒIₒᵣₐᵣₑₐ ᵤₙₑᵢ fₗₒᵣi prin bioxid de- colorăm sau se trece un curent de sulf produș pr;n arderea sulfului. gaz peste corpii suspendați în apă alcalină. Așâ, celuloza întrebuințată la fabricarea hârtiei e decolorată cu bioxid www.digibuc.ro 89 de sulf. El este un puternic desinfectant. Pentru acest scop el este lăsat 48 ore în camerele pe care voim să le desinfectăm (spitale, cazarme, etc.), unde îl preparăm arzând cam 20 gr. sulf pentru 1 m. c. de aer. Se mai întrebuințează foarte mult la fabricarea acidului sulfuric, precum și în mașinile lui Pieței pentru facerea gheței. Analizându-se bioxidul de sulf, s’a găsit pentru 16 p. sulf 16 p- oxigen. Trioxidul de sulf sau anhidrida sulfurică. Trioxidul de sulf este un oxid de sulf care cuprinde și mai mult oxigen decât bioxidul de sulf. Prin analiză s’a găsit pentru 16 p. sulf 24 p. oxigen. El se formează trecând un amestec de bioxid de sulf și oxigen peste asbest platinat sau alți anumiți corpi încălziți. In fața acestor corpi, bioxidul de sulf se combină cu oxigenul și dă naștere la trioxid de sulf. Trioxidul de sulf, numit și anhidridă sulfurică, e un corp solid, cristalizat sub formă de ace mătăsoase de coloare albă. Proprietatea chimică cea mai însemnată a trioxidului de sulf e de a se combina cu multă energie cu apă. Din trioxid de sulf și apă se formează acid sulfuric. Aruncată în apă, anhidrida sul- furică sfârâe ca un fer roșu, desvoltând multă căldură. Din această cauză, anhidrida sulfurică seîntrebuințează la uscarea gazelor care din reacțiuni es amestecate cu apă. Corpii organici sunt carbonizați de trioxidul de sulf, din cauză că ei conțin hidrogen și oxigen cari sunt absorbite în formă de apă. Anhidride acide. Un oxid de metaloid, care poate formă cu apa un acid, se numește anhidridă. Bioxidul de sulf este anhidridă, fiindcă poate forma cu apa acidul sulfuros; el se numește anhi- dridă sulfuroasă din această cauză. Trioxidul de sulf este anhi- dridă, fiindcă formează cu apa acidul sulfuric; din abeastă cauză se numește anhidridă sulfurică. Catalizator și cataliză. Am văzut la aprinzătorul cu hidrogen, că hidrogenul se aprinde când vine în atingere cu buretele de platin. Fenomenul acesta e foarte important. Buretele de platin nu suferă în această aprindere nici o schimbare. El poate sluji de ne- numărate ori la aprinderea hidrogenului. Sunt astăzi aprinzătoare cu burete de platin pentru aprinsul gazului de luminat. Sunt chiar aprinzătoare de țigări. Acestea conțin într’un tub alcool metilic care se vaporizează la căldura mânei. Vaporii de alcool dând de buretele de platin se aprind. Am văzut, la trioxidul de sulf, că oxigenul se combină cu bi- oxidul de sulf în atingere cu asbestul platinat, care coprinde bu- rete de platin cu o suprafață foarte mare față cu cantitatea de platin. Dacă amestecul de gaze nar veni în atingere cu buretele de platin, reacțiunea nar avea loc. www.digibuc.ro 90 Catalizator. Un corp, ca buretele de platin, care înlesnește o combinațiune chimică se numește catalizator. O cantitate mică de catalizator poate transformă cantități indefinite de corpi. Cataliză. Fenomenul acesta se numește cataliză. Nu se cam știe sigur cum lucrează un catalizator. Se crede, că el formează cu unul din corpi o combinațiune care pe urmă se descompune ; corpul pus din nou în libertate ar avea o energie mai mare de combinare și s’ar combină atunci mai lesne cu celalt corp cu care la început nu se poate combina. Catalizatorii sunt foarte întrebuințați în laborator și în industrie. Prepararea trioxidului de sulf din bioxid de sulf și oxigen se face astăzi în mare, în fabrici, cu ajutorul bur’etelui de platin sau a altor catalizatori. Acidul sulfuric (Vitriol). Istoricul. El a fost indicat de chimistul persan Al-Rhases, mort la anul 900, și pare a fi fost bine cunoscut în secolul al XIII. Albert cel mare (născut la 1205), fost episcop Ia Colonia, îl descrie sub numele de „spirt de vitriol roman". In secolul al XV, Basile Valentin descrie prepararea lui. numin- du-1 oleu de vitriol. Lavoisier făcu cunoscută compoziția lui, numindu-1 acid vitriolic. Starea naturală. Acidul sulfuric exista în natură în stare liberă în râul Vinagre, care se coboară din Anzii Americei Meridionale, în cantitate de 1 gr. 3475 la litru, sau 56,875 kgr. în 24 ore. De asemenea, râul Ruiz (în Grenada Nouă) conține 5 gr. 18 acid sul- furic la litru. Acest acid e produs prin oxidarea bioxidului de sulf dezvoltat de vulcani. Acelaș fapt se petrece și în orașele mari industriale, în cari se ard mulți cărbuni de pământ, și mai ales lignit, cari conțin sulf; apa de ploaie din aceste orașe conține acid sulfuric. Afară de acestea, acidul sulfuric e foarte răspândit în natură în stare de combinațiuni numite sulfați precum : sulfatul de calciu, de bariu, etc. Prepararea. Acidul sulfuric se obține in cantități mari în indus- trie ; el nu se prepară în laborator. In industrie se prepară după două metode, una nouă și alta veche. Metoda nouă, numită prin contact, e menită să înlocuiască în totul metoda veche. In această metodă, se prepară mai întâi trioxid de sulf, din bioxid de sulf și oxigen din aer, cu ajutorul buretelui de platin. Pentru a avea acid sulfuric e de ajuns să se amestece trioxidul de sulf cu apă. Dacă amestecul se face în proporțiile cu- venite, se formează acid sulfuric curat. Dacă se pune mai multă apă, se formează soluțiuni de acid sulfuric. Aceste soluțiuni se pot face cu mai multă apă — acid sulfuric apos sau diluat, sau cu mai mult acid, acid sulfuric concentrat. Din cele spuse, se vede că preparăm acid sulfuric din anhidridă www.digibuc.ro 91 sulfurică. După metoda veche se prepară, din contra, anhidrida sul- furică din acid sulfuric concentrat. Metoda veche se bazează pe reacțiunea între bioxidul de sulf și acidul azotic. Am văzut (pag. 88), că introducând bioxid de sulf în acid azotic, se for- mează acid sulfuric și vapori de hipoa- zotidă. Acești vapori de hipoazotidă sunt transformați, cu aer și apă, din nou în acid azotic. Acesta lucrează din nou a- supra bioxidului de sulf, transformându-1 în acid sulfuric, iar el reducându-se ia- răși în hipoazohdă. In modul acesta o cantitate anumită de acid azotic poate transforma cantități mari de bioxid de sulf in acid sulfuric. In Realitate și oxi- genul și hidrogenul trebuincios se ia din aer și apă. Acidul azotic e în acest caz un catalizator. Punerea în prac- tică a acestui princi- piu se face în instala- țiuni numite camere de plumb, (fig. 127), Proprietăți fizice. El e un lichid uleios, fără coloare și fără miros, cu densitatea 1,837 la 15°. El se solidifică la-|~10,5 si fierbe la 338°. >7 Fig. 137. Prepararea acidului sulfuric în camerile de plumb. Acidul concentrat din co merț conține 95-96% acid sulfuric; densitatea acestuia este 1,84 ia 3 2". El se solidifică la—34» și începe să fiarbă la 325°. www.digibuc.ro 92 Proprietăți chimice. 1. Acidul sulfuric se combină cu mare energie cu apa, desvoltând căldură. Experiență. Punem într’o eprubetă puțină apă și turnăm in aceasta acid sulfuric, puțin câte puțin. Eprubetă se încălzește. Temperatura se ridică la 100° când amestecăm 4 kg. acid sul- furic cu 1 kg. ghiață. Temperatura se coboară la — 31° când amestecăm 1 kg. acid sulfuric cu 1 kg. ghiață. Din cauza energiei cu care acidul sulfuric se combină cu apa, trebue să se toarne totdeauna acid sulfuric, puțin câte puțin, in apă, și nici de cum apă în acid sulfuric concentrat; în acest din urmă caz se pot întâmpla explozii, dacă acidul e prea concentrat. 2. Acidul sulfuric poate lua apa dela corpii cu apă. Experiență. Punem într’o eprubetă acid sulfuric concentrat și în acest . acid un cristal de sulfat de cupru albastru. Sulfatul de cupru se face alb. Explicarea e următoarea. Sulfatul de cupru cristalizat are apă ; acidul sulfuric ia această apă; sulfatul de cupru fără apă e alb. Din această cauză acidul sulfuric se întrebuințează la uscarea gazelor. 3. Acidul sulfuric distruge corpii organici, luându-le hidro- genul și oxigenul. Experiență. Punem un băț de lemn în acid sulfuric. Lemnul se îne- grește. Scrim pe o scândură albă cu o vergea de sticlă muiată în acid sul- furic. Scândura se înegrește. Picăm câteva picături de acid sulfuric pe o cârpă care nu ne trebue. Cârpa se arde și se rupe în locul atins. Explicare. Acidul sulfuric a luat oxigenul și hidrogenul care se află în subatanța lemnului combinate cu carbonul. A rămas în lo- cul atins numai carbon și din această cauză lemnul se înegrește (se carbonizează). In acelaș mod se explică arderea pânzelor pe care cade acid sulfuric. Fig. rz8. Carbonizarea zahărului prin acid sulfuric concentrat. betă. Dacă mirosim eprubetă, simțim Experiență. Punem într’un pahar acid sulfuric concentrat și o bucățică de za- hăr. După câtva timp zahărul se înegrește Explicarea e aceiași. Experiență. Punem într’o eprubetă vreo 10 gr. zahăr pisat și îl dizolvăm în cât mai puțină apă caldă. Turnăm peste acest amestec acid sulfuric con- centrat. După câtva timp siropul se carT bonizează și eprubetă se umple cu o spumă neagră, care uneori esc din epru- miros de bioxid de sulf. www.digibuc.ro 93 Explicarea carbonizării e aceiași ca în cazurile de mai suș. Za- hărul e compus xiin hidrogen și oxigen, care sunt luate de acidul sulfuric, și din carbon care rămâne în zahărul carbonizat. Mirosul de bioxid de sulf se datorește descompunerii acidului sulfuric de către carbon. Se întâmplă o reacțiune la fel cu aceia dela prepararea bioxi- dului de sulf, dintre acidul sulfuric și cupru. Cărbunele descompune acidul sulfuric ca și cuprul. întrebuințarea. Industria întrebuințează acidul sulfuric în atâtea lucrări, în cât s’a zis că civilizația unei țări stă în raport direct cu cantitatea de acid sulfuric, pe care o consumă. El se întrebuințează pentru prepararea unui mare număr de producte chimice, în galvanoplastie, în medicină, pentru a produce ghiața în aparatele Carri, sau pentru a descoloră petroleul în rafinării; Sulfați. Acidul sulfuric se combină cu bazele, ca’ și acidul clor- hidric, pentru a formă săruri. Sărurile acidului sulfuric se nu- mesc sulfați. Ele mai pot luă naștere și prin acțiunea metalelor asupra acidului sulfuric. In acest caz metalul înlocuește hidrogenul. Astfel, la prepararea hidrogenului se formează sulfat de zinc, dacă întrebuințăm acid sulfuric. La prepararea bioxidului de sulf s’a for- mat și sulfat de cupru. Sulfați neutri. Sulfați acizi. Când metalul înlocuește tot hidro- genul din acidul sulfuric, sulfatul șe numește neutru. Când metalul înlocuește numai o parte din hidrogen, sulfatul este acid. Astfel, avem sulfat neutru de sodiu, care nu mai cuprinde de loc hidrogen, și sulfat acid de sodiu, care mai are hidrogen. Săruri neutre. Săruri acide. In mod general, o sare este neutră când nu maț rămâne, în sare, hidrogen de la acidul din care a luat naștere, și este acidă, când mai rămâne, în sare, hidrogen dela acidul din care a luat naștere această sare. Astfel, avem sulfat neutra de sodiu (nu mai are hidrogen) și sulfif acid de sodiu (mai are hidrogen), carbonat neutru de sodiu (nu mai are hidro- gen), carbonat acid de sodiu (mai are hidrogen), etc. X. LEGEA PROPORȚIILOR MULTIPLE. Am văzut, că hidrogenul și oxigenul formează și apă, și apă oxigenată. Am văzut, că stdful și oxigenul formează și bioxid de sulf și trioxid de sulf. Urmează de aici, că doi corpi simpli pot da naștere la mai mulți corpi compuși. In apă, am avut proporția 1:8, iar în apa oxigenată 1:16. Pen- tru aceiași cantitate de hidrogen, cantitatea de oxigen e în cazul al doilea de două ori mai mare ca în cazul întâiu. In bioxidul de sulf am avut proporția 16 sulf: 16 (16 = 2X8) oxigen și în trioxidul de sulf 16 sulf: 24 (3 X 8)- Pentru aceiași www.digibuc.ro 94 cantitate de sulf, cantitatea de oxigen e în cazul întâi 2 f 8, în cazul al doilea 3 X 8. In multe alte cazuri se întâmplă acelaș lucru. Greutatea care se schimbă nu se schiipbă la întâmplare, ea se face în totdeauna de 2, de 3, de 4 ori mare, etc., decât cea mai mică. Aceasta e legea proporțiilor multiple. Definiție. Când doi corpi simpli formează mai mulți corpi compuși, atunci aceiași greutate a unuia corp simplu se combină cu greutăți variabile din celalt corp simplu. Greutatea care se schimbă se face de 2, de 3, etc., ori mai mare decât greutatea cea mai mică a acestui corp. Observare. Sâ nu se creadă greșit, că legea proporțiilor multiple e cumva vre-o excepție la legea proporțiilor definite. Această din urmă lege spune, că doi corpi se combină în proporții anumite numai când formează unul și acelaș corp compus. Legea proporțiilor multiple arată cum se schimbă greutățile in cazul când cei doi corpi simpli formează mai mulți corpi compuși. t Numere proporționale sau greutăți de combinare (1) Am văzut, că între greutățile corpilor simpli cari alcătuesc un corp compus se află un raport sau o proporție anumită. Să compa- răm aceste proporții pentru un număr oarecare de corpi compuși: Apa....... . 1 p. hidrogen : 8 p. oxigen Apa oxigenată . . . 1 p. » : 16=2X8 p. oxigen Hidrogen sulfurat . 1 p. » : 16 p. sulf Acid fluorhidric 1 p. » : 19 p. fluor Acid clorhidric . . 1 p. : 35,5 clor Acid bromhidric . 1 p. .' 80 p. brom Acid iodhidric. . . 1 p. » : 127 p. iod Bioxid de sulf - .• 16 p. sulf : 16=2X8 p. oxigen Trioxid de sulf 16 p. > t 24=3X8 p. » Clorură de sodiu . . 35,5 p. clor : 23 p. sodiu Bromura de sodiu . . 80 p. brom : 23 p. » lodura de sodiu. • . 127 p. iod : 23 p. » Clorură de argint . . 35,5 p. clor : 108 argint Acest tablou ne arată o lege. O parte de hidrogen se combină cu 8p. oxigen, 19 p. fluor, 35,5 p. clor, 80 p. brom, 127 p. iod, 16 p. sulf. De asemenea, 19 p. fluor, 35,5 p. clor, 80 p. brom și 127 p. iod, care se combină cu 1 parte hidrogen, se combină, la rândul lor, cu, 23 părți sodiu, sau 108 p. argint. Fiecare corp simplu are în acest tablou un număr. Aceste numere se numesc greutăți de com- binare sau numere proporționale. (1) Numerile din acest capitol nu se învață pe de rost; ele slujesc numai la înțelegerea celor spuse. www.digibuc.ro 95 Definiție. Doi corpi simpli se combină între ei în proporția, arătată de numerile lor proporționale. Această lege a numerilor proporționale e cea mai generală lege în chimie, după aceia a lui Lavoisier sau principiul conservărei materiei. Numerile propor- ționale sunt numere găsite prin experiență (ele nu sunt închipuite). Observare. Proporțiile de mai sus și prin urmare numerile proporționale au fost socotite față cu hidrogenul luat ca punct de plecare și ca unitate. Se ia hidrogenul ca unitate fiindcă el este corpul cel mai ușor din câți se cunosc. 0 asemănare pentru înțelegerea numerilor proporționale. Putem înțelege mai lesne numerile proporționale făcând următoarea comparație (după Oswald). Să considerăm 100 lei și să ne închi- puim că-i socotim în monedă franceză, germană, engleză, aus- triacă, italiană, etc. Vom avei 100 lei = f franci, m mărci, £ șilingi, c coroane, l lire, etc. Cu o sută de lei putem cumpără g kg. grâu, o kg. ovăz, r kg. rapiță, p kg. porumb, etc. După cele spuse, se vede lesne, că pen- tru g kg. grâu va trebui .să dăm c coroane, $ șilingi, etc. Și tot așă, pentru r kg. rapiță trebue să dăm f franci, m mărci, etc. La fel stau lucrurile și cu numerile proporționale. Dacă pentru 1 p.. hidrogen trebuesc 8 p. oxig., 16 p. sulf, 19 p. fluor, jj,/ p. clor, 80 p. brom, 127 p. iod, atunci pentru 7/,/ p. clor trebuesc 127 p. iod, 80 p. brom, etc. Faptul că pentru 16 p. sulf trebuește să luăm în bioxid 2X8 p. oxigen și în trioxid 3X8 p. oxigen se poate asemănă cu variația de preț a unei mărfi. Cum trebue să se înțeleagă această schim- bare de valoare, vom vedea mai târziu. XI. TEORIA ATOMICA. Fenomene. Legi. Ipoteze. Am văzut, că chimia studiază fenomenele chimice. E locul să arătăm mai de aproape înțelesul cuvântului studiază. A studia un fenomen înseamnă a-1 observă, a-1 experimentă și a-1 pune într’o lege. A observă un fenomen inseamnă a vedeă în’ce anume îm- prejurări se produce acel fenomen în natură. A experimentă un fenomen înseamnă a-1 reproduce noi singuri după voință. Prin ex- periență aflăm și mai bine împrejurările în care acel fenomen se petrece în natură și mai putem află și ce înrâurire mai au și alte împrejurări asupra lui. A face o lege înseamnă a lega fenomenul de împrejurările în care el are loc. O lege este o generalizare. Ea adună la un loc fenomene asemenea care se produc în împrejurări www.digibuc.ro 96 la fel. Cunoscând o lege, putem ști de mai înainte ce se va întâmpla în cutare sau cutare caz. Observarea și experiența sunt singurele mijloace care fac cu putință studiul serios al unui fenomen. Ele au fost introduse în știință de Francis Bacon, lord Verulam, la sfârșitul sec. XVI. S’ar crede, că observarea unui fenomen e foarte ușor de făcut. Să nu se creadă aceasta. Se cere, pentru a observa serios un feno- men, un spirit de observare. Să luăm un exemplu. Arderea unei lumânări e desigur un fenomen cunoscut de mii de ani. Observarea lui științifică a fost făcută de-abiă de Lavoisier, acum o sută și câțiva ani. Înainte de Lavoisier se credea, că materia lumânărei se distruge. El a arătat, după cum am văzut, că materia lumânărei nu se distruge, ci numai se transformă. învățarea chimiei în liceu are de scop de a forma, în primul rând, spiritul de observare. Nu e vorba de învățat cunoștințe cu ajutorul memoriei. Asemenea cunoștinți nu slujesc la nimic câtă vreme se învață din carte. Cunoștințele trebuesc câștigate cu aju- torul observărei și experienței. Numai astfel se capătă cu încetul spiritul de observare și se deprinde judecata să tragă încheerele cuvenite din experiențele făcute. Nu e nevoe ca experiențele să fie multe, ori complicate. încălzirea în eprubetă a oxidului roșu de mercur sau a amestecului de sulf și fer ne arată în destul ce este o descompunere și o combinare chimică. încălzirea iodului în epru- betă ne arată lămurit și convingător ce este o cristalizare prin sublimare. Cele mai multe din fenomenele chimice învățate până acum se pot face în eprubetă. Cercetarea lor cu băgare de seamă duce la formarea spiritului de observare și la formarea judecăței. Ipoteze. Studiul fenomenelor chimice nu se sfârșește cu găsirea legilor. Omul de știință merge mai departe. După ce, cu ajutorul legilor, a găsit legătura dintre fenomene și împrejurări, el caută să explice aceste legi. Așa, omul de știință se întreabă mai departe : 1) de ce se combină corpii ; 2) de ce greutatea unui corp compus este egală cu suma greutăților corpilor simpli care îl compun; 3) de ce se află un raport anumit între greutățile corpilor care se com- bină, etc. Răspunsul la aceste întrebări nu mai poate fi găsit pe calea observărei și experienței. Omul de știință se slujește atunci de în- chipuire. El își închipue o cauză și încearcă să explice cu această cauză legile găsite prin experiență. Omul de știință face atunci o ipoteză, adică o presupunere sau o închipuire. Pentru a înțelege cum o ipoteză poate sluji la găsirea unui adevăr, să luăm un exemplu din viață. Să ne închipuim, că s’a făptuit un omor. Nimeni nu cunoaște pe ucigaș. Vine poliția, face cercetări, găsește sau nu urme de sânge, găsește sau nu lucruri furate, vede că omorâtul s’a luptat sau nu, etc. Din toate acestea nu se dove- dește ucigașul. Atunci, poliția face o bănuială, o presupunere, o ipoteză. Ucigașul a intrat pe cutare ușă, a venit la cutare ceas, a www.digibuc.ro 97 fugit .pe cutare drum, etc. In urmă, face cercetări, bănuind pe cu- tare individ; îl caută., îl găsește, îl întreabă unde a fost la cutare vreme, cercetează dacă se potrivește răspunsul, caută fel de fel de ■dovezi, etc. Se întâmplă, că dintr’o dată se găsește vinovatul. Dacă nu, se face altă ipoteză, se bănuește un altul, apoi un altul și așa mai departe până se găsește ucigașul. In acest caz, bănuiala, pre- supunerea, ipoteza a fost de folos. Putem adăugă, că uneori găsirea ucigașului se face mai lesne, alte ori mai greu, une ori mai repede alte ori mai târziu. La fel slujește q ipoteză în chimie. Se închipuește o cauză; se fac raționamente; se trag încheeri, se fac experiențe. Dacă expe- riențele se potrivesc cu raționamentul făcut pe baza ipotezei, ipo- teza e de folos. Dacă experiențele nu se potrivesc cu raționamentul, ipoteza nu e de folos. Atunci se închipuește altă ipoteză, se fac raționamente poțrivit cu această ipoteză și se fac experiențele ce- rute de aceste raționamente. Dacă raționamentul se potrivește cu experiența, ipoteza e bună, dacă nu, se face alța și așa mai de- parte. Și aici, uneori ipoteza folosește mai lesne, alte ori mai greu, uneori mai de vreme, alte ori mai târziu. Trebue să spunem, că ipoteza nu e adevărul în sine; ipoteza 4 numai un mijloc pentru căutarea adevărului. Pe când o ipoteză se poate schimbă, adevărul rămâne acelaș. Nu poate- fi vorba de ipoteză adevărată ; o ipoteză poate fi numai folositoare sau nu. Importanța ipotezelor. Din cele spuse, se vede ușor, că ipo- tezele sunt folositoare în știință. O ipoteză inspiră experiențe. Aceste experiențe rămân chiar și atunci când ipoteza e părăsită. «Imaginația, zice sir William Ramsay, marele chimist dela Londra, a avut foloasele ei; dacă ideile nu ar fi mers înaintea cercetărilor, mic de tot ar fi fost progresul făcut până azi». Ipoteza atomică. In Chimie au fost mai multe ipoteze. Vom stărui mai pe larg asupra ipotezei atomice, care a fost și este de cel mai mare folos pentru înțelegerea fenomenelor chimice. Divizibilitatea materiei. Materia poate fi împărțită în părți foarte mici. Se faq foi de aur atât de subțiri încât trebuesc suprapuse 25000 {câte foi sunt în vre’o 70 cărți ca cea de față) pentru a forma grosimea de 1 m.m. Wollaston a făcut fire de platin ce au o gro- sime de 1 200 m.m. Un fir de acesta, dacă ar fi lung de 20 km. (Bucur ești-Buftea}, ar cântări abia un gram. 1 mgr. de carmin poate să coloreze un litru de apă (Carey- Lea) și fiecare picătură din această apă conține o cantitate mică din această substanță. 7 www.digibuc.ro 98 Puțin mosc pus pe o balanță încarcă multă vreme o cameră cu mirosul său, fără ca balanța să se încline; aceasta arată, că s’a răs- pândit în aer o cantitate atât de mică de mosc în cât balanța nu. o poate cântări. In 1 m.m. cubic de sânge sunt 6.000.000 globule roșii. Sunt animale și cu deosebire vegetale microscopice atât de mici încât nu pot fi văzute decât cu microscopul, care arată de 2000 ori mai mare. Aceste ființi se nutresc, se mișcă și se reproduc; corpul lor este alcătuit din alte elemente și mat mici. Se poate recunoaște prin spectroscopie până la ioo.ooo.ooo dⁱⁿuⁿ miligram de sare. Atomi. Cu mintea putem împărți materia la nesfârșit. Fizica și chimia ne fac să credem însă, că materia se poate împărți nu- mai până la niște părticele foarte mici, numite atomi {ce nu se poate împărți). Acești atomi, n’au putut fi căpătați prin experiență și nu i-a văzut nimenea, până azi cel puțin. Ideia de atom e o ipoteză. Această ipoteză e foarte veche. Leucippe, cu 500 ani înainte de nașterea Domnului nostru Isus Cristos, consideră lumea făcută din atomi, care se află în necon- tenită mișcare. Ipoteza atomilor a fost introdusă în științele pozitive de Dalton la începutul sec. XIX. Molecule. De obiceiu, atomii nu se găsesc izolați într’un corp oare care. Ei se unesc câte doi sau mai mulți într’o părticică mai mare, numită moleculă. Nici moleculele n’au fost .văzute până azi. După Ipoteza atomică, așa dar, materia este alcătuită din părticele foarte mici, numite „molecule", formate și ele din păr- ticele și mai mici, numite „atomi". Sunt atâtea feluri de atomi câți corpi simpli se cunosc. Mărimea atomilor. Se admite, că atomul are o formă geometrică anumită, o mărime și densitate particulară. Ei sunt însă extrem de mici. Astfel, un atom de hidrogen cântărește 0 gr. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 2. Dia~ , . , . 0mm,01 T , , , 0mm,01 metrul unui atom de oxigen este ____________.Intruncubculaturea= ⁶ 10000000 40000 ar încăpeă 60. 000. 000. 000. atomi de oxigen sau 210. 000. 000. 000. 000. atomi de hidrogen. Atomii se află într’o mișcare de vibrațiune continuă. Iuțeala cu care se fac vibrațiunile și amplitudinea vibrațiunilor deprinde de energia mișcărei. Această energie stă în legătură cu temperatura atomului. Ea crește cu ri- dicarea temperaturii, descrește cu scăderea ei și devine nulă la — 273° (zero absolut), când atomul ar intra în repaos. Atomii, de obiceiu, nu vibrează izolați ; ei vibrează în mod uniform înlăuntrul moleculelor. Afinitate. Se admite, că între atomi se exercită o putere de a- tracțiune. Această putere se numește afinitate. Afinitatea este pu- terea care face ca atomii sa se uneasca între ei. Când se unesc atomi de acelaș fel ei formează molecule simple. www.digibuc.ro 99 Definiție. Un corp simplu este un corp format din molecule simple, adică diu același fel de atomi. Așâ, oxigenul, hidrogenul, clorul, au moleculele formate din acelaș fel de atomi. Când se unesc atomi de mai multe feluri, ei formează molecule compuse. Definiție. Un corp compus este format din molecule compuse, adică din mai multe feluri de atomi. Așâ, apa, acidul clorhidric, au moleculele formate din mai multe feluri de atomi. Coheziune. Puterea care unește toate moleculele dintr’un corp se numește coheziune. Aceasta este puterea care ni se opune când voim să desfacem un corp în bucăți. La corpii solizi, coheziunea este uneori foarte mare. Ca să rupem, d. ex., o bucată de fer, tre- bue să întrebuințăm o putere foarte mare, egală cu coheziunea care unește moleculele. La corpii lichizi, coheziunea e mică de tot. Mărimea moleculelor. O moleculă, fie simplă sau compusă, ocupă un spațiu determinat, însă infinit de mic. Astfel Lord Kelvin, (mort de curând), susține că dacă s’ar puteâ mări o picătură de apă (care are moleculele formate din câte 2 atomi de hidrogen și unul de oxigen), așâ în cât să ajungă mărimea pământului, atomii de hidrogen ar avea îu acest caz mărimea alicelor de plumb, iar cei de oxigen mărimea unor mingi. într’un milimetru cub de gaze, la temperatura si presiunea ordi- nară, s’ar aflâ 55 miliarde de trilioane (5,5X10²^) de molecule. Lothar Meyer susține, că în genere diametrul unei molecule, pentru nume- roasele substanțe studiate, variază dela 0 mm.,000001 — 0 mm.,0000001 la tem- peratura de 20° și presiunea 760 mm. S’a aflat prin calcul, că o moleculă de hidrogen în conditiunile ordinare ar cântări: 0 gr.000.000.000.000.000.000.0004. .Lord Kelvin a calculat, că în corpii simpli sau compuși distanțele dintre , , . - , , 0mm,01 . _ , 0mm,01 molecule vanaza dela ________până la —________■__ 5.000.000 100.000.000 Numărul atomilor, care constituesc moleculele 'corpilor simpli este variabil. Se cunosc molecule cari au unul, doi, trei, etc., până la șase atomi. Găsim molecule cu un singur atom, la heliu, mercur, zinc, etc. molecule cu doui atomi, la oxigen, azot, hidrogen, etc. molecule cu trei atomi, la ozon. molecule cu patru atomi, la fosfor, arsen, etc. melecule cu cinci atomi, necunoscute. melecule cu șase atomi, la sulf (la + 600°). Pentruca să avem molecula unui corp compus trebue să avem într’însa cel puțin doui atomi diferiți; astfel: sarea de bucătărie are moleculele făcute din câte un atom de clor și unul de sodiu; o moleculă de apă este făcută din doui atomi de hidrogen și unul de oxigen; o moleculă de spirt (alcool) e făcută din doui atomi de carbon, șase atomi de hidrogen și unul de oxigen. Numărul atomilor în moleculele compuse poate fi oricât de mare. www.digibuc.ro 100 Schutzenberger susține că o moleculă de albumină e formată din 196 atomi; Drechsler a izolat din ficatul de pește substanța numită iecorina, ale cărei molocule sunt formate din câte 305 atomi. Grifiths a obținut o globidină, cu 1.780 atomi în moleculă. Simbol. Am spus, că se cunosc până în prezent 80 corpi simpli; având fiecare un nume special. Pentru a înlătura greutățile de scriere ale acestor nume, s’a ad- mis a se reprezenta prin lirera începătoare a numelui, numită simbol] s. ex.: Oxigenul, se reprezintă prin simbolul 0; Sulful prin S, Hidrogenul prin H; Carbonul prin C; Iodul prin I; Fiorul prin F< Simbolul unui element reprezintă un atom din element. Fiindcă însă mai multe dintre aceste nume se încep cu aceeaș literă, pentru a putea fi deosebite în scris, se formează simbolul nu numai din litera începătoare, dar din această urmată de o a doua literă din nume și scrisă cu caractere mici, s. ex.: Clorul=Q\, Bromul=Hv, Aluminiul=A\, Argintul=A.g, Arsenicul=As, Cu- prul=Cu, Calciul=^, Ferul—Ve, Zincul=i>n, etc. Formule chimice. Pentru reprezentarea unei molecule, scriem unul lângă altul simboalele corpilor simpli, din care e formată; ast- fel clorură de natriu, formată din clor și naturiu, se scrie: Na CI. Foarte adeseori însă în moleculele compuse se găsesc mai mulți atomi de același fel. Numărul lor se arată printr’o cifră scrisă la dreapta simbolului. Astfel molecula de apă, formată de un atom oxigen și doi a- tomi hidrogen, se scrie: HO; iar molecula acidului sulfuric, for- mată din 1 atom sulf, 4 atomi oxigen și 2 atomi hidrogen, se scrie SO^ H. Acestea se cheamă formule chimice. XII. A. EXPLICAREA FENOMENELOR CHIMICE CU AJU- TORUL IPOTEZEI ATOMICE. Fenomenele chimice se explică foarte lesne cu ajutorul ipoteze atomice. I. O combinare chimică este o unire de atomi de mai multe feluri în molecule compuse. Combinarea sulfului cu ferul înseamnă unirea atomilor de sulf cu atomii de fer în molecule de sulfura de fer. Această unire se face din cauza puterei de atracțiune pe care o au atomii și pe care am numit-o afinitate. O combinare se reprezintă în scris printr’o: Ecuațiune chimica. 1) Combinarea hidrogenului cu clorul se reprezintă astfel: H + CI = H CI www.digibuc.ro 101 Am scris simboale hidrogenului și clorului și formula acidului clorhidric. Intre simboale am pus un -f- ca să arătăm că atomii se combină, și după simboale am pus semnul — ca să arătăm, că din unirea atomilor de hidrogen și clor a luat naștere o moleculă de acid clorhidric. Să se observe, că de amândouă părțile semnului = avem acelaș fel și acelaș număr de atomi. Avem prin urmare o ega- litate. Această egalitate se numește o ecuațiune chimică. O ecuațiune chimică trebue să reprezinte exact un fenomen chimic. Ecuațiunea H CI = HC1 este exactă în ce privește princi- piul conservării materiei; câți atomi sunt în stânga sunt și în dreapta semnului =. Această ecuațiune nu e exactă însă din următorul punct de vedere. In hidrogen nu avem atomi de hidrogen liberi și nici în clor nu avem atomi de clor liberi. Am spus, mai sus, că și în corpii simpli atomii sunt uniți în mo- lecule. Ecuațiunea de mai sus va trebui să arate, că în fenomenul chimic respectiv intervin moleculele. Vom scrie, așa dar : . H₂ + Cl₂ = 2 HC1. Această ecuațiune ne arată, că dintr’o moleculă de hidrogen și o moleculă de oxigen au luat naștere două molecule de acid clor- hidric. Observare. Să nu se creadă greșit, că la combinarea hidrogenului cu clorul se ia de fapt o moleculă de clor și una de hidrogen. In realitate sunt milioane și milioane de molecule în volumele care se combină. O ecuațiune chimică reprezintă cazul cel mai simplu cu numărul cel mai mic de molecule trebuincios. 2) Combinarea acidului clorhidric cu amoniacul e reprezentată prin ecuațjunea : HC1 + NH₃ = NH₄C1. II. O descompunere chimică este o desfacere a molecu- lelor compuse în molecule simple, sau în molecule mai puțin compuse. 1) Descompunerea oxidului roșu de mercur e reprezentată prin ecuațiunea : 2 HgO = O₂ + 2 Hg Aici am pus semnul -|- după semnul =, ca să arătăm, că dintr'un singur corp s'au format doi. Am pus un 2 în stânga formulei oxidului de mercur ca să arătăm că am luat 2 molecule de oxid de mercur. Am luat 2 molecule de oxid de mercur ca să se poată formă o moleculă de oxigen. Dacă am fi luat o singură moleculă, am fi avut un singur atom de oxigen. Aceasta ar fi fost în contra adevărului, de oarece cea mai mică părticică de oxigen liberă e o moleculă, formată din 2 atomi. La mercur am pus 2 în stânga, de oarece mo- lecula de mercur e formată dintr’un singur atom. www.digibuc.ro 102 2) Descompunerea cloratului de potasiu se reprezintă prin ecua- țiunea chimică : 2C1 O₃ K = 2K CI + 3 O₂ Am luat și aici 2 molecule de clorat de potasiu ca să se formeze 3 mole- cule de oxigen, de oarece pentru o singură moleculă de clorat de potasiu s’ar formă numai 3 atomi de oxigen. III. O reacțiune chimică este o descompunere a molecu- lelor simple sau compuse cu formare de alte molecule simple sau Compuse. O reacțiune chimică mai poate fi considerată ca un schimb de atomi din moleculele care reacționează. 1. Reacțiunea dintre clorurâ de sodiu și azotatul de argint e reprezentată prin ecuațiune chimică : Na CI + N O₃ Ag = N O₃ Na + Ag CI. » In membrul întâi sunt formulele clorurei de sodiu Na Cl) și azotatului de argint (N O₃ Ag) iar în membrul al doilea formulele azotatulw de sodiu (N O₃ Na) și clorurei de argint (Ag Cl). 2. Reacțiunea dintre apă și sodiu e reprezentată prin ecuațiunea: 2H,0 -ț- Nas = 2Na OH + H₂. S'a luat 2 molecule de apă pentru a se formă o moleculă de hidrogen. Na OH este formula hidratului de sodiu. Regulă pentru scrierea ecuațiunilor chimice. După cum adu- năm mai multe cifre după regula adunării și nu învățăm niciodată suma lor pe de rost, după cum scrim ce avem de scris și punem punctele, virgulele și celelalte semne unde trebuesc și nu ne gân- dim de fel să începem a scrie punctele și virgulele și apoi cuvin- tele, tot așă ecuațiunile chimice și mai cu seamă coeficienții formu- lelor se scriu cu judecată. 0 ecuațiune chimică nu se învață pe de rost. E chiar cu ne- putință să învețe cineva pe de rost un număr mai mare de ecua- țiuni chimice, în care coeficienții șunt așa de mulți și așă de diferiți. Regulă. Când scriem o ecuațiune chimică, ținem seamă numai de corpii cari intră în reacțiune și de corpii cari se formează în reacțiune. Scrim de o parte și de alta formulele moleculelor res- pective. Căutam ca reacțiunea să fie cu adevarat o egalitate, adica să coprindă în amândoi membri acelaș fel și acelaș număr de atomi. Pe de rost se învață numai formulele corpilor compuși. Formulele sunt cifrele cu care scrim numerile, sau literile cu care scrim cuvintele, sau anii din istorie. www.digibuc.ro 103 IV. Ecuațiunrle chimice privitoare la cele învățate până aici (1). 1) Neutralizarea acidului clorhidric cu hidratul de sodiu: Na OH + HC1 = H. O + Na CI. 2) Prepararea acidului clorhidric: Na CI + SO₄ H, = SO₄ Na II + HCI. 3) Prepararea clorului. Mn O₂ -HH CI = Mn CL + 2 H₂O + Cl₂. Pentru a stabili această ccuațiune raționăm astfel. Oxigenul, din bioxidul de -mangan, oxidează hidrogenul din acidul clorhidric. Se vor formă 2 molecule •de apă, fiindcă sunt 2 atomi de oxigen. In 2 molecule de apă sun 4 atomi de hidrogen. Pentru a avea acești 4 atomi de hidrogen, trebue să luăm 4 mo- lecule de acid clorhidric. Manganul se combină în urmă cu 2 atomi de clor, dind clorură manganoasă, Mn CI,, iar 2 atomi de clor rămânând liberj se desvoltă. Observare. In acest mod se va face raționamentul pentru aflarea numă- rului de molecule care iau parte în orice reacțiune chimică,. Nici odată să nu se învețe astfel de numere pe de rost. b> Prepararea clorului din bioxid de mangan, clorură de sodiu și acid sulfuric : MnO, + 2Na CI + 2SO₄ H₂ = SO₄ Mn + SO₄ Na, + 2H₂O + Cl₂. Trebue să luăm 2SO₄ H. ca să se formeze SO₄ Mn, sulfat de mangan, și SO₄ Na₄ sulfat de sodiu. Dela 2SO₄ H, rămân 2H₂ care se combină cu O₂, •dând 2H,O. Rămâne CI, care se desvoltă. 4. Prepararea bromului și iodului: 2Na Br + MnO, 4- 2SO₄ H₂ = SO₄ Na, + SO₄ Mn4-2H,O + Br„ 2Na I + MnO₂ + 2SO₄H₃ = SO₄ Na₂ + SO₄ Mn + 2H₂O + I, 2K I + Cl₂ = 2K CI + I, 5) Prepararea hidrogenului sulfurat: Fe S + 2H CI = Fe CI, + H,S 6) Prepararea bioxidului de sulf: a) SO₄ H, -b Cu = SO₄ Cu + H₂ b) SO₄ H₂ + H-ț = 2HₐO 4- SO, Această reacțiune se petrece în două faze. In rândul întâi (a), se formează sulfat de cupru și hidrogen. Acest hidrogen nu se dezvoltă, ca in cazul când • (1) Cu această ocazie se vor reaminti cunoștințele privitoare la aceste ecuațiuni- www.digibuc.ro ____104___ reacționează zincul cu acidul sulfuric. Hidrogenul acesta arc energie maî mare și descompune 0 a doua moleculă de acid sulfuric formând apă și bioxid de sulf (b). 6. Reacțiunea între bioxid de sulf și acid azotic. SO₂ 4- 2NO₂OH = SO₄H₂ + 2NO₂ acid Sulfuric hipoazotidft 7. Reacțiunea intre bioxid de sulf și hidrogen sulfurat. 2SO₂ + 4H₂S = 4H₂O + 3S₂ 8. Transformarea hipoazotidel în acid azotic cu aer și apă. 4NO² + O² + 4H²O = 4NO³H 9. Sulfați acizi și sulfați neutri. SO₄NaH = sulfat acid de sodiu. SO₄Na₂ = sulfat neutru de sodiu. SO₄Cu = sulfat neutru de cupru. B. EXPLICAREA LEGILOR CHIMICE CU AJUTORUL IPOTEZEI ATOMICE. I. Principiul conservărei. materiei este o urmare evidentă a ipotezei atomice. In această ipoteză fiecare atom are o greutate; atomii de același fel sunt tot una de grei; atomii diferiților corpi simpli au greutăți diferite. In sinteza apei avem: 2HS + O, = 2 H₂O. Deoparte și de alta a semnului = avem acelaș fel și acelaș număr de atomi. Suma greutăților atomilor din stânga este egală cu greutatea moleculelor din dreapta. Aceasta e tocmai principiul conservării materiei; greutatea unui corp compus este egală cu suma greutăților corpilor simpli cari îl alcătuesc. Într’o combinație chimică atomii rămân aceiași, in număr și in felul lor; numai așezarea lor în molecule se schimbă. Observare. Putem concretiza acest raționament precum urmează. Să zicem că punem pe talerul unei balanțe 10 nuci și alături 10 alune și că punem în celalt taler greutățile cuvenite pentru ca balanța să fie in echilibru. La început, nu- cile să fie aișezate într’o grămadă și alunelp în altă grămadă. Să punem pe urmă câte o alună lângă fiecare nucă. Vom aveă astfel o singură grămadă cu nuci și alune. Se înțelege lesne, că greutatea acestor nuci și alune va rămâne: ițeschimuată. Cam așâ se petrec lucrurile și la combinarea corpilor. II. Legea proporțiilor definite. Această lege spune, că se află un raport anumit între greutățile corpilor simpli care se combină pentru a formă un corp compus. www.digibuc.ro 105 In sinteza acidului clorhidric, trebue să luăm 1 parte hidrogen și 35,5 părți clor. Ecuațiunea chimică respectivă este: H + CI = H CI Aici avem un atom de hidrogen cu greutatea lui, si un atom de clor cu greutatea lui, alta decât a hidrogenului. Intre aceste greutăți trebue să fie de sigur un raport anumit. Raportul i: 33,5 reprezintă tocmai raportul între greutățile atomilor de hidrogen și clor. Acest raport, la acid clorhidric, este totdeauna 1:35,5 fiindcă totdeauna avem pentru un atom de hidro- gen un atom de clor. Putem asemăna acest raport cu raportul dintre greutatea unei nuci și greutatea unei alune, dela observarea de mai înnainte. Ca să avem, de ex., raportul 1 : 50 ar trebui să fie 1 atom de H și 1 atom și o fracție de atom de clor. O fracție de atom nu ne putem însă închipui, de oarece atomul e cea mai mică părticică dintr’un corp simplu, părticică ce nu se mai poate împărți. Observare. Repețim observarea dela pag. 101. Să nu se creadă greșit, că la combinarea' hidrogenului cu clorul luăm numai uw atom de hidrogen și un atom de clor. Relațiunea chimică se petrece între milioane și milarde de atomi. Putem scrie 1,000.000.000 atomi de hidrogen -ț- 1.000.000.000 atomi de clor. Raportul între greutăți în acest caz este 1X1-000-000-000 :35,5Xl-⁰⁰⁰-000.000, adică tot 1:2(5,5. Tot așa, dacă raportul între greutatea unei nuci și între greutatea unei alune este a, el va fi tot a și pentru un milion de nuci și un milion de alune (presupuse egale în greutate). III. Legea proporțiilor multiple. Această lege se ocupă cu cazurile când doi corpi simpli pot da naștere la mai mulți corpi compuși. Această lege ne spune, că în asemenea cazuri greutatea unuia din corpii simpli rămânând neschimbată, greutatea celuilalt corp simplu se schimbă; această din urmă greutate se face insă 'de 2, de 3, de 4 ori mai mare decât greutatea cea mai mică. Explicarea acestei legi e următoarea. Faptul, că doi corpi siițipli pot forma mai mulți corpi compuși se explică cu numărul atomilor. In apă, avem pentru doi atomi de hidrogen un atom de oxigen, iar In apa oxigenată, pentru doi atomi de hidrogen, doi atomi de oxigen. In cazul acesta greutatea a doi atomi de hidrogen rămânând neschimbată, greutatea atomilor de oxigen se face de două ori mai mare în apa oxigenată decât în apă.. Tot așa în bioxidul de sulf avem 1 atom de sulf pentru 2 atomi de oxigen, iar în trioxidul de sulf pentru 1 atom de sulf 3 atomi de oxigen. Observare. Ne putem sluji și aici de exemplul cu nuci și ajune. într’un caz putem avea o nucă cu o alună în altul o nucă cu două alune, în altul cu trei și așa mai departe. Greutatea nucei rămânând aceiași, greutatea alunelor se face de 2, de 3 ori mai mare decât greutatea unei singure alune. Greutatea schimbătoare nu se face de 2 ori și jumătate, de 3 ori și un sfert. Ar trebui să ne închipuim 2 atomi și jumătate, 3 atomi și un sfert, etc. Aceasta nu se pote. IV. Greutate atomică. Am văzut, că atomul de hidrogen cân- tărește Ogr 000. 000. 000. 000, 000. 000. 000. 2. El este cel mai www.digibuc.ro 106 ușor atom, după cum și hidrogenul este corpul cel mai ușor din lume. Greutatea atomilor celorlalți corpi simpli este mai mare de- cât a hidrogenului și diferită de la corp simplu la corp simplu. In chimie nu ne slujim de greutatea unui atom socotită în grame. In chimie se ia greutatea atomului de hidrogen drept unitate și .se exprimă de câte ori greutatea unui atom de alt corp simplu e mat mare decât greutatea atomului de hidrogen. Cifrele care exprimă aceste raporturi se numesc greutăți atomice. Aceste greu- tăți atomice sunt greutăți relative. Când zicem, d. ex., greutatea atomică a hidrogenului e 1, a oxigenului e 16, a sulfului e 32, a clorului e 35.5, a bromului e 80, nu trebue să înțelegem că aceste cifre reprezintă grame ; ele ne arată că de atâtea ori e mai mare greutatea atomului de oxigen, sulf, etc., decât a atomului de hidrogen. Să nu se peardă din vedere această observare: N. Greutate moleculară este greutatea unei molecule. Și această greutate este o greutate relativă. Astfel, greutățile molecu- lare 18, pentru apă, 71, pentru clor, 36,5 pentru acidul clorhidric, etc., arată de câte ori molecula acestor corpi e mai grea decât atomul de hidrogen. Greutatea moleculară poate fi socotită adunând greutățile atomice. Astfel: 18 (apă) = 2H + 160; 36,5 (acid clorhidric) = 35,50 -f- 1H. Aceasta socotire se poate face numai când cunoaștem formula unei molecule. VI. Legătura între greutățile atomice și numerele pro- porționale. Am văzut, că numerile proporționale arată proporțiile după care doi corpi simpli se combină între dânșii. Aceste numere propor ționale sunt găsite prin experiență. Știința a dovedit, că este o strânsă legătură între numerile proporționale și greutățile atomice. Regulă. Greutatea atomica a unui corp simplu este sau nu- mărul său proporțional, sau un multiplu al acestui număr. Să luăm exemple pentru a înțelege această regulă. a) In-acidul clorhidric am găsit proporția 1H : 35,5 Cl. După cum știm, numărul proporțional 1 al hidrogenului reprezintă și greutatea atomică a hidrogenului (atomul de hidrogen e luat câ unitate). Greutatea atomică a clorului poate să fie sau 35,5 sau un multiplu al acestui număr. Pentru a afla greutatea atomică a clo- rului ne slujim de greutate^ moleculară a acidului clorhidric. Această greutate moleculara a fost găsită prin experiență (vom vedea mai târziu cum) egală cu 36,5. Această cifră 36,5 este tocmai • suma 1 -+- 35.5. Urmează de aici, că în molecula de acid clorhidric avem l atom de hidrogen și 1 atom de clor. Greutatea atomica a clorului e prin urmare chiar numărul său proporțional, adică 2. In apă, am găsit proporția 1H ; 80. Greutatea moleculară a apei este 18. Această cifră nu maț este egală cu suma 1 -|- 8, ci www.digibuc.ro 107 cu îndoitul sumei. Aceas⁴a ne arată, că în apă avem 2H + 160. 2H înseamnă doi atomi de hidrogen. Pentru oxigen, cifra 16 poate însemna sau un atom, sau doi, sau mai mulți. Pentru a hotără care e greutatea atomică a oxigenului, determinăm greutățile moleculare ale altor corpi compuși cari cuprind oxigen. Vedem, în urmă, care e greutatea cea mai mică cu care intră oxigenul în acele mole- cule (aceasta fiindcă într’o moleculă nu se poate afla mai puțin de un atom). Făcându-se astfel s’a găsit cifra 16. Greutatea atomică a oxigenului e, prin urmare, îndoitul nu- mărului său proporțional, adică 16, Slujindu-ne, la fel, de numerjle proporționale și greutățile mole- culare, putem afla greutățile atomice și ale altor corpi simpli. Observare. Greutățile atomice nu sunt totdeauna egale cu numeiile pro- porționale din cauză, că atomii corpilor simpli nu se combină totdeauna în așa fel ca să fie pentru 1 atom de un fel 1 atom de altfel. In multe cazuri avem pentru 1 atom de un fel 2, 3, 4 atomi de altfel. Așa, In apă, avem 1 atom de oxigen și 2 atomi de hidrogen. VII. Ipoteza lui Avogadro. Se știe, din fizică, că orice corp se dilată prin încălzire, adică își mărește volumul Dilatarea corpilor gazoși se face în acelaș fel. Volume egale din orice corp gazos se dilată de o potrivă Când sunt încălzite cu acelaș număr de grade, presiunea rămânând aceiași. Această particularitate se explică astfel: Un corp e alcătuit din molecule ; între molecule se află o anu- mită distanță. Când copul se încălzește, distanța dintre molecule se mărește. De oarece volume egale de orice corp gazos se dilată cu aceiași cantitate pentru acelaș număr de grade, urmează că ele cuprind acelaș număr de molecule. In adevăr, având acelaș număr de mo- lecule, și moleculele depărtându-se la fel prin încălzire, urmează că și dilatarea să fie aceiași. Acest rezultat e cunoscut în știință sub numele de: Ipoteza saa legea lui Avogadro. Această lege se enunță astfel : Volume egale din orice corp gazos, simplu sau compus, cuprind acelaș număr de molecule. Volumele trebuesc să fie măsurate la aceiași temperatură și aceiași presiune. Un litru de hidrogen, d. ex., măsurat la 0° m. 760 m.m. cuprinde acelaș număr de molecule ca și un litru de oxigen, ca și un litru de azot, ca și un litru de acid clorhidric, etc., luate și acestea tot la 0° m760 mm. Observare. Această lege nu spune câte molecule anume cuprind volumele egale. E vorba numai de faptul, câ numărul moleculelor este acelaș la toate gazele, oricare ar fi acel număr. Pentru acest cuvânt, când ne vom servi de această lege, vom puteă presupune, 4, 6, 12, 5469, 6369809 etc., molecule într’un caz și tot atâtea în celelalte cazuri la fel. VIII. Explicarea legilor volumelor cu legea lui Avogadro. Am văzut, că se află un raport simplu între volumele corpilor simpli www.digibuc.ro 108 care se combină în stare gazoasă. Un raport simplu se află de ase- menea și între volumul corpului gazos care a luat naștere și volu- mele componenților. Aceste legi se explică lesne cu legea lui Avogadro. Să luăm câteva cazuri. 1) Un volum de hidrogen se combină cu un volnm de clor pentru a formă două volume de acid clorhidric. Intr’un Volum de hidrogen se află un număr oarecare de molecule, să zicem 9; să însemnăm molecula de hidrogen prin oo ; aceste molecule au câte 2 atomi de hidrogen : să însemnăm atomul de hidrogen prin o. In volumul egal de clor, luat la aceiași temperatură și presiune, se află acelaș număr de molecule formate și ele tot din câte 2 atomi de clor. Fiindcă am presupus la hidrogen, că acest număr e 9, va trebui să zicem, potrivit legii lui Avogadro, -că tot 9 molecule se află și în volumul de clor. Să însemnăm molecula de clor prin •» și atomul de clor prin «. Figura alăturată ne arată deslușit, cum se formează două vo- lume de acid clorhidric, când se combină un volum de clor cu un volum de hidrogen. Combinarea are loc între 1 atom de clor și 1 atom de hidrogen: oo oo oo • • • • • • o* oo oo oo oo o» oo oo oo + • • • • • • = OO Oo OO Oo OO o* oo oo oo • • • • • ( O* O* Oo OO Oo oo un volum un volum două volume de hidrogen. de clor. de acid clorhidric. 2. Două volume de hidrogen se combină cu un volum de oxi- gen pentrn a formă două volume de apă în stare gazoasă. Vom consideră în acest caz 4 molecule de hidrogen, însemnate prin H₂, într’un volum de hidrogen, și 4 molecule de oxigen, în- semnate prin O₂, într’un volum egal de oxigen. Combinarea se face între 1 atom de oxigen și 2 atomi de hi- drogen. Figura următoare ne arată și aici cum din 3 volume de amestec se formează 2 volume de apă în stare gazoasă: h2 h2 h2 h2 h2 h2 H, h8 1 ' 2 volume de hidrogen. O2 O2 + 0, oa x volum de oxigen. h2o H2O H,O h2o Hs0 h2o H.O II2O 2 volume dc vapori de apă. 3. Trei volume de hidrogen se combină cu nn volum de azot pentru a formă două volume de amoniac gazos. Figura următoare ne face să înțelegem și acest caz, în care un atom de azot se combină cu trei atomi de hidrogen. www.digibuc.ro 109 N₂ Nₛ H₂ H» H₂ Hₐ H₂ H₂ + n₂ n₂ h₂ h₂ h₂ h, h₂ h₂ nh3 nh3 nh3 nh3 nh3 nh3 nh3 NHS a volume de amoniac. i volum de azot. 3 volume de hidrogen. IX. Aflarea greutăților moleculare cu ajutorul ipotezei lui Avogadro. Am spus, că volume egale de orice corp gazos, luate în aceleași condițiuni, cuprind acelaș număr de molecule. Să ne închipuim, că am cântărit volumele egale de clor și de hidrogen dela pagina 108. Să zicem, că am găsit astfel, că volumul de clor e de 35,5 ori mai greu decât volumul de hidrogen. Ce înseamnă aceasta? Să ne gândim puțin. In volumul de clor sunt 9 molecule de clor, iar în volumul de hidrogen sunt tot 9 mole- cule, dar de hidrogen. Urmează atunci, că 9 molecule de clor sunt de 35,5 ori mai grele decât 9 .molecule de hidrogen. Și mai ur- mează, de asemenea, că o singura moleculă de clor e tot de 35,5 ori mai grea decât o singură moleculă de hidrogen, (fiindcă am luat de o parte și de alta de 9 ori mai puțin). Acest rezultat este foarte important. El ne arată, că putem află greutățile moleculare ale corpilor gazoși cântărind volume egale. O moleculă de hidrogen e formată din doi atomi. Greutatea mo- leculară a hidrogenului este prin urmare 2. Molecula de clor fiind de 35,5 ori mai grea decât molecula de hidrogen are, prin urmare greutatea 71, față cu atomul de hidrogen. A cântări volume egale de diferite gaze înseamnă a află den- sitatea acestor gaze. Densitatea gazelor poate fi luată sau față cu hidrogenul, sau față cu aerul. Fiindcă aerul e de 14,4 ori mai greu față cu hidrogenul, urmează că densitatea față cu aerul e de 14,4 ori mai mică decât densitatea față cu hidrogenul. Așâ, densitatea clorului față cu hidrogenul e, cum am găsit mai sus, 35,5; iar den- sitatea clorului față cu aerul e 2,45, adică ³⁵>⁵ TT ’ ——r- Urmeaza de aici 14,4 că putem afla greutatea moleculară a unui corp gazos servindu-ne de densitatea acelui corp gazos luată sau față cu hidrogenul sau față cu aerul. In practică ne servim de densitatea față cu aerul, fiindcă e mai lesne de determinat. Regulă. Pentru a află greutatea moleculară a unui corp ga- zos, determinăm prin cântărire densitatea acestui corp gazos față cu aerul și înmulțim această densitate cu 28,88. Observare. înmulțim cu 28,88 fiindcă densitatea aerului față cu hidrogenul e 14,4 și fiindcă greutatea moleculară e egală cu densitatea față cu hidrogenul înmulțită cu 2. Am putea zice, că 28,88 e oarecum greutatea moleculei de aer. Nu zicem, că 28,88 e chiar greutatea moleculei de aer, fiindcă aerul e numai un amestec de oxigen și azot și pu un corp compus. Iată, prin urmare, în ce mod simplu se ajunge la aflarea greu- www.digibuc.ro 110 tăvilor moleculare. Nimeni n’a văzut moleculele ; cu toate acestea noi le putem află greutățile relative, slujindune de o ipoteză și de raționamentele făcute pe această ipoteză. Acest exemplu ne arată importanța mare a ipotezei lui Avogadro. Observare. Am vorbit mai sus de densitatea unui corp gazos. Să se ob- serve, că pe când pentru corpii solizi și lichizi densitatea se află față cu apa, pentru corpii gazoși se află față cu aerul. Când zicem, că densitatea sulfului e 2, aceasta înseamnă că un volum de sulf cântărește de 2 ori mai mult decât un volum egal de apă la aceiași temperatură. Când zicem însă, că den- sitatea oxigenului față cu aerul e 1,1056, aceasta înseamnă, că un volum de oxigen cântărește de 1,1056 ori cât un volum egal de aer la aceiași tempe- ratură și presiune. X. Calcularea densității unui gaz cu ajutorul greutății moleculare. Putem calcula densitatea unui corp gazos făcând cal- culul invers care ne-a dus la aflarea greutăței moleculare. Regulă. Pentru a află densitatea unui corp gazos față cu ae- rul, împărțim cu 28,88 greutatea moleculară a acestui corp gazos. Cunoscând această regulă nu mai avem nevoe să învățăm den- sitatea corpilor gazoși și putem ști numai decât dacă un corp gazos e mai greu sau mai ușor decât aerul. Dacă greutatea moleculară e mai mică decât 28,88 acel corp gazos e mai ușor decât aerul și dacă e mai mare acel corp gazos e mai greu decât aerul. Astfel clorul e mult mai greu decât aerul fiindcă greutatea lui moleculară 76 e mult mai mare decât 28,8. Hidrogenul e mult mai ușor fiindcă 2 e mult mai mic decât 28,8. Să se observe, că această regulă se poate aplică numai pentru corpii gazoși. Pentru corpii lichizi și solizi, știința n’a găsit încă o relațiune generală de acest fel. Deosebirea între ipoteză și teorie. Am pus la .începutul acestui capitol titlul : Teoria atomică. Am vorbit însă mereu de ipoteza atomica. S’ar crede că e o scăpare de vedere. Nu e așă. E locul acum să arătăm deosebirea între o ipo- teză și o teorie. O ipoteză este, după cum am spus, o presupunere, o bănuială. Cu ajutorul unei ipoteze putem ajunge la găsirea unui adevăr, ce poate fi dovedit experimental. Când o ipoteză înlanțuește un număr mare de fenomene, și mai cu seama când o ipoteză face cu putiuță măsurători exacte, acea ipoteză e o teorie. O ipoteză ne arată numai calitativ un fenomen, pe când o teorie îl măsoară cantitativ. Svante Arhenius, celebrul chimist dela Stokholm, face următoarea asemănare. O ipoteză e ca un instrument cu numele sfârșit în scop electroscop, termoscop} și o teorie e ca un instrument cu numele sfârșit în metru (electrometru, termometru}. Un electroscop arată numai existența electricităței și poate și felul ei, pe când un elec- trometru face cu putință și măsurarea cantităței de electricitate. Un www.digibuc.ro 111 termoscop ne arată dacă un corp e sau nu cald, pe când un ter- mometru ne arată anume și exact cu cât un corp e mai cald de cât altul. Ipoteza atomică e prin urmare teorie atomică. Ea face cu pu- tință măsurarea greutăților atomice și moleculare, scrierea ecuațiu- nilor chimice, calcularea exactă a fenomenelor. Tot așa ipoteză lui Avogadro e o teorie.-Ea se numește însă mai des legea lui Avo- gadro. Asemănarea și deosebirea între fizică* și chimie după teoria atomică. Am văzut, că toți corpii, fie simpli sau compuși (și prin urmare materia) sunt formați din atomi, reuniți în centre de vi- brațiune numite molecule. Cu studiul moleculelor și al atomilor se ocupă fizica și chimia; fiecare din aceste științe însă le studiază din alt punct de vedere. Pentru a vedea jnai bine faptele de care se ocupă fizica și chi- mia, să luăm un exemplu: Când moleculele, din care e format un corp, în mișcarea lor fac între 18 și 23.000 vibrațiuni pe secundă, pot impresiona prin inter- mediul aerului organul auzului, producând senzațiunea sunetului. Dacă, prin ajutorul căldurii, mărim energia de vibrațiune a acestor molecule," așa încât numărul vibrațiunilor să crească dela 23.000 până la câteva milioane pe secundă, observăm că corpul ’și mărește volumul și temperatura, pe când densitatea sa scade. Corpul nu mai impresionează simțul auzului, ci simțul tactului, dându-ne sen- zațiunea căldurii. In acest caz moleculele corpului fiind însuflețite de o energie mai mare, adică mișcându-se cu o iuțeală mai mare, și vibrațiunile având amplitudini mai mari, urmează că și spațiul dintre molecule să crească și prin urmare crește și volumul total al corpului. Dacă facem să crească și mai mult energia de vibrațiune până între 400 și 700 trilioane pe secundă, corpul devine luminos, impresionează organul vederei și ne dă senzațiunea culorilor din spectru sau a luminei albe. Fenomene fizice. In toate aceste cazuri, molecula rămâne ne- atinsă în ce privește felul și numărul atomilor dintr însă ; numai distanțele dintre molecule și energia lor s’au schimbat. Astfel de schimbări se numesc fenomene fizice. Știința care se ocupă cu studiul acestor fenomene este fizica. Dacă însă corpul încălzit ar fi fost oxidul roșu de mercur (Hg O), am fi observat că culoarea lui roșie dispare ; el e înlocuit treptat prin o substanță cenușie, lichidă, cu luciu metalic și vola- tilă : mercurul (Hg), și prin un gaz incolor : oxigenul. In cazul acesta molecula oxidului de mercur nu mai există; ea a fost descompusă, adică desfăcută în corpii simpli din cari e'for- mată : în mercur și oxigen. Mercurul a rămas în vas, iar oxigenul, fiind gaz, s’a împrăștiat sau s’a adunat în vasul culegător: 2 Hg O = 2 Mg + O₂ www.digibuc.ro 112 Fenomene chimice. Schimbările de felul acesta, cari distrug molecula, se numesc fenomene chimice. Știința care se ocupă cu studiul acestor fenomene se numește chimia. Urmează dar, că fizica păstrează molecula neschimbată, pe când chimia desface molecula, și cu atomii ei crează alte molecule mai simple sau mai complexe. Fenomene și legi termochimice. Am văzut, că la combinarea sulfului cu ferul pentru a da sul- fura de fer, s’a produs lumină și multă căldură. Producerea de căldură se observă aproape totdeauna, când doui sau mai mulți corpi simpli sau compuși se combină între ei. Prin urmare, observațiunea științifică ne dovedește că în momentul când atomii moleculelor simple sau compuse se desfac din mole- culele în care se află pentru a formă molecule noi, se produce de regulă căldură. Astfel, când 2 gr. de H se combină cu 16 gr. O pentru a da 18 grame de apă, în stare de vapori, se produce o cantitate de căldură = 58.200 ■calorii. (1) Prin urmare, ecuațîunea care ne arată formarea apei din H și O ar trebui să se 'scrie : H₂ + O = H₂O + 58,200 cal. 2 gr. 16 gr. = 18 gr. Tot observațiunea științifică ne dovedește că, pentru a descom- pune 18 gr. vapori de apă în O și H, nu putem face aceasta fără a întrebuința întocmai aceeași cantitate de căldură, adică 58,200 cal. H₂ O -P 58,200 cal. = H₂ + O 18 gr. apă în vapori a gr. to gr. Producerea apei se face cu dezvoltare de căldura, iar descom- punerea sa cu absorbire de căldură. Acest fapt e general tuturor combinațiunilor și descompunerilor. Cum explică știința aceste fenomene? Fizica tinde a ne dovedi, că cauzele diferitelor fenomene, pre- cum : căldură, lumina, electricitatea, etc., sunt’ niște mișcări mole- culare și se pot transforma unele într’altele. încălzind un metal, el devine luminos, d. ex. : fierul topit, argintul topit, etc-, prin faptul că căldura s’a transformat în lumină. Descărcând o butelie electrică printr’o sârmă subțire de aramă, aceasta se încălzește și de multe ori se topește ; prin urmare, electricitatea s’a transfor- mat în căldură. (1) Caloria este unitatea, cu care se măsoară căldura. înțelegem prin calorie cantitatea de căldură, ce o întrebuințează 1 gr. de apă pentru a-și ridică tempe- rațnra de la 0° la -ț-1°. Pentru 1 kgr. (=1000 gr.) această căldură va fi de 1000 ori mai mare ; și în cazul acesta aVem o calorie mare : 1 Cal. mare = 1000 cal. mici. www.digibuc.ro 113 Am văzut mai sus, că atomii sunt într’o mișcare continuă de vi- brațiune. Diferitele feluri de atomi ai moleculelor simple nu se mișcă cu aceiași iuțeală (în aceleași condițiuni de temperatură și presiune). Iuțeala de mișcare a atomilor si mai numește și energie ■chimică. Când atomii se combină pentru a formă molecule com- puse, ei nu-și mai păstrează energia, ce au avut-o în moleculele simple, ci pot să piardă o parte din ea sau să o mărească cu o cantitate oarecare. S. e.: dacă punem un volum de oxigen, având o energie e, în contact cu 2 volume de hidrogen, ce au o energie e' vom avea : (e-f-e') = E adică in atomi Amestec d- £ Dacă provocăm printr’o scânteiă electrică combinarea acestor două gaze se va produce o moleculă (1) de apă și o cantitate de căldură = 58,200 cal. Energia moleculei de apă fiind egală cu E', vom avea: e-|-e' =E’, însă E>E'. Combinație Cantitatea cu care E întrece pe E' este 58,200 cal., deci E—E' = 58,200 Cal. Energia chimică se transformă prin urmare în căldură, în- tocmai după cum energia de mișcare Se transformă în acelaș mod. Așâ d. e.: Un glonte aruncat din pușcă cu o putere oarecare, și care prin urmare se mișcă cu o mare energie, fiind oprit în mod brusc printr’un perete de metal, se încălzește atât de mult în cât se topește și curge în picături; așâ dar, energia de mișcare s’a transformat în căldură. Acelaș lucru se întâmplă și cu atomii în vibrațiune. Când atomii de hidrogen și oxigen, cari au energiile e și e', se combină pentru a vibra împreună într’o moleculă de apă, energia lor în acest caz e scăzută și mai mică decât suma e -f- e'. Diferința = E — E' {E = e + e\ E = e-ț-e) se transformă în căldură și este egală combinație amestec cu 58,200 cal. Combinațiuni exoterme. Toate reacțiunile la care se dezvoltă căldură se numesc exoterme și corpii cari se nasc prin astfel de reacțiuni se numesc combinațiuni exoterme. Atomii din moleculele lor au o energie chimică mai mică decât atomii din moleculele, din cari s’au format, și prin urmare stabilitatea lor e mai mare decât a moleculelor din care s’au format, din cauză că ele au trebuință de o energie mare pentru a fi descompuse. O reacțiune exotermă, odată provocată prin o mică cantitate de (1) Sau în volume: un volum oxigen-|-două voi. hidrogen=un voi. vapori apă nO -]- nH, = nH, O s www.digibuc.ro 114 energie, se continuă dela sine până la terminarea ei. Așa, com- binarea sulfului cu ferul, odată pornită, a mers până la sfârșit. CtUibinațiuni endoterme. Sunt alți corpi, în număr mai mic, care în timpul formărei lor absorb căldură. Așa, d. e.: un volum de H combinându-ce cu 1 volum vapori de I, pentrti a produce acid iod- hidric (HI), are trebuință de o cantitate de căldură = 7000 cal. H + I = HI — 7000 cal. Astfel de reacțiuni, care au loc cu absorbire de căldură, se nu- mesc endoterme și corpii ce iau naștere din ele se numesc com- binațiuni endoterme. In moleculele combinațiunilor endoterme ener- gia chimică e mai mare decât acea a moleculelor din care s’au format, și prin urmare stabilitatea lor e cu mult mai mică. Combinațiunile endoterme se descompun cu mare ușurință, per- zând o parte din energia lor sub forma de căldură. Descompunerea lor se face mai în totdeauna cu violență și se numește exploziunc, așa- dar, combinațiunile endoterme dau adeseaori corpi explosibili. O reacțiune endotermă nu se produce decât numai pe cât timp îi dăm energia necesară, d. e.: prin căldură. încetând a face aceasta, reacțiunea se oprește. Termochimie. Partea chimiei care se ocupă cu toate fenomenele calorice, cari însoțesc reacțiunile chimice, se numește termochimia. Berthelot a stabilit mai multe legi termochimice, între care mai principale sunt următoarele : 1. Totalitatea transformărilor chimice și fizice, ce s’au petrecut într’o reacțiune, se măsoară prin cantitatea de căldură, dezvoltată în acea reacțiune, d. e. : H₂+O=H₂ O vapori -j- 58.200 cal. H₂+O=H₂ O lichidă + 69.000 cal. □ gr.4-i« gr.=i8 gr. aceste 69.000 cal. reprezintă pe 58.200 cal. provenite din transfor- marea chimică + 10,800 provenite din transformarea fizică a vapo- rilor în lichid. 2. Dacă amestecăm mai mulți corpi la un loc, fără a le da ener- gie (prin căldură, electricitate, lumină, etc.), dintre toate reacțiunile posibile între acești corpi, se va produce numai aceea, în care se dezvoltă cantitatea cea mai mare de căldură, și prin care așă dar se produce corpul cel mai stabil, d. e.: amestecând volume egale de H, CI și I, vom obține numai HCl, care produce 22.000 cal., și nicidecum H I care absoarbe 7.000 cal. Cu ajutorul datelor termochimice putem să prevedem cu ușurință mersul diferitelor reacțiuni, precum și unele din proprietățile corpi- lor ce iau naștere, după condițiunile în care facem aceste reacțiuni. Valența atomilor. In afară de proprietățile amintite, de a avea greutăți anumite, de a se mișcă și de a intră în combinațiune între dânșii, atomii mai au www.digibuc.ro 115 o proprietate. Nu toți atomii au aceiași valoare în combinațtunile lor. Astfel dacă observăm moleculele următoare: CI H OH₂ acid clorhidric. apă. NHS amoniac. c h₄ metan (gazul bălților). putem vedea, că clorul se combină cu un singur atom de hidrogen, oxigenul cu doi, azotul cu 3 și carbonul cu 4. Așă dar, oxigenul valorează de două ori mai mult decât clorul față de hidrogen, azo- tul de trei ori și carbonul de 4 ori. Acest fapt se mai poate ex- primă zicând: capacitatea de saturațiune a oxigenului e de 2 ori mai mare decât a clorului, a azotului de trei ori și a carbonului de 4 ori. Capacitatea de saturațiune se mai numește și valența ele- mentului. Această valență a corpilor citați mai sus se păstrează și în di- ferite alte combinațiuni, s. e.: CI CI O Cl₂ Clorură de clor Bidorura de oxigen, (o molecula de clor) (anhidrida hipocloroasă) N Clₛ Triclorura de azot. C Cl₄ Tetraclorura de carbon Ph Cl₆ Pentaclorura de fosfor Corpii cari, întocmai ca clorul, se combină cu un atom de hi- drogen, se numesc monovalenți si se însemnează prin o linie la dreapta simbolului lor: F¹, CI¹, Br¹,1¹, (familia halogenilor), Na¹, etc. Corpii cari se combină cu 2 atomi de hidrogen, sau de oricare alt corp monovalent, se numesc bivalenti și se însemnează prin 2 linii: O , S , Se l, Te¹¹, (familia oxigenului). Ca¹¹, etc. Mergând mai departe avem: Corpi trivalenți: N¹¹¹, pm, ÂsIⁿ, Sbⁿⁱ, (familia azotului), Bo¹¹¹, Au“l, etc. Corpi tetravalenți: Ctv, SiIV SnIV etc. Corpi pentavalenți: Pv, Asv’ Tav> etc Corpi hexavalenți: MoVI. ’ ’ Sa arătat și corpi cu o valență superioară. ra ența nu este un caracter fix al atomilor. Ea poate creste sau sca ea cu diferitele condițiuni în care se găseste atomul; ast- fel/os/oțwZ poate fi tri și pentavalent, d. e.: PhClj, (triclorura de os or), 1 CI5, (pentaclorura de fosfor); iodul în combinațiunile lui lrⁱval,îⁿt: C¹¹ ("“"“'o™ -d», cu corPⁱⁱ monovalenți pot deveni tri-penta- p a enți, pas rând așa dar o valență în genere nepereche, d. e.: CI¹ O¹¹ H¹ pi¹¹¹—O¹¹ pil V—qii vii—qii Acid hipocloros Ci —QH—jjl 1 I ₌ qh / I ₌ A'id cloros O¹¹ —H¹ =0” Acid clorîc --QH_____ Acid perdoric www.digibuc.ro 116 Tot astfel la cele bivalente, valența poate crește numai în mod pereche, s. e.: C ⁿ—Cl¹ ° —Cl¹ Biclorura de sulf. oiv₌₀n O ₌₀n Bioxid de sulf. Svi₌on =Oⁿ =oⁿ Trioxid de sulf. Sunt însă unii corpi, deși foarte puțini la număr, cari pot trece dela o va- lență pereche la alta nepereche, sau viceversa, s. e.: N"-0 N'v₌g —CH -O"- Triclorura de azot. Așa numitul bioxid Hipoazotida. Acid azotic, de azot. (in care azotul are valența pereche) 'Formule ordinare și formale de constituție. Faptul, că valența atomilor nu e constantă ne explică de ce doi corpi simpli nu for- mează numai un singur corp compus. Bazați pe valența elementelor, putem să ne dăm seamă nu nu- mai de felul și numărul atomilor, ce intră într’o moleculă, dar și de modul cum sunt grupați, arătând legăturile, ce există între fie- care din atomii, ce constituesc molecula. In acest caz, dacă voim a reprezenta în scris o moleculă oare- care, formula chimică ordinară (vezi pag. 100) nu e suficientă; pen- tru a arătă modul de grupare al atomilor, ’i scriem pe aceștia le- gați prin valențele lor; în cazul acesta formula se numește rațio- nală sau formula de constituție. Formula chimică ordinară. Formula chimică rațională. Apa - . . H.O - . . Amoniac . NH₃ . . ■ Gips . . . SO₄Ca . . Formulele raționale sunt deduse în mod natural din studiul re- acțiunilor și proprietăților fizice ale corpilor. Ele sunt de mare în- semnătate, cu deosebire, în chimia organică. www.digibuc.ro 117 Greutăți Simbolul atomului atomice Călduri N U M E-L E Și internațio- specifice valența lui nale pe 190S 0=16 1 Aluminiu..... Al ni 27,1 0,2143 2 Argint . . ...... Ag I 107,93 0,0560 3 Argon....... Ar 39,9 '--- 4 Arsen....... As UI> v 75,0 0,0814 5 Aur........ Au 197,2 0,0324 6 Azot (Nitrogen) .... Az=ni,ii,iii,vi,v 14,01 0,36 7 Bariu....... Ba 11 137,4 0,047 8 Beriliu (Giuciniu) . . . Be ii, ni (Gi) 9,1 0,4079 9 Bismut....... Bi ni- v 208,0 0,0308 10 Bor ........ B In> v 11,0 0,3661a233° 11 Brom....... Br r, iii, v, vii 79,96 0,0843 12 Cadmiu...... Cd 11 112,4 0,0567 13 Calciu....... Ca 11 40,1 0,167 14 Carbon...... Q 11, III, IV 12,00 0,4591a985° 15 Ceriu....... Ce In>IV 140,25 0,0448 ' 16 Cesiu....... Cs 1 132,9 --- . 17 Clor........ Q I, III, V, VII 35,45 0,18 18 Cobalt . ...... Co “>IV 59,0 0,1076 19 Crom....... Qr II, III, IV 52,1 0,100 20 Cupru ....... Cu 11 63,6 0,0952 21 Disprosiu...... Dy 162,5 --- 22 Erbiu....... Er 166 --- 23 Europiu....... Eu 152 --- 24 Fer........ Fe II, III, VI 55,9 0,1138 25 Fluor........ FI i. «I 19,0 0,26 26 Fosfor...... p in. v 31,0 0,1895 27 Galiu........ Ga IV 70 0,079 28 Gadolin...... Gd 156 --- 29 Germaniu..... Ge 1V 72,5 --- 30 Hidrogen...... H 1 1,08 0,23 31 Heliu........ He 4 ------ . 32 Indiu....... In 111 115 0,0569 33 Iod ........ I I, III, V, VII 126,97 0,0541 34 Iridiu........ Jr II, IV, VI 193,0 0,0326 35 Kripton...... Kr 81,8 --- 36 Lantan..... La 1 138,9 0,0449 37 Litiu....... Li 1 7,03 0,9408 38 Magneziu..... Mg 11 24,36 0,2499 39 Magan...... Mn n>IV- VI> vn 55,0 0,1217 40 Mercur (Hidrargir) . . . Hg “ 200,0 0,0319 www.digibuc.ro 118 Greutăți Simbolul atomului atomice Ș* internațio* Călduri NUMELE valența lui nale pe 1908 specifice 0=16 41 Molibden...... Mo IV 96,0 42 Natriu (Sodiu) .... Na 1 • 23,05 43 Neodim....... Nd 143,6 44 Neon....... Ne 20,0 45 Nichel....... Ni n>IV 58,7 46 Niobiu....... Nb 1 94,0 47 Osmiu....... Qs II, IV, VI, VIII 191,0 48 Oxigen...... 0 11 16,00 0,0722 49 Paladiu........ pj II, IV, VI 106,5 0,2934 50 Platin....... pt II, IV, VI 194,8 0,10^2 . 51 Plumb....... Pb n>IV 206,9 0,0311 52 Praseodim..... Pr 140,5 0,25 53 Potasiu (Kaliu) .... K 1 39,15 0,0593 54 Radiu...... Ra 225,--- 0,0324 55 Rhodiu..... Rh «> IV> VI 103,0 0,0314 56 Rubidiu....... Rb 1 85,5 0,1655 57 Ruteniu...... pu II, IV, VI, VIII 101,7 0,0580 58 Samariu...... Sm 150,3 0,077 59 Scandiu....... Sc 44,1 0,0611 60 Seleniu...... Se “« IV> VI 79,2 0,0762 61 Siliciu...... Si Iv 28,4 0,2031a232° 62 Sulf........ g II, IV, VI 32,06 0,1776 63 Staniu....... Sn IV 119,0 0,0562 64 Stibiu (Antimoniu) . . . Sb In> v 120,2 0,0508 65 Stronțiu . ... Sr 11 87,6 0,074 66 Tantal....... Ta v 181 0,0474 67 Telur....... -pe II, IV, VI 127,6 0,0336 68 Terbiu...... Tb 159,2 0,13 69 Thaliu....... TI i, ni 204,1 0,0276 70 Thoriu....... Th Iv 232,5 0,0334 71 Titan........ Ti Iv 48,1 0,0955 72 Thuliu....... Tu 171 0,0662 73 Uran ....... Ur IV, V, VI 238,5 74 Vanadiu...... V ni- v 51,2 75 Wolfram (Tungsten . . w Iv> VI 184 76 Xenon ....... X 128 77 Yterbiu...... Yb 173,0 78 Yttriu....... Y iv 89,0 79 Zinc........ Zn 11 65,4 80 Zirconiu...... Zr IV 90,6 www.digibuc.ro 119 Scurtă privire asupra celor învățate până aici. (Bucată de citire). Am început studiul chimiei cu apa. In cele dintâi lecțiuni, am văzut ce se înțelege prin distilare, disoluțiune și cristalizare. Ne-am reamintit astfel ce se înțelege printr’un fenomen fizic și ne-am pregătit trecerea la fenomene chimice. Descompunând apa prin curentul electric, am înțeles ce este o descompunere chimică. Am trecut, apoi, la combinare și reacțiune chimică, la flnaliză și sinteză, la corp simplu și corp compus și ne-am pregătit astfel, prin experiență, pentru definiția chimiei. După ce am arătat importanța chimiei, teoretică și practică, și după ce am arătat locul pe care fizica și chimia îl ocupă printre celelalte științi, am trecut la chimia neorganică. Aici, am studiat hidrogenul, oxigenul, ozonul, sarea, halogenii și sulful. Din cunoștințele căpă- tate treptat-treptat, am stabilit în urmă legile combinațiunilor chi- mice. Cu sarea și cu sulful am intrat în mod firesc în studiul crista- lografiei, dând desvoltarea cuvenită sistemului cubic, sistemului ortorombic și goniometrelor. Ne-am ținut strâns legați de experiență, și n’am scos nimic din imaginațiunea noastră. Am arătat astfel în ce constă o știință în partea ei experimentală. Am adunat în acest timp o sumă de ade- văruri, care păreau răslețe. Am trecut atuncia în domeniul ipotezelor. In teoria atomică, am arătat cum geniul oamenilor de știință a izbutit să lege împreună toate aceste adevăruri, să ne facă înțelese legile combinațiunilor chimice și să ne dea mijlocul de a afla greutățile atomice și molecu- lare. Ne-a fost ușor să înțelegem de ce greutatea unui corp com- pus este egală cu suma greutăților corpilor simpli cari îl alcătuesc. Ne-a fost ușor, fiindcă știam bine din experiențe în ce constă această lege Am înțeles lesne legea proporțiilor definite, legea proporțiilor multiple și legea numerilor proporționale, fiindcă scosesem aceste legi din fapte învățate. Urmând această cale, am urmat drumul pe care l’a făcut chimia însăși de la începutul ei până în ziua de azi. Acum, suntem în stăpânirea adevăratei metoade pentru învățarea chimiei. Experiențele ne vor arăta adevărurile, iar teoria atomică ne va da putința să înțelegem și mai bine aceste adevăruri și să le reprezentăm exact cu formule și ecuațiuni chimice. XIII. AZOTUL (NITROGENUL). N = 14; N₂ = 28. Istoricul. La 1669 Mayow, arzând corpi grași într’o atmosferă limitată, observă că o parte din aceasta nu intră în combinațiune. El a fost izolat definitiv la 1772 de Rutherfort. Numele ce-1 poartă i l’a dat Lavoisier, pentru a arătă că nu poate întrețineâ viața. Numele nitrogen înseamnă generator de nitru (salpetru). www.digibuc.ro 120 Starea naturală. El există în stare liberă în cantitate foarte mare în aerul atmosferic, care e format din % volume azot și J/B volume oxigen. Plantele și cu deosebire animalele au mult azot în corpul lor. El se mai găsește în pământ, în atmosferă și în oarecari .ape sub forma de amoniac, acid azotos și azotic. Prepararea. Azotul se poate izola din aer în modul următor : Fig. 129. Izolarea azotului prin fosfor. Experiență. Se limitează o porțiune oarecare de aer, pUnându-se un clopot de sticlă pe apa dintr’un vas. Pe suprafața apei se pune o bucată de plută ; pe aceasta se află o farfurioară de porțelan (cap- sulă) în care se aprinde o bucățică de fosfor (fig. 129). Explicare. Fosforul se combină cu oxigenul formând anhidrida fosforică, care se disolvă în apă, iar azotul rămâne singur. Golul făcut prin combinarea oxigenului este umplut cu apă, care se ridică în clopot. Azotul se mai poate izola prin acțiunea cuprului asupra aerului la cald. Cuprul se combină cu oxigenul, iar azotul rămâne liber. Aparatul întrebuințat pentru scopul acesta este cel alăturat (fig. 130). Aerul curat din vasul A este alungat în țeava C D prin curentul de apă ce curge din I El este uscat în vasul B, care conține piatră ponce îmbibată cu S O₄ H₂. Țeava C D conține răzături de cupru încălzite, cari rețin oxigenul, jar azotul se culege în E. Fig. 130. Izolarea azotului din aer prin cupru. Cea mai bună preparație pentru laborator consistă în a încălzi o soluțiune concentrată de azotit de amoniu, într’un balon de sticlă, (fig. 131). Azotul se culege sub apă. NO₂ — NH₄ = O - Nⁿⁱ — O - NvH₄ = N₂ 4- 2H₂O Azotit de amoniu. Idem (formula rațională). azot apă www.digibuc.ro 121 Proprietăți fizice. El e un gaz incolor, fără miros și fără gust, are densitatea 0,972, e prin urmare ceva mai ușor decât aerul, și este de 14 ori mai greu decât hidrogenul. Azotul lichid ferbe la —194° sub pre- siune de o atmos- feră, șl se solidifică la —214°. 1 litru de apă dizolvă la 0° 20 cc. azot. Proprietăți chi- mice. Azotul secam*- bina cu greutate cu corpii simpli sau compuși. La tem- peraturi înalte, for- mează combinațiuni directe cu câțiva din- tre ei; astfel Bo, Si, Mg, Al, Fe, etc., se combină direct cu N. Sub influența sc'ânteelor electrice Fig* l3l» Prepararea azotului prin azotitul de amoniu. azotul se combină direct cu oxigenul, producând diferiți oxizi. Dacă facem un amestec de N și O într’un eudiometru (fig. 132) și trecem mai multe scântei electrice în el, culoarea lui devine roșia- tică (NO₂) și volumul scade. Fig. 132. Combinarea azotului cu oxigenul prin scântei electrice. In aceleași condiții în timp de 8—10 ore, cu o bobină Ruhmkorff puternică, azotul se combină cu apa, pentru a da azotitul de amo- niu (Berthelot): N₂ + 4H₂O = 2NO₂.NH* Azotul din atmosferă se combină cu O și cu vaporii de apă, dând azotitul sau azotatul de amoniu, sub influența fulgerelor, în timpul furtunelor, și acești corpi se disolvă în apa de ploaie. www.digibuc.ro 122 Rolul azotului în natură (Bucată de citire). Azotul, care nu întreține vieața, când e vorba de introdus în or- ganism prin respirațiune, e totuși de cea mai mare importanță pentru existența vieței. Azotul din aer mai micșorează acțiunea prea ener- gică a oxigenului, care în stare curată e oarecum o otravă, debarece oxidează și distruge prea repede substanțele din organism. Sub formă de combinațiuni foarte complexe, azotul intră în alcătuirea țesăturilor celor mai însemnate din plante și animale. Protoplasma, care e baza vieței, cuprinde combinațiuni cu azot. Anitnalele și plan- tele au prin urmare nevoe de azot ca să poată trăi. Animalele nu pot luă însă azotul așâ cum se găsește în natură ; ele îl iau sub formă de combinațiuni făcute gata de către plante. Acestea singure sunt în stare să prefacă azotul neorganic în combinațiuni organice. Plantele tot luând însă azot din pământul în care cresc, îl sleiesc cu vremea. Pentru a-1 face din nou roditor se cere să-i dăm pă- mântului azotul trebuincios. îndeplinim această trebuință îngrășindu-l cu anumite substanțe cari cuprind azot. Printre acestea, cei mai im- portanți sunt azotații. Acești azotați se găsesc în unele locuri în cantitate mare. Se crede însă, că după un timp oarecare, aceste mine de îngrășăminte naturale vor fi săcătuite. S’a căutat de aceia a se folosi azotul din atmosferă, de oarece se găsește în cantitate foarte mare. Pentru aceasta, e de nevoe a se combină azotul cu oxigenul. Experiența de mai sus, făcută în endiometru (fig. 132), ne arată, că această ardere a azotului poate avea loc sub influența des-- cărcărilor electrice. Acest principiu, întrebuințat de noi în mic, e întrebuințat astăzi în mare în fabricele dela Nottoden (Norvegia). Acolo, se produce în niște sobe anumite un arc voltaic sub formă de disc de 1 metru diametru. Prin acest disc de foc se trece aer din atmosferă. Azotul e oxidat (ars) și oxizii formați trec în niște vase umplute cu lapte de var. Se formează astfel azotat de calciu. • Se poate formă și acid azotic curat. Energia întrebuințată pentru a produce curentul electric e aceia a căderilor de apă. Această indus- trie de îngrășăminte chimice făcute cu aer progresează din zi în zi și i se prevede un viitor mare. Argonul A = 40 (Bucată de citire). Istoric. Acest corp a fost descoperit în atmosferă la 1894 de către Lordul Rayleigh și Sir William Ramsay. Starea naturală. Atmosfera cuprinde aproape 1,3 procente în greutate la sută. Se mai găsește în gazele ce es din unele ape mi- nerale și în unele minerale. www.digibuc.ro 123 Prepararea. Argonul se prepară trecând un curent de aer uscat și curat printr’o țeavă în care se încălzește pilitură de magneziu. Oxigenul din aer formează oxid de magneziu, Mg O, azotul for- mează azotură de magneziu, N₂ Mgₛ, iar argonul rămâne necom- binat și poate fi cules. Proprietăți. Argonul e un gaz fără coloare și fără miros. A fost lichefăcut și solidificat. Până acum n’a putut fi combinat cu nici un corp. Numele argon înseamnă tocmai neactiv, corp care nu for- mează combinațiuni. Gazele nobile din atmosferă. Tot din aerul din atmosferă, și tot de Sir William Ramsay, au mai fost preparați și corpii Neon, Kripton și Xenon. Ei se găsesc însă în cantități cu mult mai mici decât argonul. Astfel Kriptonul s’ar află în cantitate de 1 la 7.000.000 și Xenonul de 1 la 40.000.000. Ei au fost preparate prin distilarea fr acționată a aerului lichid. Nici ele nu formează combinațiuni. împreună cu argonul alcătuesc familia gazelor nobile din atmosferă. Fiindcă nu formează combinațiuni înseamnă că n’au valență ; ele sunt prin urmare zerovalente. O particularitate a acestor gaze e faptul, că moleculele lor sunt alcătuite din câte un atom. Mai pomenim, in treacăt, că tot zerovalent e și corpul simplu heliu care a fost recunoscut întâi în Soare și care a fost preparat pe urmă, tot de Sir William Ramsay, dintr’un mineral de pe pă- mânt. Până acum câteva luni, heliul era singurul gaz ce nu fusese lichefăcut. Profesorul Kamerling Onnes din Leiden l*a lichefăcut însă și pe el. Aerul. Istoricul. Aristotel și discipolii săi admiteau, că pământul, apa, focul și aerul sunt 4 elemente, cari se pot transformă unul în altul. Paracelse credeă că aerul este format din apă și foc. Numai la 1630Jean Pey observă, că me- talele îacălzite în contact cu aerul câștigau în greutate și admitea că o parte din aer se fixează pe aceste metale pentru a le transformă în oxizi. Mayow la 1669 exprimă în mod clar ideea că în aer există părticele, prin care se face nitrificarea, se oxidează metalele și cari sunt necesare arderei și respirațiunei. In fine, dela 1775, cu începerea lucrărilor lui Rutherford, Priestley și cu deo- sebire ale lui Lavoisier, se putu fixa adevărata compoziție a aerului. Proprietăți fizice. Aerul e corp gazos, incolor, inodor și fără gust. 1 litru de aer cântărește (la 0 și 760mm ) 1 gr. 293, așa dar aerul este de 773 ori mai ușor decât apa și de 14,4 ori mai greu decât hidrogenul. Compoziția aerului. Aerul este un amestec de mai mulți corpi, între cari mai principali sunt oxigenul, azotul și argonul: în volume în greutăți Oxigenul...............21,00% 23,2 % Azotul................. 78,06° o 75,5 % Argonul................... 0,94% 1,94% www.digibuc.ro 124 Pe lângă acestea mai conține : hidrogen, ozon, bioxia de carbon-, vapori de apă, etc., precum și diferite pulberi șj mucegaiuri (or- ganisme). Ozonul se afla în cantitate de 9—250 mgr. . . , în 100 m. cubi. In apropierea orașelor (observatorul de la Montsouris, Paris) se găsesc numai 2 mgr. în 100 m. cubi. Bioxidul de carbon variază de la 26,63, până la 31,19 în orașul Paris, pen- tru 100.000 volume aer sau îri genere 0,0003 în volum. Vaporii de apă se găsesc în cantitate de 0,004—0,005 din volumul aerului. Amoniacul se găsește în cantitate dela 0gr.,002 în 1 m. cub de aer. Acidul azotos și azotic se găsește în cantitate foarte mică. Gaze hidrocarbonate, de asemenea foarte puține. Aerul mai conține cantități mici de cristale de clorură de sodiu, (cu deose- bire pe lângă țărmul mărei), sulfat de calciu, sulfat de sodiu, etc., și pulberi, între cari părticele feruginoase de origine meteorică și organisme: mucegaiuri și bacterii. Compoziția aerului în azot și oxigen este, constantă; numai la suprafața mă- rilor s’a observat că cantitatea de oxigen este foarte puțin scăzută din cauza soluBilității mai mari a acestuia în apă. Analiza aerului în volume. Prima analiză în volume a fost fă- cută de Lavoisier, la 1777. El a închis un volum oarecare de aer în retorta de sticlă A și în clopotul C, ambele umplute până la nivelul arătat cu mercuru. încălzind în timp de 12 zile mercurul din balonul A, a obținut d canti- tate P de o sub- stanță roșietică (oxid de mercur). S’a produs în acelaș timp un gol în interiorul vasu- lui, din care cauză s’a urcat mercurul în C. Creșterea de volum a mercu- rului arată volu- Fig. 133. Analiza aerului, Lavoisier. mul Oxigenului dispărut. El a con- statat, că acest volum era egal cu acela al gazului care se desvoltâ când calcină în alt vas oxidul de mercur (P) ce obținuse și nu era decât oxigen. Sub clopot rămăsese numai azotul și argonul. Rezultatul analizei sale era destul de apropiat de cele ce s’au ob- ținut în urmă. Analiza se face mai ușor absorbind oxigenul prin fosfor, hidrogen sau un alt compus chimic. Un volum dat de aer se introduce în tubul gradat c (fig. 134) d’asupra apei. Se introduce în el o vergea de fosfor care, luând tot oxigenul, face să scază volumul gazului; volumul dispărut arată www.digibuc.ro 125 oxigenul, iar cel rămas azotul. Acelaș lucru se poate face mai iute la.cald (fig. 135). Fig. 135. Analiza aerului prin fosfor, la cald. Determinarea în volume se face șl prin eudiometru (fig. 28 și 291. Se introduc în acesta 100 c. cubi aer și 100 c. cubi hidrogen. După trecerea scânteei electrice, volumul scade cu 63 c.c. și rămâne în eudiometru 137 c.c. amestec. Cele 63 volume dispărute sub forma de apă conțin 21 (l/₃) c.c. oxi- gen, ce se află în aer. Așa dar 100—21=79 c.c.=azotul conținut în cei 10Q c.c. Determinarea în greutate a fost făcută la 1840 de Dumas și Boussigault. Oxigenul este luat prin cupru încălzit. Experiența s’a făcut în modul următor (fig. 136): Fig. 136. Analiza aerului în greutate, Dumas și Boussingault. Un balon de sticlă, bine închis prin robinetul R", s’a cântărit exact, după ce s’a scos aerul din el; s’a cântărit de asemenea tubul metalic BB’, în care se află răzătură de Cu. Când acesta era înroșit, se deschidea puțin robinetul R". Aerul intra în tub, spălându-se prin tuburile C, D, E, G, H, I, K, (cari conțineau potasă și anhidridă sulfurică), de bioxidul de. carbon și vaporii de apă, ce-i conțineă. www.digibuc.ro 126 In tubul BB' acest aer lăsă oxigenul său, combinat cu Cu, iar azotul intra în balonul A. Balonul și țeava, cântărite înainte și după experiență, au dat prin , diferință țifrele de Fig. 137. Dosarea bioxidului de carbon și vaporilor de apă din aer. mai sus. Dosarea bioxi- dului de carbon. Prin mijlocul as- piratorului V, (fig. 137). de o capa- citate de 50 litri, umplut cu apă, vom putea face, dând drumul apei să curgă prin r, ca un volum egal de aer să pătrundă în aspirator trecând prin tuburile F, E, D, C, B, A. Acest aer va lăsă vaporii săi de apă în tu- burile F și E, în- cărcate cu piatră ponce și anhidridă sulfurică, și tot bioxidul său de carbon în tubu- rile D și C, încărcate cu hidrat de potasiu. Diferența între greutatea acestor tuburi, la început și la sfârșitul experienței, ne dă cantitatea de CO₂ și H₂O, aflate în cei 50 litri aer la temperatura (arătată de termometrul t) și presiunea ce eră când s’a lucrat. Tuburile A și B încărcate ca și E și F opresc nu- mai vaporii de apă din rezervoriu a pătrunde în tuburile ce trebuesc cântărite. Organismele din aer. Pasteur este cel d’întâiu, care s’a ocupat cu studiul organismelor din aer. Ele pot fi ușor văzute dacă sunt mărite cu microscopul de 500—1.000 ori diametrul lor. Unele servesc dospirei (fermentațiunei), altele putrefacțiunei și altele constitue cauza boalelor. Iată câte-va din acestea: a Fig. 138. Torule de drojdii din aer. Fig. 139. Diplococi. Fig. 140. Streptococ’. www.digibuc.ro 127 Tig. J41. Bacterii. Fig. 142. Bacili. Fig. 143. Vibrioni. Semânțele ce încolțesc, mistuirea, oțetirea vinului, dospirea pâinei, transfer- marea mustului în vin, ca și bpalele molipsitoare, sunt produsul lor. Omul, în orașele mari, distruge aproape 14.000 microbi pe oră, prin respirația sa. Numărul germenilor vegetali, cari aparțin mucigaiurilor și numărul bacte- riilor crește în lunile de vară. Media pentru i metru cub de aer. Mucigaiuri Bacterii. Iarna . . . ............ 660 Primăvara..............1.670 Vara...................2.280 Toamna.................1.080 433 825 1.083 631 De asemenea numărul lor variează cu localitatea. Aerul dela Montsouris (lângă Paris) .... 2-.700 738 » din spjtalul «Hotel Dieu» Paris . . . 4.800 6.300 > » canalele din Paris. 17.000 1.060 Deci, aerul din spitale, aziluri, cazărmi, etc., este de 60—70 ori mai necurat decât cel din vecinătatea orașelor. Un gram de pulberi (praf; poate conține până la 10 milioane de aceste or- ganisme în sti adele curate, și până la 5 miliarde în cele murdare. Aerul, prin oxigenul de: conține, întreține viața ființelor vii și face cu putință arderile. Dela puritatea lui depinde buna stare a fiin- țelor ce trăesc într’însul. In el se varsă necontenit cantități enorme ■ de bioxid de carbon, produse prin respirația animalelor, a plantelor fără clorofilă și prin arderi. Bioxidul de carbon este consumat ne- contenit de către plantele verzi (cu clorofilă) în timpul zilei,-astfel că aerul rămâne totdeauna cu aceeași cantitate mică de acest corp. Aerul lichid. (Bucată de citire). Fabricarea. Cu mașini anumite, se fabrică astăzi aer lichid în cantitate mare. Cea dintâi mașină de acest fel a fost construită de Linde, în Germania. In urmă, au apărut sistemele Hampson, în Anglia, Tripler, în America și Claude, în Franța. O mașină poate fabrica până la 15 litri de aer lichid pe oră. Nu vom descrie aici nici un sistem de mașini pentru fabricat aer lichid. Vom spune numai, că ori care din ele se sprijină pe urmă- torul principiu. Pentru a licheface un gaz se cere o anumită apă- sare și o anumită Scădere de temperatură. Pentru aerul lichid, în- www.digibuc.ro 128 special, se cere ca temperatura să fie scoborltă la 180’ sub zero. Această scădere de temperatură nu e produsă cu vre un amestec răcitor, fiindcă nici unul din cei cunoscuți nu produc atâta răcire. Scăderea de temperatură e produsă în aceste mașini cu ajutorul detentei. Se numește detentă trecerea unui gaz dela un volum mic și presiune mare la un volum mare și presiune jnică. Ori de câte ori un gaz se detentă sau se destinde are loc o oare care răcire. Noi ne folosim în mod natural de detentă; când suflăm din gură aer ca să răcim un corp cald. Aerul suflat în acest caz nu e aer care ese deadreptul din plămâni (ca atunci când suflăm ca să ne încălzim mâinile). Acest aer a fost întâi comprimat în gură și lăsat pe urmă să se destindă. In mașinele pentru fabricat aer lichid, se comprimă aerul din atmosferă și se lasă să se destindă, în mod al- ternativ, de nenumărate ori. Fiecare destindere înseamnă o răcire; cu timpul această răcire, tot adunându-se, ajunge până la 180° sub zero când aerul se licheface. Se înțelege, că ori ce mașină pentru fabricat aer lichid va trebui să aibă un mecanism pentru comprimat aerul, altul pentru detentă și altul pentru folosirea ră- ’cirei produse. Noi trecem cu vederea aceste amănunte. Proprietățile aeruluj lichid. Aerul lichid e limpede ca apa, când este curat, și e cam tot atât de dens ca apa. Temperatura lui e de 180 sub zero. Din cauza acestei temperaturi, așâ de scăzute, aerul lichid poate aduce schimbări neașteptate în proprietățile corpilor. Experiențele cu aerul lichid sunt cele mai frumoase din câte se cunosc ; ele se pot face însă numai acolo unde se află mașina Care îi fabrică, sau unde poate fi dus. 1. Un iub de cauciuc, care e moale și el ist ic după cum se știe, se face tare și se sparge ca sticla., dacă a fost muiat în aer lichid (fig. 114). 2. O Fig\ 144, Cauciucul, care a fost muiat 1n aer lichid, se iparge ca sticla, de gumă se sparge în bucăți, când e aruncată jos, după ce a fost ținută în aer lichid. 3. Mercurul, care e lichid la temperatura obicinuită, se solidi- fică lesne în aer lichid. Umplând o eprubetă cu mercur, ținând-o cât-va timp în aer lichid și spărgând-o la urmă, căpătăm un cilindru de mercur solid cu www.digibuc.ro 129 care putem face un ciocan de mercur pentru bătut cue (fig. Ho}- 4. Fructele (fig. 146), florile, pluta și al fi corpi moi, inghiață în aer lichid, se fac ca de sticlă, sau porțelan și pot fi pisate, 6. Alcoolul, despre care se credei într-o vreme că nu inghiață de fel, se solidifică lesne în aer lichid. La început, se face cleios (fig. 147) și pe urmă se prinde în bucăți. 6. Un clopoțel de plumb sună ca unul obicinuit de bronz, dacă a fost răcit cu aer lichid, 7. Vasele de Fîg. 145- Ciocan de mercur solidificat in aer lichid. metal se sparg foarte lesne cănd sunt răcite cu aer lichid. 8. Sârmele de cupru și de fer se fac, în schimb, mai tenace când sunt răcite cu aer lichid ; ele se rup mai greu decât la temperatura obicinuită. 9. Dintr-o sârmă de plumb, care nu-i de fel elastic, se poate face un arc elastic ca de oțel, când o răcim cu aer lichid. 10. Metalele sunt mai bune conducătoare de electrici- tate la temperatura aerului lichid. Fig. 146. Fructe înghețate în aer lichid. Toate aceste schimbări, precum și alte multele de acest fel, pe care le trecem cu vederea, sunt numai schimbări fizice și trecătoare. De îndată ce corpul se încălzește, el își capătă din nou proprietă- țile obicinuite: cauciucul se face moale, ciocanul de mercur se to- pește, arcul de plumb se întinde, sârma se rupe, etc. a www.digibuc.ro 130 Oxigen lichid. Când se evaporă aerul lichid, azotul trece mai repede în stare gazoasă decât oxigenul. Din apeastă cauză, lichidul care rămâne e mai bogat în oxigen. Cu mașini anumite se poate face chiar o distilare fracționată și se poate căpăta oxigen lichid. Cu aer lichid care a fost fabricat de mai multe ore se pot face multe experiențe care se fac cu oxigenul. Toți corpii care ard în oxigen, ard șî mai bine în aerul lichid. 1. Ameste- când într’o capsulă (fig -148) puțin car- 'bunecu aer lichid, și punând foc, are Fig. 148. Arderea cărbunelui In aer lichid. Fig. 147. Alcoolul răcit în aer lichid se face întâi cleios și apoi inghiață. loc o âr dere foarte frumoasă cu scântei care sar în toate părțile; 2. Un amestec de cărbune, de vată și de aer lichid pus într’un tub metalic |i aprins, arde cu energie, producând explozie. Si mai ciudate par aceste arderi dacă ie facem pe un sloiu.de ghiațâ. Cum se păstrează aerul lichid. Aerul lichid pe păstrează în vase Fig. 149* Vase de aticlK. pentru păstrat aerul lichid. de sticlă, anume făcute, (fig. 149). Aceste vase, care pot fi în formă de www.digibuc.ro 131 balon, de pahar sau de cilindru, au câte doi păreți care sunt lipiți numai la buza lor. Locul liber dintre acești păreți e gol cu totul de aer. Pereții de sticlă sunt și argintați (figurile. 146 și 150). Aerul se scoate și pereții se argintesc pentru a împedica să pătrundă căldura din afară, până la aerul lichid dinlăuntru. In adevăr, sticla e rea conducătoare de căldură și locul gol de aer e deasemenea rău con- ducător de căldură, ca ne mai având materie. Prin conductibilitate (din moleculă în mo- leculă), căldura nu mai poate pătrunde așâ dar. Dar nici sub formă de raze (cum se pro- pagă căldura de Ia o sobă încălzita) nu poate intra căldura înlăuntru. Razele de căldură, ajungând la peretele din afară a vasului, sunt reflectate îndărăt, din cauză că sticla a fost argintată. Acest sistem de vase a fost inventat de De- Fig. îso. In vase arjinutc acrul lichid se evaporă Încet» In- j . ț j tr'un pahar obicinuit evaporarea are lac foarte repede, QCJ3. l^Otlura, Șt a fost perfecționat de d'Arsoval, dela Paris. într'un balon de 2 litri de acest fel, aerul lichid se poate păstra vre’o 10 zile. într’un vas obicinuit evaporarea s’ar face în câteva minute. Figura 150 arată evaporarea repede a ae- rului lichid turnat dîntr’un vas Dewar-ct Arsoval într'un pahar obicinuit. După câtva timp paharul se și sparge, prin răcirea lui prea mare și prea repede. In timpul din urmă, s’au pus în comerț vase de metal construite pe acest principiu cu doi pereți. Ele păstrează mai bine de 12 ore lichidele calde cu temperatura lor și lichidele reci de asemenea reci. Sunt recomandate pentru călătorii și excursiuni. întrebuințările aerului lichid sunt multe. In știință, aerul lichid servește la lichefacut multe gaze, cu ajutorul răcirii produse prin evaporarea lui. In industrie, servește la produs temperaturi înalte, cu ajutorul oxigenului lichid pe care îl coprinde. Amoniacul. N HB = 17. Istoricul. Gazul amoniac a fost descoperit de Kunckel la 1612, care arătă, prepararea lui cu var și cloruri de amoniu. Starea naturală. Amoniacul există în atmosferă în cantitate de www.digibuc.ro 132 1—2 mgr. în un metru cub. Cantitatea aceasta crește puțin cu înăl- țimea, până la 5 mgr. Prezența sa la suprafața pământului se dato- rește descompunerii (putreziciunii) materiilor organice (urine, gu- noaie, cadavre, materii fecale, etc.), în care ia naștere sub forma de carbonat de amoniu. El se mai găsește în pământ, în straturile de ipsos și de sare gemă. Prepararea. Experiență. Amestecăm într’un pahar praf de clorură de amoniu cu var ; stropim amestecul cu puțină apă. Se produce un corp gazos cu miros înțepător. Acesta e amoniacul. Reacțiunea care a avut loc e reprezentată prin ecuațiunea : 2NH₄C1 + CaO = CaCL + H₂O + 2NH₃. Putem înțelege mai lesne această reacțiune, ținând seamă de fap- tul, că am produs clorură de amoniu din amoniac și acid clorhi- dric (pag. 20). Am putea scrie : 2NH₃HC1 + CaO = CaCl₂ + H₂O + 2NHₐ Fig. 151. Culegerea amoniacului prin înlocuirea aerului. adică, acidul clorhidric a fost Neutralizat de oxidul de calciu. Reacțiunea se face într’un balon de sticlă; gazul amoniac, ce se dezvoltă este uscat prin un tub cu bucățele de var și cules sub mer- cur. In industrie se ia de obiceiu sulfatul de amoniu, provenit din apele amonicale, culese în fabricile gazului de luminat. SO₄ (N H₄)₂ + CaO = Sulfat de amoniu. Oxid de calciu. SO₄Ca 4- 2 NH₃ + Sulfat de Amoniac. calciu. h₂o. Apă. Amoniacul fiind mult mai ușor decât aerul (17<28,8) poate fi cules într’un vas de sticlă ținut cu gura în jos, (fig. 151). Proprietăți fizice. Amoniacul este un gaz incolor, cu gust caustic și cu miros înțepător. Densitatea lui este 0,589. El se licheface la —40°, la presiunea ordinară. El a fost lichefacut de Guyton de www.digibuc.ro 133 Morveau la 1799, răcindu-1 la —43° prin Ca Cl₂ și zăpadă, și de Faraday, punând în tubul îndoit de sticlă (fig. 97) clorură de ar- gint amoniacală, care se descompune sub influența căldurei în NHS și Ag Cl. In stare lichidă este mobil, incolor, cu densitatea 0,623 la 0°, fierbe la —33°,7. La —85°, el se solidifică, transformându-se într’o masă transpa- rentă și cristalină, fusibilă, la —75°. Amoniacul este foarte solubil în apă: 1 volum de apă la i6a disolvă 1270 volume de acest guz. Disolvarea lui este însoțită de desvoltare de căldură. Soluțiunea aceasta se întrebuințează de obiceiu în locul amonia- cului gazos ; ea se numește amoniac sau alcali volatil. Putem pre- pară ușor amoniac gazos încălzind o soluțiune concentrată de amo- niac în apă, (fig. 151). Solubilitatea mare a amoniacului în apă se dovedește îti modul următor : Experiență. Sticla A (fig. 94) se umple cu gaz amoniac uscat (fiind ți- nută cu gura în jos); se astupă bine cu un dop, pătruns de un tub de sticlă ascuțit și închis la partea exterioară. Vârful închis al țevei se cufundă în- tr’un vas cu apă văpsită în roșu prin câteva picături de turnesol. Spărgân- du-se vârful, amoniacul se disolvă repede și lasă un vid în vasul A ; din această cauză apa intră prin deschiderea t și se albăstrește. Pentru a obține soluțiunea de amoniac trecem gazul prin mai multe vase cu apă distilată, (fig. 93). Proprietăți chimice. Am văzut, că amoniacul se poate produce în mici cantități prin combinarea azotului cu fluența căldurii sau a descurcărilor electrice. Scânteile electrice puternice și căldura (la 1000°) descompun amoniacul cu ușurință. Cl, Br și J, descompun amoniacul, punând azotul în libertate sau combinându-se cu el, pentru a da clorura, bromura sau iodură de azot. Introducând gazul amoniac într’o atmos- feră de clor sau oxigen, el arde cu o flacără vie, (fig. 153). 2NH₃ -J- 3C1₂ = N₂ + 6HC1, iar cu oxigenul: 4NH₃ 4- 30 ₂ = 2N₂ + 6H₂O In cazul întâi, hidrogenul s’a combinat cu clorul, în cazul al doilea cu oxigenul. Amoniacul (în soluțiune) este o bază puter- hidrogenul sub in- Fig*. 152. Arderea gazului amoniac în clor. nică; el precipită numeroși hidrați metalici, dintre cari pe unii îi redisolvă. El disolvă clorura de argint și clorura cuproasă (Cu CI). întrebuințarea. Soluțiunea de amoniac este întrebuințată ca reactiv în la- boratoare, iar în industrie ca disolvant al carminului și pentru producerea co- www.digibuc.ro 134 lorilor organice. Se mai întrebuințează pentru spălarea lânei și a stofelor și cu deosebire pentru producerea frigului în aparatul lui Carri. Sărurile de amo- niac se întrebuințează în medicină și ca îngrășăminte în agricultură. Amoniu și compușii săi. Am văzut, că gazul amoniac, în combinațiunile sale, dă naștere la corpii următori : NH₃ + HC1 = NH₄C1 Clorură de amoniu. » + H₂O = nh₄oh Hidratul de amoniu. In acești corpi, azotul cqre e pentavalent, alături cu hidrogenul, dă naștere la gruparea NH₄, Amoniu monovalent. Acest amoniu dă hidrat., clorură, sulfați, etc., ca și un metal monovalent. Natriul dă cu mercurul un amalgam : Na+Hg. Tot astfel face și amoniul: Hg-ț-NH₄, amalgam de amoniu. Radical. Cu toate că e format din corpi simpli, amoniul intră și ese din reacțiuni ca un corp simplu. El este un radical. Nu a putut fi preparat în stare liberă. Clorură de amoniu = Tipirig: N H₄ CI. Se prepară tratând cu HC1 apele amoniacale, ce se produc în fabricarea gazului de lu- minat, sau din distilarea apelor cu urine din latrine, mai ales când se fac turte uscate de materii fecale — pudretă — necesare ca în- grășăminte pentru câmp. Izolat din aceste ape, el e purificat prin sublimare. El e întrebuințat în industrie, la spoitul vaselor, la lipitul și cu- rățitul unor metale, în medicină și la prepararea amoniacului (vezi p. 132). întrebuințarea lui la spoitul vaselor se sprijină pe următoarea reacțiune. Prin încălzire, el se desface în amoniac și acid clorhidric. Acidul clorhidric atacă oxizii metalici (rugina, cocleala) conform ecuațiunei: MO -f- 2HC1 = MCI. -|- H.O. Metalul e curățat astfel de rugină și poate prinde cositorul. La lipit, explicarea e aceiași. Prin încălzire, metalele se oxidează și nu se pot lipi. Clorură de amoniu descompune oxizii prin acidul clor- hidric ce-1 dezvoltă. Sulfatul de amoniu, SO₂ (O—NH₄)₂, neutru, se obține ca și clo- rura, tratând apele amoniacale cu acid sulfuric, în loc de acid clor- hidric. Carbonatul neutru de amoniu, CO. (ON H₄)₂ se prepară tratând sulfatul de amoniu cu cretă: S°₂ §nh; + co o Ca = co o-nh! + so‘Ca- Acesta se obține în soluțiuni, separându-se prin filtrare de sul- fatul de calciu. www.digibuc.ro 135 Dacă e tratat cu un curent de C0₂ se obține, carbonat- acid de amoniu, care e cristalin și inalterabil la aer: C°\O⁻NH ⁺ C°² + ⁰ = \kj — in n₄ \u — ri Carbonat acid de amoniu=Bicar« bonat de amoniu. Acesta se întrebuințează la prepararea sodei. Acidul azotic (nitric) = Apa tare. N O₈ OH = N O, H = 63. Istoricul. El a fost descoperit de Geber (Djabar-al-Kufi) în. secolul al VlII-lea. . Starea naturală. El șe găsește în mică cantitate în aerul atmos- feric, unde e produs prin descărcările electrice. Din cauza prezen- ței lui în aer, apele de ploaie conțin mai în totdauna azotat de amoniu. In sudul Americei (Chiti, Peru, Bolivia), precum și în Indii, există sub forma de azotat de sodiu (salpetru de Chiti) sau de potasiu. Pământul conține azotat de potasiu, sodiu, magneziu și calciu. Schlosing și Munz au dovedit, că aceste săruri se produc zilnic, prin un ferment organizat, special, care descompune și oxidează materiile organice, amoniacul, Prepararea. Acidul azotic se prepară tratând azotații cu un acid puternic, d. e.; cu cu acidul sulfuric : NO₂ONa -ț- SO₄H, = NO₂OH + SO₄HNa. Reacțiunea se face în apa- ratul? alăturat (fig. 153). In re- tortă se pune amestecul de NO₂ONa și SO₄H₂, iar în ba- etc., în prezența bazelor alcaline. Fig. 153. Prepararea acidului azotic. Ionul răcit se condensează aci- dul azotic. Nu se face sulfat neutru de sodiu, căci pentru aceasta ar trebui să se ridice temperatura prea sus și azotatul s’ar descompune din această cauză în producte nitioase. Proprietăți fizice. Acidul azotic este un lichid incolor, cu den- sitatea 1,52 la 15°. El ferbe la 86° și se solidifică la — 47°. Câte odată, la maximum de concentrațiune, el conține puțină hi- poazotidă (N O₂), care-1 colorează în galben ; în cazul acesta se numește acid azotic fumegător. www.digibuc.ro 136 Proprietăți chirtice. Acidul azotic este un acid puternic, însă foarte nestabil. Lumina și căldura la 300° îl descompun în hipoa- zotidă, (care îl colorează în galben), oxigen și apă. 4N O₃ H = 4N O₂ + 2Hₐ O -4- Oₐ. Fig. 154. Prepararea acidului azotic în industrie. Acidul azotic este uu oxidant puternic. Experiențe. 1) încălzim într-o eprubetă puțin acid azotic fumegător și introducem în el un lemn aprins ; arderea lemnului are loc și mai departe cu lumină. 2) Punem într-o eprubetă puțin acid azotic fumegător și vârâm la mij- Fig. 155. Aprinderea esenței de tere- bentină în acid azotic. locul eprubetei puțină lână sau păr de cal. încălzim acidul azotic; când vaporii lui dau de lână, aceasta se aprinde și arde cu lumină. 3) Se amestecă într-o capsulă puțin acid azotic fumegător cu aceiași cantitate de acid sulfuric concentrat. Se pune capsula într’un borcan mare. Cu o linguriță se lașă în ame- stecul din capsulă câteva picături de esență de terebentină. Aceasta sc aprinde dc pe urma puterei oxidante a acidului azotic, (fig. 155). 4. Se pune o pană albă în acid azotic nu prea concentrat; după câtva timp se scoate și se spală. Pana se face galbenă. Acelaș lucru se întâmplă cu lâna și mulți corpi organici. Pelea de pe mână se colorează și ea în galben dacă a fost atinsă cu acid azotic. Aceste experiențe dovedesc, că acidul azotic poate oxidă corpi’ cu oxigenul său. Oxidarea se face uneori cu desvoltare de căldură- Mai toți metaloizii, afară de CI, Br și N, sunt oxidați de el și transformați în acizi sau oxizi. Așa, sulful e transformat în acid sulfuric: S₂ + 4NOₐOH = 2SO4H2 + 4NO www.digibuc.ro 137 Hidrogenul, care se combină cu oxigenul, îi ia oxigenul, adică îl reduce. La cald, hidrogenul îi ia tot oxigenul, punând azotul în libertate 2NO₈H 4- 5H₂ = N₂ + 6H₂ O La rece, îi ia de asemenea tot oxigenul, iar azotul rămas se combină cu hidrogenul și se transformă în amoniac; NOSH 4- 4H₂ = NHS + 3H₂O Acțiunea acidului azotic asupra metalelor este foarte variată. Se formează azotați în cele mai multe cazuri. Aurul și platinul nu sunt disolvați de acidul azotic. Cu ferul se întâmplă un fenomen particular. Pasivitatea ferului. Experiență. Punem într’un pahar acid azotic amestecat cu apă. Vâram în acest acid un cuiu de fier neruginit. Ferul este atacat cu dezvoltare dc gaz. După câtva timp, punem cuiul într'un alt pahar cu acid azotic fumegător. Nu se mai observă desvoltarea de gaz; aceasta înseamnă, că acidul concentrat nu atacă ferul, de și ne-am fi așteptat, că fiind mai tare, să-l atace mai cu înlesnire. Scoatem cuiul din acidul concentrat și îl punem în acidul amestecat cu apă. Cuiul nu mai este atacat de data aceasta nici de cel diluat, care îl atacase la început. Atingem cu un alt cuiu pe cel din acid. Se produce îndată o desvoltare de gaz, care înseamnă că acidul atacă din nou ferul din cuiu. Acest fenomen se numește pasivitatea ferului. Cuprul este atacat de acidul azotic, dând azotat de cupru și vapori roși de hipoa- zotidă, (fig. 156). întrebuințarea, Acidul azotic distruge mate- • riile organice, decolorându-le și oxidându-le. Este foarte întrebuințat în chimia organică pentru pre- pararea substanțelor explosibile sau colorante. Gravarea cu apă tare. Pe o placă lucie de metal, acoperită cu un strat subțire de ceară, desemnăm cu un vârf ascuțit. Turnând acid azotic deasupra ei, el atacă metalul numai în părțile de- svelite prin desemnare. Metalul astfel săpat este întrebuințat ca și o piatră litografică și sc zice că e «gr avat cu apă tare'*. Apa regală. Metalele rari, ca aurul, platinul, sunt insolubile în acizi; pentru a le disolvâ ne servim de un amestec făcut din o parte acid azotic și 4 părți acid clorhidric, numit apa regală. Acest amestec este un oxidant puternic, disolvâ meta- lele și cvaporându-se le lasă ca clorure. Fig. 156. Cuprul este atacat de acidul azotic cu producere de vapori roși. Puterea de a disolvâ se atribue clorului și clorurclor nitroase (N O, CI, N O CI), ce se formează în acest amestec : 2N O₃ H + 4H CI = Cl₂ + N O₃ CI + N O CI + 3Hₐ O. Clorura de nitril. Clorura de nitrosil. www.digibuc.ro 138 Acidul azotos, NO — OH. Acest acid are mai puțin oxigen decât acidul azotic. El formează săruri, numite azotiți. Astfel avem azotitul de amoniu, NOONH₄, de care ne-am slujit la prepararea azotului, încălzindu-1 într’un balon. Compușii azotului cu oxigenul. Azotul formează numai cu oxigenul, (fără hidrogen), mai mulți oxizi. Protoxidul de azot, N₂O. Acesta e un gaz iară culoare și cu miros dulceag. Dacă inspirăm acest gaz în cantitate mai mare, el produce o veselie asemenea beției; din această cauză, Davy l’a numit gaz ilariant. Oxigenul din el se poate desface ușor de azot și poate întreține arderile. O lumânare cu câteva puncte aprinse sau o bucată de fosfor ard mai bine în el decât în aerul liber. Bioxidul de azot, NO, e un gaz fără culoare, care cum dă de aer se oxidează, dând vapori roși de hipaozotidă. Din această cauză nu i se pot cunoaște gustul și mirosul. Trioxidul de azot, N₂O₃, e un lichid albastru, care fierbe la 3°,5 Tetraoxidul de azot, N₃O₄, e un lichid incolor, la—12, care se solidifică la —20°, dând cristale tot fără culoare. La 0° incepe a se colora în roșu și culoarea devine cu atât mai intensă cu cât temperatura este mai ridicată. Culoarea roșie e datorită hipoazo- tidei NO₂ care se formează prin desfacerea moleculelor de N₂O₄. Pentoxidul de azot, N₂O₅, e un corp solid care se topește la 30° și fierbe la 47°. Acești compuși ai azotului cu oxigenul dovedesc în mod vădit legea proporțiilor multiple. In adevăr, cantitatea de azot rămâne aceiași în molecula fiecărui oxid, iar cantitatea de oxigen se face de 2, 3, 4 și 5 ori mai mare decât cantitatea de oxigen în pro- toxidul de azot. Fosforul. Se cunosc bine două stări alotropice ale acestui corp: Fosforul ordinar și fosforul roșu. 1. Fosforul ordinar. P = 31 , P₄ = 124, Istoricul. El a fost descoperit la 1669 de Brand, cămătar și alchimist din Hamburg, care-l obținu calcinând la o temperatură înaltă rezidiul obținut prin www.digibuc.ro 139 evaporarea urinelor; acest procedeu a fost ținut secret. Kunckel, chimist din Wittemberg, și Boyle în Anglia, reușiră a-1 extrage din urină. La 1769 Gahn ’l descoperi în cenușa oaselor și Scheele arătă procedeul pentru extracțiunea lui. Starea naturală. El nu există în stare liberă, se găsește însă ca fosfat de fer, calciu și magneziu. Fosfatul neutru de calciu există în mare cantitate în terenurile lias și cretacic, unde e datorit oase- lor de mamifere, păsări și reptile, cari existau în acele epoce. Fosforul există în oasele animalelor sub forma de fosfat neutru de calciu; el există de asemenea în creer, în lapte, în icre și în plante, și cu deosebire în semințe. Apatita conține 80% fosfat neutru de calciu. Fosforita 50—90° o. Prepararea. Multă vreme s’a preparat fosforul din oase, după metoda arătată de Scheele. Prepararea electrică, care a fost creată în 1890, a înlocuit aproape cu totul metoda cea veche, mai cu seamă în Germania, Anglia, Elveția și Statele-Unite. Iată cum se operează. Se face un amestec de fosfat natural, nisip și cărbune, măcinate bine de mai înainte. Acest amectec e încălzit în cuptorul electric la o temperatură foarte înaltă. Vaporii de fosfor care se formează se condensează sub apă în vase de cupru. Cuptorul lucrează fără întrerupere și poate da, în unele sisteme, la 3500°, 150 kg fosfor în 15 minute. In procedeul Dili se încălzește un amestec de acid fosforic si- rupos cu cărbune. Se formează numai corpi volatili : fosfor, apă și oxid de carbon : ₄PO₄H₃ + C₁₀ = 6H₂O + 10 CO + P₄. Acest fosfor e curățit în urmă prin filtrare pe cărbune animal și prin piele de căprioară. Operația se face cu apă caldă care ține fosforul topit. In urmă e turnat în tipare care îi dă forma de vergele. Fosforul se păstrează în borcane de sticlă umplute cu apă, care a fost fiartă, ca să gonească aerul, și în urmă răcită. Proprietăți fizice. Fosforul ordinar e un corp solid, fără coloare, sau slab colorat în galben ca chihlibarul, translucid și atât de moale încât poate fi zgâriat cu unghia. Densitatea lui la 10° este 1,83. El cristalizează în dodecaedri rom- boidali. Sub 0°, este sfărămicios; acest fapt se întâmplă și dacă conține sulf (1 %₀), când devine și dur. Mirosul său seamănă cu al ustu- roiului. El se topește la 44°,4. Lichidul format are următoarea par- ticularitate. Când este răcit cu încetul poate să rămâe lichid până la 30°, deși ar trebui să se solidifice la 44°,4, după legea topirei (un corp se solidifică la temperatura la care se topește). Fenomenul acesta se numește Suprafuziune. Dacă punem în acest lichid răcit la —|—30° o bucățică mică de fosfor, solidificarea se face numai de cât și temperatura se ridică până la 4-44°,4. Fosforul ferbe la 287°. El e insolubil în apă, se disolvă foarte puțin în alcool și mai mult în sulfura de carbon, benzen și materii grase. El este un corp otră- www.digibuc.ro 140 vitor. In cazuri de otrăvire se recomandă să se bea îndată esență de terebentină, care formează cu fosforul un corp insolubil care nu mai trece în organism. Proprietăți chimice. Fosforul se combină foarte ușor cu foarte mulți corpi. Astfel, introdus în clor, arde la temperatura ordinară cu cea mai mare ușurință transformându-se în triclorură (P Cl₃) sau pentaclorură de fosfor (P C1B). Cu oxigenul se combină de asemenea foarte ușor. Am văzut la oxigen, că fosforul arde în acest corp cu lumină multă și cu des- voltare de fum alb. Se poate arătă în mai multe feluri ușurința cu care fosforul se combină cu oxigenul. Experiență. Se tae o bucățică de fosfor (într’un vas cu apă), se usucă cu hârtie de filtru și se înfășoară în puțină vată și se lasă într’o farfurioară la aer. După câtva timp începe a Se ivi un fum alb și la urmă fosforul se aprinde. El poate arde și sub apă dacă îi înlesnim oxidațiunea, introducând oxigen printr’o țeavă. Acest lucru se poate face și în modul următor: Experiență. Se pune într’un pahar plin cu apă (fig. 157) o bucățică de fosfor, câteva cristale de clorat de potasiu și se introduce prin o țeavă acid sulfuric. Acesta atacă cloratul de po- tasiu și, punând oxigenul în libertate, aprinde fosforul chiar sub apă. Experiență. Punem într’o eprubetă puțină sulfură de carbon și o bucă- țică de fosfor. Amestecăm până ce fos- forul s’a disolvat. Cu această soluțiune se poate arată deasemenea aprinderea fosforului în aer. Se întinde o coală de hârtie de filtru pe o vergea de sticlă ceva mai lungă (se face un fel de steag) și se scurge soluțiunea de fosfor peste hârtie. Se mișcă ușor hârtia în aer. In acest timp sulfura de carbon, care e volatilă, se evaporă. Fosiorul disolvat rămâne sub formă de părti- Fig. 157. Arderea fosforului sub apă prin Cele foarte mⁱCÎ îⁿ POrⁱⁱ hârtiei. După clorat de potasiu și so₄H₂. câtvâ timp, hârtia se aprinde dela sine, în urma oxidării fosforului din ea. Observare. Soluțiunea de fosfor in sulfura de carbon nu trebue să se păstreze; ea se prepară când avem trebuință și se toarnă cu băgare de seamă, asâ ca să nu cadă pe podele de lemn, pe masă, pe haine ori pe mână. Fosforul scânteiază la întuneric în timp ce se oxidează în aer. Această* lumină se numește lumină fosforică sau fosforescentă. Prin încălzire, fosforul se aprinde la 60°; din această cauză chi- briturile cu fosfor se aprind prin frecare. www.digibuc.ro 141 La analiza aerului ne-am servit de o vergea de fosfor pentru a luă oxigenul, (pag. 125). Metalele se cumbină cu fosforul la cald, dând fosfure cristalizate; chiar și platinul este atacat în aceste condiții. 2. Fosforul roșu. El se obține înfierbântând, la 250°, fosforul ordinar în vase în- chise, fără aer. Se mai produce dacă punem fosforul ordinar sub influența razelor solare, (sub apă). Această transformare se face cu pierdere de căldură. Proprietăți. El e un corp de coloare roșie, cu densitatea 2,148. Se transformă în vapori la 260°, sub presiunea ordinară ; acești va- pori condensându-se dau fosfor ordinar. Spre deosebire de fosfo- rul ordinar, fosforul roșu nu e solubil în sulfura de carbon și nu e otrăvitor. Nu scânteiază în întuneric și nu se aprinde lesne, ta fosforul ordinar; el se aprinde deabiă la 260°. Clorul, bromul și iodul se combină ușor cu fosforul roșu, însă fără dezvoltare de lumină. In general, energia lui de combinare e mai mică decât a fosforului ordinar. Aceasta se explică prin faptul, că la formarea lui s’au pierdut 19,200 calorii; din această cauză el este și mai stabil decât fosforul ordinar. întrebuințările fosforului. Fosforul ordinar și fosforul roșu se întrebuin- țează pentru fabricarea chibriturilor: se consumă pe fiecare an peste 200.000 kgr. fosfor pentru acest scop. Fosforul ordinar și compușii săi se întrebuin- țează și în medicină. Chibriturile. Ele se fac cu fosfor ordinar sau cu fosfor roșu. In amândouă cazurile bețele sunt făcute din lemn de brad sau plop bine us- cat. Cele cu fosfor ordinar se fac în modul următor: Se moaie bețele în sulf topit la 125’ (chibrituri de pucioasă), sau în acid stearic topit (chibriturile obiș- nuite); după aceasta sunt cufundate într'o pastă făcută din; P ordinar . . 3 părți. Gumă . ... 3 » Bioxid de plumb 2 » Nisip fin . . . 2 » După ce se usucă, se acoper cu un lac colorat prin diferiți oxizi metalici, Pentru ca ele să se aprindă cu mai mare ușurință, se adaogă și mici cantități de clorat de potasiu în pastă. Chibriturile cu fosfor roșu (numite și chibrituri suedeze) nu sunt otrăvi- toare și nu se aprind decât fiind frecate pe pasta întinsă pe una din fețele cutiei în care se vînd. Pasta de pe chibrituri conține: Pasta de pe cutie conține: Clorat de potasiu . 100 părți. Sulfură de stibiu . 40 » Cleiu . Fosfor roșu .... 100 părți. Sulfură de stibiu . 80 » Cleiu www.digibuc.ro 142 Hidrogenul fosforat. PH₃ — 34. Fosforul formează cu hidrogenul trei combinațiuni : PH₃ hidro- gen fosforat gazos, P₂H₄ hidrogen fosforat lichid și P₄H₂ hi- drogen fosforat solid. Experierță. Punem într’un pahar apă cu puțin acid clorhidric. Aruncăm, în această apă puțină fosfură de calciu, P₂ Ca₃. Se formează un gaz cai e se aprinde când esă Ia suprafața apei și care formează niște inele albe ce se lărgesc pe măsură ce se înalță în aer. Fig. 158. S’a format hidrogen fosforat gazos, amestecat cu puțin hidrogen fosfo- rat lichid. Acesta din urmă e care se aprinde la aer și care aprinde în urmă pe cel gazos. In această reacțiune, calciul s’a combinat cti clorul, iar fosforul s’a combinat cu hidrogenul. Inelele albe sunț formate din acid fosforic care ia naștere ast- fel: PH₃ + 20₂ = PO₄H₃. Experiență. Se mai poate prepară hidrogen fosforat gazos amestecat cu cel lichid și astfel. Se umple un balonaș mic cu o soluțiune cevă mai con- centrată de hidrat de sodiu ; se pune în această soluțiune câtevă bucă- țele de fosfor ordinar și se astupă balonașul cu un dop prin care trece un tub de culegere. (Fig. 159). Balonașul și tubul trebuesc umplute în intre- Fie. 158» Prepararea hi- drogenului fosforat» Fig. 159» Prepararea hidrogenului fosforat care se aprinde singur» gime cu apă, ca să nu rămâeaer în aparat. Dacă ar rămâne aer, s’ar produce explozie, căci hidrogenul fosforat s’ar aprinde în balonaș chiar- Se încălzește încetul cu încetul. După câtvă timp, gazul produs se aprinde- la gura tubului care e cufundată Într’un vas cu apă. Se formează inele: albe de acid fosforic. Acidul fosforic normal (ortofosforic). PO(OH)₃ sau PO₄H₃ El se prepară oxidând fosforul cu acidul azotic, la cald. www.digibuc.ro 143 Experiență. Prepararea se face în aparatul alăturat, (fig. 160), în care se pune 1 parte fosfor roșu (în greutate) pentru 15 părți acid azotic. Se pro- duce acid fosforic, care rămâne în vas și bioxid de azot, care dinpreună cu o parte din acidul azotic dis- tila și se condensează în vasul R. In industrie, se prepară acidul fosforic tratând fos- fatul neutru de bariu (ob- ținut cu fosfatul de calciu din oase) cu acid sulfuric. Fig. ido, Prepararea acidului fosforic. (Ph O₄)₂Ba₃ + 3SO₄H₂ = 3SO₄Ba + 2PhO₄Hₛ Proprietăți fizice și chimice. El e un corp solid, cristalizat în prisme rombice drepte, fuzibile la 39°. E foarte solubil în apă, rămânând de regulă în stare sirupoasă. La 215® pierde o moleculă de apă în modul următor: /OH 0 = P — OH OjH / 1° H 0 = P — OH \ O H /OH 0 = P —OH \0 / + H₂ O 0 = P —OH \0H Acid difosforic sau pirofosforic. La 400® se deshidratează, dând acidul metafosforic; /OH O = P - O (HI = o = P = O +H₂o Acid metafosforic (comparabil acidului azotic). Sărurile acidului fosforic se numesc fosfați. Având trei atomi de hidrogen în moleculă, acidul fosforic poate da naștere la trei feluri de săruri, după cum înlocuim numai un atom de hidrogen, doi, sau pe toți trei, prin atomi de metal mo- novalent. Astfel avem: / OH O = P —OH \ ONa Fosfat monosodic= Fosfat biacid de sodiu. / OH O = P — ONa \ ONa Fosfat disodics Fosfat monoacid de sodiu. / ONa O = P —ONa \ ONa Fosfat trisodic= Fosfat neutru de sodiu. www.digibuc.ro 144 Cu metalele bivalente dă fosfați de felul următor: OH O = P^O Ca Fosfat monacid de calciu. /OH O = P — OH \ O. ᵣ / o> Ca o = P —OH \ OH Fosfat tetracid de calciu. /o. p—o- \ o. /O' p—o \ o Ca Ca C4 Fosfat neutru de calciu, care se găsește in oase Experiență. Amestecăm o soluțiune de fosfat trisodic cu o soluție de azotat de argint. Se formează un precipitat galben de fosfat neutru de argint, PO₄Agₐ. Toate sărurile neutre solubile ale acidului fosforic dau pre- cipitat galben cu azotatul de argint. Arsenul. As = 75 : As₄ — 300. Istoricul. Oarecare compuși ai ’arsenului erau cunoscuți de filosofii greci: Aristotel, Dioscorid, etc., care îi numeau arsenicon. Abia în secolul al XV, Albert cel Mare și B. Valentin, îl descriu ca element. La 1733 chimistul Brand îl descrise în mod amănunțit, arătând că arsenicul alb (Asₐ O₃) este un oxid al acestuia. Starea naturală. Se găsește câteodată în stare de libertate, ală- turea cu sulfura de argint și staniu. Mai des se găsește sub forma de sulfuri, precum: Realgar (As₂ S₂) sau Orpiment (As₂ S₃); pre- cum și în o mulțime de combinațiuni mixte ca: Sulfo-arseniure de fer = Y^ As₂ + 2 Fe S₂ (Mispickel), de cobalt, de nickel, etc. Mai există în unele ape minerale (precum la : Bourboule, Plombie- res, Roncegno, Levico, Vichy, Dorna din Suceava, etc). Proprietăți. Arsenul se prezintă în două stări alotropice: cris- talizat și amorf. Se volatilizează fără a se topi. încălzit în aer, arde cu o flacără verzue palidă, transformându-se în As₂ O₃, și răspân- dind miros de usturoiu. Praful de arsen aruncat în clor se aprinde și arde cu o flacără albă transformându-se în As Cl₃, (fig. 103). Arsenul curat nu este otrăvitor. Pulberea fină de arsen, oxi- dându-se cu încetul în atingere cu aerul, se face otrăvitoare ; din această cauză e întrebuințată pentru facerea hârtiilor cu care se omoară muștele. Compușii săi sunt foarte otrăvitori și se întrebuințează în medicină. Trioxidul de arsen (Anhidrida arsenioasă) = Șoricioaică. As₂ O₃ = 198. Acest corp e cunoscut încă din vechime, sub numele de arsenic sau ar- senic alb. www.digibuc.ro 145 Proprietăți fizice. Ea e corp solid și există în 2 stări deosebite prin proprietățile lor: Anhidrida sticloasă Anhidrida porțelanoasă (cristalină) Aspectul și forma Amorfă și Cristalizată^ octaedri cristalină diafană sistem cubic Densitatea.................. 3,738 3,699 Solubilitatea în apă . . Vas Vso Anhidrida arsenioasă, în -momentul solidificării sale, se obține în starea sticloasă; cu timpul ea- devine opacă, începând dela supra- ■Fig-. 161. Cristale de As.» O₈. față spre centru; seamănă cu porțela- nul și văzută la microscop este cristali- zată în octaedri regulați (fig. 161). A- ccastă transformare se face cu pierdere de căldură. Proprietăți chimice. Ea se disolvă în apă, dând acidul arsenios As (OH)₃. Cărbunele o reduce la cald: Fig. 162. Reducerea anhidridei arsenioase prin cărbune. 4As₂ O₃ -f- 3C₂ = 2As₄ -|- 6CO₂ Experiență. Amestecam puțina șoricioaicâ cu cărbune și punem ames- tecul într’un tubușor, (fig. 162). încălzim capătul a. Se formează CO₂ și As. Vaporii de arsen se sublimează în b formând o oglindă neagră strălucitoare. Hidrogenul născând reduce anhidrida arsenioasă, transformând arsenul în hidrogen arseniat, As Hₛ, (la fel cu NH₃ și PHS). As₂O₃ -ț- 6H₂ = 2AsH₃ -f- 3H₂O Anhidrida arsenioasă este foarte otrăvitoare. Experiență. încălzim pe cărbune la suflător puțină șoricioaicâ ameste- cată cu cărbune, (fig. 164). Se produci un fum alb care miroase a usturoi. -Acest miros e caraczeristic pentru arsen. Stibiul (Antimoniul). Sb = 120,2 Istoricul. Pliniu numiâ Stibium sulfura de antimoniu (Sb₂ S₃, stibina). B. Valentin, către sfârșitul secolului al XV-Iea, izola acest corp. Starea naturală. El se găsește combinat cu sulful (stibina) în Franța, munții Harz, Suedia, Borneo, etc., și sub forma de oxid .de stibiu (Sb₂ O₃) în Algeria. 10 www.digibuc.ro 146 Proprietăți fizice și chimice. Stibiul este un corp solid, cu lucia metalic, de coloare albăstrue, cristalizează în romboedri, ce se a- propie de cub. El se sparge cu ușurință și se poate pisă. Densitatea lui este 6,715, se topește la 430¹ și se volatisează la 1500°. El nu se oxi- dează în aer la temperatura ordinară; la roșu dă un oxid volatil, cristalizabil (Sb₂ O₃). Experiență. Topim o bucățică de stibiu pe cărbune cu ajutorul suflăto- rului, (fig. 164). Aruncăm o picătură de stibiu topit pe o coală de hârtie. Fig. 163. Linii desenate de stibiul topit aruncat pe hârtie» care a fost îndoită în sus pe la margini. Stibiul topit se mișcă, împrăștiind scântei albe strălucitoare, din cauza oxidațiunei repezi. Pe hârtie rămân niște urme scrise, particulare, (fig. 163). Fig 164. Topirea stibiului pe cărbune, la suflător» Am văzut la clor, că pra- ful de stibiu se aprinde și arde cu lumină și fum când, e aruncat în acest gaz, (fig. 99). întrebuințări. El intră în compoziția mai multor aliage. Dintre acestea, cel mai însem- nat este acela din care se fac literile de tipar (8O°/ₒ plumb, 20% stibiu). Familia azotului. Azotul* fosforul, arsenul și stibiul formează familia azotului sau a metaloizilor trivalenți. Borul B = 11 Istoricul. El a fost descoperit de Gay-Lussac și Thenard în Franța șr Davy în Anglia, la 1808. www.digibuc.ro 147 Starea naturală. El există în natură sub forma de acid boric, borat de calciu și borat de sodiu. Proprietăți. Borul este un praf care înegrește degetele, e rău conducător de electricitate și nu se topește la temperatura arcului voltaic. Se aprinde și chiar arde în aer sau oxigen cu lumină, dând Bₛ O₃, la temperatura de 700°. El reduce oxizii mai bine decât carbonul. Borul este un metaloid trivalent. Cu toate acestea el nu intră în familia precedentă. Acidul boric. B (OH), = 70 El a fost descoperit de Homberg, la 1702. Starea naturală. Există ca borat de sodiu (bor ax), într’un mare număr de lacuri și izvoare minerale, în : Indii, Tibet, Ceylan, apele minerale de la Wiesbaden, Vichy, Cozla (Piatra), etc. Craterele vulcanilor conțin câte odată cristale de acid boric. Gazele care es din fumarole și suffioni (Toscana) conțin acid boric. Extracțiunea. Gazele și vaporii de apă ce es din suffioni sunt disolvate în apa din basinurile făcute pentru acest scop (lagoni), fig. 165. Apele acestea sunt evaporate pe niște table mari de plumb, Fig. 165. Extracțiunea acidului boric în Toscana. care fiind puțin înclinate, conduc apele concentrându-le într’o căl- dare. In aceasta se depune acidul boric. Proprietăți fizice. Acidul boric se prezintă în foițe albe, side- foase, unsuroase la pipăit, cu gust slab acid. Densitatea lui e 1,48. El se disolvă în 25 părți apă la 14®. Proprietăți chimice. Soluțiunile de acid boric dau o culoare roșietică slabă hârtiei de turnesol. www.digibuc.ro 148 Di solv at în alcool face ca acesta să ardă cu o flacără verde. El e tribasic și sărurile sale poartă numele de bor ați. întrebuințări. El se întrebuințează pentru fabricarea smalțurilor ; astfel cu boratul și silica tul de plumb se acopcr obiectele de faianță. Fitilurile dela lumânările de stea rină sunt muiate într'u amestec de acid boric și acid sulfuric, pentru ca să se îndoiască în afară in momentul arderei și astfel să ardă complet. El e un antiseptic puternic; in cantitate de una la mie impcdccă fermentația laptelui. Din cauza acestei proprietăți se întrebuin- țează în medicină (vată boricată, vaselină boricată, soluțiuni de acid boric). XIV. CARBONUL. C = 12 Starea Naturală, Carbonul există în stare nativă ca diamant și ca’ grafit. El e foarte răspândit în combinațiuni cu hidrogenul în cărbunii fosili și cu oxigenul în bioxidul de carbon. Se găsește în cantitate foarte mare în corpii animalelor și plantelor; astfel țesutul lemnos (celuloza), care constitue 96% din lemnul uscat, con- ține 44 45% carbon. Proprietăți fizice. Carbonul este un corp poliform. El se pre- zintă în două stări cristaline și în stare amorfă. Avem așa dar, trei varietăți de carbon, cari sunt următoarele: 1. Diamantul este carbon curat, cristalizat în sistemul cubic. For- mele principale în cari se găsesc sunt: octoedrii și dodeeaedrii rom- boidali. Cristalele de dia- Fig\ 166. Cristale de diamant. mant au adeseori fețele și muchile lor curbate. Dia- mantul este de obiceiu in- color, mai rar colorat în albastru, galben sau ne- gru. El se găsește în nisi- purile aluvionilor în: In- dii, Borneo, Brasilia, Ă- frîca de sud. Siberia și în munții Vrali. Densitatea lui variază între 3^0 și El este foarte refringent, rău condu- cător de căldură și electricitate și cel mai dur dintre toți corpii. Diamantul este transparent pentru razele Rontgen, spre deosebire de sticlă. Se deosibcsc trei varietăți dc diamant: a) Diamantul propriu zis, cel mai scump. In termen mijlociu 1 carat (212 mgr.) prețuește între 300 și 400 lei. Greutatea celor mai mari diamante de felul acesta ce a'au lucrat până acum este următoarea: Regentul Franței — 28 gr. 8 ; Marele Mongol = 55 gr., diamantul Rajațiu- lui ae la Matam (Borneo) = 75. gr. Cel mai mare cântărește 205 gr., el pro- vine din minele dc la Kimberley (Africa de sud), www.digibuc.ro 149 Tăierea diamantelor. Puterea sclipitoare a diamantului se poate mări prin tăerea artificială, care pare a fi fost făcută pentru întâia oară In secolul XIV și studiată mai de aproape pe la 1476 de către Lonis de Berquem de la Bruges^ (Franța). Diamantele se lu- crează în două feluri, după cum bu- cata întrebuințată este mai lată sau mai sferoidală. In cazul întări, fundul se face lat și fețele noi se fac numai pe o parte (r, r'); acest mod de lu- crare se numește: tâerea în rosetă. Dacă se fac fețe noi pe amândouă părțile, lăsând numai o mică față la partea superioară (b, b'), avem tâerea în briliant. b) Bort sau diamantul rotund, ser- vește la tâerea fețelor celuilalt. c) Carbonado, găsit în bucăți mai negre, servește la tăerea sticlei și la facerea perforatorilor, cu cari se sco- besc tunelurile în rocele mai dure. Fig. 167, Diamante tăiate. 2. Grafitul se prezintă sub forma de lame hexagonale, de coloare cenușie, cu luciu ca al oțelului și unsoroase la pipăit. EI e bun condu-. că tor de căldură și electricitate și are densitatea 2, 2. Grafitul se poate obținea disolvând cărbunele în fer. După răcire, disolvând ferul în acid clorhidric, ne rămân prisme hexagonale de grafit EI se găsește în terenurile vechi, în șisturi de ardesie sau în filoane, în: Spania, Franța, Anglia, Ceilan și în Siberia, la lakutsk. El servește la fabri- carea creioanelor și a creuzetelor. Cu pulberea lui se lustruesc obiec- tele de fer și de tuciu și țipaturile la gal vano plastic;, servește și la facerea unsorilor pentru mașini. 3, Carbonul amorf. In stare amorfă găsim mai multe feluri de carbon: a) Carbonul fabricat prin arderea lemnului. Pentru a-1 prepară se iau ramuri de lemn verde; lungi de 60cra-, și se pun pe împrejurul a patru pari lungi bătuți în pământ, cari servesc de coș (fig. 168 și 169). Fig. j68 și 169, Așezarea și arderea lemnelor pentru fabricarea cărbunelui. Se acoper apoi cu frunze și pământ, lăsând și la partea de jos niște mici deschideri, pentru intrarea aerului. In urmă, se aprind și se lasă să arză cât vă timp. Combustiunea www.digibuc.ro 150 fiind incomplectâ, lemnul pierde apa șî hidrogenul său, iar carbo- nul și cenușa rămân. Carbonul de lemn se mai prepară distilând lemnele în vase de fer închise (1). Carbonul preparat în aceste moduri cu lemne ușoare de plop, castan, teiu, etc., cam pe la 400°, servește la fabricarea ierbei de pușcă. Cel preparat cu lemne mai grele (stejar, jugastru, etc.) se numește mangal și se întrebuințează la ars. Cel preparat la 400° conduce rău căldura și electricitatea, iar cel preparat la 1200°— 1500° e bun cunducător de căldură și electricitate; din cauza a- ceasta se pune în puțurile, în care se conduce firul paratrăsnetului, b) Carbonul vegetal sc mai obține arzând hârtia, miezul de pâine st mai cu seamă zahărul. Cel obținut prin calcinarea zahărului în creuzete e foarte dur, sgârie sticla și e un carbon foarte curat. Carbonul vegetal are proprietatea foarte însemnată de a absorbi gazele, mai cu seamă pe cele vătămătoare; astfel un volum de car- bon'de lemn absoarbe: 90 volume gaz amoniac 55 * hidrogen sulfurat 35 » bioxid de carbon 9,25 * oxigen 1,75 * hidrogen. Din această cauză se întrebuințează cu succes Ia filtrarea apei, la c) Carbonul din fum. Substanțele vo- latile șî avute în carbon, precum tere- bentinele, reșinele, etc., fiind arse incom- plcct într’un curent de aer, produc un fum avut în carbon fin pulverizat. In aceste condiții se formează funin- ginea în coșurile noastre. In industrie substanța volatilă se pune într’un vas pe focul F, (fig. 170), iar pulberea de carbon se depune în camera A și pe clopotul B. Se poate trece acest fum prin o serie de camere, în care se depune carbonul; în cele mai apropiate se oprește carbo- nul mai ordinar, iar în cele mai depăr- tate carbonul mai fin. El servește la fabricarea negre Iei de tipar și amestecat cu argilă (de 2 sau 3 ori greutatea sa) la facerea creioanelor de desemn. Tușul se prepară în China din carbo- nul de fum, obținut prin arderea unor substanțe aromatice, Fig. Prepararea carbonului din film. (1) Vezi chimia organică, la acidul acetic: Aparatul pentru obținerea acidu- lui pirolignos. www.digibuc.ro 151 d) Cocsul (Koacs). La distilarea cărbunilor de pământ, pentru prepararea gazului (1), se obține un carbon poros, dur și lucitor, cu aspect semi-metalic, numit cocs. Acesta se mai poate obține ar- zând incomplect cărbunii de pământ aproape în aceleași condiții Ca și carbonul din lemne. e) Carbonul din retorte. In acelaș timp cu cocsul se adună la partea superioară a retortelor, în care se face distilarea, un carbon •dur, cu densitatea 2,3—2,7, bun conducător de căldură șl electri- citate, numit carbon din retorte. El provine din descompunerea combinațiunilor de carbon și hidrogen, ce se dezvoltă din cărbunii de pământ la temperatură înaltă; se întrebuințează la facerea ele- mentelor Bunsen și la lămpile electrice cu arc. f) Carbonul din oase sau carbonul animal. Oasele animalelor, fiind făcute din 60 % substanțe organice, pot să dea carbon prin arderea necomplectă. Acest carbon conține 88—90% fosfat de calciu, de care se poate separă tratându-1 cu acid clorhidric, care disolvă fosfatul. Carbonul animal are proprietatea de a decolora substanțele or- ganice. Astfel, dacă amestecăm vinul roșu cu acest carbon într’o sticlă și îl filtrăm, după câtvă timp, el va trece necolorat. Din cauza acestei proprietăți el servește la decolorarea zahărului, siropurilor, etc. Cu el se fac și filtre pentru purificarea apei. Carbonul pur. Varietățile descrise până acum nu pot fi conside- rate ca fiind carbon curat, din cauză că toate, chiar și diamantul, iasă cenușe prin ardere. Intre varietățile naturale, mai pur este diamantul. El conține urme de substanțe străine, pe când grafitul are 1—2% din acești corpi. Dintre varietățile artificiale, mai curat e carbonul făcut din zahăr, care dă urme de cenușe și mai impur cocsul cu 4—5 % cenușe. O proprietate generală a tuturor acestor varietăți este de a nu se topi nici la temperaturile cele mai înalte (3,600"), când trece in vapori de-adreptul, și de a da toate grafit, (la 2000 amperi și 70 volți). Diamante incolore mici, dar visibile cu ochiul liber, au fost obținute de Moissan. Cel mai bun disolvant al carbonului este ferul topit, care prin răcire îl depune sub forma de lame hexagonale (grafit). Când carbonul gazos reia starea solidă, ne dă totdeauna grafit. Cărbuni fosili. Afară de varietățile descrise mai sus, se mai găsesc în natură corpi foarte avuți în carbon, cari sunt considerați ca productele car- bonizărei trunchiurilor de arbori înlăuntrul pământului, în decursul timpului. Intre acestea avem : Antracitul care e dur, compact, cu aspect semi-metalic, cu densitatea 2 și conține 96—98% carbon. El se găsește la noi în Gorj. Se întrebuințează la ars In cuptoare cu un curent bun de aer. (1) Vezi chimia organică. Gazul de luminat. www.digibuc.ro 152 Cărbunele de pământ = Hulia este, negru, cu luciu semi-metalic, ci> densitate între 1,16 și l,6o, și conține 60—90% carbon. Lîgnitul=Pucioasă (Dâmbovița), Sânge de smeu (Suceava), este de co- loare cenușie sau neagră, conține 48—66% carbon. El se exploatează la noi la Șotânga (Dâmbovița), Filipești (Prahova) și mai există rnMehedinți (Bahna)ᵣ Buzău (Săseni), Bacău (Comănești și Căiuț), Neamțu (Agapia, Galu și Largu)ᵣ Suceava (Baia Bogdănești, Rotopănești, Șasea și Șo/dănești. Turba care conține 60 % carbon. Există și la noi pe țărmurile Dunărei și în Basarabia. Proprietăți chimice. Toate varietățile de carbon, arse în oxigen sau în aer, dau oxid sau bioxid de carbon, după cantitatea de oxi- gen cu care se combină : C₂ + O₂ = 2CO • Oxid de carbon C₂ + 2O₂ = 2CO₂ Bioxid de carbon Aceste combinațiuni se fac cu desvoltare de căldură și lumină- Cantitatea de căldură ce se desvoltă este aceiași pentru toate va- rietățile de carbon : aproximativ 96,900 calorii. Cu hidrogenul se combină di- rect sub influența descărcărilor electrice: Acetilena. Carbonul înroșit descompune apa, se combină cu oxigenul și dă oxid de carbon și hidrogen: C₂ +Î2H₂O = 2CO + 2H₂. Aceasta se poate dovedi vâ- rând un cărbune înroșit sub un clopot umplut cu apă, (fig. 171)- De acest fenomen se slujesc ferarii care ațâță focul și căr- bunii, stropindu-i cu puțină apă- -.. ... - In industrie se produce în Fig. 171. Descompunerea apei prin carbon inroșit. r mare acest amestec, trecând va- pori de apă peste antracit înroșit. Acest amestec se numește gaz sărac sau gaz de apă și slujește la ardere în cuptoare sau la pu- nerea în mișcare a motorilor cu gaz, (ca în marea tipografie unde s’a tipărit această carte). Carbonul reduce oxizii metalici prin încălzire, producând oxid de carbon, dacă oxidul e greu de redus, și bioxid de carbon în cazul contrar. 2ZnO -|- C₂ = Zn -ț- 2CO 4CuO -J- C₂ = 2Cu₂ -J- 2CO₂ www.digibuc.ro 153 Pe această proprietate a carbonului se sprijină o bună parte din metalurgie. Carbonul se combină direct, la cald, cu ferul, manganul, cal- ciul etc, pentru a formă combinațiuni numite carburi. întrebuințarea. Din cauza puterii sale reducătoare, carbonul e foarte întrebuințat pentru prepararea fosforului, arsenului, potasiului, zincului, ferului, etc. Se mai întrebuințează și ca desinfectant în medicină și la unele filtruri. Oxidul de carbon. CO = 28. Istoricul. Oxidul de carbon a fost descoperit de PriestUy, la 1799. Carbonul formează cu oxigenul două combinațiuni: oxidul de carbon, CO, și bioxidul de carbon, CO₂. Când arde carbonul în oxi- gen puțin se formează oxid de carbon și când arde în oxigen mult se formează bioxid de carbon. Se observă, adesea într’o sobăci limbi de foc albăstrui. Acestea sun produs prin arderea necompletă ; carbon arde apoi în aer cu flacără Prepararea. 1. In acest mod se fabrică în unele industrii oxid de carbon în cantitate mare. Acest oxid e dus apoi în cuptoarele cu- venite unde arzând cu flacără în- călzește cazanele ce sunt de încăl- zit, (fig. 172). Reacțiunea care are Ioc este : 2C + O₂ = 2CO 2. In laborator, preparăm oxid de carbon încălzind acid oxalic cu acid sulfuric, (fig. 173). Se for- mează oxid de carbon, bioxid de carbon și apă. Separarea oxidului de bioxid se face trecând ames- tecul prin vasele spălătoare B și C în care se pune hidrat de calciu (Ca (OH)₂) sau hidrat de potasiu (KOH). Bioxidul de carbon rămâne în aceste vase sub formă de car- bonat de calciu : jaratec, că se formează niște formate din oxidul de carbon jăratecului, și care oxid de albăstruie. Fig. 172. Prepararea oxidului de carbon prin arderea necomplectă a cărbunelui. Ca<^ + C⁰’“ ⁼ C°³Ca ⁺ H²° sau carbonat de potasiu. www.digibuc.ro 154 2K0H 4- C0₂ = CO₈K₂ 4- H₂0 iar oxidul de carbon e cules în cilindrul D. Experiență. A- ceastâ încălzire se poate face și într-o eprubetă ; apropiind gura eprubetei de o lu- mânare aprinsă, se formează o flacără albăstrue care arată că o- xidul de carbon format arde în aer. Proprietăți fi- ?e. El e un gaz ’ă coloare, fără ,st și fără miros. Densitatea lui este 0,968 (ca a azotului); el este prin uimare de 14 ori mai greu decât hidrogenul. A fost lichefăcut și solidificat. Ferbe la — 190° .și se topește Ia — 207°. Proprietăți chimice. Oxidul de carbon e un corp neutru, adică nu e nici acid, nici bază. Arde, după cum am spus, cu o flacără albăstrue, dând CO₂ : CO + O = CO₂ Amestecul de CO 4“ O explodează când vine în atingere cu o flacără, întocmai ca și amestecul de oxigen și hidrogen. Oxidul de carbon e foarte otrăvitor. Respirat fiind împreună cu aerul, în cantitate de 2% poate să omoare imediat pasările, iar 3°/₀ animalele mari. El se combină cu hemoglobina din sânge, dând compuși stabili, cari nu se pot descompune decât foarte greu prin oxigen. Din cauza aceasta el produce moarte prin lipsa de oxidațiune fasfîxie). — Este așa dar primejdios a respiră productele de combustiune ale carbonului, ceeace se întâmplă dacă se pune capacul la sobă înainte de a se stinge jeratecul în vatră, sau dacă încălzim o • cameră cu jaratec, ori stăm într'o cameră în care se calcă rufele cu ferul umplut cu cărbuni. Bioxidul de carbon. CO, - 44 Istoricul. El a fost descoperit de Van Helmont la 1648, care l'a numit gas • silvestru. Lavoisier, la 1776, arzând diamant in oxigen, obținu acest corp și arată compozițiunea lui. www.digibuc.ro 155 Starea naturală. Bioxidul de carbon este foarte răspândit în natură. Astfel, se găsește în atmosferă, în apă și în pământ. Pre- zența lui se datorește vulcanilor, respirațiunii animalelor, fermen- tațiilor și combustiunilor. Cantitatea ce o găsim în atmosferă variază în rapot invers cu înălțimea. Astfel la : Clermont-Ferrand (înălțime = 395 m.) . . 31,6 voi. CO₂ în 100.OOo voi. aer. Piscul Puy-de-D6me ( » = 1.466 » (. . 20.3 » » » > » » Sancy . . . . ( » = 1,884 » ) . . 17,2 » > » » » » In orașe cantitatea este cu mult mai mare; ea poate să ajungă până la 35 sau chiar 40 în 100.000 voi. aer. In sălile de teatre, rău ventilate, proporția poate merge până la 5 sau chiar 10 la mie; în condițiile acestea, produce durere de cap, greață și leșinuri. Fiecare om produce în 24 ore 1 Kgr. de CO₂, ceeace ar face 2 milioane de tone pe zi, de la toți oamenii și animalele de pe suprafața pământului. Numai în Europa, arzându-se pe fiecare an 150 milioane tone de cărbuni de pământ, se dcsvoltă 350 milioane tone CO^ ceeace ar face pentru tot pă- mântul 3000 milioane tone CO₂ pe an. Această enormă cantitate este trans- formată de plante în țesut vegetal șt oxigen liber, care se redă atmosferei sub forma de ozon. Prepararea. El se prepară prin descompunerea carbonaților cu acidul clorhidric sau sulfuric : CO₃Ca + 2HC1 — CO₂ 4- CaCl₃ + H,O. Aparatul, în care se face această preparare este identic cu acela care ne-a servit la prepararea hidrogenului (fig. 34 și 37). Experiență Ca să arătăm producerea de CO₂, e deajuns să punem o picătură de acid clorhidric peste o bucățică de cretă. Se produce o fierbere datorită bioxidului de carbon ce se dcsvoltă. După această fierbere se poate cunoaște daca un corp e un carbonat. In unele cazuri e de nevoc ca acel corp să fie pisat și praful format să fie încălzit puțin cu acid clor- hidric într’o eprubetă. Proprietăți fizice. El e un gaz incolor și fără miros. Densitatea lui e 1,529 la 0°, el este de una și jumătate ori mai greu decât aerul și de 22 ori mai greu decât hidrogenul. Din cauza aceasta el poate fi turnat dintr’un vas superior în altul, întocmai ca un lichid. Un litru de apă la 0° disolvă 1 1. 797 de CO₂. Astfel se face apa gazoasă (sifoanele) disolvând un volum de CO₂ de-5 ori mai mare decât volumul apei, la presiunea de 6 atmosfere. El a fost lichefăcut de Faraday. In industrie se prepară astăzi cantități mari de bioxid de carbon lichid prin pompe de compresiune în cilindri de fer. Bioxidul de carbon lichid este incolor, cu densitatea 0,928, la 0°. Evaporându-se, la presiunea și temperatura ordinară, temperatura lui scade până la — 78°, iar în vid până la—97°. In cazul acesta, el se solidifică transformându se într’un corp alb ca zăpada. www.digibuc.ro 156 Dacă amestecăm bioxid de carbon solid cu eter și evaporăm repede în vid, temperatura lui scade la—140° și se transformă în- tr’un corp cristalin, ca ghiața. Bioxidul de carbon solid e rău con- căldură și se evaporează foarte încet în aer. Deși lui e foarte scăzută, putem totuși să-l ținem în mână ducător de temperatura fără pericol, din cauză că fiind foarte volatil, e învelit în totdauna într’un strat de gaz. Dacă însă îl strângem între degete, produce arsături dureroase (calef acțiune). Proprietăți chimice. Bioxidul de carbon nu arde și nu întreține arderea. Dacă îl turnăm peste o lumânare aprinsă, aceasta se stinge> (fig- 174). Fig. 174. Stingerea unei lumânări aprinse prin COu Corpii combustibili ca H, P, C și Si, îl descom- pun la cald luându-i jumătate din oxigenul său. Astfel: C₂ + 2CO₂ = 4CO. ' Bioxidul de carbon se hidratează în contact cu apa, dând acidul carbonic, CO₃H₂, care este foarte nestabil. Dacă ’l trecem întro soluțiune bazică, el for- mează săruri fixe, numite carbonați: CO₂ + Ca(OH)₂ = CO₃Ca + H₂O. Experiență. Aceasta se poate dovedi făcând să treacă un curent de CO₂, sau suflând în acest caz bioxidul de carbon expirat din plămâni, printr’un tub de sticlă, într’o soluțiune limpede de hidrat de calciu. Se obține imediat un precipitat alb de carbonat de calciu. Se observă, că după această reacțiune se formează și apă, pe lângă carbonat de calciu. Acest lucru se întâmplă când se văruește sau se usucă tencuelile în aer. Sub influența bioxidului de carbon din atmosferă, varul din tencueli se transformă în carbonat de calciu și se întărește, iar pereții se aburesc cu apa care ia naștere (nu cu apa tencuelii). Această abureală se observă mai bine în casele nouă, când încep a fi locuite, ori cât ar pârei de uscate. Bioxidul de carbon produs prin respirație și prin arderi transformă hidra- tul de calciu în carbonat și desvoltă apă. Se înlătură acest neajuns arzând în asemea camere, cu • ferestrele închise, mangal. Acesta produce mult CO₂, care transformă mai repede varul în carbonat. întrebuințarea. El se întrebuințează la facerea apei gazoase (sifon, apa de Seltz artificială), la fabricarea șampaniei, la scoaterea varului din zahăr (la fabricarea zahărului), la producerea temperaturilor scăzute, etc. Poate produce moartea omului și a animalelor mari când ocupă cel puțin 30% din volumul aerului. Acidul carbonic. CO(OH)₂ = CO₃H₂. EI se prepară disolvând bioxidul de carbon în apă, cu deose- bire sub presiune. Voind a-1 izola, se descompune în CO₂ și H₂O. www.digibuc.ro .157 Din cauza aceasta, apa gazoasă (sifon) fierbe când e scoasă în pa- hare, de oare ce acidul carbonic cuprins în ea se descompune. El este un acid bibazic, dă prin urmare, două feluri de săruri: monoacide și neutre, foarte respândite în natură. CO₃HK Carbonat acid de potasiu = carbonat monopotasic. CO₈K₃' Carbonat neutru de potasiu = carbonat dipotasjc. CO₃Ca Carbonat de calciu» Cu metalele bivalente poate da și săruri acide în modul următor: -OH n OH "OH o u --- 0 + Ca < = > Ca + 2Ha0 o = c< OH n _ c 0 o = c< -OH u --- OH Acidul carbonic Hidrat de calciu Carbonat biacid de calciu. 2 molecule =Bicarbonat de calciu. Experiență. Punem într’un pahar apă de var și introducem bioxid de carbon, fie din aparat, fie din plămânii noștri, suflând printr’o țeavă de sticlă. Apa se tulbură din cauza carbonatului de calciu care se formează. Introducând mai multă vreme bioxid de carbon, apa se limpezește din nou. Carbonatul de calciu, insolubil în apă, s’a transformat sub influența unui prisos de CO₂ în bicarbonat de calciu solubil în apă. încălzind această soluțiune limpede, sau lăsând-o mai multă vreme la aer, ia se tulbură din nou. Bicarbonatul se preface din nou în carbonat insolubil și se pro- duce CO₃H₂ care se desface în CO₂ și H₂O. Această experiență ne arată cum se formează stalagtitele și stalagmitele (a se vedea la carbonatul de calciu). Fig. 175. Prepararea sulfurei de carbon. Sulfura de carbon = CȘₐ. Ea a fost descoperită de Lampadius la 1796. Se prepară introducând prin E bucăți de sulf peste car- bonul înroșit în retorta B, (fig. 175). Sulfura de carbon ce se for- www.digibuc.ro 158 mează se condensează o parte în vasul J și altă parte în răcitorul T R. Prin N și S se poate scoate sulfura de carbon formată. Ea e corp lichid, volatil, cu miros urît de varză stricată., cu den- sitatea 1,293. Ea fierbe la 45° și nu s’a putut solidifică până acuma. Fiind evaporată repede, temperatura ei scade până la—60°. Sulfura de carbon, fiind aprinsă, arde cu o flacără albastră: CS₂ -f- 3O₂ = 2SOj CO2. întrebuințarea. Sulfura de carbon slujește ca disolvant al multor corpi (sulf, fosfor, materii grase), ca insecucid și la facerea termometrului. Când se umblă cu sulfură de carbon, trebue să ne ferim de foc prin apropiere. Ea se aprinde și la distanță și poate da naștere la explozii și nenorociri. Siliciul. Si = 28,4. Istoricul. El a fost izolat pentru intâia oară de Berzelius, în 1808, în stare amorfă, și cristalizată dc S-te Claire Deville,\a 1854, care deodată cu WOhler a studiat acest corp. Starea naturală. Există în combinațiuni, mai cu seamă ca bioxid de siliciu, Si O₂, în cuarț, nisip, etc., și în numeroase săruri, sili- cați. El e de mare însemnătate în mineralogie și geologie. Siliciul este tot atât de însemnat în regnul mineral ca și carbonul în regnul animal și vegetal. Siliciul are trei stări alotropice : siliciul amorf, siliciul graft- toid și siliciul octaedric (adamantin). Aceste stări se aseamănă cu acelea ale carbonului. Pe când siliciul amorf nu e cristalizat și nu conduce căldura și electricitatea, siliciul grafitoid cristalizează în foiți hexagonale și conduce bine, ca și grafitul, căldura și elec- tricitatea. Toate varietățile de siliciu ard in oxigen cu lumină multă, dând bioxid de siliciu, care invăleste siliciul și-l oprește să ardă com- plect, dacă e în bucățele mai mari. Bioxidul de siliciu (anhidrida silicică). Si O₂ Este un corp de o mare importanță în mineralogie și geologie. El e foarte răspândit în natură. Astfel toate varietățile de cuarț (cuarțul ordinar = pișatul boului) sunt Si O₂ cristalizat și colorat prin diferiți oxizi metalici sau prin materii bituminoase. El există cristalizat și amorf. In stare cristalizată se găsește în prisme hexagonale cu bazele înlocuite prin piramide, cu densitatea 2,64. Are duritatea 7. La su- flătorul cu oxigen și hidrogen se topește și se poate întinde ca sticla. Din cuarț topit astfel se toarnă astăzi creuzete, tuburi și alte vase www.digibuc.ro 159 Fig. 176. Cristale de SI de laborator. Acestea se deosibesc de vasele de sticlă prin proprie- tatea de a putea fi încălzite la temperaturi foarte mari, fără să se spargă, și de a nu fi atacate de reactivi, ca sticla. Sticla solubilă. Dacă topim bio- xidul de siliciu cu carbonat de po- tasiu sau de sodiu, se desvoltă COₜ și se formează sdicat de potasiu sau de sodiu. Acești si li câți se disolvă în apă. Se numesc pentru acest cu- vânt sticlă solubilă, iar soluția se mai numește apă de cremene. Soluția a- ceasta se întrebuințează la ungerea lemnului și țesăturilor, iacându-le să nu mai ardă cu flacără (decoruri de teatru). De asemenea se între- buințează la fixarea colorilor pe pânză, la lipit piatra. Acidul fluorhidric atacă bioxidul de siliciu, producând fluorură de siliciu. SiOj + 4HF = SiF, 4- 2H,0 Bioxidul de siliciu In natură. Bioxidul de siliciu se găsește în natura cristalizat (cuarț), amorf si ca amestec de aceste două feluri. I. Cristalul de stâncă este bioxid de siliciu curat, transparent Fir» f77* Cristal de atAncft. din coletțîunea Universității. și limpede ca apa. Cristali- sează în prisme hexagonale cu câte o piramidă hexago- nală la capete. Une ori cri- stalele sunt întregi, iar alte ori, din cauza creșterei îm- preună a mai multor cristale, ele sunt necomplete. Figu- rile 177, 178 reprezintă un cristal singur, și o grupă de cristale, din colecțiunea La- boratorului de Mineralogie a Universități din Bucu- rești. S’au găsit în Alpi cri- stale de cuarț cari ating greu- tatea de 100 kgr. Cristalele de stâncă au fost cunoscute și în vechime. Se credea pe atunci, că ele sunt făcute de ghiață, dar dintr’o- ghiață așă de mult răcită în cât nu se mai poate topi. Dela numele gheței pe gre- cește, — Krystallos —, au fost numite cristale. Deși această idee www.digibuc.ro 160 a fost greșită, după cum se vede, numele de cristal s’a păstrat până azi, pentru a arătă corpi cu forma regulată în afară, și cu structura deasemenea regulată înlăuntru. Cristalul de stâncă se întrebuințează la facerea de lentile pentru ochelari și pentru Fig, 178, O grupă de cristale de stâncă, din colecțiunea Universității. Instrumente optice. Diamantele de Ma- ramureș sunt cri- stale mici, dar întregi ți limpezi, de cuarț. II. Foarte adesea- ori cristalele de cuarț nu sunt nici limpezi de tot și nici fără co- loare. Amintim între multele feluri de cw- arț colorat pe urmă- toarele. 1) Ametis- tul are coloarea vio- letă, care dispare de tot prin încălzire sau se face galben. Cei vechi credeau, că a- cără de beție pe cei pari-1 poartă. Se în- trebuințează ca un fel de piatră prețioasă, care e cu atât mai pre- țuită.cu cât coloarea violetă e mai închisă. 2. Citrinul, are o co- loare galbenă ca vinul sau lămâia. 3) CuarțaI lăptos. 4) Cuarțul «omun este fără coloare; deși este cristalizat, el pare amorf din cauza acțiunilor mecanice pe care le-a suferit. Se găsește sau în bucăți, sau ca nisip caarțos. 5) Cuarțul fumuria e fumuriu. 6) Mo- 1'lonul e negru ca zmoala. III. Printre alte varietăți, necristalîzate bine sau amorfe și ne- transparente, și cari se găsesc în bucăți, amintim următoarele. 1 Aveuturina, care sclipește ca aurul, din cauză că se găsesc în masa ei folți mici de mică sau crăpături mici. 2) Ochiul de pisică, cu- prinde firișoare de asbest, și când e șlefuit sclipește în verde ce- nușiu. 3) Jaspul, care e gălbui sau brun, când cuprinde hidrat feric, sau roșu când cuprinde oxid feric. 4) Calccdonîa, care poate să fie de diferite culori, după substanțele străine pc care le cuprinde. 5) Cremenea care poate fi cenușie, gălbue, roșie, fu- murie. Scapără cu amnarul. Scânteile care se formează sunt firi- șoare foarte mici de fer desprinse din amnar și care ard ca ferul fir of or ic. Cremenea a fost întrebuințată mai de mult la puști pen- tru aprinsul cartușelor. 6) Agatul e un amestec de calcedoiiie,jasp, ametist și alte feluri de cuarț. Acest amestec e așezat îrr formă de foi unele peste altele. Când se șlefuește, se căpătă fețe cari sunt www.digibuc.ro 161 desenate în mat multe feluri. Figurile 179, 180 arată agate șlefuite ■din colecțiunea Universității. Uneori se găsesc agate ne col o rate, dar în cari sunt straturi poroase printre straturi neporoase. Acest fel de agate se poate coloră artificial în negrit în modul următor. Se în- troduce' agatul întâi în miere și pe urmă în acid sulfuric. Acesta Fig. 179. Agat șlefuit din colecțiunea, Universității. carbonizează mierea. Prin șlefuire, se capătă dungi negre și albe. Se mai pot coloră straturile poroase, în albcCstru, astfel. Se în- moae piatra într’o soluțiune de ferocianură do potasiu și după ce s'a îmbîtat bine se moae într’o soluțiune a unei sări de fer. Se 180. Agat șlefuit din colecțiunea Universității, formează albastrul de Berlin, care produce dungi albastre. Agatul e în- trebuințat, din cauza desemnelor fru- moase pe care le ia prin șlefuire, la facerea de obiecte de ornament, ca peceți, inele, călămări, etc. Având și duritate mare, el slujește și la facerea piulițelor întrebuințate în laboratoare. Straturile concentrice de agat ne a- rată deslușit cum s’a format el. In locurile unde găsim agat azi se aflau niște scobituri în stâncă. In aceste scobituri, închise de toate părțile, a pătruns, printr’un canal de nutrițiune, soluțiunea cu bioxid de siliciu și s’a prelins pe pereții lor. Din această so- luțiune s’a depus cuarțul. Când solu- țiunea eră curată, s'a așezat o foae albă, când era amestecată cu alte substanțe s’a format o foae de ametist, sau alta de calce- donie, etc. Aceste straturi se așezau dela margine cătrâ mijloc, și nu invers. In adevăr, s’au găsit agate cu mijlocul gol sau plin cu cristale mai mari. Varietăți de bioxid de siliciu cu apă. Felurile de cuarț descrise mai sus, și mai cu seamă cuarțul, cristalul de stâncă, sunt bioxid de www.digibuc.ro 162 siliciu fără apă. încălzind bucăfele mici de cristal de stâncă într’o eprubetă, nu se obține apă. Varietățile cari urmează cuprind și apă între 5 și 13 °/o. 1. Opalul are și duritatea mai mică decât cuarțul (6) și densi- tatea mai mică (2). Nu e cristalizat și are înfățișarea mai mult sau mai puțin unsuroasă. Se disolvă aproape în întregime în o soluțiune de hidrat de potasiu. încălzind bucățele mici de opal în eprubetă, ele trosnesc și pe pereți se așează picături de apă. Intre felurile de opal amintim: Opalul nobil care sclipește frumos, în diferite colori și Opalul comun. 2. Tripoli e de asemenea un bioxid de siliciu cu apă. El e de origină organică și e alcătuit din scoicele infuzoriilor (diatomee). Se întrebuințează la șlefuitul și mai cu seamă la curățitul obiecte- lor de metal și a tacâmurilor. 3. Mai amintim și Kieselgur-ul, de asemenea de origină orga- nică, care e poros și care slujește între altele la fabricarea dinamitei. Inclusiuni. Am văzut, că aventurina cuprinde foițe de mică, și ochiul de pisică firișoare de asbest. Asemenea corpi străini, care se găsesc în- tr’un mineral, se numesc inclusiuni. Uneori inclusiunile sunt for- mate din corpi gazoși, ca la sare, care cuprinde între altele, metan și din care cauză trosnește prin încălzire, sau din corpi lichizi, cum e anhidrida carbonică în cuarț. Studiul inclusiunilor e de mare importanță, fiindcă ele fac cu putință stabilirea condițiunilor în care s’a format un mineral. Acidul silicic. Siliciul formează doi acizi: acidul ortosilicic, Si(OH)₄, și acidul silicic ordinar, SiO₃H₂, la fel cu acidul carbonic, CO₃H₂. Cuarțul, SiO₂, este anhidrida acidului SiO₃H₂, întocmai după cum bioxidul de carbon, CO₂, e anhidrida acidului CO₃H₂. Afară de acești acizi, siliciul mai formează și acizi polisilicici. Aceștia derivă prin des- hidratarea a două sau mai multe molecule de acid silicic. Silicați. Sărurile cari derivă din acizii siliciului se numesc silicați. Silicații sunt sau numai de un singur metal, sau de mai multe metale. Constituția silicaților e foarte complicată. Ei joacă un rol însemnat în alcătuirea scoarței pământului. Noi vom studia pe rând, la metalele respective, silicații mai însemnați. Sistemul hexagonal. Prisma hexagonală, fig. 181, este forma primitivă a acestui sistem. Ea are 2 fețe bazice, hexagoane regulate,-și 6 fețe laterale, www.digibuc.ro 163 dreptunghiuri egale. Axa principală unește mijlocul bazelor. Axele secundare unesc mijlocul muchiilor laterale opuse și sunt 3 de toate. Axa principală e perpendiculară pe planul axelor secun- dare. Se -vede lesne de pe figură, că prisma hexagonală are 12 muchii bazice egale, 6 muchii laterale, de asemenea egale, și 12 unghiuri solide triedre, egale între ele. Fig. 181. Prisma hexagonală întâiul fel. Fig. 183. Prisma hexagonală de al doilea fel. Fig. 183. Piramida hexagonală de in* tâiul fel. I. Modificările pe muchiile bazice, printr’o față, duc la: Piramida hexagonală, (fig. 182). In această piramidă, fețele ei sunt în dreptul fețelor prismei din care derivă. Ea se numește, pentru acest cuvânt, Piramidă hexagonală de întâiul fel. 11. Modificările pe muchiile laterale. 1. Modificând fie-care muchie printr’o singură față, se obține tot o prismă hexago- nală. Această prismă are fețele în dreptul muchiilor dela prisma din care derivă. Ea se numește Prisma hexagonală de al doilea fel, (fig. 183). 2. Modificând muchile laterale prin câte 2 fețe, se obține o Prismă dodecagonală, cu 12 fețe laterale, (fig. 184). III. Modificări pe unghiurile solide. 1. Modificând fiecare unghiu solid prin câte o față, obținem o piramidă hexagonală. Aceasta are fețele în dreptul muchiilor dela prisma din care deriva. Ea se numește, pentru acest cuvânt, Piramida hexagonală de al doilea fel, (fig. 185). 2. Modificând fiecare unghiu solid prin câte 2 fețe, obținem Piramida dodecagonală, (fig. 186). www.digibuc.ro 164 Forme compuse. Și în acest sistem, formele compuse cuprind fețe de forme simple. Figura 187 ne arată o prismă și o piramidă de acelaș fel. Figura 188 ne arată o prismă de întâiul fel cu o pi- ramidă de al doilea fel. Figura 189 ne arată 2 piramide de acelaș fel. Figura 190 ne arată 2 piramide de două feluri. Formele hemiedrice din acest sistem sunt : romboedrul si sca- sistem sunt : romboedrul și sca- Fig. 187. Prismă Fig 188. Prismă și piramidă de de un fel cu acelaș fel. piramidă de alt fel. Fi^. <89. Două piramide de acelaș fel. Fig. 190. Două piramide de 2 feluri. Romboedrul derivă din piramida hexagonală suprimând 3 fețe sus și 3 jos, în mod altern, (fig- 191). El are 6 fețe, romburi egale, 6 muchii culminante, și 6 muchii laterale, cari /k merg în zig-zag. Axa verticală unește cele 2 fg unghiuri culminante cari sunt formate din 3 un- fHf ghiuri P^e egale. Axele secundare unesc mi- jlocul muchiilor laterale cari merg în zig-zag. Când axa principală e prea dezvoltată față cu axele secundare, rom- boedrul se numește as- cuțit, (fig. 192). Când axa principală e prea scurtă față cu axele se- Fig. 191. Romboedrul. cundare, ramboedrul se numește turtit. Scalenoedrul poate fi derivat sau din piramida dodecagonală, prin suprimări la fel ca la romboedru, sau chiar din romboedru. Figura 193 arată cum derivă scalenoedrul din romboedru, înlocuind prin fețe muchiile laterale. Scalenoedrul are 12 fețe în formă de tri- unghiuri scalene. Când e complect, se recunoaște ușor prin forma lui de piramida hexagonală și prin muchiile laterale care merg în zig-zag. Când nu e complect, cum se întâlnește la grupe de mi- nerale, se recunoaște după muchiile culminante cari sunt de 2 www.digibuc.ro 165 feluri: 3 ascuțite și 3 obtuse (pe când la piramidă toate cele 5 muchii sunt egale între ele). Fig. 194. Scalenoedrul cu romboedrul înscris în el. XV. METALE. Am împărțit, în cele dintâi lecțiuni, corpii simpli în metale și metaloizi sau nemetale. Am arătat atunci, că există între aceste două clase multe deosebiri, cu privire la proprietățile lor fizice și chimice. Așâ, în general, pe când metalele au strălucirea lor ca- racteristică și sunt bune conducătoare de căldură și electricitate, cei mai mulți metaloizi nu au aceste proprietăți. Pe când apoi, combinațiunile metaloizilor cu oxigenul au proprietăți acide, acele ale metalelor cu oxigenul au proprietăți bazice. O linie de despăr- țire bine hotărîtă nu este cu toate acestea între metale și meta- loizi. Se cunosc, în adevăr, metaloizi cu luciul metalic, ca stibiul, care e și bun conducător de electricitate. Se cunosc, de asemenea, metale care dau naștere la acizi, cum sunt manganul, cromul, care formează manganați și cromați, după cum sulful formează sulfați. Proprietăți fizice. Toate metalele, afară de mercur care e li- chid, sunt solide la temperatura obișnuită. Mai toate metalele au în bucăți coloarea albă-cenușie. Unele sunt colorate, cum e aurul și cuprul. Când sunt în praf, unele metale pot avea coloarea neagră, sau negricioasă. Mai toate metalele cristalizează în sistemul cubic. Metalul cel mai ușor este litiul, cu densitatea 0,59, și metalul cel mai greu e osmiul, cu densitatea 22,4. Metalele cu densitatea mai www.digibuc.ro 166 mică de 5 se numesc metale ușoare; cele cu densitatea mai mare de 5 se numese metale grele. Cele mai multe metale, și cu deo- sebire aurul și argintul, sunt maleabile și ductile, adică se pot pre- face în foi subțiri și în fire subțire. Metalele care se apropie de * metaloizi sunt casante, ca antimonul și bismutul; acestea cristali- zează în romboedri, și nu în cubi. Clasificarea metalelor. Și metalele, ca și metaloizii, sunt îm- părțite in familii, după valență și după proprietățile lor esențiale. Vom vedea, rând pe rând, cari sunt aceste familii și ce corpi simpli cuprind aceste familii. Aliage. După cum metaloizii formează combinațiuni între ei (cloruri, bromuri, ioduri, sulfuri de fosfor, arsen, sulf, carbon, etc.), deasemenea și metalele se pot combină între ele. Aceste combi- națiuni de două sau mai multe metale se numesc aliage. In unele privinți, proprietățile aliagelor sunt acelea ale unui amestec, în alte privipți, sunt acelea ale unei combinațiuni. Așa, duritatea abagiului de aur și cupru e mai mare decât acea a aurului f, și mai mică decât a cuprului. In schimb, tempera- tura de topire a unui aliagiu nu mai e mijlocia tem- Tperaturilor de topire a metalelor aliate. Astfel, un aliagiu de 2 părți plumb, 4 p. bismut, 1 p. staniu și 1 p. cadmiu se topește chiar la 65° (în apă caldă, fig. 195), în vreme ce fiecare din aceste me- se toPe?te ma' sus de 200°. Tot așă, din po- VjzSgw tasiu și sodiu, solide la temperatura obișnuită, se capătă un aliagiu lichid la această temperatură. I Avem a face aici cu o proprietate pe care o în- / tâlnim numai la combinațiuni. țb' Aliagele mercurului cu metalele se numesc în special amalgame. Astfel, avem amalgamul de so- diu, amalgamul de cositor, etc. Fie. 195. Aliagiu! lui Experiență: Punem puțin mercur într’o piuliță de por- vaporiîⁿ țelan. Tăem bucățele mici de sodiu, le uscam cu hârtia de filtru și le punem în mercur. Apăsăm cu o vergea de sticlă fiecare bucățică până ce se produce o flacără. Dacă punem mai puțin sodiu, amalgamul format rămâne lichid, dacă sodiul e în cantitate mai mare, amalgamul e solid. Producerea căldurei ne arată, că avem a face cu o adevărată combinare chimică. Această combinațiune de sodiu și mercur se disolvă în urmă în excesul de mercur. Acest lucru se întâmplă cu toate aliagile. întâi se formează o combinațiune, care se disolvă în urmă în excesul de metal. Din această cauză s’ar crede, că un aliagiu poate luă naștere în orice proporții, și nu în proporții anumite, după cum au loc combinațiunile. Aliagele sunt de cel mai mare folos pentru industrie, făcând cu putință schimbarea durității, tenacității și altor proprietăți ale me- talelor, după cerințele din practică. www.digibuc.ro 167 Sodiul (Natriul). Na = 23,05 Starea naturală. Sodiul nu se găsește liber în natură, este însă foarte răspândit sub forma de săruri, precum: clorura, azotatul, car- bonatul, sulfatul, etc., de sodiu. El a fost preparat întâia oară de H. Davy, în 1807, prin electroliza hidratultii de sodiu. Această preparare a deschis o cale nouă de cercetări cu ajutorul curentului electric. Prepararea. Sodiul se prepară acum în cantități mari prin elec- troliza clorurei de sodiu topite (Beketoff, Petersburg) sub influența unui curent puternic. Deasemenea se prepară și prin electroliza hidratului de sodiu topit. Proprietăți fizice si chimice. Sodiul este un corp solid, cu luciul argintiu, când e tăiat de curând. El se oxidează cu ușurință la aer, acoperindu-se cu un strat de oxid, de coloare albă cenușie. El se păstrează în petrol sau benzină perfect uscate. La tempe- ratura ordinară e moale și maleabil ca ceara, iar sub 0° e dur și sfarămicios. Densitatea lui este 0,97. El se topește la 95°,6 și dis- tilă la 742°. Dacă-1 aruncăm în apă el plutește pe suprafața acesteia, o descompune cu violență, transformându-se în hidrat de sodiu și desvoltând hidrogen: 2H₂O + Na₂ = 2NaOH + H₂ întrebuințarea. El se întrebuințează ca reductor la prepararea diferiților corpi, precum borul, siliciul, aluminiul, magneziul, etc. El e preferabil pota- siului în aceste operațiuni, de oarece e cu mult mai ușor de lucrat cu el, de- cât cu potasiu, Ifiind tot odată și mult mai eftin. Kidratul de sodiu, numit și sodă caustică, NaOH. El se for- mează când punem sodiu în apă. Evaporând această apă până la uscare, ferită de aer, căpătăm hidratul de sodiu solid. E un corp alb cu structura fibroasă. Se găsește în laboratoare sub formă de bulgări și sub formă de vergele după modul cum este turnat când e topit. E foarte solubil în apă, arde pielea și țe- săturile. Stând în aer, absorbe CO₂ din atmosferă și se preface în carbonat. E întrebuințat în chimie pentru prepararea altor hidrați metalici și în multe reacțiuni. Amintim broniura de sodiu, NaBr, și iodură de sodiu, Nai, între- buințate în medicină. Sulfatul de sodiu, SO₄Na₂+10H₂O, există în Spania în mine mari, în apele de mare și în numeroase Isvoare minerale, precum la Bălțatești, (Neamțu). El se poate prepară încălzind clorura de sodiu cu acid sulfuric concentrat, 2NaCl -ț- SO₄H₂ = SO₄Na₂ + 2HC1 Amestecul acesta se pune sau în cilindrii de tuciu, după cum am văzut la prepararea acidului clorhidric (vezi pag. 65) sau, din cauză că aceștia se distrug iute prin acizi, în cuptoare (fig. 196). Ameste- cul e pus în A într’un cazan de plumb, acidul clorhidric se duce www.digibuc.ro 168 prin C în vasele de disolvare, pe când fumul ce înconjură cupto- rul F, G, I, H, K, L, ese prin coșul M. Când încetează disolvarea de acid clorhidric, substanța este împinsă din A în B, unde este calcinată. Fig. 196. Prepararea sulfatului de sodiu. Soluțiunile concentrate obținute la temperatura de 33°, lăsate fiind să cristalizeze la o temperatură inferioară într’un vas acope- rit, pot să rămână multă vreme în stare lichidă și nu cristalizează. Dacă introducem în ele un cristal de sulfat de sodiu sau dacă le punem în contact cu aerul, cristalizarea are loc dintr’o dată. Acest fapt se numește, suprasaturațiune. Aerul lucrează în acest caz tot prin cristalele de sulfat de sodiu, ce poartă în suspensiune, de oarece nu produce cristalizarea dacă a fost trecut mai înainte prin vată, care-i reține substanțele solide. întrebuințarea. El se întrebuințează la fabricarea carbonatului de sodiu, a sticlei și în medicină ca purgativ. Azotatul de sodiu, NO₃Na. Există în natură foarte răspândit, cu deosebire în Chiti și în deșertul Atacama. El e amestecat cu puțin sulfat, clorură și iodură de sodiu, purtând numele: Salpetru de Chiti. El e foarte solubil în apă, cu deosebire la cald. Se topește la 318° și se întrebuințează pentru fabricarea acidului azotic, azota- tului de potasiu și pentru îngrășarea pământului. Azotatul de sodiu servește în prima linie pentru prepararea azotatului de po- tasiu, cu care se prepară iarba de pușcă. El însuși nu poate fi întrebuințat în acest scop, fiind puțin delicuescent. Carbonatul de sodiu^ COₛNa₂, numit în comerț sodă, se estră- geă din cenușa plantelor marine, ca salsola, salicore, etc., cu deose- bire pe coastele Spaniei (Alicante}. I. Dela 1789, Nicolas Leblanc a arătat, că se poate face prepararea carbonatului de sodiu calcinându-se împreună sulfat de sodiu, car- bonat de calciu și cărbune. Acest amestec se introduce într’un⁷ cuptor A, (fig. 197), făcut din fier și|cărămidă, pus în mișcare prin www.digibuc.ro 169 roata cu dinți DC. Substanțele sunt astfel bine amestecate și în- călzite prin focul din F. Reacțiunea se face în următoarele două faze : 1. SO₄Na₂ 2C = Na₂S + 2CO₂ 2. Na₂S + CO₃Ca = Ca S + CO₃Na₂. Fig. 197. Prepararea carbonatului de sodiu. II. In procedeul Solvay (1861) se întrebuințează deadreptul clo- rura de sodiu, fără să se mai prepare din ea sulfatul de sodiu. NaCl + OC < = OC < + NH₄C1. Uri Uri Carbonat acid de amoniu. Carbonat acid de sodiu. Carbonatul acid de sodiu se încălzește și se obține carbonat neutru : 2C0ₛHNa = CO₃Na₂ + CO₂ + H₂O Clorura de amoniu nu se perde, ci servește a regenera carbonatul acid de amoniu. 2NH₄C1 + Ca(OH)₂ = 2NH₄OH + CaCl₂ In soluțiunea hidratului de amoniu se introduce CO₂ NH₄OH + CO₂ = CO₃H(NH₄) și astfel se regenerează carbonatai acid de amoniu. Proprietăți fizice și chimice. Carbonatul de sodiu cristalizează în prisme rombice oblice: CO₃Na₂ + 10H₃O. El este eflorescent (perde apa de cristalizare, contrar celor deliciiescente, care absorb apă din atmosferă), și se transformă în praf. încălzit fiind Ia 50°, se disolvă în apa sa de cristalizare, pe care o pierde cu totul la 100°. Solubilitatea acestei sări în apă crește cu temperatura până la 38° (când se disolvă 138 părți, CO₃Na₂ în 100 p. apă), iar la tem- peraturi mai ridicate scade. www.digibuc.ro 170 O cantitate mai mare de CO₂ trecută într’o soluțiune de CO₃Na₂ dă carbonatul acid de sodiu: CO₃Na₂ + CO₂ + H₂O = 2CO₃HNa Acest corp se găsește în unele ape minerale și se extrage cu deosibire din apele dela Vichy. El e mai puțin solubil decât car- bonatul neutru. Se numește de obiceiu bicarbonat de sodiu. întrebuințarea. Carbonatul de sodiu are numeroase aplicațiuni în industrie; astfel se întrebuințează la facerea sticlei, săpunurilor, în ’văpsitorie, pentru spălarea pânzelor și a fibrelor textile. Boraxul = Baratul de sodiu, B₄O₇Na₂ 4- 10H₂O, cristalizează în prisme rombice oblice, se găsește în câteva lacuri din Asia. Boraxul topit disolvă oxizii metalici și se colorează prin aceștia în diferite moduri. Din cauza aceasta se întrebuințează ca reactiv în mineralogie ; astfel cu sărurile de cobalt dă o coloare albastră, cu cele de crom verde, etc. El se întrebuințează tot din această cauză la lipirea metalelor între ele; pentru facerea smalțurilor pe porțelan și în medicină ca antiseptic. Boraxul e sarea acidului tetraboric, care e un derivat prin des- hidratare a acidului boric. B ⁰ B ⁰ O O B O—H B O —Na O X O B O —H B O—Na O O B O B O Acidul tetraboric. Borax=tetraboratul din sodiu Potasiul (Kaliul). K = 39,15 Starea naturală. El există în natură în diferite săruri (clorură, azotat, silicat, carbonat, etc.). Prepararea. El a fost obținut de H. Davy, la 1807, prin acelaș mijloc ca și sodiul. Astăzi se prepară prin electroliza hidratului de potasiu topit. Proprietăți fizice și chimice. Potasiul e un corp solid alb pu- țin albăstriu, cu luciu metalic, moale și maleabil ca ceara ; sub 0° e dur și sfărămicios. El cristalizează în octaedrii cu densitatea 0,865, se topește la 62°,5 și distilă la 667°, dând vapori verzi. El se oxidează cu înlesnire în aer, perzându-și luciul metalic. www.digibuc.ro 171 Din această cauză se păstrează în petrol. Am văzut, că descompune apa la rece punând hidrogenul în libertate. Când reacțiunea se face la aer, hidrogenul se aprinde și arde cu flacără violetă, (fig. 30). Amintim Clorură de potasiu, KC1, întrebuințată la facețea azo- tatului de potasiu, bromura de potasiu, KBr, și iodura de potasiu, KI, întrebuințate în medicină. Cloratul de potasiu, ClO₃K, a fost descoperit la 1786 de Ber- tholet, de aceea se numește și sarea lui Bertholet. El se prepară azi prin electroliza unei soluțiuni calde de clorură de potasiu. Proprietăți. Cloratul de potasiu cristalizează în lame romboidale, se topește la 359°, iar la o temperatură ceva mai superioară se des- compune în KC1 și O, (pag. 41). E ușor solubil în apă. El e uu oxidant puternic. Experiență. Punem puțin clorat de potasiu într’o eprubetă și turnăm peste el acid clorhidric. Se desvoltă clor. Oxigenul din cloratul de potasiu a oxidat acidul clorhidric, adică s’a combinat cu hidrogenul; clorul a fost pus astfel în libertate. Am pomenit această preparare la clor, (pag. 69). Experiență. Amestecăm câte un vârf de briceag de clorat de potasiu și sulfură de antimon (praf). Așezăm acest amestec pe o farfurioară și facem să treacă prin el scânteile electrice dela o mașină Ruhmkorf. Ames- tecul se aprinde și arde într’o clipă cu lumină și fum alb. Acest amestec e întrebuințat la chibriturile suedeze. Experiență. Punem puțin clorat de potasiu pe o farfurioară și de-asupra cloratului o bucățică de fosfor. Aprindem fosforul; acesta arde cu o lumină mai strălucitoare ca în aer. Aceste experiențe ne arată ușurința cu care cloratul de potasiu poate înlesni arderea corpilor prin oxigenul lui. Focurile bengale sunt un amestec de clorat de potasiu cu substanțe cari ard cu flăcări colorate. întrebuințarea. Cloratul de potasiu se întrebuințează pentru pre- pararea oxigenului, a capselor, la fabricarea unei ierbi de pușcă, a chibriturilor și în medicină la facerea gargarelor în gât. Hidratul de potasiu, KOH, numit și potasa caustica, se asa- mănă cu hidratul de sodiu. El e, în schimb, mai delicvescent, absoarbe de asemenea CO₂ din aer, făcându-se sirupos, și e un caustic energic. Azotatul de potasiu, (Silitra), NO₃K, numit salpetru, se găsește destul de răspândit la suprafața pământului. Schlosing și Mi'mtz au dovedit, că el este rezultatul vieței unor fermenți, care oxidează materiile organice azotate și amoniacul în prezența alcaliilor sau a carbonatului de calciu. In acest mod se face silitra pe pereții grajdurilor, latrinelor, pivnițelor, etc. Se găsește destul de răs- www.digibuc.ro 172 pândit în unele câmpii din țările calde: China, Indii, Ceylan, Egipt, etc., cari adeseori sunt acoperite cu un strat pulverulent și alb de silitră. El se poate prepară fierbându-se azotatul de sodiu cu clorura de potasiu: AzO₃Na + KC1 = AzO₃K + NaCl. Amestecul acestor săruri se tratează cu puțină apă, care disolvă numai azotatul de potasiu, fiindcă e mai solubil în apă decât clo- rura de sodiu. Proprietăți. Azotatul de potasiu este cristalizat în prisme rom- bice drepte, e anhidru, inalterabil la aer, cu gust răcoritor și puțin amar. Densitatea lui este 1,93. El e solubil în apă și insolubil în alcool. Solubilitatea lui în apă crește mult cu temperatura, (pag. 9). Azotatul de potasiu se topește la 340°; la roșu se descompune în oxigen și azotit de potasiu: 2NO₃K = 2NO₂K + O₂ Azotit de potasiu. El este un oxidant puternic; astfel C și S ard în azotat de po- tasiu topit, luându-i oxigenul. Experiența din urmă, dela clorat de potasiu (cu fosforul), poate fi repetită și cu salpetru. întrebuințări. El se întrebuințează la fabricarea ierbei de pușcă, la focu- rile de artificii, la prepararea câmurilor conservate și în medicină. Iarba de pușcă este un amestec de azotat de potasiu, sulf și carbon. Ea a fost cunoscută cu mult mai înainte de secolul XIV, când se atribue călugărului Schwarz descoperirea ei. Iată compoziția principalelor pulberi de pușcă: Pulberea teo- retică Azotat de potasiu . 75,6 Sulf...............12,0 Cărbune . . • . . 12,4 Pulberea de Pulberea de tun franceză mine fran- ceză 75,0 62 12,5 18 12,5 20 Pulberea de Pulberea de vânat (Anglia) răsboiu (Prusia) 76 76 10 10 14 14 In genere iarba de pușcă se prepară luându-se azotat de potasiu pur, căr- bune de lemn, făcut cu plop, salcie, teiu, etc , și sulf. Fiecare din acestea sunt pulverizate separat, pe urmă udate cu apă și amestecate bine. După ce se usucă puțin, se cerne și grăunțele se lustruesc, fiind bătute într’o cutie de lemn sau tinichea. Iarba de pușcă se aprinde între 270° și 320’, arde cu explozie, când e aprinsă fiind comprimată într’un spațiu mărginit. Arderea are loc fără explo- zie când se face în aer liber pe o suprafață mare. Carbonatul de potasiu, CO₃K₂, se extrage din cenușa plantelor terestre, în care se găsește în diferite proporțiuni. Leșia cu care se spală rufele e o soluțiune de carbonat de potasiu. Proprietăți. El e un corp alb, delicvescent, ușor solubil în apă; se topește la roșu fără a se descompune și se întrebuințează la fa- bricarea sticlei și a săpunurilor moi, ce prepară sătenii noștri din cenușă și osânză (grăsime de porc). www.digibuc.ro 173 Familia metalelor monovalente. Sodml, potasiul, împreună cu Uliul., rubidiul, cesiul, formează familia metalelor monovalente. Aceste metale sunt cunoscute și sub numele de metale alcaline. XVI CALCIUL. Ca = 40,1 Istoricul. Davy obțină la 1808 calciul în aceleași mod ca sodiul. Starea naturală. Calciul e foarte răspândit în natură, cu deo- sebire sub formă de carbonat, sulfat și fosfat de calciu. Prepararea. El se obține descumpunând la roșu, în cuptorul electric, iodura de calciu anhidră prin sodiu (Moissan): Ca I₂ 4- Na₂ = Ca + 2Na I. Proprietăți. El e alb ca argintul și cristaliză în sistemul hexa- gonal. Umezeala îl hidratează. încălzit în contact cu aerul se aprinde și descompue apa la temperatura ordinară. Clorurâ de calciu. CaCl,, se obține când preparăm bioxidul de carbon, tratând carbonatul de calciu cu acid clorhidric : CO₃ Ca -ț- 2H Cl = CO, + H, O + Ca Cl, Ea este delicvescentă și foarte solubilă în apă; temperatura de ferbere a soluțiunii concentrate este 179°,5, când soluțiunea conține 325 gr., clorură în 100 gr. apa. încălzită fiind se topește în apa de cristalizare, astfel în cât la 200°, perde 4 molecule H, O și se solidifică dând o masă poroasă foarte higroscopică care se întrebuințează la uscarea gazelor; aceasta se topește la 719°. Fluorina, sau fluorura de calciu. Ca F₂, se găsește în natură sau criztalizată în cubi, sau în mase amorfe. Uneori e fără coloare și transparentă; de cele mai multe ori e colorată și numai trans- lucidă sau chiar opacă. Are înfățișarea sticloasă. Prezintă fenome- nul fluorescentei. Așa, unele cristale se văd albastre când ne uităm la ele (în lumină reflectată) și verzi când ne uităm prin ele (în lumină refractată). Când prezintă colori frumoase e întrebuințată ca piatră de ornament (vase, sfeșnice, etc.) Varietățile comune slu- jesc la prepararea acidului fluorhidric, fiind încălzite cu acid sul- furic. Aceste varietăți se mai întrebuințează și când se topesc mi- nereurile, pentru a li se înlesni topirea. Numele fluorina se trage dela această întrebuințare (fluo, ere, a curge). O particularitate a fluorinei din punct de vedere cristalografie e următoarea. Macle. Foarte adesea cristalele de fluorină se unesc între ele formând grupe numite macle. www.digibuc.ro 174 Maci a fluorinei are înfățișarea a doi cubi cari se pătrund unul pe altul, (fig. 198). După cum se vede, o maclă are și unghiuri care intră înlăuntru, ceeace nu are un cristal simplu. Maclele se mai numesc și cristale ge- Fig. 198. Macla fluorinei. mene. In unele cazuri cristalele se pătrund, ca în cazul fluorinei, și maclele se numesc prin pătrundere. Alteori cristalele se li- psesc unele lângă altele după anumite re- gule. Vom vedea treptat-treptat diferite fe- luri de macle. Oxidul de calciu. Ca O, se obține cal- cinând marmora albă într’un creuzet de pământ, la roșu deschis : CO₃ Ca = Ca O + CO₂ în industrie se obține în stare nu tocmai curată și se numește „var nestins". Pentru acest scop se calcinează carbonați de calciu (pietrele de var) sau în cuptoare intermitente, sau în cuptoare continue. Cuptoarele intermitente sunt făcute din zidărie ordinară, (fig. 199). Ele se umplu cu bolovani mai mari la partea inferioară, peste cari se pun alții mai mici până la gura superioară. Cuptoarele sunt încălzite cu lemne și mai rar cu ligniți. Cam după o săptămână, calcinarea e complectă, cuptorul e lăsat să se răcească și descărcat pentru a fi umplut din nou. Aceste cuptoare sunt destul de răspândite la noi pe valea Prahovei, în susul Câm- pinei, la Târgoviște și Câmpulung. Cuptoarele continue, (fig. 200), au formă conică, sunt mai înalte (10 m) și se încălzesc printr’un focar lateral b. Se încarcă ca și cele dântâiu cu piatră de var și după câteva zile, când calcinarea e completă se scot pietrele arse prin trei deschideri inferioare c, pe când pe gura de sus se adaogă din nou pietre de var. Proprietăți. Oxidul de calciu e corp alb, amorf, se topește la 3000° (Moissan) și e stabil la cele mai înalte temperaturi. Totuși la 3000° în prezența carbonului, el formează carbură de calciu și oxid de carbon. Densitatea lui este 2,3. El atrage umezeală și CO₂ din aer, se crapă și se transformă în o pulbere albă care e un amestec de hidrat și carbonat de calciu. Pus în contact cu puțină apă o absoarbe cu putere, se crapă, se umflă și se pulverizează, desvoltând atâta căldură în cât temperatura lui se ridică la 300°. Dacă în oxidul de calciu s’a scobit mai dinainte o mică gaură, în care se pune iarbă de pușcă, aceasta se aprinde dela sine, din cauza temperaturii ridicate. Datele termochimice ne explică această desvoltare de căldură: Ca O + HoO = Ca (OH)₂ + 15,000 cal. Această hidratare a oxidului de calciu se numește stingerea www.digibuc.ro 175 Varului . Când apa conține în suspensiune o cantitate mai mare de hidrat de calciu, ea e colorată în alb și se numește lapte de var. Acesta servă la spoitul caselor. Apa de var e o soluțiune de hidrat de calciu în apă. Se pre- Fig* *99* Cuptor continuu. Fig. 200. Cuptor intermitent. pară lăsând să se limpezească laptele de var și filtrând lichidul limpede de deasupra. Hidratul de calciu, Ca (0H)₂, e o pulbere albă, cu densitatea 2,239. Soluțiunea lui înalbăstrește hârtia roșie de turnesol și ab- soarbe C0₂ din aer, din care cauză se acoperă cu un strat subțire de CO₃Ca. Varul. Sunt mai multe varietăți de var: a) Varul gras se obține prin calcinarea unii petre de var curate. Când îl hidratăm, el e unsuros la pipăit și formează în varniță o pasta albă și legată. Această varietate se obține la Târgoviște, Câmpulung, comuna Sirma în Prahova și corn. Dragoslavele în Muscel. Varul slab se obține calcinând pietre de var, cari conțin ar- gilă, oxid de fer sau de magneziu. La stingere nu desvoltă atâta căldură ca primul; pasta obținută e mai puțin albă și nu atât de legată ca a celui dântâiu. La noi se prepară pe valea Prahovei. c) Varul hidraulic se face prin calcinarea unei pietre calcare, ce conține 10—30% argilă (marne calcaroase). Tratat cu apă se împetresc repede și se întrebuințează pentru facerea temeliilor la case și la construcții sub apă. Se fabrică pe valea Prahovei și la Brăila. www.digibuc.ro 176 d) Cimentul se obține calcinând pietre calcare, ce conțin 30—60% argilă. El se întărește chiar subt apă și poate fi întrebuințat la boite, pavagiu, etc. , Tencueli, se numesc amestecuri de var ordinar sau hidraulic și nisip, destinate a uni pietrele sau cărămizile cu care se fac con- strucțiile. Se crede, că duritatea mare a tencuelelor se capătă prin transformarea hidratului de calciu în carbonat, prin acțiunea bioxi- dului de carbon din atmosferă, iar argila în varurile negre (hidraulic și ciment) s’ar combină cu hidratul de calciu pentru a da un silico- aluminat de- calciu insolubil și foarte dur. Beton. Când tencuiala cu var hidraulic e pusă pe pietriș sau pietre mari, cu care formează un bloc compact și solid, se numește beton. Când se toarnă betonul într’o țesătură de sârmă sau vergi de fer se capătă betonul armat, care e foarte rezistent la rupere și la foc. Betonul armat e foarte întrebuințat în timpul din urmă la zidirea caselor și facerea podurilor. , Sulfatul de calciu, So₄Ca, există în natură atât anhidru, numit anhidrită sau carstenită, cât și hidratat cu 2 mol. H₂O numit gips sau trănt. Gipsul este foarte răspândit în natură în terenurile terțiare și în apropierea sărei geme (Câmpina, lângă Doftana). El cristalisează în prisme rombice oblice grupate în formă de fer de lance, (fig. 201). Câte o dată are structura sacharoidă din cauza grupărei de mici cristale. Când masa e albă și perfect translucidă se numește alabastru. Când e fibros se numește gips fibros sau mătăsos. Proprietăți. Sulfatul de calciu e puțin solubil în apă; astfel la 38° un litru de apă disolvă 2 gr. 14. Fig. ^..Cristal încălzit la 135° gipsul perde l*/₂ H₂O de cristalizare și se transformă într’o pulbere amorfa de coloare albă, numită ipsos. Aceasta poate să reia apa de cristalizare perdută desvol- tând căldură și transformându-se într’o masă compactă. încălzit la roșu el perde toată apa de cristalizare și atunci nu se mai hidratează, iar la roșu alb se topește și prin răcire se prezintă sub forma unei mase cristaline. Ipsosul se prepară calcinând 10—12 ore gipsul la o temperatură, ce nu trebue se treacă peste 160’, (fig. 202). El se macină în urmă și muiat cu apă servește la facerea tencuelelor sau a diferitelor ornamente, când e turnat în forme. Se prepară la Slănic și în com. Bănești, Prahova. Stuc. Ipsosul muiat cu apă, în care s’a di- Fig. 202. Fabricarea ipsosului. solvat puțin cleiu, formează o tencuială com- pactă și dură, care se poate lustrui. Dacă în aceasta se adaogă oxizi metalici, cari pot să o coloreze în diferite moduri, ea servește la faceiea coloanelor și pereților, imitând marmora. www.digibuc.ro 177 Sistemul clinorombic sau monoclinic. Forma primitivă a acestui sistem este Prisma oblică cu baza rornbică. Ea are 3 axe neegale, ca și prisma Ortorombică. Axa principală, care unește mijlocul bazelor, e înclinată pe planul ce- lorlalte două,— spre deosebire de prisma ortorombică. Când ținem prisma în mână, axa principală trebue să fie verticală, axa secun- ' dară orizontală trebue să meargă dela dreapta la stânga obser- vatorului, iar axa înclinată trebue să se aplece înspre acesta. Cu -alte cuvinte, fețele laterale trebue să fie verticale, iar baza de sus să alunece înspre observator. Pentru înțelegerea acestei forme e de neaparată nevoe un mo- ■del. Noi ne vom servi de fig. 116, care reprezintă prisma orto- Tombică. Fețele prismei clinorombice sunt: 2 bazice, romburi egale, și 4 laterale, paralelegrame egale,— spre deosebire de prisma ortorom- bică la care fețele laterale sunt dreptunghiuri. Muchiile bășice sunt de 2 feluri : 2 la baza de sus, a e și ef, și 2 opuse la baza de jos, c g și d g, ascuțite ; alte 2 sus, a f și ■b f, și 2 jos, c h și d h, obtuse. In lungime aceste muchi sunt egale. Muchiile laterale sunt deasemena de 2 feluri: 2 ascuțite, ac și bd, și 2 obtuse, fg și ch. Unghiurile solide, 8 de toate, sunt de 3 feluri. La capetele diagonalelor orizontale ale romburilor (ortodia- gonale} sunt 4 unghiuri solide la fel, a,b, c, d; la capetele diagona- lei înclinate (clinodiagonala) sunt 2 feluri de unghiuri; 1 unghiu la bază de sus, f, și 1 unghiu opus la baza de jos, h, egale între ele, corespund la muchiile obtuse ale bazelor, și 1 alt unghiu sus, ■e, și altul opus jos, g, deasemenea egale, corespund la muchiile. ascuțite ale bazelor. Modificările făcute pe muchiile și unghiurile solide ale prismei clinorombice duc la aceleași forme derivate ca și cele făcute la prisma orto- / ’ \ rombică. Din cauză că muchiile bazice nu sunt / /' \ •egale, căpătăm o jumătate de piramidă, — o he- / / i \ mipiramida —, pentru un fel de muchi—, și altă ju- L- ■ -J-- - —A mătate pentru celalt fel. Din unirea acestor 2 ju- mătăți se formează Piramida clinorombică, fig. 203. \\ ! / Din modificarea prin câte o față a muchiilor la- \Ă / terale rezultă câte un pinacoid, ca și la prisma \!/ ortorombică. Cel care merge paralel cu ortodia- gonala se numește ortopinacoid, iar cel care merge Fⁱ£;P'famida paralel cu clinodiagonala se numește cliuopinacoid. Modificările pe unghiurile dela capetele ortodiagonalei duc la un clinodom, fiindcă merge paralel cu clinodiagonala. Modificările pe unghiurile dela capetele clinodiagonalei duc la un hemiortodom, alcătuit numai dintr’o față sus și alta jos. Nu se obține un dom 12 www.digibuc.ro 178 întreg, de oarece aceste unghiuri solide nu sunt egale. Un ortodom întreg e o formă compusă. Mineralele cari cristalizează în acest sistem, dintre cele învățate. sunt: sulful, gipsul, carbonatul de sodiu. llacla gipsului. Am văzut la fluorină, (pag. 174), că cristalele cari se îngemănează, se pătrund între ele. Macla gipsului e for- mată prin alipire. Cu un model de lemn se arată lesne cum se face aceasta alipire. Figura 204 ne arată o maclă de gips, numită fer de lance sau coadă de rândunică. In această alipire se urmează o- anumită lege. Adesea ori cristalele de gips se grupează în așâ fet în cât formează o grupă cu înfățișarea de creastă de cocoș, (fig. 205). Clivagiu. Cristalele de gips se desfac ușor în foițe, cu ajutorul u- nui briceag. Această proprietate a unui mi- neral de a se desface Fig, 205, Cristale de gips în formA de creastă de cocnș,, din colecpunea UniversitajeL Fig, acu. Macla gipsului prin alipire. în foițe se numește clivagiu. Această desfacere are Ioc după un plan care merge paralel cu o față a cristalului. Fosfatul neutru de calciu e foarte răspândit în natură. 1) Oasele, calcinate conțin 80—82° ₀ fosfat tricalcic și restul car- bonat de calciu. Zmalțul dinților cuprinde și fluorura de calciu. 2) Apatita este un fosfat neutru de calciu, combinat cu fiuorură șl clorura de calciu. Cristalizează în sistemul hexagonal în forme simple și în forme compuse. 3) Fosfor!ta e un fosfat de calciu compact, amestecat cu silica? de calciu. Se găsește în cantitate mare în unele localități și este în- grășământul artificial cel mai însemnat pentru pământul arabil. 4) Guano cuprinde, între alte substanțe, fosfat de origină animală (din excrementele unor păsări). Se întrebuințează ca îngrășămînt. 5) S11 prafosfatul de calciu e un produs tecnic, întrebuințat ca îngrășământ pentru pământ. El se fabrică tratând cu acid sulfuric fosfații naturali. In această operație, fosfatul neutru de calciu, care e insolubil și nu ar putea fi asimilat de plante, trece în fosfat te- www.digibuc.ro 179 traacid de calciu care este solubil. Se mai formează și sulfat de calciu. (PO₄)₂Ca₃ + 2SO₄H₃ = (POj₂CaH₄ + 2SOₜCa. Fosfații naturali mai slujesc, după cum am văzut, și ia prepararea fosforului și a acidului fosforic. Carbon atu! de calciu, CO₃Ca, este foarte răspândit în natură atât în stare cristalizată cât și amorfă. El se mai găsește combinat cu carbonatai de magneziu în dolomie. Carbonatul de calciu se dizolvă foarte puțin în apă ; 1 litru de apă disolvă abia 0 gr.- 0025 carbonat de calciu, iar dacă apa e încărcată cu CO₂ un litru dizolvă 0 gr. 88. Aceasta explică pentru ce apele de izvoare sunt mai avute în carbonat de calciu și de ce în peșteri se formează stalagmite și sta- lactite (fig. 206). In acest caz se for- mează, după cum am spus la acidul carbonic (pag. i57), carbonat acid de Fig. Stalactite și stalagmite’ calciu (sau bicarbonat de calciu), care în atingere cu aerul se des- face în CO₂ -j- HaO —|- COₐCa. Tot în acest mod se fac incrustațiunile în apele incrustante, ca Sprudel la Carlsbad, Saint-Allyre în Franța, Aqui în Italia, etc. Carbonatul de calciu fiind calcinat în aer se descompune în CaO și CO₂. încălzit însă sub presiune în vase închise el se topește, fără sa se descompue, prefăcându-se în marmoră. Varietățile naturale de carbonat de calciu. 1. Caleita e carbonat de calciu cristalizat în romboedri și sca- Iciioedri și e de coloare albă lăptoasă de obiceiu. 2. Spatul de Islanda e o calcită necolorată și transparentă. Dubla refracțiune. Cristalele de calcită sunt biref'ringente. Uitându-ne printr'un spat de Islanda la un semn scris pe hârtie ve- dem două semne, (fig. 208). Existența dublei refracțiunii ne arată, că așezarea moleculelor în calcită e deosebită de așezarea mole- culelor în sticlă, care prezintă numai re fracțiunea simpla. Trebue să spunem, că dubla refracțiune se întâlnește la toți corpii cristalizați în orice sistem, afară de sistemul cubic. La cele mai multe minerale însă, dubla refracțiune nu poate fi observată cu ochiul liber, ci numai cu instrumente anumite. Corpii amorfi, și corpii cristalizați în sistemul cubic, au numai refracțiune simpla. Cu ajutorul dublei refracțiuni putem deosebi dacă un corp e cristalizat în celelalte sisteme cristaline, altele decât sistemul cubic. Cu ajutorul altor proprietăți optice, cari stau în legătură cu dubla www.digibuc.ro 180 refracțiune, se poate afla sistemul cristalin. Se înțelege, prin urmare, de ce importanță mare e acest fenomen. Aragonita e carbonat de calciu cristalizat în prisme ortorombice. Aces- te prisme se îngemănează uneori prin alipire, for- mând un cristal cu înfăți- șarea unei prisme hexa- gonale. Polimorfism. Carbona- tul de calciu cristalizează, după cum vedem, în două sisteme cristaline deose- bite. Proprietățile fizice și chimice ale acestor două minerale se deosibesc de asemenea în unele privinți. Acest fenomen e la fel cu alotropia întâlnită la cor- ... . . . . ,. . J Fig. mj. Cal ci ta cristalizată in scale no eor>, din colec pn Simpli. El se numește țiunea Universitarei. polimorfism. 4. Marmora e o rocă, cu structura grăunțoasă, alcătuită din cris- tale de calcită. Poate fi albă, cenușie, galbenă, roșie, neagră, pes- triță și cu vine colorate diferit. Cele mai renumite varietăți sunt: marmora de Carara, din Apenini, și marmora de Păros. Servește la fabricarea construcțiilor și a statuelor. Fig. sc£. Dubla refracțiune a Sjiatuluî de Islanda. 5. Calcarul comun e o rocă de carbonat de calciu necristalizat. E de multe colori și foarte răspândit, formând uneori munți întregi. Servește la fabricarea varului. Când cuprinde și argilă poartă nu- mele de marnă. 6. Piatra litografică e o marnă compacta care se poate lustrul foarte bine. E cenușie sau gălbue. 7, Calcarul pisoi Stic și oolitic are înfățișarea unor boabe de ma- zăre, (fig. 209) sau a icrelor de pește lipite câte mai multe la un Ioc, sau deadreptul sau printr’un fel de ciment. www.digibuc.ro 1S1 8. Stalactitele sî stalagmitele sunt alcătuite din straturi con- centrice de calcită. Ele s’au format prin prelîngerea apelor de iz- Fig. wg. Calcar piso!iticᵣ din cclec(iunea UnîvBrsităfeL • voare încărcate cu bicarbonat de calciu, (fig. 210). Stalactitele atârnă ai . Ved rea. unei pegicri cu stalactite și stalagmita www.digibuc.ro 182 pe bolta peșterilor ca niște țurțuri de ghiață la streșini. Stalagmi- tele sunt formate din apa care a picurat de pe stalactite; ele se înalță de pe podelele peșterii în sus. Cu timpul ele se unesc și for- mează stâlpi, care dau peștereî înfățișarea unei clădiri cu coloane. 9. Creta e o rocă calcaroasă alcătuită din scoici de microor- ganisme (foraminifere, diaiomee). Aceste animale microscopice au absorbit calciul din apa marilor și au format din el scheletul lor. Murind animalele, scoicele lor au căzut la fund unde s’au tot adunat, sub formă de nomoluri, care cu timpul s’au întărit formând zăcămintele uriașe de cretă ce cunoaștem azi- Din grosimea stra- turilor de cretă putem să ne dăm seama de miile de ani cât a ținut formațiunea lor. Sticla. Sîlicații de potasiu și sodiu se topesc foarte ușor la cald și se disolvă în apă, (sticla solubilă, p-, 159). Sîlicații de calciu, aluminiu, fer și plumb se topesc foarte greu, au tendință de a cristaliza prin Fig-. ați. Diferitele faze fabricare ale unei butelii. răcire și sunt insolubili în apă. Dacă ameste- căm însă un sili cat alcalin cu unul de calciu sau de plumb, obținem o masă insolubila în apă, transparentă, care se topește la o temperatură mijlocie și e foarte puțin alterabilă prin apă și acizi; aceasta este sticla. Istoricul. Ea e cunoscută din timpurile cele mai vechi. Astfel, pe unele temple egiptene se de văd desemnate mici fabrici de sticlă, ce au existat pe la anul 1703 înaintea erei noastre. In mormintele din piramide s’au găsit obiecte de sticlă ce serveau drept podoabe de tot felul. In timpul Romanilor întrebuințarea sticlei eră răspândită ; la Pom- pei s’au găsit geamuri ca ale noastre. Se spune, că Ncro a dat pe un vas de cristal opac peste 700.000 lei și că i-a îngropat hâr- burile, atunci când vasul s’a spart, cu onorurile unui împărat. Dela Romani, industria sticlei a trecut în Spania, Galia și Bi- lanț, unde cu deosebire a ajuns la un grad mare de perfecțiune. Arabii ajunseseră adevărați artiști în lucrarea sticlei. In secolul al XVI s’au înființat fabricele de Fig. ai®. Interiorul unei fabrici de sticlă- sticla dela Mur ano- Veneția, renumite și azi prin obiectele de artă pe care le fabrică. Importanța sticlei. Sticla a jucat un rol nespus de mare în ci- www.digibuc.ro 183 vilîzațiunea omenirei. E de ajuns să ne gândim Ia aparatele de chimie și la instrumentele optice, ca să înțelegem importanța sticlei. Această importanță se datorește transparenței perfecte a sti- clei, proprietăților ei optice, stabilităței sale chimice, nefiind atacată de cele mai multe substanțe chimice, și proprietăței ce o are de a se immuia prin încălzire și a putea fi lucrata în fel de fel de chi- puri prin suflare sau turnare. Fabricarea. Pentru a obține sticla, se topește într’un cuptor spe- cial nisip fin sau cuarț pulverizat împreună cu cretă sau var și car- bonat de sodiu Sau de potasiu, iar pentru sticla ușor fuzibilă miniu. Lucrătorii, prin ajutorul unor țevi de fier găurite în lungul lor, iau din sticla topită o cantitate oarecare, cu un capăt, sufla aer prin ca- pătul liber, și’i dau astfel diferite forme, după tiparul în care o pun. Geamurile sunt făcute aproape în acelaș mod: lucrătorul suflă niște ci- lindre lungi de sticlă, cari sunt retezate la ca- pete și tăiate în lung pe o parte. Pus pe o placă caldă defer, cilindrul se desface hitr'o placă de sticlă. Geamurile mari sunt turnate, (fig. 213). Se deosibesc următoa- rele varietăți de sticlă: Sticla de sud iu e un silicat dubiu de calciu și sodiu; e ușor fuzibilă, puțin cam verzue când o privim în spărtură și se întrebuințează pentru geamuri și oglinzi. Sticla de potasiu e un silicat de calciu și po- Fig. aij. Turnarea sticlei pentru geamuri mari, tasiu; e perfect incoloră și transparentă, ușoară, greu fuzibilă și puțin alterabilă. Aceasta se mai numește și sticlă de Boemia și ■se întrebuințează pentru pahare, sticle și vase de laborator. Crown- .glas este o sticlă de Boemia mai curată, mai avută în potasiu și cal- ciu și se întrebuințează pentru fabricarea instrumentelor optice. Sticla de plumb este un silicat de potasiu și plumb. Cristalul este sticla cea mai puțin avută în plumb. Flintglas conține mai mult plumb decât cristalul, e foarte limpede și mult mai refringent decât sticla ordinară. Din el se fac instrumentele optice (lentile, prisme), iar cristalul se întrebuințează pentru diferite obiecte de artă. Strassul conține și mai mult plumb decât cele precedente și puțină anhidridă borică. El e mai dens și mai refringent decât cele- www.digibuc.ro 184 lalte feluri de sticlă; se întrebuințează pentru imitarea diamantului și a pietrelor prețioase, când mai cuprinde și puțin taliu. Smalțul e o sticlă de plumb făcută netransparentă prin ameste- carea bioxidului de staniu sau fosfatului de calciu în masa ei, sau colorată prin diferiți oxizi metalici. Resturile din diferite varietăți de sticlă, topite împreună, sunt ame- stecate cu puțină argilă și nisip feruginos, în cât conțin și silicat de aluminiu și de fer, din care cauză sunt ușor fuzibile, colorate în verde din cauza silicatului feros și se atacă de acizi. Din această, sticlă se fac sticlele ordinare. Această sticlă se poate decoloră, adăo- gându-i-se în timpul topirei puțin Aln O₂. Acesta transformă silicatul feros în silicat feric care nu mai e- verde, ci puțin gălbui. In același timp se formează și un silicat de mangan de coloare violetă. Coloarea violetă a acestuia și cea gal- benă a silicatului de fer sunt complimentare și se neutralizează ; astfel rămâne sticla aproape incoloră. Sticlele colorate se fac ames-^ tecându-se diferiți oxizi metalici în masa topită a silicaților: oxiduî de crom și cupru colorează în verde, oxidul de cobalt, albastru ; suboxidul de cupru, roșu ca rubinul, etc. • Familia metalelor alcalino-pământoase. • Calciul, împreună cu alte două metale pe care nu le-am învă- țat, stronțiul și bariul, formează familia metalelor alcalino-pămân- toase. Aceste metale sunt bivalente. Ele se aseamănă în unele pro- prietăți și cu metalele alcaline, pe care le-am învățat, și cu meta- lele pământoase: aluminiu (și metalele din pământurile rari: cer, scandiu, itriu, lantan, etc.). Definiția mineralogiei. Mineral. Sulful, sarea, cuarțul, calcita, aragonita, gipsul, sunt minerale. Acești corpi au luat naștere în natură fără ajutorul vie- ței; ei sunt, prin urmare, corpi neorganici; în acelaș timp, ei sunt și omogeni, adică alcătuiți la fel în toată masa lor; numai întâm- plător sunt amestecați cu urme de alte substanțe. Definiție, Numim mineral un corp natural, neorganic și omogen. Rocă se numește un mineral sau un amestec de mai multe mi- nerale cari iau parte însemnată la alcătuirea scoarței pământului. Marmora e o rocă alcătuită dintr’un singur mineral, iar granitul e o rocă alcătuită din mai multe minerale : cuarț, feldspat și mică. Mineralogia se ocupă cu studiul mineralelor. Ea ne arată pro- prietățile mineralelor, compoziția lor chimică, forma lor cristalină,, modul cum au luat naștere, prefacerile pe care le suferă cu timpul, stabilind legi întocmai ca Fizica și Chimia. Importanța mineralogiei poate fi socotită și din punct de ve- dere teoretic și din punct de vedere practic, întocmai după cum www.digibuc.ro 185 arp văzut la fizică și chimie (pag. 15 și 23). Studiul mineralelor as fost de mare folos chimiei, de oare ce prin ele s’a ajuns la cunoa- șterea corpilor simpli. Ocupându-se cu modul cum se găsesc mineralele în natură, cum au luat ele naștere și cu prefacerile pe cari le suferă cu vremea, Mineralogia ne arată că mineralele se nasc și ele, trăesc și mor. Mi- neralele nu sunt vecinice, cum s’ar putea crede; ele au, ca totul în lume, un început și un sfârșit. Unele au luat naștere din diso- luțiuni, altele din materia topită eșită din sânul pământului, altele din corpi gazoși și foarte multe prin reacțiuni chimice între corpi sim- pli sau corpi compuși. Mineralele, odată formate, sunt supuse în. urmă la numeroase prefaceri, cari le schimbă compoziția, și care dau astfel, naștere la alte minerale. Se poate vorbi de un mineral ca și de o ființă. întocmai ca aceasta din urmă, un mineral poate crește după ce a luat naștere. Deosebirea din acest punct de ve- dere e în natura materiei care produce creșterea. La un mineral,, creșterea se face prin adăugire de substanță cu aceiași compoziție, pe când la o ființă creșterea are loc prin substanțe diferite, pe care ființa le preface în organele ei și le asimilează. Un cristal de sulf,, crește numai într’o soluțiune de sulf, pe când un om crește hră- nindu-se cu pâne, lapte, carne, pe care și. le asimilează. La un mi- neral, apoi, adăugirea de materie nouă se face la suprafață, pe când la ființe ea are loc în tot corpul ei. Studiul formelor cristaline arată, că materia în minerale e așezată după anumite legi, iar proprietă- țile optice, ca dubla refracțiune și altele, fac cu putință găsirea mi- neralelor în roci. Zăcămintele sau culcușurile de minerale arată împrejurările în care s’au format mineralele și ne spun regulele după care le putem găsL XVII. Magneziu 1. Mg = 24,36. Istoricul. Bergman și Margraf au deosebit mai întâiu magnezia Mg O} de calce (Ca O). Magneziul a fost obținut în stare de amalgam de Davy la. 1808. Bussy la- 1829 izola magneziul descompunând clorură de magneziu prin potasiu. La 1845 Bunsen îl prepara electrolizând clorură de magneziu topită. Starea naturală. Există sub formă de clorură în apele minerale și în minele dela Stassfurth. Alai există : carbonat (Giobertita) sau carbonat de magneziu și calciu (Dolomia), sulfat în oare-cari ape minerale, precum la Epsom (Anglia) și la noi la Cozia (Piatra). Se mai găsește în o mulțime de silicați ca : Olivina (Si O₄ Mg.,) Serpentina, Talcul, Spuma de mare, Augita, Hornblenda, etc. Prepararea. Magneziul se obține prin electroliza clorurei de magneziu topite. Proprietăți. Magneziul e alb ca argintul, maleabil și ductil, cu www.digibuc.ro 186 -densitatea 1,75. El cristalizează în octaedri, se topește la 800° șî distila la 1000°. Se găsește în comerț sub forma de sârmă, de panglici și de praf de magneziu. Nu se oxidează în aerul uscat; ținut în aerul umed se acopere cu o coajă de oxid de magneziu, ■care îl face cenușiu murdar. In acest caz se poate rade cu un briceag coaja de oxid. Magneziul se apropie și de metalele alcalino- pamântoase și de metalele pământoase, (pag. 184). Fig, Lumină produsft prin arderea unei sArme de magneziu. Experiență. Aprin- dem la flacăra o bucă- țică de sârmă sau pan- glică de magneziu. Se produce o lumină strălu- citoare. O sârmă groasă de ■/, mm. produce o lumină cât 74 luminări dc stearină. In aceste ardere se produce oxid de mag- neziu și foarte multă căl- dură. Oxidul de magne- ziu fiind un corp care nu se topește, se face luminos la temperatura înaltă ta care e încălzit. Pe acest principiu se sprijină și lampa electrică Nernst. In această lampă fi- rul de cărbune obișnuit c înlocuit printr'un creion mic dc oxid dc magneziu amestecat cu al ți oxizi. Prin trecerea curentului electric, oxidul dc magneziu devine incandescent și răspândește o lumina cu mult mai întensă ca firul dc cărbune. Din cauză, că oxidul dc magneziu nu conduce curentul elec- tric la rece, ci numai la cald, lampa lui Nernst arc un mecanism care în- călzește mai întâi creionul de oxid și pc urmă dă drumul curentului elec- tric prin el. Experiență. Amestecăm puțin praf de magneziu cu aceiași cantitate de clorat de potasiu. Punem amestecul pe o cărămida și-l aprindem dc departe cu o lumânare (ca să nu ne ardem). Se produce într'o clipă o lu- mină care orbește vederea. Acest amestec e întrebuințat dc fotografi în timpul nopții precum și în peșteri, temple. Experiență. Se amestecă într'o piuliță de porțelan praf dc magneziu cu iod pisat. Peste amestec se picură puțină apă. Se produce o reacțiune energică cu produceie de iodură de magneziu și de vapori violcți de iod. Sulfatul de magneziu, SO₄ Mg -|- (7H₂O), numit sare amara, cristalizează în prizmerombice drepte. La aer este eflorescent, adecă, de unde cristalele sunt sticloase, cu timpul își pierd lustrul și se fac praf. E foarte solubil în apă, căreia îi dă un gust amar. E între- buințat ca purgativ în medicină. Apa de Buda, apa de Breazu cuprind sare amară în soluțiune. www.digibuc.ro 187 Minerale cu magneziu. Cele mai. însemnate minerale de magneziu sunt: Giobertita, carbonat de magneziu, și Dolomia, carbonat de mag- neziu și calciu. Dolomita este o rocă foarte răspândită (Buccgi) formată din do- lomie. Alte minerale de magneziu sunt și silicații lui. Aceștia au o compoziție complexă și cuprind uneori și alte elemente. 1) Olivina e un amestec de silicat de magneziu, SiO₄Mg₂, și si- licat de fer, SiO₄Fe₂. E sticloasă și translucidă. Când e transpa- rentă și verde e întrebuințată ca piatră scumpă. 2) Serpentina este tot un silicat de magneziu, în care ferul e în cantitate mică și care mai cuprinde și apă. Serpentina formează mase foioase, fibroase sau compacte. E colorată cele mai adesea ori în verde cu diferite nuanțe, dar și în alte culori, cenușii, gal- bene, roșii. Uneori e pătată și vărgată ca o piele vie șarpe, din •care cauză i se trage și numele. Are înfățișarea de corp râșânos sau gras și e unsuroasă la pipăit. Se poate lucră și șlefui și slu- jește la facerea de diferite obiecte de ornament, vase, sfeșnice, etc. 3) Talcul e deasemenea un silicat de magneziu hidratat. Se prezintă, cele mai adesea ori, sub formă de mase compacte. Se ca- racterisează prin proprietatea lui de a fi unsuros și moale la pipăit ca ciara ; se zgârâe cu unghia. Se găsește amestecat cu alte mi- nerale, formând roci foioase, șisturi cu talc. Talcul pisat slujește la ■unsul mașinelor ca să alunece ușor și ca praf de suflat în ghete și mănuși în acelaș scop. Din steatita se fac becurile pentru lămpile cu acetilenă din cauză că nu se topește și nu se oxidează prin încălzire și nu se astupă astfel găurile pe unde iese gazul. 4) Spuma de mare e tot un silicat de magneziu hidratat. E albă, bătând în gălbui și verzui, e unsuroasă la pipăit și se prinde de limbă când o atingem. Densitatea ei e mai mare ca a apei, însă din cauza porosităței plutește pe apă, ceeace a făcut pe oameni să o numească spumă de mare. Se șlefuește ușor și slujește la facerea pipelor și țigaretelor. 5) Asbestul e un mineral cu magneziu alcătuit din fire moi și ceva elastice, și lungi uneori de ¹ ₈ m. Aceste fire sunt așezate pa- ralel unele lângă altele și se pot desface cu ușurință. E mătăsos și sidefos. Nu arde în foc; de aci i se trage numele de asbest = ce nu arde. La temperaturi foarte mari însă se preface într’un smalț alb. Din firele de asbest se țes pânze în care se pot încălzi corpii. Cei vechi întrebuințau astfel de pânze la arderea cadavrelor și ca șervete de masă, pe cari le spălau încălzându-le în foc, care di- strugea materia organică. Astăzi pânza de asbest e întrebuințată în laborator la încălzit, la filtrat acizii care atacă metalele și ca în- vălitoare rău conducătoare de căldură la mașini cu aburi. Asbestul a luat naștere prin descompunerea unor silicați, în a căror alcă- tuire intră în rândul întâi magneziu. www.digibuc.ro 188 xvni. Zincul. Zn = 65,4 Istoricul. El a fost cunoscut din timpurile cele mai vechi in Indii și în China, de unde s'a introdus 5n Europa pe la începutul secolului al Xll-lea. Starea naturalii. Există în natură sub forma de : oxid (zmeita), (calamina), carbonat cu silicat (sini- sulfură (blenda), carbonat thsonita), etc. Fig. «5 Prepararea zincului ta Viciile- Montagnc. Prepararea, Din cauză că zincita. este foarte rară, se întrebuințează pentru prepararea zincului calamina și blenda. Ambele acestea sunt mai întâiu calcinate la aer. Calamina se descompune în oxid de zinc și CO₂, iar blenda se transformă în oxid de zinc și SO». CO/Zn—CO, 4- ZnO Calamina 2ZnS + 3O₂ = 2ZnO -J- 2SOₛ Blenda Oxidul de zinc, ce se formează, este calcinat cu cărbune. ZnO + C = Zn + CO încălzirea se face în cuptoare, cari diferă după localități, (fig. 215, 216, 217). Ti#- »i6. Prepararea zincului In Silczia. Fig. «17. Prepararea zincului în Anglia. Proprietăți. Zincul e un metal alb-albăstrui, cu structură crista- lină. Când e curat e puțin ductil și maleabil și se poate transformă în foi subțiri, cu deosebire la 150°. La 250° devine atât de sfârămăcios încât poate să fie pisat. Densitatea lui e 7. El se to- pește la 420fl și ferbe Ja 950°. www.digibuc.ro 189 Zincul nu se oxidează în aer uscat la temperatura ordinară, în aer umed se acoperă cu un strat subțire de carbonat bazic care'l oprește a se oxidă mai departe. încălzit la roșu, în contact cu aerul, se oxi-. dează, arde și dă oxidul de zinc alb și ușor care se ridică în aer. Experiență^ Se aprinde un amestec făcut din 2 părți praf de zinc cu 1 p. clarat de potasiu. Se produce un fum alb de oxid de zinc și lumină multă. Acizii ’l atacă producând săruri și hidrogen liber: SO₄Hj + Zn = SO₄Zn + Hj Așă am preparat hidrogenul (pag. 34). De asemenea, bazele puternice se combină cu zincul, formând săruri numite zincați. In această reacțiune zincul funcționează ca 2tn metaloid. Zn + 2K0H = ZnO,Kₛ + H. Zinc&t de potasiu Experiență, Se pune intr-o eprubetă praf de zinc fși praf de fer) și se toarnăhidrat de sodiu în soluțiune; se produce hidrogen care poate fi aprins la gura eprubetei. Experiență. Amestecăm puțin praf de zinc cu iod pisat și stropim ame- stecul cu puțină apa. Re acțiunea energică care arc Ioc se produce cu des- voltarc de vapori de iod ; se formează iodtira de zinc. întrebuințări. El servește pentru acoperișuri sub forma de table, cu o gro- sime de de asemenea pentru facerea multor vase, ornamente, statui, ■etc. El intră în compoziția alamei (Vezi Cupru) și se întrebuințează pentru facerea eforului galvanisat* (sârme de telegraf, etc.). Zincule foarte întrebuințat la elementele galvanice. Amalgamarea acestui zinc se face ușor spălându-1 cu acid clorhidric și cufundându-1 in mercur. Prin frecare cu o cârpă, mercurul se prinde dc tot zincul. Oxidul de zinc, Zn O, se prepară arzând zincul în contact cu aerul atmosferic. Fig* m8. Prepararea. oxidului de zinc. Pentru aceasta, zincul se înfierbântă în vasele de pământ C (fig. 218), iar vaporii săi se oxidează arzând într’un curent de aer G. Oxidul format se condensează într’o serie de cutii M. www.digibuc.ro 190 Cel mai ordinar se depune în primele cutii și se numește *alb de zinc» ₜ iar cel mai fin se depune în ultimele cutii și se numește *alb de zăpadă». Oxidul de zinc se îngălbenește prin căldură și-și reiâ coloarea, albă prin răcire. Experiența se face încălzind puțin oxid de zinc într-o eprubetă. întrebuințare. Oxidul dc ainc se întrebuințează cu succes în pictură, în locul albului de plumb (COₐPb). El e mai bun decât acesta, căci nu se înegrește nici odată. Eind fiert cu oleu la 200°, el servește la văpsirca lemnelor, pietre- lor, pereților, etc. Mercurul = Hidrargirul. Hg = 200,0 Starea naturala. Există în stare nativă și din această cauză a fost cunoscut încă dîn anticitate. Cu deosebire se găsește ca sulfură (chtabru). Este cunoscut la noi sub numele de ^argint viu». Fig. îi g, Prepararea mercurului la AJinaden [Spania). Prepararea. Mercurul se prepară calcinând cinabrul în contact cu aerul: w . Prepararea, mcrcuriului la Idrîa țUiria}. HgS + Oo = SOi + Hg. Modul în care se face calcinarea diferă după localități, (fig- 219,220).. www.digibuc.ro 191 Proprietăți. El e singurul metal lichid la temperatura ordinară,, are luciu metalic, densitatea 13,5596 la 0°. La —39°,5 cristalizează, în octaedrii grupați în dendrite; iar la 357° fierbe dând vapori otrăvitori. El emite puțini vapori la orice temperatură. Faraday, punând o foaie de aur deasupra mercurului dintr’un vas, observă că după câtva timp foaia se înălbise prin faptul că mercurul evaporat se combinase cu aurul, dând un amalgam. BoussingauU și Merget dovediră că mercurul emite vapori chiar în stare solidă. Mercurul se oxidează cu încetul la aer umed, dând o coaje sub- țire de suboxid (Hg₂ O), iar la temperatura fierberii se oxidează, cu multă ușurință, dând oxidul roșu (HgO). Mercurul dizolvă multe metale, formând cu ele niște aliage nu- mite amalgame: amalgam de aur, argint, potasiu, etc. Nu se zice.- amalgam de mercur și aur, de oarece cuvintul amalgam implică, prezența Hg. Cu potasiul și sodiul combinația se face cu dezvoltare de căldură și lumină, (pag. 166). întrebuințări. Este un metal foarte întrebuințat în fizică. El se întrebuin- țează în metalurgie la extracțiunea argintului și aurului. El se întrebuințează în industrie și în medicină și e un corp otrăvitor. Combinațiunile mercurului. După cum e monovalent sau bi- valent, el formează două feluri de săruri; acelea în care e monova- lent se numesc săruri mercuroase, iar cele în care e bivalent sunt săruri mercurice. Clorura mercuroasă = Calomel, Hg Cl. E un corp incolor și transparent cu densitatea 7,2. El cristalizează în prisme pătrate drepte. E insolubil în apă, alcool și acizi diluați: Clorurile alcaline la o temperatură înaltă îl transformă în modul următor : 2Hg Cl = Hg Cl₂ -f- Hg Calomelul se întrebuințează în medicină ca antiseptic și ca pur- gativ. Experiență. încălzim puțin calomel într’o eprubetă uscată. Se formează un strat alb pe partea superioară a eprubetei. Udăm acest sublimat cu o picătură de amoniac. Se formează un corp negru. Numele calomel se trage dela acest corp negru. Calomel înseamnă negru-frumos. Clorura mercurică = Sublimatul corosiv, Hg Cl₂. Este corp solid, incolor, cu densitatea 5,4; apa dizolvă la 10°, 6 gr, 57° o de această sare; alcoolul și eterul o dizolvă mai bine. Ea e foarte otrăvitoare : câteva centigrame omoară un om. Experiență. încălzim foarte puțin sublimat într’o eprubetă uscată. Se for- mează pe pereții reci un strat alb. Se pune o picătură de hidrat de so- diu. Se formează o pată galbenă de oxiil mercuric HgO. Să nu se respire- fumul alb produs prin încălzirea sublimatului. www.digibuc.ro 192 întrebuințarea. Se întrebuințează pentru conservarea colecțiunilor de științe -naturale sau de anatomie din cauza proprietăților sale antiseptice foarte pro- nunțate. Se mai întrebuințează și în medicină. In cazuri de otrăvire se dă ca -contra otravă albușul de oii, cu care Hg CI, formează un compus insolubil, sau sulfura de fer proaspătă, care precipită mercurul și prin clorura feroasă care se formează irită stomacul și produce vărsături : HgCl₂-f-Fe S=HgS-|-Fe Cl₂. Oxidul mercuric, Hg O, se prepară oxidând mercurul la tempe- ratura fierberii; în cazul acesta e cristalizat și roșu. Se mai poate obținea tratând o soluțiune de clorura mercurică •cu KOH ; în cazul acesta e o pulbere amorfă, galbenă. Se între- buințează în medicină la facerea unor alifii. XIX. Cuprul (Arama). Cu = 63,6. El e cunoscut încă din anticitate cu deosebire aliat cu Staniul = Cositorul, în bronz. Starea naturală. Se găsește în natură în stare nativă cristalizat în octaedri sau cuburi în: Bolivia, Lacul Superior, Suedia, etc. Există deasemenea ca suboxid {cuprita) și carbonați bazici (mala- chita, azurita). Combinațiile cele mai răspândite ale cuprului sunt: sulfura cuproasă {Calcosinâ) Cu₂ S și sulfura dublă de cupru și fer fcalcopirita) Cu₂ S, Fe₂ S₃, care cristalizează în sistemul patratic. Prepararea. Din oxid și carbonat se scoate cuprul calcinându-i pe aceștia cu cărbune, întocmai ca la zinc. Experiență. Punem un cuiu de fer într’o soluțiune de sulfat de cupru. După câtva timp coloarea vânătă a soluțiunei se face verzue, iar cuprul se așează pe fer. In soluțiune se află sulfat de fer. Putem scrie : SO₄Cu -ț- Fe = SO₄Fe -ț- Cu. Pe această reacțiune se sprijină extragerea cuprului din calco- pirite. Se oxidează întâi minereul la aer; se formează sulfat de •cupru și sulfat de fer. Din soluțiune se precipită cuprul cu fer după cum am arătat. Cuprul cu totul curat se obține în industrie prin electroliză. Pentru a obține cupru curat în laboratoare se reduce oxidul de • cupru prin hidrogen : Cu O + H₂ = H₂O + Cu De această reacțiune ne-am servit la sinteza apei în greutate (p. 46). Proprietăți. Cuprul e un metal roșu-gălbui caracteristic. Foiți sub- țiri de cupru încălzite pe la 500° se fac transparente și Iasă să treacă o lumină verde strălucitoare. Densitatea lui este 8,8. El se topește la 1080° și se volatilizează la o temperatură mai înaltă, dând vapori, ce ard cu flacără verde. Dacă îl frecăm dă un miros particular. www.digibuc.ro 193 Este foarte maleabil, ductil și cel mai tenace după fer. Cuprul conduce bine căldura și electricitatea. Prin electroliză sau prin fuziune cristalizează în octaedrii sau cuburi. Aerul umed îl acopere cu un strat verzui de carbonat bazic care-1 oprește a se oxidă mai departe. Acizii slabi, grăsimile și chiar clorurâ de sodiu ușurează oxidarea •cuprului prin oxigenul din aer sau din lichide. La roșu se oxidează, dând oxid cupric. Acidul azotic dă azotat cupric, și bioxid de azot (pag. 137), iar acidul sulfuric concentrat dă sulfat de cupru și bioxid de sulf (pag. 87). Amoniacul disolvă cuprul în contact cu aerul, dând «licoarea al- bastră a lui Schtveizer*. In cazul acesta se formează mai întâiu hidrat de cupru, care se disolvă în amoniac. Experiență. Punem într’un balon de sticlă foi de cupru și amoniac și amestecăm. După câtvă timp se formează o apă albastră. Aceasta e licoarea lui Schweitzer care disolvă hârtia. Întrebuințări. Din cupru se fac: vase de bucătărie, căldări, îmbrăcămintea corăbiilor de lemn, sârme de telegraf, etc. Aliat cu Sn dă bronzul (Acioaia) cu care se fac monete, statui, tunuri, instrumente muzicale, etc. Aliat cu Zn dă aliagiul numit alamă, din care se fac instrumente de fizică, diferite obiecte de artă, instrumente muzicale, etc. Iată principalele aliage ale cuprului: Cu Au Ag Sn Zn Al Ni _________________ Sb Bi Monete de aur .... Medalii și vase . . . Giuvaeruri cal. I ■ . » » II . . » * III. . Monete de 5 ... lei » » 2,1 și 0,50 » Medalii și vase . . . Giuvaeruri............. Medalii și monete . . Tunuri................. Instrumente muzicale. Oglinzi, telescoape . Bronz de aluminiu . . Alamă.................. Maillechort............ Metal englezesc . . . 100 84 80 160 250 100 165 50 200 95 90,1 80 67 9o 67 5 4 900 916 920 840 750 900 835 950 800 4 1 9,9 20 33 33 25 25 88 100 Combinatiunile cuprului. Cuprul formează două feluri de săruri: în unele avem un atom de Cu bivalent și se numesc săruri cuprice, în altele există un atom de Cu monovalent, numite săruri cuproase. Cu ^C1 ^C1 Cu—Cl Sulfat cupric. ■Clorurâ cuprică. Clorurâ cuproaaă. /O-Cu SO₂ \O-Cu Sulfat cupros. 7 1 13 www.digibuc.ro 194 Oxidul CUpriC. Experiență. încălzim o foae de cupru curată. La înce- put se face galbenă, pe urmă roșie și violetă și la sfârșit se acoperă ca o coajă neagră. Aceasta e oxidul cupric. El e un praf negru. Oxigenul lui poate oxidă diferiți corpi. Experiență. încălzim puțin zahăr pisat cu oxid cupric într’o eprubetă uscată. După câtva timp eprubetă se a- coperă cu picături de apă și se dezvoltă bioxid de carbon care turbură apa de var (fig. 221). Explicarea e următoarea. Zahărul e format din carbon, hidrogen și oxigen. Sub influența oxidului de cupru, car* bonul și hidrogenul ard și se prefac în apă și bioxid de carbon. Oxidul de cupru e foarte întrebuin- țat la analiza cantitativă organică. La sinteza apei în greutate (pag. 46) ne-am servit deasemenea de o cantitate anumită de oxid de cupru care a oxidat hidrogenul. Hidratul cupric, Cu(OH),. Experiență. Turnăm o soluțiune de hidrat de potasiu sau de sodiu peste o soluțiune de sulfat de cupru. Se formează un precipitat albastru de Cu(OH),: SO₄Cu4-2KOH=SO₄K₂4-Cu(OH)!. Sulfatul cupric, SO₄Cu-f-5H₂O (piatra vânătă), se prepară cal- cinând piritele cuproase sau sulfura de cupru, în contact cu aerul. Se mai poate prepara încălzind într’un vas de plumb acid sulfuric concentrat cu resturi de cupru, (pag. 87). Sulfatul de cupru obținut prin ori care din aceste procedee este dizolvat în apă și cristalizat. El cristalizează în sistemul triclinic, în prisme de culoare albas- tră. El se întrebuințează dizolvat în apă și amestecat cu lapte de var contra boalei viilor: Peronospora. Experiență. Turnăm amoniac într'o soluțiune de sulfat de cupru. Se formează întâi un precipit albăstrui și pe urmă o soluțiune albastră. Aceasta cuprinde sulfatul de cupru-amoniu. In modul acesta se pot afla cantități mici de cupru. Sulfatul de cupru se întrebuințează în galvanoplastie, în văpsitorie, la con- servarea lemnelor și în medicină. Carbonați! de cupru. Se cunosc numai carbonați bazici, precum: O—Cu—OH Malachita CO există în Siberia, Peru și Chili. O—Cu—OH Este de coloare verde frumoasă și se întrebuințează pentru a face obiecte de artă și în pictură (verdele mineral). www.digibuc.ro 195 Azurita O—Cu—OH CO /q> Cu este un bicarbonat bazic, de co- CO \O—Cu—OH loare albastră; se întrebuințează pentru a face obiecte de artă și pulverizată în pictură (albastrul de munte). Ambele se găsesc în Siberia și în mică cantitate în Dobrogea. Sistemul triclinic Prisma oblica cu baza de paralelogram este forma primitivă a acestui sistem. Ea are 3 axe neegale între ele și înclinate câte-și trele. Toate fețele sunt în formă de paralelogram. Toate elementele sunt egale numai 2 câte 2, și anume cele opuse. Se înțelege, prin urmare, că modificând muchiile sau unghiurile solide căpătăm nu- mai perechi de fețe. O formă întreagă e în realitate o formă com- pusă. Piramida triclinică, de pildă, e compusă din 4 sferturi de piramidă. Orice cristal din acest sistem nu are nici măcar un sin- gur plan de simetrie. Din această cauză sistemul triclinic se nu- mește și nesimetric. Argintul. Ag = 107,93 Starea naturală. Argintul e cunoscut din timpurile cele mai vechi. El e foarte răspândit în natură, atât în stare nativă, cât și combinat cu CI, Br, I, S, etc. In stare nativă se găsesc sau cristalizat, sau în bucăți masive. Cristalele lui se găsesc în grupări dendritice, ce seamănă ca niște foi de ferigă (Lacul Superior, America). Se mai găsesc sub forma de fire subțiri fără structură cristalină (Congsberg, Norvegia) și este adesea ori amestecat cu Cu nativ. Intre combinațiunile mai principale, ce se găsesc în natură, sunt: clorură, bromura, iodura și sulfura. Sulfura de plumb (Galena) conține foarte adeseori argint, Extracțîunea. Experiență. Amestecăm o soluțiune de azotat de argint cu acid clorhidric. Se precipită clorură de argint. Filtrăm, punem precipitalul astfel cules într’o capsulă de porțelan cu câteva bucățele de zinc și tur- năm deasupra acid sulfuric diluat. Se formează un praf cenușiu negricios. Acesta e praf de argint. www.digibuc.ro 196 Explicare. Hidrogenul, produs prin zinc și acid sulfuric, s’a com- binat cu clorul din clorura de argint, formând acid clorhidric, și a pus argintul în libertate. Zicem, că am redus în modul acesta clorura de argint. Pe acest fenomen se sprijină extracțiunea argintului în industrie. Argintul din mineral e trecut, într’un mod oarecare, în clorură de argint. Această clorură de argint e redusă, cu anumite mijloace, în argint liber. Acest argint e scos din amestecul întreg, în care au avut loc toate reacțiunile, cu ajutorul mercurului. Amalgamul de argint format e cules și încălzit în aparatul dela fig. 222. Vaporii de mercur cad în apa din vasul a unde se condensează iar argintul rămâne pe polițele b, unde a fost pus amalgamul. Proprietăți fizice. Argintul e cel mai alb dintre metale, destul de moale pentru a fi lu- crat și poate fi lustruit. Densi- tatea lui este 10,5. El cristali- zează în octaedri cubici. In starea aceasta se găsește în natură și se poate obține și în laborator. El se topește la 954® șî se voia- tizează între 1500“ și 2000°, •Fi?, vas. Distilarea amalgamului de argint. dând vapori verzi ; este mai moale de cât cuprul și mai dur decât aurul. In ce privește maleabili- tatea și ductibilitatea, el ocupă locul al doilea, după aur. Cu 0gr,,05 argint se poate face un fir de 130 m. și s’au (acut foi, cari au o grosime de ~ mm. Foile de argint încălzite la 500 se fac cu totul transpa- rente. Argintul topit di- solvă 22 volume oxigen, fără a se combină cu el; prin răcire pierde o parte din oxigenul disolvat, care ese spărgând coaja superioară și producând mici gău- rele în masa metalului. Proprietăl* chimice. Argintul nu se alterează în contact cu aerul, fie acesta uscat sau umed, cald sau rece. Acidul azotic concentrat îl atacă la rece, dând azotatul de ar- gint șî hipoazotidă. o) Ag + N0₈H = NO, Ag + H, b) NOₐH H — H,O + NO,. www.digibuc.ro 197 Întrebuințarea. Argintul se întrebuințează numai ca aliagiu ames- tecat cu puțin cupru, pentru ca duritatea lui să fie mai mare. Medaliile și vasele de argint conțin 950 părți argint și 50 cupru Monetele de 5 lei (1) » » » 2, lși 0,50» Giuvaerurile de argint» » 100 » 165 » 200 900 835 800 Conținutul în argint al obiectelor casnice ce se vând la noi—lingurițe, tave solnițe, etc. — făcute de argint și cupru, se plătește în raport cu proba lor. Probă 12 corespunde cu 75% Ag și 25% Cu. Aceste măsuri sunt luate dela Germani. Clorură de argint, AgCl există în natură și se poate obține prin acțiunea directă a clorului asupra argintului încălzit, sau descompu- nând azotatul de argint prin acidul clorhidric sau o clorură solubilă. NO₃ Ag + Na CI = NO₃ Na + Ag Ci In acest caz, clorură se depune sub forma unui corp alb colăstros, care se spală cu apă și se usucă la întunerec. Clorură de argint e corp de coloare albă, se înegrește la lumină, descompunându-se în sub-clorură, Ag₂ CI; din această cauză se întrebuințează în fotografie. La 260 se topește, dând un lichid galben, care solidificându-se dă un corp, cu aspectul cornului, numit «argint cornos». Ea este solu- bilă în amoniac, și în hiposulfitul de sodiu. Bromara de argint, Ag Br și lodura de argint, Ag I, sunt întrebuințate în fotografie. Azotata! de argint = Piatra iadului, NO₃Ag, se obține disol- vând argintul în acid azotic (vezi pag. 196). In această reacțiune se desvoltă și N0.₂ din cauza reducere! aci- dului azotic prin hidrogen. Proprietăți. Azotatul de argint cristalizează în prisme drepte cu baza rombică. El se disolvă foarte bine în apă și în alcool. La 218° se topește și poate fi turnat în tiparuri pentru a fi tran- sformat în cilindri = creioane medicinale de argint. Azotatul de argint curat nu se altererează la lumină; dacă este impur se înegrește prin acțiunea razelor solare prin faptul că e des- compus în praf de argint (negru). Aceeași descompunere o suferă și sub influența substanțelor organice (zahăr, etc.). Experien(ă. Punem într’o eprubetă curată o soluțiune de azotat de argint. Punem, picătură cu picătură, dintr’o soluțiune cât mai slabă de amoniac până ce precipitatul brun care se formează la început se disolvă din nou. In. această soluțiune limpede punem puțină glucoză disolvată în apă. încălzim eprubetă, sau mai bine o punem într’un vas în care fierbem apă. După câtevă minute se formează pe eprubetă o oglindă de argint. (1) Aceste cantități au fost impuse prin o convențiune internațională a ță- rilor cari fac parte din uniunea monetară latină (Franța, Italia, Belgia, Por- tugalia, Spania și Svițera). România a aderat la 1866 la această convențiune. www.digibuc.ro 198 Pe această experiență se sprijină fabricarea oglinzilor de argint. Această argintare se poate face și fără încălzire, astfel: Punem într-o sticlă soluțiunea de azotat de argint în care am turnat atâta amoniac diluat până ce precipitatul format s'a disolvat. Punem o soluțiune diluată de acid tartric. Astupăm sticla și o lăsăm să stea liniștită. In câteva ore se ar- gintește. Experiență. Punem într’o sticluță atâta mercur în cât să se acopere fun- dul. Turnăm deasupra o soluțiune de azotat de argint. După câtvâ timp se formează cristale de amalgam de argint care se așează unele pe altele sub forma unor ramuri: arborele Dianei. Explicare. Această experiență ne arată că mercurul scoate ar- gintul din combinațiunile lui. Se formează, în soluțiune, azotat de mercur. întrebuințări. El se întrebuințează în fotografie, la facerea oglinzilor, în me- dicină, ca arzător (peatra iadului) și la facerea cernelelor pentru scris pe rufe. Aurul. Au = 197,2 Starea naturală. El există adeseori în stare nativă în filoane sau nisipuri, ce rezultă din sdrobirea stâncilor. Din această cauză se gă- sește adeseori și în nisipul râurilor, precum la noi în nisipurile Ol- tului, de unde țiganii aurari (rudari) îl scoteau, până acum câțiva ani, vânzându-1 la bâlciul dela Râureni. Uneori se găsește în bucăți mari numite pepite, între cari unele pot avea o greutate de mai multe kilograme. Cele mai mari găsite până acuma cântăriau: 36 kgr (Ural), 42 kgr. (California), 84 kgr. (Australia). Extragerea aurului. Pentru a-1 extrage, se pisează bucățile de stânci aurifere într’o piuă specială, amestecându-se cu mercur. Acesta disolvă aurul dând un amalgam. Fig. 223. Sdrobirea stâncilor pentru extragerea aurului. Sdrobirea se face în niște vase de fier (fig. 223), cari sunt într’o mișcare repede de rotațiunea pe când înăuntrul lor se află două ghiulele de tuciu. www.digibuc.ro 199 Nisipul ce conține aur este spălat în niște sghiaburi puțin încli- nate, prin care curge apă. Nisipul este depărtat, iar aurul rămâne pe fundal lor. S’au făcut în urmă aparate, cari fac mai bine acest serviciu și într’un timp cu mult mai scurt. Ele sunt făcute dintr’o ■căldare cu fundul conic, care se învârtește împrejurul axului său cu o iuțeală mare. Se pune înăuntru nisip aurifer și apă; apa și nisipul sunt aruncate afară prin puterea centrifugală, iar grăunțele de aur rămân în fundul conic. Amalgamul de aur, ca și cel de argint, este distilat la cald; mer- curul se evaporează și se condensează în o cameră răcită, iar aurul rămâne liber. Producția. Se scoate anual peste 400.000 Kgr. Proprietăți. Aurul e un metal de coloare galbenă. Foile de aur, văzute prin transparență, au o coloare verde albăstrue. Densitatea lui este 19,32; se topește la 1.035°, transformându-se într’un lichid verde. La temperaturi mai înalte se volatizează dând vapori, cari sunt violeți prin reflexiune, verzi prin transparență. El este cel mai ductil și mai maleabil dintre metale; se fac foi de aur cu o grosime de ¹/₂₆ooo mii. Foile de aur încălzite la 500’ devin perfect trans- parente. El nu se alterează la nici o temperatură prin oxigen, aer sau apă. Acizii, atât diluați cât și concentrați, nu-1 atacă nici la rece, nici la cald. Clorul, liber sau disolvat, și bromul îl atacă la rece. Apa regală îl disolvă, transformându-1 în Au Cl₃. Aurul fiind foarte moale se uzează repede; din cauza aceasta se aliază cu cuprul sau cu argintul, formându-se astfel aliage mai tari, din cari se fac monete, etc. (vezi Cuprul, tabloul pag. 193). CombiBațiuni. Aurul dă două feluri de săruri : în unele e monovalent, în altele e trivalent. Monoclorura de aur, Au Cl. Triclorura de aur, Au Clₛ, se obține disolvând aurul în apa regală. Aurul care este un metal, se bucură și de proprietățile metaloizilor. Astfel el poate da naștere la un acid, hidratul aurie: Au(OH)„ care formează aurați. XX. Aluminiul. Al — 27,1 El a fost izolat pentrn întâia oară de WBhler la 1827, descompunând clo- rura de aluminiu prin potasiu. In stare de puritate s’a obținut abiă la 1854 de S-te Claire Deville, care a introdus clorurâ de sodiu și fluorura de calciu ca materii topitoare pe lângă primele. Starea naturală. Aluminiul este unul dintre corpii cei mai răs- pândiți în natură. După oxigen și siliciu, el se găsește în cantitatea www.digibuc.ro 200 cea mai mare ; formează 7,8 procente din scoarța pământului. A fost numit argint din argile. Se găsește cu deosebire ca oxid și ca silicați. Prepararea. In industrie se fabrică prin electroliza oxidului de aluminiu topit. Aluminiul se adună la polul negativ pe când oxige- nul se combină cu carbonul din care e făcut electrodul positiv. Metalul astfel adunat poate să se întrebuințeze pentru diferite lucrări. Fig. 224. Fabricarea continuă a aluminiului prin electroliză. Uzinele dela Neuhausen (Elveția) pe Rin și Froges (Franța) pe râulețul Adrets, aproape de Grenoble, prepară direct aluminiul prin această metodă. (Heroult-Kiliani) și bronzuri de aluminiu, punând metalul, care trebue să se alieze Cu aluminiul la polul negativ. Curentul electric, care face această electroliză este produs de mai multe mașini dinamoelectrice foarte puternice, cari sunt puse în miș- care prin o cădere de apă. La Neuhausen se întrebuința pentru această mișcare 20 metri cubi din apele Rinului, cari cad dela o înălțime de 20 metri, ceeace face 400.000 chilogrametri pe secundă^ adică o putere de 4.000 cai. Froges dispune numai de 800 cai. Reacțiunea se face în niște creuzete mari, în care polul -ț- e făcut din o bucată de cărbune ce se poate scoboră prin scripetele supe- rior, iar ca pol — servește creuzetul. Fig. 225 arată o baterie de aceste creuzete și cablurile prin cari trece curentul. Fig. 224 arată. www.digibuc.ro 201 de asemenea un cuptor în care se face electroliza continuă a oxi- dului de aluminiu. Fig. «5. Bateria de creuzete dela Froges pentru fabricarea aluminiului. Când în creuzete se pune cupru sau alte metale, cu care voim să aliăm aluminiul, se obțin direct bronzuri sau aliage de aluminiu. Fi^ 226. Creuzete tn care se obține aliajul de aluminiu și formele in care se toarni (Frogesj. Aluminiui curat costă dela 3—6 lei chilogramul, pc când acum douăzeci ani costa 120 Ici. Proprietăți. Aluminiul e un metal de coloare albă-albăstrue, foarte ductil și foarte maleabil. El poate fi bătut în foi și tras în fire foarte subțiri, ca și aurul și argintul. Densitatea lui e 2,583, așâ dar e ușor ca sticla, de 3 ori mai ușor decât metalele uzuale și de www.digibuc.ro 202 4 ori mai ușor decât argintul, fiind în același timp tot atât de dur și tenace ca acesta. El e foarte sonor, conduce bine căldura și elec- tricitatea, se topește la 660°. Din punct de vedere chimic ocupă locul de mijloc între metalele comune și prețioase. Ele nu se oxidează la rece, nici în aer uscat, nici în aer umed, nu descompune apa și nu se înegrește prin hidroge- nul sulfurat, prin urmare e superior argintului din acest punct de vedere. Acidul azotic și sulfuric concentrat ’l atacă puțin la cald. Adevăratul lui dizolvant, chiar la rece, este acidul clorhidric. Soluțiu- nile alcaline îl dizolvă la rece, formând aluminați alcalini: 2A1 + 6KOH = 2A1(OK)S + 3H₂. In această reacțiune aluminiul funcționează ca un metaloid, deși este metal. întrebuințări. Din el se fac obiectele, carî trebuesc să fie ușoare, precum: lunete, telescoape. etc». Cu 10% Cu dă bronzul de aluminiu. Un alt bronz e făcut din 90.2% aluminiu, 7°/₀ Cu, 2,8% Si. Se mai prepară alamă de alumi- niu amestecându-se cu 3.5% Cu și Zn. Afară de acestea intră în compoziția bronzurilor fosforate. Toate aceste aliage se disting prin o duritate și rezistență mare, fiind în acelaș timp ușoare; astfel, dacă se adaogă numai O,2O“/ₒ aluminiu la fer, re- zistență acestuia crește cu 25%. Din această cauză el se întrebuințează foarte mult în industrie. Aluminotermia. Aluminiul în praf este un reductor nespus de puternic ; el reduce mulți oxizi metalici, combinându-se cu oxige- nul lor și punând metalul în libertate. Cu oxidul de fer reacțiunea Se petrece conform ecuațiunii chimice: Fe₂Oₛ -f- Al₂ = A1₂O₃ 4- Fe₂ In această reacțiune se produce și multă căldură; temperatura se ridică până la 3000°. Din această cauză, metalul pus in liber- tate se topește și poate fi turnat în forme sau întrebuințat în stare lichidă. Amestecul de oxid de fer și praf de aluminiu poartă nu- mele de termit și e baza unei industrii speciale create de Gold- schmidt. Termitul e întrebuințat azi cu mult succes la lipitul tu- burilor, cazanelor, șinelor, roților, și la fel de fel de reparații cu ajutorul ferului topit. Operațiunea e foarte simplă, se face repede și costă foarte puțin față cu alte sisteme. Pentru aceasta, se pune într’un creuzet de pământ, căptușit cu oxid de magneziu, ameste- cul de oxid de fer și praf de aluminiu. Deasupra amestecului se pune o cireașă de aprindere. Aceasta e formată dintr’un fir de magneziu de care e lipită la un capăt o bobiță făcută cu un ames- tec de praf de aluminiu și peroxid de bariu. Aprinzând sârma de magneziu, acesta arde, și prin căldura produsă dă foc amestecului. Reacțiunea are loc în câteva secunde și ferul topit e lăsat să curgă prin fundul creuzetului, care se poate desface. www.digibuc.ro 203 Dacă în loc de oxid de fer, întrebuințăm un oxid de alt metal atunci în loc de fer putem prepara acel metal. După această me- todă a lui Goldschmidt se prepară astăzi în mare crom., mangan, precum și diferite aliage. La prepararea cromului, cu deosebire, se obține un oxid de aluminium foarte dur, care se întrebuințează la șlefuirea metalelor sub numele de COrubi. .Aluminotermia e prin urmare un mijloc simplu pentru a pre- para ferul topit, precum și alte metale. Ea a fost numită, în mod figurat, metalurgie de buzunar. In afară de această importanță practică, aluminotermia are și o importanță teoretică. Ea ne arată un exemplu foarte frumos de transformarea și trimiterea energiei la depărtare. In adevăr, alumi- niul a fost fabricat cu ajutorul curentului electric produs de căde- rile de apă. Ferul topit e produs de căldură dezvoltată prin com- binarea aluminiului cu oxigenul. Putem zice, că acest fer topit e produs prin energia căderilor de apă. Aluminiul joacă în acest caz, după cum s’a spus de alții, rolul unui cek eliberat de uzina în care se fabrică aluminiul pentru atâta energie, cek pe care noi îl transformăm din nou în energie, fără nici o pierdere, cu ajutorul termitului Goldschmidt. Experiență. In laborator se poate face în mic o experiență de alumi- notermie. Pentru acesta, se amestecă bine o parte aluminiu cu patru părți oxid de fer și se pune amestecul într’un creuzet. Deasupra amestecului se pune puțin praf de magneziu amestecat cu clorat de potasiu. In acest amestec se înfige o sârmă de magneziu, căreia i se dă foc. Se produce un joc foarte frumos de scântei strălucitoare cari sar în toate părțile. Arde- rea prafului de aluminiu se mai poate arătă amestecându-1 cu aceiași can- titate de clorat de potasiu și aprinzându-1 cu o lumânare. Clorură de aluminiu, Al Cl₃, se prepară încălzind praf de alu- miniu într’un curent de acid clorhidric; se obțin astfel cristale pris- matice hexagonale, absolut incolore și transparente {Friedel). Proprietăți. Clorură de aluminiu este foarte delicvescentă. A- runcată fiind în apă produce un sunet ca al fierului roșu și dă hi- drat de aluminiu și acid clorhidric: Al Cl₃ + 3H₂O = Al (OH), + 3HC1. Din această cauză ea dă vapori acizi în contact cu aerul, hidra- tându-se prin umezeală ce o atrage. întrebuințarea. La 1877 Friedel și Crafts au introdus clorură de aluminiu ca mijloc de sinteză în chimia organică și cu ajutorul ei s’au obținut și se obțin încă un mare număr de compuși noi, mai cu seamă în seria aromatică (vezi chimia organică). Oxidul de aluminiu, Al₂ O₃, există în natură cristalizat în prisme hexagonale, incolore ,și transparente: corindon. Rubinul oriental (roșu), topazul oriental (galben), smaraldul oriental (verde), ame- www.digibuc.ro 204 tistul oriental (violet), safirul oriental (albastru), sunt tăcuți din oxid de aluminiu, colorat prin diferiți oxizi metalici. Pulberea emeri (smir- gel), care se întrebuințează pentru șlefuirea și lustruirea sticlei și a metalelor, este corindon colorat în negru prin oxidul de fer. Oxidul amorf este o pulbere albă ușoară, fără gust; se lipește de limbă din cauza porozității sale. El nu se disolvă în acizi, se topește numai la suflătorul cu oxigen și hidrogen și dă prin răcire corindon artificial. Hidratul de aluminiu, Al (OH)₃, există în natură în hidrargi- lită și amestecat cu oxidul de fler în bauxită. Experiența. Amestecăm o soluțiune de A1C1S sau de piatră acră cu o soluțiune de amoniac. Se produce un precipitat gelatinos de A1(OH)₅. Tur- nând acid clorhidric până ce reacțiunea se face acidă (încearcă cu hârtia albastră de turnesol) precipitatul se dizolvă. Punând din nou amoniac, până ce reacțiunea se face iar bazică, precipitatul se formează din nou. Explicare. La început avem : Al Cl₃ -|- 3NH₄OH = A1(OH)₃ -|- 3NH₄C1. Disolvarea precipitatului se datorește reacțiunii: A1(OH)₃ + 3HC1 = A1C1₃ + 311,0 Această din urmă reacțiune ne arată că hidratul de aluminiu e o bază, care poate formă săruri cu acizii. Experiență. Amestecăm o soluțiune de A1C1₃ sau piatră acră cu o so- luțiune de hidrat de sodiu. Se formează la început un precipitat gelatinos, de A1(OH)₃. Adăugând mai multă soluțiune de NaOH, precipitatul se disolvă. Explicare. La început avem: Al Cl₃ -|- 3NaOH = A1(OH)₃4- 3NaCl. La urmă avem: A1(OH)₃ + 3NaOH = Al(ONa)₃+3H₂O. Această experiență ne arată, că față de bazele puternice, acest hidrat este un acid, formând săruri numite aluminați ; Al(0Na)₃ este aluminat de sodiu, solubil în apă. Hidratul de aluminiu, în momentul precipitării sale într’o solu- țiune înroșită prin coccionelă sau în vin roșu, reține coloarea aces- tora, formând lacuri, lăsând soluțiunea incoloră. Lacurile făcute cu diferite materii colorante se întrebuințează în văpsitorie. Sulfatul de aluminiu, (SO₄)₃A1₂ -|- 16H₂O, se obține tratând si- licatul de aluminiu cu acid sulfuric: (SiO₃)₃Al₂ + 3SO₄H₂ = (SOJgAL + 3SiOₐH₂ Sulfat de aluminid. Acid silicic. Se filtrează pentru a se depărta acidul silicic și evaporându-se soluțiunea se obțin foițe sidefoase de sulfat de aluminiu. Alauni. Sulfatul de aluminiu poate să dea săruri duble cu sulfatul de potasiu, sodiu, amoniu, etc. Aceste săruri duble se numesc alauni. Ei cristalizează cu câte 12H₂O în octaedrii sau cuburi și sunt isomorfi. Astfel avem: www.digibuc.ro 205 / so Al— O \ O — SO₂-OK Alaun potasic=Pieatră acră (SO₄)A1SO₄K + 12H₂O Sulfat dublu de aluminiu și potasiu= alaun potasic In acești corpi isomorfi Al poate (SO₄)FeSO₄K + 12HₜO Sulfat dublu de fer și potasiu=alaun de fer și potasiu. fi / "*> SO Fe — O bU \ O — SO₂-OAzH₄ Alaun de fer și amoniu (SO₄)A1SO₄(AzH₄) + 12H₂O Sulfat dublu de aluminiu și amoniu = alaun amonic înlocuit prin Fe, Cr, etc., d. e.: (SO₄)CrSO₄Na + 12H₂O Sulfat dublu de crom și sodiu=alaun de crom și sodiu. Mai însemnat dintre aceștia este alaunul potasic, numit și alaun ordinar (piatra acră) (SO₄)₂A1K + 12H₂O; se prepară tratând sulfatul de aluminiu cu sulfat de potasiu. Alaunul acesta este solid, incolor și cristalizează în octaedrii mari; apa îl disolvă cu ușurință. La 92° se topește în apa sa de crista- lizare, pe care o perde cu totul la roșu închis, transformându~se în o masă spongioasă, care ese afară din creuzetul în care s’a calcinat (fig. 228). In această stare se numește alaun calcinat. La o temperatură și mai înaltă, se descompune dând SO₂ și O iar în creu- zet rămâne un amestec de A1₂O₃ și SO₄K₂. Cal- cinat fiind cu cărbune se transformă într’un ames- tec poros de A1₂O₃, sulfură de potasiu și cărbune, care aruncat în aer umed se aprinde spontaneu, arzând cu scântei vii. Acesta se numește pirofo- rul lui Homberg. întrebuințări. El se întrebuințează în văpsitorie Fig. 227. Cristale de alaun. și în medicină. Isomorflsm. Alaunii au, după cum se vede din formulele de mai sus, o compozițiune chimică analoagă. In alaunul de fer și de po- tasiu, ferul ocupă locul aluminiului, iar în cel de mangan, acesta ocupă locul aluminiului. Alaunii cristalizează apoi toți în sistemul cubic. Acest fenomen e foarte important; el se numește isomorjism. Definiție. Numim isomorfism proprietatea ce au corpii cu o constițiune chimică analoagă de a cristaliza în forme asemenea. Doi corpi isomorfi pot luâ parte, în acelaș timp, la alcătuirea unui cristal, formând amestecuri isomorfe. Se mai constată de asemenea, că un cristal de un corp poate crește într’o soluțiune de alt corp isomorf cu el. Astfel, punând un cristal incolor de piatră acră într-o soluțiune Fig. j₂8. de alaun cromic, cristalul crește mai departe, acoperin- Aiaun du se cu un strat violet, cum e alaunul cromic. ca cina. Fenomenul isomorfismului e de cea mai mare impor- tanță pentru mineralogie. El a folosit și chimiei la aflarea greută- ților atomice. Isomorfismul a fost descoperit de învățatul german Mitscherlich la 1819. www.digibuc.ro 206 Silicați! de aluminiu. Există în natură numeroși silicați atât anhidrii cât și hidra ta ți cari conțin adesea afară de aluminiu și fer, potasiu, etc. Acești silicați sunt formați atât cu acidul si liric cât și cu acizii polisihcici. constituție mai simplă: Se cunosc următorii cu 0H • /D Al OH /O A1 = O /^siO 0 s/ 0. Al' 0--- Si --- OK 0 0>Si0 \ O---Si Al 0 x 0 Al OH OH u Diatenul și andaluaitu Leucjtn CnoUnut La aceștia putem adăogi feldspații și toate varietățile de silicați de aluminiu impuri, amestecați cu silicat de fer, carbonat de calciu, etc., numite în genere argile. ’ Olâria. Materiile argiloase (caolinul și argilele ordinare) sunt foarte răspândite la suprafața pământului. Dacă le măcinăm bine, le udăm cu apă și le frământăm formează o pastă plastică, cu care se pot face diferite obiecte {vase de porțelan, faianțe, oale, cără- mizi, etc.). Fifi 999* Interiorul unui atelier de olivie* Pasta aceasta fiind uscată și arsă bine se întărește. Dacă pasta s’a făcut din caolin, feldspat și nisip ea sej topește prin căldură, căpătând o structură cristalină prin faptul” că 'felds- www.digibuc.ro 207 patul topindu-se, umple porii argilului. Masa dură, translucidă și im- permeabilă, ce rezultă, se numește porțelan. Ea poate fi ornată cu diferite desemnuri făcute cu oxizii metalici colorați și acoperită cu un smalț transparent. Când pasta e făcută din argilă, care nu este atât de curată cum e caolinul, și nisip, ea devine dură și albă prin calcinare și se nu- mește faianță ; aceasta poate să fie acoperită cu un smalț sticlos, colorat sau nu pentru a o face impermeabilă. Când argila este foarte feruginoasă și amestecată cu nisip și marne (argila amestecată cu CO₃Ca) se obține o pastă din care se fac oalele o rdinare. Smalțul cu care se acoper acestea este un silicat de plumb și aluminiu. Argilele marnoase amestecate uneori cu nisip se transformă într’o pastă din care se fac cărămizi, olane, oale de flori, etc. Ele sunt de coloare roșie, din cauza oxidului de fer ce conțin. Când pasta con- ține nisip mai mult și materialul din care e făcută a fost bine mă- cinat, amestecat, comprimat cu putere și calcinat la o temperatură înaltă în cât o parte din silicați să se topească, se obține bazaltul artificial. Oricare ar fi natura pastei din care se fac vasele, lucrarea ei se face cu mâna pe o masă, ce se învârtește cu piciorul sau cu o mașină de vapori, după trebuință. Figura 229 arată dispoziția unui atelier de olărie. Toate obiectele făcute din porțelan, faianță, sau argilă ordinară, sunt uscate mai întâi și pe urmă coapte în cuptoare speciale; apli- carea smalțului se face după coacere și după ce ele au fost orna- mentate cu culori minerale ce rezistă la foc (a doua coacere). XXI. Staniul (Cositorul) Sn = 119,0 Istoricul. Staniul erâ cunoscut încă din vechime. Cu începerea secolului al patrulea i-se dădu numele ce-1 poartă astăzi (stannum). Starea naturală. El se găsește mai cu seama sub forma de bioxid Sn O₂ (Casiterita) în Anglia (insulele Casiteride) și în Sa- xonia, India, Malacca. Prepararea. Pentru a-1 prepara, se calcinează bioxidul de staniu amestecat cu cărbune : Sn O₂ + C — CO₂ Sn. Metalul se topește și curge la partea inferioară. Proprietăți fizice. Staniul este un corp alb aproape ca argintul, se topește la 231°. El se poate topi și într’o hârtie pusă pe o placă de metal, Prin răcire formează o massă cristalină, cu densitatea 7,3. El este maleabil și ductil; s’au făcut din el foi cu o grosime de www.digibuc.ro 208 Omm-,00027. Dacă-1 frecăm cu mâna dă un miros particular. îndoit fiind, produce niște pârâituri din cauză că cristalele mici, din care este format, se freacă unele de altele sau se rup. Distilă la 1700°. Proprietăți chimice. El nu se oxidează în contact cu aerul de cât Ia 200°. La temperaturi mai înalte se oxidează repede, trans- formându-se în SnO₂ și desvoltă lumină și căldură. El se combină direct cu mulți metaloizi. Cu acidul clorhidric dă clorură stanoasă, Sn CL, iar cu clorul dă clorură stanică, Sn Cl₄. Hidrații alcalini disolvă staniul dând stanați solubili, d. ex. SnO₃K₂, la fel cu carbonații alcalini. întrebuințarea. El intră în compoziția bronzurilor. Astfel monetele de aramă sunt făcute din 95 părți cupru, 4 p. staniu și 1 p. zinc. Cu staniu se spoesc vasele de bucătărie din cauză că el nu e ușor atacat de acizi. Tinicheaua se face luând table de fer, spălate bine cu acizi, și acoperindu-le cu un strat de staniu. Metalul de Britania, e făcut din 9 părți Sn și lp. Sb. Adese i se adaogă puțin Zn și Cu. Sistemul patratic I. Prisma cu din acest sistem. baza patratică, (fig. 230), este forma primitivă Ea are 2 fețe bazice, patrate egale, și 4 fețe la- terale, dreptunghiuri egale. Un- ghiurile solide sunt 8 de toate și egale între ele. Muchiile bazice, 4 sus și 4 jos, sunt de asemenea egale între ele. Cele 4 muchii la- terale sunt iarăși egale între ele. Axele acestui sistem, 3 de toate, sunt perpendiculare între ele; cele Prisma cu baza pa tratică două orizontale sunt egale între fig. 230 de întâiul fel fig. 231 de al doilea fel. . .... . ele și unesc mijlocul muchiilor la- terale, iar cea de a treia, verticală, e mai scurtă sau mai lungă și unește mijlocul bazelor. IL Modificările pe muchiile bazice, printr’o față, duc la Pira- Piramida patratică fig*. 332 de întâiul fel fig. 233 de al doilea fel. Fig. 234» Piramidă octogonală. mida patratică de întâiul fel, (fig. 232), iar modificările pe mu- chiile laterale printr’o față duc la Prisma cu baza patratică de al doilea fel, (fig. 231). Prisma octogonală ia naștere modificând muchiile laterale prin câte 2 fețe, (fig. 234). www.digibuc.ro 209 III. Modificările pe unghiurile solide, printr’o față, duc la Pi- ramida patratică de al doilea fel, iar prin 2 fețe duc la Pira- mida octogonală. Fig» 235. Piramida octogonală. Fig. 238. Prisma de un fel și pira- mida de altfel. Fig. 236. Prisma și Fig. 237. Două pi* piramida de acelaș ramide de acelaș fel. fel. IV. Printre formele compuse pomenim: Prisma și piramida de a- •celaș fel (fig. 236), două pira- mide de acelaș fel, (fig. 237), _prisma de un fel și pira- mida de altfel (fig. 238). V. Forma hemiedrică din acest sistem e Sfenoedrul, {fig. 239). El derivă din pi- ramidă, după cum derivă tetraedrul din octaedru, su- primând în piramidă 2 fețe .sus și 2 jos, în mod altern. VI. Macla casiteritei, Sn Oo, e formată prin alipire, Fig. 239. Sfenoedrul. Fig. 240. Macla casiteritei. {fig. 240). Plumbul = 206,9. Starea naturală. Plumbul există în stare nativă în mina dela 'San-Guillermo în Mexic și foarte rar în stare de oxid. In cantitate mai mare se găsește sulfura de plumb (galena) Pb S, carbonatul /cerusita) CO₃ Pb și cromatul (crocoisa) Cr O₄ Pb. Prepararea. Din carbonat se extrage întocmai ca zincul, prin ■calcinare cu cărbune. Cantitatea mai mare însă se scoate din sul- fură. Fentru aceasta se întrebuințează două metode ; 1. Metoda prin reducțiune consistă în a calcinâ galena cu fer: Pb S + Fe = Pb + Fe S Pentru acest scop se întrebuințează feruri vechi sau fontă or- ■dinară- Amestecul de fer și sulfură se introduce în creuzetul G A, fig. 241, care la partea inferioară are un mic sghiab prin care poate curge plumbul topit. Ga- li www.digibuc.ro 210 zelc combustiunei, înainte de a eși prin coș, trec prin tnai multe camere und& lasă pul bere le de plumb pe cari le-au luat în mod mecanic. * 2. Metoda prin reacțiune consistă în a calcinâ sulfura în aer^ Fig- «41^ Cuptor pentru reducerea sulfurei de plumb eu fer. pentru a o transformă parțial în oxid. Calcina- rea se continuă în urmă fără aer și astfel sulful dela sulfura rămasă neoxidată ia oxigenul oxidu- lui de plumb: 3Pb S + 30, = Pb S + 2Pb O + 2SO₂ (calci nând în aer)., Pb S 4- 2Pb O = 3Pb -f- S0₂ (calcinând fără aer). Reacțiunea se face calcinând galena în cuptorul E, (fig. 242), încălzit prin focul făcut în A și în curentul de aer, ce intră prin deschiderile D. Bioxidul de sulf esc prin co- șul F cu productele combustiunii. Când Galena este oxi- dată cam 2 din 3 părți, ceea ce se cunoaște după coloa- rea cenușie a amestecului, se închid deschiderile D și sc- continuă calcinarea fără aer. Separarea argintului de plumb. De obiceiu plumbul, obținut prim aceste metode, conține urme de argint. Chiar când cantitatea a- Fig⁻. Cuptor pentru prepararea plumbului prin rebeliune. cestuia e mai mică decât J/ₑobo, se poate scoate în modul următor:: Fig. ^43. Căldări pentru separarea ar^inlului de plumb (Metoda Pattinson}. 1. Separarea prin cristalizare numită procedeul Pattinson. Plumbul, ce conține argint, e topit în niște căldări, (fig. 243) și lă- www.digibuc.ro 211 sat în urmă să se răcească. Plumbul curat cristalizează mai întâiu, este luat cu niște linguri și pus într’o căldare goală la stânga, iar plumbul, care conține puțin argint rămâne lichid. Acesta (aproape 7b din volumul total) e pus într’o căldare la dreapta. După mai multe topiri de felul acesta se obține o cantitate oare care de plumb, care conține mai tot argintul într’însa. Din acest Fig. 3-i4. Cuptor pentru. cupda|iune. plumb sc scoate argintul prin cupdațâtne. Cupelațiunea consistă în a^topî plumbul cu argint într’un cuptor în care putem introduce Fig. 345» Izolarea ar^intufui din plumb prin sine. un curent puternic de aer, astfel în cât plumbul este cu totul oxi- dat, iar argintul rămâne curat. Aerul intră la suprafața metalului prin țevile t t, (fig. 244), iar oxidul de plumb format la suprafața www.digibuc.ro 212 argintului este împins (topit fiind) la partea opusă, de unde curge printr’un sghiab. Se poate vedea când tot plumbul s’a oxidat pentrucă argintul, rămânând singur topit, produce o lumină vie. 2. Se mai poate izola argintul de plumb, introducând în plumbul topit în A, (fig. 245), o cantitate de zinc de 10 ori mai mare decât cantitatea de argint ce o conține. Zincul, pus în cutia A, topindu-se se ridică în sus și se amestecă cu plumbul prin agitatorul d. Se formează un alagiu din zinc, ar- gint și puțin plumb. Acesta se adună la suprafață și poate fi depărtat. Excesul de zinc se oxidează prin vapori de apă supraîncălziți, iar aliagiul pus la cupelațiune se împarte în puțin Zn O volatil, Pb O fuzibil în cupelă, și argint pur. Proprietăți. Plumbul este un metal de coloare cenușie albastrue, cu densitatea 11,37. El sc topește la 330° și distilă la 1700°. Este moale, se sgârie cu unghia, lasă urme pe hârtia, e maleabil și e cel mai puțin tenace dintre metalele uzuale. El cristalizează în oc- taedrii, ce se pot obținea printr’un procedeu identic cu cel descris la sulf, (pag. 80). Aerul umed îl acopere cu un strat de carbonat bazic care-1 îm- piedică a se oxida mai departe. La o temperatură aproape de to- pire el se oxidează dând oxid de plumb. Acidul sulfuric foarte concentrat îl atacă numai la cald, produ- când SO₂ și SO₄ Pb. Acidul azotic diluat este adevăratul dizolvant al plumbului. Se formează azotat de plumb, (NOs^Pb, iar hidro- genul pus în libertate reduce acidul azotic în protoxid de azot N₂O. Acidul acetic îl disolvă lesne dând acetat de plumb și H. Experiență. Tăem câteva șuviți dintr’o foae de zinc. Atârnăm aceste șu- viți într’un borcan de sticlă și-l umplem pe acesta cu o soluțiune de ace- tat de plumb (apă de plumb). După câtvâ timp, se așează pe zinc cristale de plumb în forme de arbore : arborele lui Saturn. Plumbul e un metal otrăvitor. El produce colici (numite colici saturnine), tremurături și paralizii, la persoanele cari lucrează cu el, precum tipografii, etc. întrebuințarea. Se întrebuințează la facerea caracterelor de tipar aliat cu stibiul (80 p. Pb și 20 p. Sb), la facerea gloanțelor de pușcă și a tuburilor pentru apă, etc. Tuburile de plumb pot fi întrebuințate pentru conducerea apei, căci apa de gârlă și izvoare, care conține mici cantități de clorure și sulfați, nu dizolvă plumbul, ci-1 acopere pe dinăuntru cu un strat subțire de sulfat de plumb (insolubil), pe când apa distilată sau de ploae dă un hidrat de plumb care poate produce otrăviri. Oxidul de plumb, Pb O, se obține calcinând plumbul la roșu în aer. El se numește masicot, e o pulberă galbină, amorfa și se produce în timpul cupelațiunii. Dacă-1 topim capătă o coloare ro- șietică și cristalizează; în starea aceasta se numește lîtargă. Oxidul de plumb este produsul de deschidratare al hidratului de plumb' Pb (OH)₂. Afară de acest hidrat, cu proprietăți bazice, plumbul fiind tetra- www.digibuc.ro 213 valent poate da hidratul: Pb (OH)₄, comparabil cu acidul stanic Sn (OH)₄ și cu acidul silicic Si (OH)₄. Acest hidrat formează și derivați; astfel când cei patru atomi de hidrogen sunt înlocuiți prin 2 atomi de Pb vom avea: /O Plumbatul de plumb, Pblv_q \O =Pb₃ O₄ numit oxid roșu sau miniu. In acest corp, plumbul e și metaloid și metal. Miniul se poate prepară calcinând plumbul sau litarga la o tem- peratură de 600° într’un curent puternic de aer. EI e o pulbere roșie, se întrebuințează ca văpseă și pentru facerea cerei roșii do sigilat. Cu miniu se face sticla de plumb și diferite smalțuri. Bioxidul de plumb. Mai amintim bioxidul de plumb, PbOₛ, care e de coloare brună și care e întrebuințat ca oxidant. Carbonatul dc plumb, COₐ Pb, există în natură sub numele de cer uzita. ₒ ₌ c/O-Pb-OII Ceru za = Pb (albul de plumb) O⁼⁼C\O— Pb — OII Ea e un corp alb, insolubil în apă, solubil în acidul clorhidric șî azotic. Hidrogenul sulfurat o transformă în sulfura dc plumb neagră (vezi apa oxigenată, p. 49). Calcinată fiind, dă un miniu de coloare portocalie foarte întrebuințat în pictură. Prepararea. Ceruza se prepară în două moduri: a) Procedeul olandez. Se iau foi de plumb P, (fig. 246), se în- docsc în spirală, (fig. P), și se introduc în niște vase de pământ A, cu două funduri. Sub fundul B, care e găurit, se pune puțin oțet C. Vasul, acoperit cu un capac, se pune în gunoi, (fig. 247), sau în construcție spe- cială, (fig. 248), înaltă de 7 8 m,, unde gunoiul e pus între fiecare rând dc borcane. www.digibuc.ro 214 Gunoiul fermentând desvoltă bioxid de carbon și temperatura se ridică la 30°—40l>. Sub influența acestei temperaturi acidul acetic din oțetul pus în vase se volatilizează și atacă plumbul cu care face acetatul bazic de plumb. Acesta, sub influența bioxidului de carbon, se transformă în rig. 548. babrjcarca Ceruzei. ceruză. b) Procedeul dela Clichy (Paris) se datorește lui Thenard (1801). El consistă în a introduce COₐ într’o soluțiune bazică de acetat de plumb. Se separă prin fil- trare ceruza formată și in soluțiunea acidului acetic se pune oxid de plumb pentru a-1 trans- forma din nou în acetat bazic, astfel că aceeași cantitate de acid acetic poate servi multă vreme la prepararea unei mari cantități de ceruză. Gilltiiia e sulfură de plumb, PbS. Ea crista- lizează în cubi. Un cristal mai mare se desface prin lovire în cristale mai mici. Aceasta arată, că galena are un clivagiu după fețele cubului. Galena e de coloare cenușie, cam ca a plum- bului, și are strălucire metalică. Când cuprinde ceva mai mult ar- gint, galena argentiferă, are o coloare mai deschisă și slujește la extracțiunca argintului, (vezi argintul). XXII. B îs m u t u 1 Bi = 208. Istoricul. B. Valentin vorbește la 1634 de bismul. Starea naturală. El există în stare nativă și în combinațiuni ca: bismutina (BL S₃), bismutita (carbonat de bismut), etc. Prepararea. Ganga (1), care conține bismutul metalic se pulve- rizează și se calcinează în niște cilindrii de metal așezați într’un cuptor. Bismutul se topește și curge într’un vas exterior. Proprietăți fizice si chimice. El e un corp solid, alb, cu reflecte roșietice, cu aspect metalic și puțin maleabil. Densitatea Iui este 9,9. El se topește la 265“, și distila la 1300°. Prin răcire cristali- zează in romboedrii, foarte apropiați de cub, (fig. 249). La tem- peratura ordinară nu se oxidează în aer; încălzit fiind, se oxidează transformându-se în BL Oₐ. (l) Metalele se găsesc de obiceiu amestecate cu alte substanțe străine. Amestecul acesta sC numește gwtgm www.digibuc.ro 215 întrebuințarea. Bismutul se întrebuințează la construirea elemen- -telor termoelectrice și la prepararea diferitelor aliage. Multe din aliagele lui se topesc mai jos de 100°. Astfel avem pe cele ur- mătoare : Fig. 349. Cristale de bîsmai. Newton Dar cel Metal Rose --- Se topește la 94’,5 93’ 94’ 91°,6 Bismut 8 2 9 5 Plumb 5 1 1 3 Staniu 2 1 1 2 Cadmiu --- --- --- --- Azotatul bazic de bismut și alte săruri ale lui sunt -mult în medicină. XXIII Wood 65° 4 2 1 1 întrebuințate Cromul Cr 52,1 Cromul e metal alb cenușiu, cristalizează în octaedrii regulați, duri ca și corindonul; e mai puțin alterabil în aerul umed decât ferul. La roșu arde înt'un curent de oxigen, aruncând scântei in- locmai ca ferul. Bicromatul de potasiu, Cr₂O,Kₛ. Dintre combinațiunile lui vom aminti numai pe bicromatul de potasiu. Cristalele lui sunt anhidre, -de coloare roșie portocalie. El se disolvă în de 10 ori greutatea sa de apă și e otrăvitor. Acidul sulfuric atacă bicromatul de potasiu, formând alaun de -crom și potasiu și desvoltând oxigen: www.digibuc.ro 216 2Cr₃O₇K₂ + 8SO₄H₂ — 4(SOj₂CrK + 8H₃O + 3O₂ Alaun de crom și potasiu. Âcest amestec se întrebuințează ca oxidant în chimie și ca de- polarizator pentru elementele Grenet. Moissan a dovedit că Cuprul capătă o rezistență dublă adăogân- du-i 0,6 la sută crom. Manganul. Mn = 55,0 Dintre combinațiunile manganului pomenim bioxidul de mangan și permanganatul de potasiu. Bioxidul de mangan, MnOₛ, se găsește în natură cristalizat în prisme rombice oblice, de coloare negricioasă, și se numește piro- lusită. Se întrebuințează pentru prepararea oxigenului, (pag. 41} și' a clorului, (pag. 69). Permanganatul de potasiu, MnO₄K. El este un corp cristalizat în prisme rombice, de coloare violetă negricioasă. Soluțiunile lui sunt colorate în violet. El este un oxidant puternic și se întrebu- ințează în chimie, în foarte multe reacțiuni; de asemenea se între- buințează în industrie pentru descolorarea țesăturilor, bureților, etc. Manganul se întrebuințează pentru fabricarea fontelor cu mangan. Broștenita e un mineral aflat de d. P. Poni la Broșteni, jud. Suceava. E un manganit de fer și de mangan. XXIV. Ferul. Fe = 55,9. Istoricul. Este greu a se află data când s’a cunoscut ferul. îndată după epoca de piatră se cunoscu arama și nu fierul. După oarecari scrieri ale poe- ților greci este sigur stabilit că ferul se cunoaște cel puțin cu 1.000 ani îna- intea erei creștine. La începutul imperiului roman întrebuințarea lui eră răs- pândită și se practica călirea oțelului. Starea naturală. Ferul e foarte răspândit în natură, atât în stare nativă, cât și în diferite combinațiuni. In stare nativă se găsește d’im- preună cu nichelul în pietrele meteorice. Daubree și Meunier au găsit ferul nativ în nisipurile aurifere dela Berezowsk lângă Ekaterinburg în Urali în forma de grăunțe, cari cântăreau până la 30 gr. Acest fer nu conține nichel. Intre combinațiuni, mai însemnați sunt oxizii și carbonatul (vezi mineralele de fer). Metalurgia ferului. Oricare ar fi minereul de fer, ce se întrebuin- țează pentru prepararea ferului, el este mai întâiu zdrobit și spălat. www.digibuc.ro 217 Zdrobirea și spălarea minereului se face astăzi cu mașini mult mai perfecte decât acele întrebuințate altădată și arătate în fig, 250 și 251, FesOs + 3C = 2Fe + 3CO FeₐO₄ + 4C = 3Fe 4- 4CO Cărbunele întrebuințat poate fi Fig 350. Sdrobirea minereului de fer. sau cocs sau cărbune de lemn. Insă, din cauză că ferul ob- ținut nu se poate topi și lipi împreună decât la o tempera- tură înaltă, se întâmplă că în Fig* 251. Spălarea minereului de*fer« acelaș timp o parte din el intră în combinațiune cu argila, pe care minereul o mai conține, formând un silicat dublu de aluminiu și fer (s^ură), care este depărtat și prin care se pierde o parte de fer. Se poate împedecâ această pierdere amestecându-se minereul cu carbonat de calciu (castbiă) sau cu materii sfiicioase. In acest caz sgura este formată numai din silicat de aluminiu și calciu care se poate depărta fără pierdere de fer. Pentru a face aceasta, trebue să lucrăm la o temperatură cu mult mai înaltă; ferul se combină cu carbonul, astfel în cât nu obținem fer curat, ci o carbură de fer (tuciu, fontă). Aceste operațiuni se fac prin metoada cuptoarelor înalte. Metoda cuptoarelor înalte. Cea mai mare cantitate de fer se scoate astăzi prin descarburarea tuciului, după cum vom vedea mai în urmă. Tuciul acesta se obține prin cuptoarele înalte. Cuptoarele sunt făcute dintr’un con DE cu baza in sus, construit din cărămizi refractare. Deasupra acestuia se află un alt con mai larg cu baza în jos CB, terminat la partea superioară prin deschiderea A numită gura cuptorului, pe unde se introduce minereul și cocs. La partea inferioară se deschide într’un cilindru EF făcut din cărămidă refractară, în care se petrece reacțiunea (cuptorul adevărat). De- desubtul acestuia este un creuzet mare, care are la partea inferioară www.digibuc.ro 218 -o deschidere, prin care curge tuciul, iar Ia partea anterioară are un brâu de zidărie pe deasupra căreia se scoate sgura. Intre creuzet și cilindru pătrund suflătoarele. Cuptoarele acestea au o înălțime între 18 m. și 30 m. Ele se încarcă în mod alternativ cu minereu și cocs la care se adaogă în mici cantități casfină, adică o bază, când ganga e silicioasă (acidă), sau materii silicioase, adică acid, când ganga este calcaroasă (bazică). Cărbunele în apropierea suflătoarelor e transformat în CO», care -ridicându-se în sus peste cărbunele înroșit e transformat în CO. Acesta întâlnește minereul înferbântat pe care ÎI reduce transfor- jnându-se iarăși În CO», care ese prin țevile G, G‘. Fig’ Prepararea ferului (metoda cuptoarelor înalte). Ferul, sub influența temperaturii înalte, se combină cu cărbunele ■șî fonta formată se scurge în creuzet, de unde e lăsată să curgă în forme, după ce sgura a fost depărtată prin deschiderea, ce se afla deasupra brâului de zidărie. Gazele, ce es prin A conțin: 7,15“/O CO» ; 67,42% Az, gaze inerte și 23,37“/o CO ; 2,06% H, gaze combustibile, cari ames- tecate cu aerul ard trecând prin o serie de camere R', de unde prin N’ sunt duse în coșul S- Când camerile R', făcute de cără- midă refractară, sunt înroșite, aceste gaze sunt trecute prin H în camerile R și de acolo prin N în același coș S ; astfel camerile R și R' pot fi alternativ înroșite pentru a înfierbântă aerul, ce se suflă în cuptor; de aici rezultă o mare economie de combustibil. Pentru aceasta, pe când gazele ard în R', se introduce prin R deja înroșit aerul care trece la suflătoarele TTf; când R s’a răcit, se conduc în el gazele și aerul se suflă prin camerile R'. In ambele cazuri curentul de aer urmează un drum invers cu curentul gazelor, ce es din cuptor. Aceste camere se numesc recuperatoare și fac meta- lurgia ferului mai eftină. Gazele ce es prin gura cuptorului mai slu- jesc prin arderea lor la încălzitul căldărilor sau amestecat cu aer ca amestec explozibil pentru motorii care pun în mișcare diferite .mașinării din fabrică. Avem a face aici cu un exemplu foarte fru- www.digibuc.ro 219 mos de folosirea unui produs secundar din fabrici care eftinește astfel materialul fabricat. Multe alte rămășiți sunt prelucrate astăzi în fabricile de tot felul și eftînesc produsele fabricațiunii lor. Tuciul, schija sau fonta e o combinațiune a carbonului cu ferul. Se cunosc mai multe varietăți de fontă cari se deosibesc prin cantitatea de carbon, slicin, fosfor și mangan, ce conțin. Mai prin- cipale între acestea su 1t următoarele : Fonta albă conține aproximativ 3° o carbon. Ea e albă argintie, sfărâmăcioasă, dură, nu poate fi pilită și se topește între 1.150° și 1.200°; densitatea ei este 7,44—7,84. Ea se întrebuințează mai puțin la facerea obiectelor turnate în tipare, precum: coloane, etc., dar cu deosebire pentru prepararea ferului și a oțelului. Disolvată în acid clorhidric dă clorură feroasă și gaze hidrocarbonate. Fonta cenușie conține o cantitate mai mare ele carbon (4%) decât acea necesară ferului pentru combinațiune. Excesul de carbon este disolvat în masa ei, iar la rece se depune sub forma de grafit cris- talizat în interiorul masei, ceeace face ca fonta aceasta să aibă co- loare cenușie. Această fontă e grăunțoasă, se poate găuri și pili, și se topește la 1.100°. Densitatea ei este 6,79—7,05. Din ea se fac o mulțime de obiecte turnate. Disolvată în acidul clorhidric dă clo- rura feroasă, hidrocarbure și cristale de grafit. Se mai cunoaște o fontă neagră cu 5°'o carbon. Descarburarea fontei pentru prepararea ferului. Spre deose- bire de fer, fontele nu se înmoae prin încălzire ca ferul și nu pot fi lucrate ca acesta. Procedeul englez (pudlaj) consistă în a descarburâ fonta înfier- bântând-o la roșu deschis într’un cuptor special prin flacăra cărbu- nilor de pământ. Fiindcă masa trebue amestecată necontenit, Danks a in- trodus pudiajul mecanic. Pentru aceasta, fonta se pune în cilindrul A (fig. 253) care se învârtește împrejurul axului său, iar flăcările cuptorului F trec asupra ei. Prin acest pro- cedeu se obține 83’'« fer. Ferul curat se obține reducând oxidul de fer Fig. «33. Cuptorul (preparat prin calcinarea oxalatului de fer) printrun curent de hidrogen cald. Proprietăți. Ferul e alb, puțin albăstriu, cristalizează în cuburi sau octaedri. Când structura lui este fibroasă, el este maleabil, ductil și cel mai tenace dintre metale; un fir cu diametrul de 2mⁿ'’ poate ținea 250 kgr. fără a se rupe. Densitatea lui este 7,84. El se to- pește la 1.800° înmuindu-se și devenind păstos înainte de topirea •completă, astfel în cât poate fi lucrat cu înlesnire. www.digibuc.ro 220 Cu timpul structura lui devine graunțoasă și el capătă un aspect luciu; atunci e sfarămicios și tenacitatea Iui e mult scăzută. Din această cauză construcțiile de fer trebuesc schimbate după câtva, timp pentrucă ele nu mai au rezistența necesară. Astfel s’a întâm- plat ca poduri de fer, făcute de mult, să se rupă sub greutatea tre- cătorilor, de oarece ferul lor nu mai eră elastic și fibros, ci se schimbase în grăunțos și slarămicios. Dintre toți corpii, ferul are proprietăți magnetice mai bine pro- nunțate, perzându-le când îl încălzim la roșu. El se combină direct cu toți metaloizii afară de azot. La tem- peratura ordinară nue atacat de aerul uscat; aerul umed, mai ales în prezența bioxidului de carbon, îl oxidează dând rugina, care e un hidrat de fer, conțiind puțin amoniac. Această rugină se pro- pagă încetul cu încetul dela suprafața lui către părțile din lăuntru și le transformă. Pentru a apăra ferul de ruginire se acopere suprafața lui cu un strat de zinc (fer galvanizat), cu un strat de staniu (tinichea), cu un strat de plumb (tablă plumbuită), sau cu un strat de văpsea făcută mai ales cu miniu. Ferul descompune apa la roșu, transformându-se în oxid magnetic (vezi fig. 34). Aceeași transformare o sufere când îl ardem în oxi- gen (vezi fig. 51). El atacă cu ușurință acidul sulfuric sau clor- hidric, desvoltând hidrogen. Acidul azotic diluat îl dizolvă, iar aci- dul azotic concentrat nu-1 atacă, (vezi pasivitatea ferului, pag. 137). Ferul preparat prin reducerea clorurei ferice prin hidrogen poate conține până la 260 volume de hidrogen. In starea aceasta aruncat fiind în aer, se aprinde spontaneu; din această cauză se numește fer piroforic, (fig. 55). Oțel, se numește ferul combinat cu 0.7—carbon, Aceasta este alb lucitor, mai fuzibil, mai maleabil și mai ductil decât ferul. Dacă-1 răcim cu încetul după topire, se poate pili ca și ferul. Oțelul răcit brusc {călii) devine foarte elastic, dur și se sparge “ atât mai mare cu cât a fost răcit mai re- pede. Densitatea lui este între 7,6și 8,0. Oțelul se călește turnându-1 înroșit în apă rece sau uneori în mercur, când de- vine atât de dur încât nu se mai poate pili. Fabricarea oțelul ui. El se prepară sau descarburând în mod încomplect fontele sau carburând ferul. Oțelul Brssemer se obține introducând până la 10.000 kgr. fontă într’un creuzet (fig, 254) de fer căptușit cu cărămidă re- r>g. convertisoru) lui fractară, care se poate misei împrejurul axu- Bcasemer. 1 ■ - j ■ rt ■ J lu] sau de suspensiune Hm, și care se nu- mește convertisorul Ini Besseiner. Prin partea inferioară se introduce un curent de aer care oxidează siliciul, carbonul, etc,, și transformă ușor. .Duritatea rut e cu www.digibuc.ro 221 fonta în fer. Se adaugă în urmă fontă cu mangan și după 5 minute oțelul se toarnă. Manganul curăță oțelul de urmele de siliciu, iar ■carbonul fontei introduse carburează tot ferul transformându-1 în oțel. întrebuințarea. Ferul, tuciul și oțelul sunt atât de întrebuințate în industrie, în cât fără ele nu ar fi posibilă civilizația. Oțelul cu deosebire se întrebuințează pentru un mare număr de obiecte ne- cesare. Din el se fac arcuri, instrumente mecanice sau chirurgicale, arme, cuțite, șine, topoare, etc. Combinațiunile ferului. Ferul are două feluri de combinațiuni : feroase în care avem Fe¹¹ și ferice în care avem Fer¹¹¹. Clorurâ feroasă, Fe Cl₂, se obține disolvând ferul în acid clor- hidric. Clorurâ ferică, Fe Cl₃, se obține trecând un curent de clor peste bucăți de fer. Combinația se face cu incadescență și se obțin lamele hexagonale de coloare roșie prin transparență. Ea e foarte solubilă în apă, alcool și eter. Clorurâ ferică încheagă albumina și sângele (apă de fer), și se întrebuin- țează în medicină. Oxidul feric, Fe₂O₃, este foarte răspândit în natură și se poate •obține calcinând sulfatul feros (vezi mai jos). El e de coloare roșie brună, se numește și colcotar și se întrebuințează pentru fabricarea văpselelor și pentru lustruirea metalelor. Hidratul feric, Fe (OH)₃, se obține tratând o sare ferică cu amoniac sau un hidrat alcalin. Oxidul magnetic, Fe₃O₄, se găsește în natură, magnetita, și se prepară arzând ferul în oxigen. Din el sunt făcuți magneții natu- rali. El poate fi considerat cu un ferat feros. o Oxidul magnetic. Fe o Oxidul feric. Mai amintim, printre oxizii de fer, oxidul feros, FeO, și hidra- tul feros, Fe(OH)₂. Sulfura feroasă, Fe S, există în ferul meteoric și se poate pre- para topind pulbere sau bucățele de fer cu sulf, (fig. 27). Ea ser- vește la prepararea hidrogenului sulfurat (pag. 85). Bisulfura de fer, FeS₂, este foarte răspândită în natură. Ea e o substanță dimorfa: când cristalizat în sistemul cubic, se numește pirită marțială; iar în sistemul prismei rombice drepte, de coloare galbenă-verzue se numește marcasită, (vezi mineralele de fer). Sulfatul feros, SO₄Fe -|- 7H₂O (calaican verde), se obține cal- cinând piritele la aer, sau tratând resturile de fer cu acid sulfuric www.digibuc.ro 222 impur. Este cristalizat în prisme rombice oblice, de coloare verde- deschisă. Calcinat Ja 300° perde toată apa luând o coloare albă- La roșu închis se descompune în : 2SO₄Fe = SO₃ -|- SOₛ 4- Fe₂O₃. El se oxidează'cu mare ușurință transformându-se în sulfat feric- El se întrebuințează pentru fabricarea negrele! (cerneleî), pentru desinfectarea latrinelor, în văpsitorie, etc. Minerale de fer. 1. Magneți ta e un ferat feros (pag. 221), pe care îl putem con- sideră ca un oxid feric cu oxid feros, FejOg, FeO. Cristalizează. mai totdeauna în octaedri, care formează adeseaori macle prin alipire, (fig. 255). E neagră, cu strălucire- / / \ metalică și magnetică. E un mineral foarte răspândit •/ / \ și servește la fabricarea oțelului de calitate bună. ATv--------"7 Spineli. Magnetita face parte dintr’o clasă întreagă f de minerale, numite spineli. In aceste minerale, me- F>g îS₅. Nada trivalent poate fi Al¹¹¹, Cr¹¹¹ sau Fe¹¹¹, iar cel bi- magnetitei și a valent poate fi Fe¹¹, Mn¹¹, Zn¹¹ sau Mg¹¹. Toți spi- spineiuiui. ₙₑm cristalisează în octaedri, care formează macle prin alipire. 2. OJÎgistul este un oxid feric. Cristalisează în romboedri, de coloare închisă, cu irizațiuni și cu luciu metalic. Când e pisat, dă. o coloare roșie, mulți la un loc un praf de grupați mai Câte odată, romboedrii sunt turtiți și sub formă de roze te, (fig. 256). Uneori e compact și roșu în- chis, cu structura fi- broasă și cu suprafața Fîg. a57’ Hematită roșie. Fig» 256. Cristale de oli^xst io rozete, din coJecfiunca Umvcrsitftjci. în formă de rinichi, (fig. 257), când se numește heniatită roșie- Alte ori e cu structura pământoasă și amestecat cu argilă : ocru roșu. 3. Limonita e hidrai feric, [Fe(OII)ₐ. Nu cristalisează. Când e- www.digibuc.ro 223 amestecată cu argilă și e galbenă, se numește ocrn galben. Mat poate fi in boabe: oolitică și pisoiiiică. 4. Sideroza sau ferul spatie e carbonat feros, COₐFe. Cristali- sează în romboedri de coloare cenușie brună, (fig. 258). Din cauza. aiterării se transformă Fig» agU. RombacdH de sideroza, din colccțiunea Univer&it&jiL ușor tn limonită luând, coloarea brună închisă. E un mineral foarte căutat pentru scoaterea ferului. 5, Pirita e bisul- fură de fer, FeS->. Cris- talisează în cubi sau în dodeeaedri pentagonali (fig. 259). Cristalele de pirită sunt galbene ca a- lama și se sfărâmă lesne dând un praf negru. Prin încălzire în aer desvoltă miros de bi- oxid de sulf. E întrebuințată la fabricarea sulfului și a bioxidului de sulf, nu însă direct la fabricarea ferului, de oarece ferul e de proastă calitate când cuprinde prea mult sulf. Totuși se poate scoate fer bun din oxidul de fer rămas la arderea piritelor pentru prepararea bioxidului de sulf. IHacla piritei e formată prin pătrunderea a două cristale de dodeeaedri pentago- nali ; această maclă> (fig. 260), se nume- ște și crucea de fer. 6. Marcasita e tot bisulfurădefer,FeSₛ, dar e cristalizată în sistemul ortorombic. Fig» afio» Macla piritei. Fig. ⁹57- în dodeeaedri pentA^onall, din coiecp'unea Universității. Bistdfura de fer e, prin urmare, un corp dimorf. Formează, grupări de cristale în forme sferice și de rinichi cu structură radiată. www.digibuc.ro 224 Nichelul. Ni = 58,7. A fost descoperit de Cronstaedt la 1741 in arseniura de nichel, numită nichelină. El există în natură ca sulfoarseniură NiS₂NiAs„ carbonat bazic și ca silicat de magneziu și nichel : garnierita sau numeita. Acesta din urmă servește cu deosebire la prepararea nichelului și se găsește în Caledonia nouă. Prepararea. Nichelul se prepară reducând oxidul de nichel prin cărbune: 2NiO + C₂ = 2CC> + Nig Proprietăți. El e un metal alb aproape ca argintul, foarte ductil și foarte maleabil. Tenacitatea lui e mai mare de cât a ferului; un fir cu diametrul de lmm- poate ținea 90 kgr. El este magnetic la temperatura ordinară și pierde această proprietate la 250°. Densi- tatea lui este 8,8- Se topește ceva mai ușor decât ferul. La aer nu se oxidează decât la temperaturi înalte. Nichelul formează două feluri de compuși, întocmai ca și ferul; astfel avem : SO₄Ni -|- 7H₂O ; NiCL ; Ni₂O₃; NiO ; Ni(OH)₃, etc. întrebuințarea. Nichelul se întrebuințează pentru facerea mone- telor. Aliagiul conține 75% Nichel și 25 crupru. El intră în com- poziția diferitelor aliage, precum packfong, mailechort (vezi pag. 158), etc. Argentanul sau argintul nou e făcut din 50% Cu, 25% Ni, 25% Zn. Sulfatul de nichel se întrebuințează pentru nichelarea obiectelor pe cale galvanoplastică. Cobaltul. Co = 59,0. A fost descoperit de G. Brandt, inginer svedez, la 1733. in sulfoarseniura de cobalt. Există în natură ca arseniură Co As₂ și ca sulfoarseniură Co S₂ Co As₈. Prepararea. Se prepară ca și nichelul : 2CoO “I⁻ C₂ = Co₂ “I⁻ 2CO El e alb argintiu, maleabil, cu densitatea 8,6. Este de două ori mai tenace decât ferul; un fir gros de 1 mm. poate susține 115 kgr. El formează săruri ca și nichelul. Oxidul de cobalt^ CoO, disolvat fiind în borax topit îl colorează pe aceasta în albastru. Experiența. încălzim la o flacără un fir de platin. Atingem cu firul în- călzit un cristal de borax; acesta se lipește de fir. încălzim totul la fla- cără. Boraxul se umflă, se topește, se strânge, și la urmă dă o sticlă tran- www.digibuc.ro 225 sparentă, perlă de borax. Muiem această perlă într’o soluțiune de sare de cobalt și o Încălzim din nou, Perla dc borax se face albastră, Această experiență se poate repeți cu diferite- alte săruri dc alte metale; se obțin perle colorate diferit, Combinațiunile cobaltului se întrebuințează pentru colorarea în al- bastru a smalțurilor cari se dau pe porțelan, faianțe, etc. Sulfatul de cobalt se întrebuințează pentru facerea cernelei simpatice. Când e uscat pe hârtie, cuprinde apâ și e roz deschis, aproape șters, încălzind pu- țin foaia de hârtie, el perde apa și devine albastru, iar scrisul se vede. Badenita este o arsenio-bismutură de cobalt aflată și analizată de d. Petre Poni. A fost găsită pe valea Negulețului, în fața sa- tului Bădeni-Ungureni în județul Muscel. Platinai. Pt = 194,8. Istoricul. A fost descoperit la 1735 în nisipurile aurifere ale fluviului Pinto ^America de sud). Numele «platin» este diminutivul cuvântului «plata», care însemnează «argint» în limba spaniolă. Starea naturală. El există în natură în stare cristalină. Este amestecat cu: nisip, argint, aur, cupru, osmiura de iridiu, oxid magnetic de fer, etc. Se găsește în Bra- , , zilia, Borneo, Haiti, Birmania și la 1 f 1825 a fost găsit pe amândouă coastele ₜ 1 1 , Uralului. Mai în urmă a fost găsit în " California, Canada și Australia. i |*____*1 Proprietăți. Platinul e un metal alb j cenușiu, foarte moale, ductil, maleabil și tenace. Densitatea lui este 21,4. El 1 se topește la 1.770° și absoarbe oxigenul i— |C ca și argintul, tot fără se combine cu el. Buretele de platin este un platin ne- Fîg, 261. creuzeut de var pentru compact-buretos care are proprietatea topirea puținului, de a absorbi diferite gaze. Cu el se fac aprinzătoarele de gaz (pag. 39). Negrul de platin este un praf foarte mărunt de platin obținut în mod special și nu prin pilire. El condensează până la 250 vo- , lume Oxigen și 745 volume hidrogen. Temperatura lui se ridică atât de mult în cât hidrogenul se aprinde. Alcoolul, picat pe ne- grul de platin, se aprinde, oxidându-se prin oxigenul absorbit de platin din aer. Platinul nu se oxidează la nici o temperatură în contact cu aerul sau oxigenul. Acidul clorhidric, azotic și sulfuric nu au nici o acțiune asupra platin ului. Cel mai bun disolvant al lut este apa regală. In afară de aceasta, mai sunt substanțe care îl atacă de asemenea. întrebuințări. Se întrebuințează pentru fabricarea multor vase de laborator: capsule, creuzete, tuburi, etc./ precum și în industrie la numeroase întrebuințări. www.digibuc.ro 226 Platinul, după cum este bivalent sau tetravalent, dă două feluri de săruri; astfel avem : Pt Cl₂; Pt Cl₄; etc. XXV. SILICAȚI CU MAI MULTE METALE. Silicații sunt, după cum am văzut la pag. 162, sărurile acizilor silicic și polisilicic cu diferite metale. In afară de silicații, (învățați până acum), de magneziu și aluminiu, se mai cunosc silicați cu alte metale, care sunt foarte răspândiți și care joacă un rol foarte mare în alcătuirea scoarței pământului. Acești silicați pot fi împăr- țiți în mai multe familii naturale. I. Familia feldspaților. In această familie intră silicați alumi- noși cu unul sau mai multe alte metale. Din punctul de vedere al compozițiunii chimice și al proprietăților cristalografice, putem al- cătui următorul tablou: Feldspați cu potasiu cu sodiu cu calciu monoclinici ortoza --- --- triclinici microcJinul albita anortita seria isomorfă a pla- gioelaziior 1. Ortoza e de coloare albă-lăptoasă, de obiceiu, iar uneori e roză sau verzue. Se clivează după două direcțiuni perpendiculare între ele, din care particularitate i se trage și numele. Ea formează deseori macle prin alipire^ dintre care una e numită macla de Carlsbad, (fig. 263). Fig. 362. Cristal Fig. 363. Macla de Fig. 264. Cristal de ortoză. Carlsbad. de albitA. 2. Albita și anortita sunt de coloare albă-lăptoasă și au cliva- giul după două direcțiuni care nu sunt tocmai perpendiculare între- www.digibuc.ro 227 ele, de unde și numele plagioclazi. Ele formează și macle asemă- nătoare cu acelea ale ortozei și o maclă caracteristică, numită macla de albită, în care se îngemănează adesea un număr mare de cristale sub formă de lamele subțiri ; din această din urmă cauză suprafața unui cristal complex are zgâriituri paralele. Albita și anortita formează amestecuri isomorfe (pag. 205) de m molecule de albită și n moleculele de anortită. Această serie poartă numele de plagioclazi. Dintre aceștia amintim oligoclazul și labradorul; acesta din urmă prezintă forte adeseori irizațiuni caracteristice. II. Familia feldspatoizilor e alcătuită din silicați cu o compo- zițiune analoagă cu a feldspaților. Spre deosebire de aceștia din urmă, feldspatoizii cristalizează în sistemul cubic, afară de ne- felina care cristalizează în sistemul hexagonal. Ca feldspatoizi mai principali pomenim: leu cita, silicat de aluminiu și potasiu — , și nefelina, — silicat de aluminiu și sodiu. Feldspații și feldspatoizii sunt minerale foarte însemnate, pentrucă prin descompunerea lor iau naștere argilele, și fiindcă procură pă- mântului arabil compuși cu potasiu, care sunt de cea mai mare importanță pentru existența vieței vegetale. III. Familia zeoliților se aseamănă cu familiile feldspaților și feld- spatoizilor din punctul de vedere al compozițiunii chimice, și se deosibesc prin faptul că silicatii aceștia sunt hidratați. Pomenim dintre zeoliți: analcimul, stilbitul și desminul. Importanța acestei familii stă în faptul, că potasiul din pământul arabil e cuprins în mare parte în minerale cari se aseamănă cu zeoliții. IV. Familia piroxenilor și amfibolilor. Din punctul de vedere chimic deosebim 3 grupe în această familie : a) piroxeni și amfi- boli fără aluminiu, b) piroxeni și amfiboli aluminoși și c) piro- xeni și amfiboli în a căror constituțiune chimică intră și potasiul sau sodiul. Celelalte metale pot fi calciul, magneziul și ferul. Spre deosebire de piroxeni, amfibolii cuprind și apă de con- stituție. Din punct de vedere cristalografie deosebim de asemenea 3 grupe: a) piroxeni si amfiboli ortorombici, b) monoclinici (cli- norombici) și c) triclinici. Piroxenii și amfibolii, deși sunt minerale din două familii deosebite, se asemănă însă prin înfățișarea lor ex- terioară. 1. Piroxenii ortorombici se caracterizează printr’un clivagiu foarte pronunțat după o singură direcțiune. Ei formează o serie iso- morfă între silicatul de magneziu (SiOₛMg) și silicatul de fer (SiO₃Fe). Ca reprezentanți avem: enstatitul, SiOₛMg, bronzitul SiO₅ (Mg,Fe) și biperstenul, SiOₛ (Fe, Mg). Cu cât cantitatea de fer cuprinsă în acești silicați e mai mare, cu atât și coloarea silicatului e mai închisă. Așâ, enstatitul e brun deschis, iar bronzitul negru și cu înfățișare metalică. 2. Amfiboli ortorombici. Printre aceștia amintim: antofllitul, la fel cu bronzitul, cu care se poate confunda foarte lesne. www.digibuc.ro 228 3. Piroxenii monoclinici, foarte asemănători cu amfibolii mo- noclinici, se deosibesc de aceștia prin unghiul pe care îl formează direcțiunile de clivagiu. Printre piroxeni monoclinici amintim : Diop- sidui, cu coloare verde deschisă, Angitul (piroxen cu aluminiu) verde negricios și Jadeitnl (piroxen cu sodiu) verde închis. Printre amfibolii monoclinici amintim : Actinotnl, verde, Horn- blenda (amfibol cu aluminiu), verde negricios, și Riebeckitnl (am- fibol cu sodiu), aproape negru. V. Familia micelor. Micele sunt silicați cu totul complecși. Pu- tem deosei două grupe principale : micele negre sau biotitele, care sunt silicați de aluminiu, fer, magneziu și potasiu, și micele albe sau moscovitele, care sunt silicați de aluminiu și potasiu. Amân- două felurile mai cuprind și apă de constituție. Mai amintim și mi- cele cu fluor și litiu, cum e Lepidolitul, care e roz. Micele sunt caracterizate prin cel mai perfect clivagiu după o direcțiune și prin elasticitatea foițelor ce se capătă prin acest cli- vagiu. Coloarea mineralului depinde și aici de compozițiunea chi- mică ; așâ, biotita, — silicat cu fer — , e neagră, iar moscovita, — lipsită de fer —, e incoloră. Foile de mică sunt întrebuințate ca giamuri la sobe și cuptoare, din cauza transparenței și infuzibi- lității lor, precum și ca izolatori în aparatele electrice, fiind rele conducătoăre de electricitate. VI. Familia greoaților. Grenații ne reprezintă un exemplu fru- mos de minerale isomorfe. Constituțiunea lor chimică poate fi re- prezentată prin formula SisO^R^RV» în care RIⁿ poata fi Al¹¹¹, Fe¹¹¹, Crm, iar R¹¹ poate fi Că“, Mg¹¹, Fe¹¹ și Mo¹¹. Toți grenații cristalizează în sistemul cubic și cu deosebire în do- decaedri romboidali. Coloarea lor e în general foarte variabilă și stă în legătură cu compoziția chimică. După, compoziția chimică și după coloare deosebim mai multe feluri de grenați. Grosnlarnl este un grenat de aluminiu și calciu, de coloare roșie. Almandinul este un grenat de aluminiu și fer, de coloare roșu închis. Grenații limpezi și de coloare frumoasă sunt întrebuințați ca pie- tre prețioase. VIL Topazul este un silicat de aluminiu, care mai cuprinde fluor și apă. El cristalisează în sistemui ortorombic ; e foarte dur și se clivează după o singură direcțiune ; coloarea lui e galbenă ca vinul și mai rar roșie. Se întrebuințează ca piatră prețioasă, însă cu mult mai puțin stimată decât topazul oriental. Se găsește foarte dese ori împreună cu casiterita, SnO₂ (pag. 207). VIII. Turmalina e un boro-silicat de aluminiu, fer și magneziu și cuprinde deseori mangan, sodiu și litiu. Ea poate avea toate colorile între alb și negru și deseori unul și acelaș cristal e alcătuit din straturi cu colori diferite (fenomen cunoscut sub numele de structură zonală; vezi experiența cu cri www.digibuc.ro 229 stalul de alaun potasic care crește într’o soluțiune de alaun cro- mic, pag. 205). Turmalina cristalisează în sistemul hexagonal, (în prismă cu 6 fețe, care nu e însă prisma hexagonală, ci o formă hemiedrică, pe care n’am învățat-o). Ea are fețele zgâriate paralel cu muchile verticale. Prismele de turmalină nu sunt mărginite la capete cu fețe la fel. Așa, de exem- plu, la un capăt au un romboedru foarte turtit iar la celalt un rom- boedru mai ascuțit. Astfel de forme se numesc hemimorfe. Feno- menul de hemimorfism se poate cunoaște chiar și în cazul când cristalul nu e întreg, adică și atunci când îi lipsesc fețele dela capete. încălzind un cristal hemimorf, cele două capete cu fețe diferite se electrizează diferit, unul pozitiv și celalt negativ. IX. Epidotul e un silicat de calciu, aluminiu și fer și cuprinde și apă de constituțiune. El cristalizează în prisme clinorombice de coloare verde închis, cari cresc adesea împreună, formând grupări radiale. XXVI. CLASIFICAREA ELEMENTELOR încă dela începutul secolului trecut s’a căutat a se introduce, deodată cu noțiunile nouă, oarecari încercări de clasificare, cari erau însă cu totul empirice. Nici până acum nu avem o adevărată clasificare, îndestul de desăvârșită în chimie. Unitatea materiei. Prout în Anglia și mai târziu Dumas în Franța au căutat cei d’intâiu a introduce o vedere mai generală, adunând fapte prin cari să probeze că materia este unică și că dînsa, în cea mai simplă expresiune, s’ar găsi în hidrogen, Toți ceilalți corpi simpli nu ar fi decât niște stări alotropice ale hidrogenului, creați prin condensarea materiei lui în molecule. In realitate numeroase greu- tăți atomice par să confirme această vedere, întru cât sunt mul- tipli de unu. Aceste vederi au fost cnmbătute cu deosebire de Stas, care a dovedit că multe greutăți atomice nu sunt multiplii întregi ai greutăței atomice a hidrogenului. Totuși numeroase cazuri ne duc la rezultate foarte apropiate. In 1869, marele chimist rus Mendelejeff a pus bazele unei cla- sificări științifice care pune în evidență faptul, că proprietățile ele- mentelor sunt funcțiuni periodice ale greutății lor atomice. Clasificarea lui Mendelejeff sau Sistemul periodic. Dacă înșirăm greutățile atomice, ale corpilor simpli, începând cu a Litiului (7), cel mai ușor după hidrogen, și sfârșind cu a Uraniului (238,5), vedem că la oarecari intervale cădem peste corpi cari au foarte mare ase- mănare între dânșii: www.digibuc.ro 230 1) Li. Be. B. C. N. O. F. 7,03 9,1 11 12 14,01 16 19 2) Na. Mg. Al. Si. Ph. S. Ci 23,05 24,36 27,1 28,4 31 32,06 35,45 3) K. Ca. Sc. Ti. V. Cr. Mn. Fe. Co. Ni. Cu. Zn. Ga. Ge. As. Se. Br. 39,15 40,1 44,1 48,1 51,2 52,1 55 55,9 59 58,7 63,6 65,4 70 72,5 75 79,2 79,96 4) Rb. Sr. Y. Zr. Nb. Mo. --- Ru. Rh. Pd. Ag. Cd. In. Sn. Sb. Te. I. 85,5 87,6 89 90 94 96 101,7 103 106,5 107,93 112,4 115 119 120,2 127,6 126,97 5) Cs. Ba La. Ce. Nd. Pr. Sa. --- ■--- --- --- Gd. Tb. --- Er. --- --- 132,9 137,4 138,9 140,2 143,6 140,5 150,3 156 160 166 6) --- ---. Yb. --- Ta. W. ---. Os. Ir. Pt. Au. Hg. TI. Pb. Bi. --- -- 173 183 184 191 193 194,8 197,2 200 204,1 206,9 208,5 7) --- --- ---. Th. ---. Ur. --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 232,5 238,5 www.digibuc.ro 231 S’au format astfel 7 șiruri orizontale, numite perioade, între cari două sunt cu câte 7 termeni, numite perioade mici, și celelalte cu câte 17 termeni, numite perioade mari. Șirurile 5 și 6 sunt ne- complecte și pot să formeze o singură perioadă. In perioadele mici observăm că termenii suprapuși sunt corpi, cari au mare asemănare unul cu altul, precum Na și Li; Be și Mg; F și CI, etc. Același lucru se observă și în cele trei perioade mari, cu deose- bire la capetele lor, astfel avem : K, Rb, Cs ; Ca, Sr, Ba precum și As, Sb, Bi; Se, Te; Br, I, etc. In fiecare dintre aceste perioade se observă o variațiune regulată a proprietăților fizice și chimice. Tabloul următor ne arată clasificarea lui Mendelejeff așa cum e dată azi de învățați. Observând acest tablou, vedem că în gru- pele verticale sunt cuprinse elementele cari formează familii. In fiecare grupă se observă câte un șir mai la stânga, și câte unul mai la dreapta. Aceste șiruri cuprind elementele cari se aseamănă și mai mult, formând subfamilii. Astfel, în grupa I avem, pe de o parte, metalele alcaline și pe de alta metalele cupru — argint—aur. Și tot așâ în fiecare grupă. Observăm de asemenea, că în partea stângă a acestei clasificări sunt cuprinse metalele, iar în partea dreaptă metaloizii. Locurile libere din acest tablou arată corpii care ar putea fi des- coperiți și ale căror proprietăți generale pot fi prevăzute mai dinainte. Astfel s’a întâmplat cu descoperirea Galiului la 1875, făcută de Lecoq de Boisbaudran, a cărui greutate atomică = 70,9, pe când Mendelejeff la 1869 îl prevăzuse în tabela sa sub numele de eka- aluminiu dându-i greutatea atomică = 69. De asemenea la 1886 Winkler descoperi Germaniul (72,3), pe care-1 prevăzuse Mendelejeff la 1871 sub numele de ekasiliciu cu greutatea atomică 72. Tot așâ au mai găsit loc în sistemul pe- riodic, Scandiu, Radiu, gazele nobile (grupa zero) și alte ele- mente. Observare. Comisiunea internațională însărcinată cu stabilirea greutăților atomice, întemeindu-se pe anumite considerațiuni, a calculat greutățile ato- mice față cu greutatea atomică a oxigenului luată 16. Hidrogenul are în acest caz greutatea atomică 1,008. Noi ne-am servit de aceste greutăți atomice internaționale. www.digibuc.ro SISTEMUL PERIODIC AL ELEMENTELOR. 232 Formulele com- Grupa Grupa Grupa Grupa Grupa Grupa Grupa Grupa Grupa binațiunilor eu 0 I II III IV V VI VII VIII hidrogenul sau MX MX, MX, MX4 MX, MX, MX cu halogenii M.O MO M.O, MO. M.O, MO, M.O, Idem cu oxigenul --- MO, MO, MO Perioada Seria He4 W8 Be,., B„ Nh,0. O,, P,8 I 1 IA,03 II 3 Ne20 ^aî3.O5 M 034.36 $*28.4 PS1 $32.06 ^35.45 Ol ^39,9 ^39.1 Se441 T^S.l V,,.. ^r52.1 Mn55 ^55.9 Ca sb ^58.7 Cu83lfl ^a65.4 Gh7o Ge,,., Asj6 SC70,2 ^*'79.86 ■v ; ^^85,5 ^*87.6 lso Zl'oo o Nby4 MofiC Rulcl 7 Rh10a Pd 106.5 Krs„. ^8107.83 dii»,4 I“,.8 $uu9 8^120,2 ^127,6 ^126 97 8 Xe1M 150 3 9 ^S132.8 ka^go CeH0 26 6 ?Pr!40 5 ?Tu171 V ^■ai97.2 i’Tbijo Pb '’lU’iss 11 184 Oslfli ^ri93. Pt)94,8 10 37.4 ?Vbl7S 4 w206,8 Ta, 8, 11 ■H»200 B1,o8>5 VI 12 --- 811,25 --- Tlljsj.S --- U23S.6 --- www.digibuc.ro CHIMIA ORGANICĂ XXVII. NOȚIUNI PRELIMINARE. Corpii organizați, plante sau animale, în timpul vieței lor, pro- duc în mod normal numeroase combinațiuni, cari nu se produc în alt mod în natură și cari se numesc corpi organici. Acești corpi (vezi pag. 29) sunt compuși din carbon, pe lângă care se mai află hidrogen, oxigen, azot, sulf, fosfor, clor, fer, sodiu, potasiu, calciu, etc. In total, în corpii organici și chiar în corpii organizați, cari i au format, nu s’au găsit până acum, afară de carbon, decât cel mult 15 elemente din cele 80 cunoscute. Partea chimiei care se ocupă cu studiul corpilor organici se nu- mește chimia organică. Prin mijloacele de sinteză, foarte numeroase, de care dispune chimia organică, sJau putut face din elemente nu numai corpii organici naturali, dar și numeroși alții cari nu sunt produși de plante și animale. Aceștia pot să conțină în molecula lor, pe lângă carbon, nu numai corpii simpli citați mai sus, dar foarte multe din cele 80 elemente cunoscute până acum. Chimia organică poartă de obiceiu numele de chimia carbo- nului, de oarece prin studiul corpilor organici, atât naturali cât și sintetici, nu facem altceva decât a ne da seamă despre modurile variate în cari carbonul se combină cu unul, două sau mai multe elemente deodată. Pentru a înțelege bine modul cum aceste combinațiuni variate pot să se formeze, trebue să studiăm, cu deamănuntul, carbonul care e punctul de plecare și fără care nu poate să existe nici un corp organic. Carbonul ca element a fost studiat la metaloizi (vezi pag. 148—153), iar în ce privește modul de a se combină el funcționează ca tetra- valent, și în unele cazuri ca bivalent. www.digibuc.ro 234 Dintre compușii principali ai săi se studiază de obiceiu în chimia neorganică acidul carbonic, oxidul, bioxidul și sulfura de carbon (vezi pag. 153), al căror loc va fi mai bine determinat în urma stu- diului acizilor organici. Elementele, cari intră mai des în compoziția corpilor organici, sunt: C, H, O și N. Carbonul poate să se combine cu fiecare în parte sau cu mai multe dintre ele de odată; astfel avem. Combinațiuni binare, formate din carbo^ unit numai cu un alt element oarecare, precum : CH₄ CO₂ c₂n₂ Metan. Bioxid de carbon» Cianogen. Dintre acestea mai numeroase și mai însemnate sunt cele făcute din carbon și hidrogen și numite hidrocarbure. Combinațiuni ternare, formate din carbon unit cu două alte elemente oarecare, precum : C₂O₄H₂ Acid oxalic. CNH Acid cianhidric. Combinațiuni cuaternare, făcute din carbon unit cu trei alte elemente, precum: CNOH acid cianic. Chimia organică dispune de aproape 100,000 corpi. Numeroși sunt produși prin plante și animale, restul e produs prin transfor- marea primilor, sau direct prin sinteză. Aceștia din urmă tind a luă un rol covârșitor prin marele lor număr și prin importanța lor tot mai mare în industrie. Principii imediați — vezi analiza imediată pag. 22 — se numesc substanțele ce se pot extrage, cu oarecare ușurință, din plante și ani- male. Astfel oleul de roze, sau de terebentină, sunt principii ime- diați ; tot astfel chinina sau morfina. Primii 2 sunt amestecuri de mai mulți corpi organici, pe când cei 2 din urmă sunt corpi curați. Clasificarea corpilor organici. De regulă, pentru a se putea stu- dia numeroșii corpi din chimia organică nu se ține seamă numai de numărul și natura elementelor, care-i formează, dar cu deose- bire și de proprietățile lor fizice și chimice, cari sunt în raport direct cu modul de grupare al atomilor în moleculă. Toți corpii orgânici sunt împărțiți în mai multe familii după funcțiunea lor, adică după modul cum funcționează in diferitele lor reacțiuni. Aceste familii sunt destul de numeroase și se înmulțesc încă ne- contenit prin cercetările nouă. Principalele fnncțiuni cunoscute în chimia organică sunt urmă- toarele : 1. Hidrocarbure 5. Chinone 9. Nitrili 2. Alcooli și fenoli 6. Acizi 10. Nitroderivați 3. Aldehide 7. Amine 11. Oxime 4. Cetone. 8. Amide. etc. etc. www.digibuc.ro 235 XXVIII. HIDROCARBURE. Prin hidrocarbure înțelegem corpii, cari sunt constituiți numai din carbon și hidrogen. Acești corpi sunt foarte numeroși și ser- vesc ca schelet tuturor celorlalți corpi organici, cari sunt formați prin substituirea oare căror radicali sau elemente în locul hidro- genului din molecula lor. Există dar o legătură strânsă între hidro- carbure și celelalte funcțiuni, astfel în cât acestea nu pot fi studiate și înțelese fără cunoașterea de aproape a hidrocarburelor. Numărul mare al hidrocarburelor este posibil numai din cauză, că atomul de carbon e de regulă tetravalent și că poate să se combine cu el însuși de mai multe ori pentru a da naștere la molecule din ce în ce mai avute în carbon. In toate combinațiunile organice s’a dovedit, că cele patru valențe ale carbonului sunt cu totul identice. Modul în care atomii de carbon se leagă între dânșii pentru a da molecule este următorul : H—C-H O moleculă de carbon (ipotetică) Etina (Acetilena) Etena (Etilena) H H । H---C---H H---C---H H-C---H H 1 1 H Etanul Metanul Astfel un atom de carbon, în metan, se combină cu 4 atomi ■de hidrogen din cauză că toate cele patru valențe ale sale sunt li- bere. In etan, fiecare atom de carbon are câte trei valențe libere; din cauza aceasta cei 2 atomi de carbon se combină cu 6 atomi de hidrogen. In etenă și etină, atomii de C fiind legați prin două și trei va- lențe, nu mai rămân libere decât 4 sau 2 din valențele lor, ceea ce face că molecula etenei are numai 4 atomi de H și a etinei numai doi. Pentru ca doi atomi de carbon să fie legați între ei se perd cel puțin două valențe; pentru a putea formă molecule cu trei atomi de C, se vor perde cel puțin 4 valențe; cu patru atomi de C se vor perde 6 valențe; cu 5 atomi de C, 8 valențe, etc. www.digibuc.ro 236 H H 1 H---C---H H H---C---H 1 H H---C---H 1 H---C---H H H---C---H 1 H---C---H 1 H---C---H 1 H---C---H 1 H C---H 1 H---C- -H 1 H---C---H 1 H H---C---H 1 H- -C---H Metan H H---C---H H 1 Propan 1 -C---H H H H Etan Butan Pentan Observând aceste formule putem vedea următoarele: Numai în metan atomul de carbon e combinat cu 4 atomi de hidrogen. In celelalte hidrocarbure de acest fel atomii de carbon dela capete au câte 3 atomi de hidrogen, iar cei dela mijloc nu- mai câte 2 atomi de hidrogen. Această regulă se aplică numai în cazul când atomii de carbon sunt legați între ei prin câte o sin- gură legătură, adică prin câte o singură valență. Hidrocarbure saturate. Aceste hidrocarbure cuprind cantitatea cea mai mare posibilă de hidrogen, pentru un număr dat de atomi de carbon. Ele nu pot să mai primească alți atomi de hidrogen în plus, fără ca să se desfacă legăturile dintre atomii de carbon. Din această cauză ele se numesc hidrocarbure saturate. • Formula generală a hidrocarburelor saturate. Dacă un atom de C cere 4 atomi H pentru a-și satisface valențele sale, ar trebui ca n atomi de C să ceară 4 n atomi de H. Perderile de mai sus în H sunt: pentru etan 2, adeca in raport cu numărul atomilor de carbon = 2 X ² — ² 1 pentru propan 4 = 2 X ³ — ² > pentru butan 6 = 2X4 — 2 ; pentru propan 8 = 2 X 5 — 2. Prin urmare pentru o hidrocarbură cu n atomi de C numărul valențelor per- dute ar fi 2 X n — 2, iar numărul atomilor de H, care intră în combinațiune este: 4n — (2 / n - 2) = 4n — 2n -)- 2 = 2n -)- 2. Formula hidrocarburei cu n atomi de carbon va fi prin ur- mare: CnH2n+2. Dacă dăm lui n diferite valori întregi vom avea un număr ne- sfârșit de hidrocarbure, s. ex.: n = 1 CH₄ n = 5 C5H12 n = 35 C35H72 etc. etc. Prin urmare, CₙH₂ᵤ+2 reprezintă în mod general formula hi- drocarburelor saturate. Fiecare termin din această serie se de- osebește de cel precedent prin rațiunea CH₂ în plus și de cel ur- www.digibuc.ro 237 mător în minus. Fiecare termin se numește homologul superior al celui precedent și homologul inferior al celui următor. Hidrocarbure nesatnrate. Atomii de carbon, după cum am văzut mai sus, pot fi legați și prin două sau chiar trei legături, astfel încât putem să prevedem posibilitatea de a formă alte serii de hidrocarbure mai puțin avute în hidrogen, d. ex.: CH* --- H2 = CH, (necunoscut) ch3 ch2 CH, CH 1 --- h2 = II - H2 = | ch3 ch2 ch2 CH ch3 ch2 ch2 CH 1 II 1 ch2 --- H, = CH CH --- H, = C ch3 ch3 ch3 ch3 C*HI0 --- H, = C*H8 c*h8 --- h2 = C*H« c6h12 --- H, = C6H10 c6h10 H2 = C5H8 CnHan-l-2 --- Hg = CnHgn CnHân Hg =CnHsn Putem prin urmare să formăm, în acest mod, o succesiune de serii: CnH2n^-2, CnHân, CnH2n— 2) C H211—4, CnH2n— 6, etC. Toate aceste serii, afară de prima, poartă numele de serii ne- saturate din cauză că au totdeauna două, patru, sau n valențe {tot- deauna un număr pereche) disponibile, care pot, în condițiuni a- numite, să fie satisfăcute cu hidrogen sau alți radicali monovalenți, fără ca ultima legătură dintre atomii de carbon să fie desfăcută, s. ex.: CH CH₂ CH₂ CH₂ CI 11 + H₂ = I + Cl₂ = I CH CH₂ CH, CH₂ CI Etan biclorat. In fiecare serie, homologii diferă între ei prin rațiunea CH₂ în plus sau minus; această rațiune (CH₂) se numește rațiunea de ho- mologie. Nomenclatura hidrocarburelor. Nomenclatura cea mai simplă a fost propusă de A. W, Hofmann și are de bază numărul atomilor de carbon, terminat prin un sufix special pentru fiecare serie; astfel pentru hidrocarburele din seria saturată CₙH2n+2 avem sufixul a», pentru cele din seria CₙH2n sufixul en, pentru cele din seria CnHgn—2 in, s. ex. : www.digibuc.ro 238 c h4 Protan sau Metan C2H4 Deutenă sau Etenă; C2H2 Etină sau Acetilenă C,H, Deutan sau Etan; CjH, Tritenâsau Propenă CSH4 Tritină sau Propină csh8 Tritan sau Propan C,H„ Tetrenă sau Butenă C.H, Tetrină sau Butină c4h10 Tetran sau Butan c6h8 Pentină c6h„ Pentan C6H10 Pentenă C.H10 Hexină C,HU Hexan C,H12 Hexenă C,H„ Heptină C,H„ Heptan C,H14 Heptenă. csh,4 Octină C3H18 Octan c8h18 Octenă C„H„ Dodecan C12H24 Dodecenă Ci2H22 Dodecină etc. etc. etc. etc. etc. etc. Hidrocarbure isomere. Până acum am văzut, că atomii de C se află legați astfel în moleculele hidrocarburelor în cât formează nu- mai șiruri (catene, lanțuri) drepte. Dacă numărul atomilor e mai mare decât trei, aceștia pot fi așezați și în alte moduri în moleculă, dând naștere la corpi, cari deși au același număr de atomi de carbon și hidrogen, au proprietăți fizice și chimice deosebite. ,Astfel de corpi se numesc hidrocarbure isomere. Astfel în seria saturată Cₙ Han+a avem următorii isomeri (Cay- ley 1875): Isomerii cunoscuti posibili CH₄......................................... 1 1 ch₃ ch₃......................................... 1 1 ch₃ ch₂ CH₃ ........................................ 1 1 ch₃ ch₂ ch₃ I I CH₂ HC—CH₃ CH₃ CHₛ................................... 2 2 CH₃ ch₂ ch₃ I I CH₂ HC—CHₛ CHₛ I I I ch₂ ch₂ h₅c—c—chₛ I I I CH₃ CH₃ CH₃...................... 3 3 www.digibuc.ro 239 CHS CH₂ CHₛ ch₃ I I ch₃ hc—ch₃ ch₂ ch₃ ch₃ I I I ch₂ ch₂ hc—ch₃ h₃c—c—ch₃ hc—ch₃ ch₂ ch₂ ch₂ ch₂ hc—ch₃ III I CH₃ CHₛ CHₛ CHₛ CHₛ 5 5 QHi#............................................ c₈h₁₈........................................... c₀h₂₀........................................... c₁₀h₂₂ . . ..................................... c„h₂₄..................... ..................... C₂₂H₂₈ ................... .................... C₁₃H₂₈ ......................................... 5 9 2 18 5 35 6 75 1 159 1 357 1 799 etc. Prin urmare, afară de cei dintâi trei termeni ai seriei, la toți ceilalți avem doi sau mai mulți isomeri. Numărul isomerilor crește foarte mult la moleculele cu mulți atomi de carbon. La hidrocarburele nesaturate mai intervin și le- găturile duble sau triple care pot avea diferite poziții în lanțul hi- drocarburei. Astfel putem avea.' CH, CHS CH CHS 1 1 CH CH C C i 1 CH, 1 1 C i CH ch8 1 1 1 1 CHS CHS CHS CHS Butena x Butena 2 Butina x Butina 2 Hidrocarbure liniare și hidrocarbure arborescente. Rezultă dar» că numirile date hidrocarburelor ca: butan, pentan, hexan, etc., nu sunt ale unui singur corp, ci sunt comune la mai mulți iso- meri, căci avem 2 butani, j pentani, j hexani, etc. Acești isomeri se deosibesc în numire, după cum atomii de car- bon sunt înșirați în linie dreaptă sau în linii frânte. In cazul întâiu hidrocarbura se numește normală sau liniară, în cașul al doilea este nenormală sau arborescentă. Nomenclatura hidrocarburelor arborescente. Am văzut (pag. 237) cum se numesc hidrocarburele normale sau liniare. Numirea hidro- carburelor arborescente se face în modul următor: Se consideră ca linie principală catena cea mai lungă posibilă www.digibuc.ro 240 de atomi de C, și ca secundare, sau laterale, catenele ce remân în plus. Se dă catenei principale numirea obișnuită ca și cum ar fi o hidrocarbură normală și se face să urmeze numirile celor secun- dare, considerându-le ca radicali, alipiți de catena principală; se arată apoi, cu un număr, pozițiunea fiecărei catene secundare față cu catena principală. Luând exemplul hidrocarburelor cu 6 atomi de C, dat mai sus, vom avea : I II III IV ch3 CHS 1 1 ch3 CHS HC---CHS ch2 1 1 1 1 HC---CHS HSC---C---CH3 ch2 HC---CH3 1 I HC -CH3 ch2 ch2 CH, 1 1 1 1 ch3 ch3 ch3 CHS Pentan-metil 2. Pentan-metil 3. Butan-dimetil 2. 3. Butan-dimetil 2. 2. Hidrocarbure ciclice și acilice. Observăm, că afară de catenele liniare și arborescente mai avem și catene închise, numite și catene ciclice, pe când cele lineare și arborescente se numesc și aciclice. Astfel avem : CH₂ C₃H₈ CH I CHS Propenă. CH» II CH I CH» c₈h₁₂ I ch₂ ch₂ I CHS Hexena. x. CHS CH₃ I CH CH» I I CH CH CH» CH I I CH» CH» I CHS cH₃ Hexena. 2. Hexena. 3. ch₂ H₂C—CH₂ Ciclopropan. H»C ch₂ H₂C ch₂ ch₂ ch₂ Cîclochexan. Cum se poate lesne observa, hidrocarburele ciclice sunt isomere cu acele corespunzătoare aciclice (cu un acelaș număr de C) având o dublă legătură așezată or unde în catenă. Observare. Toate hidrocarburele cu catena închisă, din această serie, joacă rolul de hidrocarbure saturate, de oarece nu au nici o valență disponibilă www.digibuc.ro 241 *(în stare latentă); toți atomii deC sunt legați între ei prin câte o singură va- lență, întocmai ca la hidrocarburele saturate aciclice. Ele vor purtă prefixul ciclo, pentru a arătă ca lanțul de atomi de carbon e închis, și sufixul an, pentru a arătă că ele joacă rolul unor hidrocarbure saturate. Hidrocarburele ciclice au proprietăți adeseori foarte deosebite de .acelea ale hidrocarburelor aciclice. Din această cauză hidrocarbu- rele și corpii cari derivă din ele s’au împărțit în două grupuri mari: Grupul I cuprinde hidrocarburele aciclice din seriile CnHan+s, CnHan, CnHsn-2, CnHan-i, CnHân 6 precum și corpii, cari derivă din ele. Intre acești corpi se află și grăsimile, din care cauză multă vreme această parte s’a numit seria grasă. Grupa II cuprinde hidrocarburile ciclice dela seria CₙHan și cele următoare CnHan-a, etc., până la CnHgn-ia- Intre acestea se află și multe din esențele plantelor aromatice, •din care cauză grupul acesta s’a numit seria aromatică. Fiindcă în anii din urmă s’a demonstrat, că multe din substanțele mirositoare ale esențelor de flori sau de fructe (esența de roze, de lă- mâie, de portocale, etc.), derivă din hidrocarburele aciclice nesatu- rate, și nu din cele ciclice, s’a schimbat numirea acestor două grupe mari de substanțe în modul următor: în loc de seria grasă se spune seria aciclică și în loc de seria aromatică se spune Seria arilică. Radicali hidrocarbonați. Oricare hidrocarbură, ciclică sau aci- clică, lineară sau arborescentă, poate să piardă unul, doi sau mai mulți atomi de H pentru a da radicali mono-, bi-, etc., poli-valenți. Acești radicali nu pot există decât în combinațiuni. Numele lor -se formează din al hidrocarburelor în modul următor : ch4 --- H = ch3, metiZ c2h8 --- H = CsH6, otil c3h8 --- H = c3h„ propil C8H1z --- H =! c6h„, Ciclohex-iZ c„h6 --- H = CoHs, Fen-iZ. Din cauză că atomul de H se poate luâ dela diferiți atomi de •O din moleculă, se nasc numeroși radicali isomeri. Se pot numi trei feluri din aceștia, după cum hidrogenul Ca -I- 2H₂O C . CH OH Carbura de calciu. Proprietăți. Etina e gazoasă la temperatura ordinară, are den- sitatea 0,91. Ea a fost lichefacută la 0° sub presiune de 21 at- mosfere. www.digibuc.ro 251 Se disolvă într’un volum egal de apă și e mai solubilă în alcool și eter, și mai cu seamă în acetonă, care disolvă 25 volume acetilenă. Sub influența căldurii etina se condensează trans- formându-se în fen = ben- zen (Berthelot 1865, fig. 267): 3C₂H₂ = C₀H₀. Acest fapt se numește polimerizare. Corpii po- limeri au aceeași canti- tate la sută de fiecare din elementele care formează molecula lor, și se deo- sebesc prin greutatea lor moleculară și prin pro- Flg" ²⁶⁷‘ Polⁱmerⁱzarea etmei. prietățile lor. Fiind o hidrocarbură nesaturată, etina poate formă compuși de adițiune. Astfel avem: CH H CH₂ Iii + I = II CH H CH₂ Etina. Etena. CH CI CHC1₂ ; II + 2| = | CH CI CHC1S Etan te- traclorat CH H CH, ; III +1 =11 CH CI CHC1 Etena mo* noclorată. Prin oxidare se poate transformă în acid oxalic. CH + CH COOH 40 = | COOH Un amestec de acetilenă și oxigen sau aer produce o explozie prin aprindere. Experiența se face ca la metan sau hidrogen ; dar e mai primejdioasă. Carbura de calciu C₂Ca sau Carbidul se fabrică prin încălzirea într’un cuptor electric a unui amestec de var nestins și cărbune. La temperatura înaltă de 3000°, cărbunele reduce oxidul de cal- ciu, iar calciul pus în libertate se combină cu cărbunele dând car- bura de calciu: CaO -|- 3C = C₂Ca + CO. Ea e o masă cristalină de culoare cenușie închisă și are uneori strălucire metalică. Carbura tecnică, din comerț, mai cuprinde și alte substanțe, ca fosfură de calciu, sulfură de calciu, ș. a. Din această cauză, odată cu acetilena se mai dezvoltă și puțin hidrogen fos- forat, hidrogen sulfurat, care îi dau, se pare, acetilenei un miros greu și neplăcut și o fac în acelaș timp foarte otrăvitoare. Carbura de calciu slujește la prepararea acetilenei. Pentru aceasta e deajuns să o punem în atingere cu apa (vezi reacțiunea dela p. 250). Aparatele pentru fabricat acetilenă sunt de foarte multe feluri. In www.digibuc.ro 252 unele se lasă să pice apa în picături peste carbura dintriun re- zervor, în altele se lasă să cadă bucățele mici de carbură în apa din rezervor. Toate funcționează automatic. Acetilena produsă astfel e trecută mai întâi printr’un aparat de curățire și pe urmă e cu- leasă (în instalațiile mari) într’un gazometru. Pentru 1 kg. carbid e nevoe de ’/□ litru de apă; se dezvoltă astfel 300 litri acetilena. Lămpile cu acetilena au deschiderea pe unde iese gazul foarte fină. Numai în acest caz acetilena arde cu lumină albă străluci- toare, Când deschiderea e prea mare, atunci iese prea multă ace- tilenă si arderea are loc cu fum, datorit carbonului care nu găsește oxigenul trebuincios. Lumina acetilenei e liniștită și plăcută peutru ochi. Aprinderea lămpilor de acetilenă trebue să se facă numai după ce s’a gonit tot aerul din aparat (vezi pag. 39). Exploziile cu aceti- lenă sunt mai totdeauna foarte puternice și primejdioase. Var-azotul. Carbura de calciu mai servește astăzi la fabricarea unui îngrășământ pentru pământul arabil, numit var-azotul. Acesta Fig. *68' Cuptorul dectrie al lui Moissan, se fabrică trecând azot peste carbura de calciu încălzită într’un cuptor. Azotul trebuincios e scos din aerul lichid sau din atmos- feră cu ajutorul cuprului încălzit (pag. 120). Var-azotul răspândit pe pământ dezvoltă amoniac trebuincios plantelor (a se vedea și pag. 122). Cuptorul electric de care am vorbit mai sus e încălzit cu aju- torul căldurei produse de un curent electric puternic. El a fost in- www.digibuc.ro 253 trodus în știință de Moissan, care s’a slujit în cercetările sale de cuptorul arătat în fig. 268. Acest cuptor e făcut din var nestins. In partea de jos se pune creuzetul cu substanțele cuvenite. De o parte și de alta a creuzetului, ceva mai sus, sunt două șanțuri în care sunt așezați cilindrii de cărbune între care se produce arcul voltatic. In capacul care se așează deasupra se află o scobitură boltită care reflectă asupra creuzetului căldura produsă. Temperatura atinsă în acest cuptor stă în legătură cu tăria curentului și variază dela 2000°—3500°: la această din urmă temperatură varul se topește și curge ca apa. Din cauză că varul e rău conducător de căldură, temperatura înaltă e concentrată în spațiul răstrâns din jurul creu- zetului. ^■Fig. 269 arată un cuptor electric pentru prepararea carburei de calciu. Fig> 269. Cuptor electric pentru carbura de calciu. Importanța acetilenei. In afară de importanța ei practică, pu- tând sluji la luminat și încălzit, acetilena mai are o mare impor- tanță teoretică. Am văzut, că Berthelot a obținut acetilenă com- binând de a dreptul carbonul și hidrogenul cu ajutorul descărcă- rilor electrice. Prin hidrogenare am văzut, că acetilena frece în etenă și etan. Prin polimerizare trece în fen, iar fenul însuși poate trece în alte hidrocarbure. Dela toate aceste hidrocarbure se pot obține derivați, cari la rândul lor dau alți derivați, și așa mai de- parte. Urmează de aici o încheiere nespus de însemnată. Putem prepară adică nenumerați corpi organici numai cu ajutorul forțelor fizice și chimice și fără ajutorul vieței. într’o vreme se credea, din contra, că chimistul nu poate face corpi organici; el trebue să se mulțumească cu rolul modest de a scoate corpii organici din plante și animale, unde se formează în timpul vieței. Wohler, cu sinteză ureei, și Berthelot au avut prin urmare marele merit de a fi îndrumat chimia organică pe o cale nouă, cale care a făcut cu putință sinteza unui foarte mare număr de corpi organici naturali, precum și a unui număr și mai mare de corpi organici care nu există în natură, (vezi și importanța chimiei, pag. 24). www.digibuc.ro 254 Am văzut (pag. 251), că acetilena trece prin hidrogenare în etenă, că etena dă cu acidul sulfuric un sulfat acid de etil, și că acesta poate fi transformat în alcool (pag. 249). Se întrevede, prin urmare, pu- tința de a se crea o industrie nouă, aceia a fabricării alcoolului pe cale chimică, nu agricolă ca azi. S’ar plecă dela var și cărbune, care dau carbură de calciu; s’ar obține, cu aceasta, etină, iar prin hidrogenarea etinei s’ar obține etena dela care s’ar trece ușor la alcool. Toate operațiile acestea se pot face astăzi industrial, afară de hidrogenarea etinei. Dificultatea pe care o întâmpinăm astăzi este că, prin hidrogenarea etinei, nu obținem decât mici cantități de etenă; cea mai mare cantitate de etină se transformă în etan. Când se vor găsi mijloace practice pentru a trece dela etina la etena, alcoolul de sinteză va fi un produs comercial și va înlocui, poate, pe cel produs prin fermentațiune. Generalități asupra seriei CₙH₂ₙ-2 ” 1. In această serie întâlnim de asemenea creșterea temperaturi- lor de fierbere și de topire pe măsură ce crește numărul atomilor de carbon din molecula hidrocarburei. Astfel, în vreme ce etina e un gaz, octina I., CH __ C — (CH₂)₆ — CHS fierbe la -|- 171°. 2. Hidrocarburele din această serie au toate proprietatea, ca a- cetilena, de a intră în reacțiuni ca tetravalente, din cauza celor 4 valențe care sunt în stare latentă adică se saturează reciproc, două câte două, fără a fi satisfăcute prin alte elemente sau radicale. 3. Aceste hidrocarbure pot fi de 2 feluri, după modul cum sunt așezate în moleculă cele 4 valențe în stare latentă. In hidrocarbu- rele acetilenice avem 2 atomi de carbon legați prin 3 legături, iar în izomerele lor sunt 3 atomi de carbon legați prin câte 2 legături: CH C CHS Propina (Metil acetilena). CH, C I ch₂ Propandien. Seria CₙH₂ₙ-4 In această serie, hidrocarburele mai bine cunoscute sunt acele cu catenă ciclică. Se cunoaște astfel o grupă întreagă de corpi, numiți terpene, sau terebentene, dintre cari foarte multe există în natură. Terpenele au toate aceiași compoziție: Ci₀ H₁₈, sau un polimer al acesteia. C₂₈ H₂₂, C^₈ H₈4. Ele sunt destul de numeroase; le găsim în esența de tereben- tină, de ienuper, de cuișoare, de lamâe, de portocale, de berga- mot, etc. etc. www.digibuc.ro 255 Ele sunt lichide și fierb între 144’ și 180°. Terebentena (esența de terebentină) se obține prin distilarea terebentinei cu vaporii de apă. Terebentina este productul care se secretează de arborii răși- noși ca: bradul, moliftul, etc. Prin distilare cu apă ea se împarte în terebentena, volatilă și colofoniu (sacâz), nevolatil, care remâne în retortă. Esența de terebentină e lichidă, și fiindcă nu e un produs unic, ci un amestec de mai multe terpene, ea are o densitate ce variază între 0,85 și 0,91 și un punct de ferbere de 145’—165’. Lăsată fiind la aer, absoarbe oxigenul, se îngroașă și se face rășinoasă. Slujește la fabricarea lacurilor și lustrurilor. Colofoniu are foarte multe întrebuințări industriale: la lipirea obiectelor de metal, la fabricarea săpunurilor de rășină, la facerea lacurilor și în fabrici de hârtie pentru încleitul pastei de celuloză, etc. Trecând HC1 gazos în esență de terebentină se obține un com- pus cristalizat, având formulă Ci₀Hi₆‘HC1, care a fost numit, pe nedrept, camforă artificială, din cauza aspectului și mirosului său, cari seamănă cu ai camforei. Prin camfora artificială trebue să înțelegem azi adevărata cam- foră (CioHisO) ce se obține, chiar industrial, pe cale sintetică. A se vedea aprinderea terebentenei în clor (p. 71) și în acid azotic (fig. 155). Seria CₙH2n-6 Aceasta este una din seriile cele mai importante. Corpii cari o formează sunt foarte numeroși și bine cunoscuți. Primul corp dintre ei este fenul = benzenul, dela care derivă toți. Pentru a putea fi studiată această grupă de hidrocarbure, e necesar a se cunoaște bine formula de constituție a fenului. Constituția fenului și a hidrocarburelor din seria CnHan-s La 1865 Kekule, bazat pe tetravalența carbonului, pe formula brută a benzenului, și pe proprietățile lui și ale derivaților săi, pro- puse ca formulă de constituție a acestuia următoarea, cunoscută sub numele de hexagonul lui Kekule: H C Fen (Benzen) = Ciclohexantrien, căci are trei duble legături și de- rivă dela Ciclohexanul CoHi», prin pierdere a 3H₂ (Vezi pag. 240). C H H—C C—H I H—C C—H www.digibuc.ro 256 La 1866, în urma sintezei fenului făcută de Berthelot prin poli- merizarea etinei prin căldură, această formulă capătă o valoare mai mare prin faptul că ea arată modul de grupare al celor trei mo- lecule de etină în timpul polimerizării lor. Cu ajutorul acestei formule putem să ne explicăm nu numai corpii, cari se cunosc, dar și pe acei, ce pot fi descoperiți pe viitor. Toate lucrările nouă făcute dela 1865 până acum, prin care s’au obținut foarte mulți corpi, au confirmat pe deplin această formulă de constituție. In seria CnHgn-s se cunosc numeroși termeni homologi, cari di- feră între ei tot prin rațiunea CH₂, precum : CjHg C9 H₁₂ C₁₂H₁₈ C-Hₛ CioHn Ci₃H₂o CgHjo CᵤH₁₆ Prin formula de mai sus putem să ne explicăm constituția lor ; pentru aceasta nu avem decât să substituim, în parte sau in total, hidrogenul fenului prin radicali monovalenți : metil, etil, propil, etc. Astfel corpii de mai sus devin următorii: C₈ Hg C₇ Hg = CgH₆—CHₐ metil-fen. C₈ H₁₀ = CgH₆—C₂H₆ etil-fen. C₉ H₁₂ = CₒH₆—C₃H₇ propil-fen. CigHji = CgH₆—C₄H₉ butii fen. etc. Isomeri prin compensațiune. In ce privește metilfenul, numit și toluen, nu putem avea decât un singur corp, de oarece nu avem alt radical hidrocarbonat monovalent, mai puțin avut în carbon, decât metilul. In ce privește însă etilfenul și homologii săi superiori, ușor pu- tem vedea natura isomerilor lor, căci în loc de a scoate un atom de H dela fen și a-l înlocui prin etil, propil, etc., putem să scoa- tem doi sau mai mulți atomi de H și să-i înlocuim prin radicali mai puțin avuți în C și H, cari însă prin suma atomilor de carbon și hidrogen din moleculele lor se compenseze pe aceia ai etilului, propilului. etc. Corpii cari se nasc astfel, sunt isomeri prin compensațiune, de ex. : CgHjg C9H12 CiqHji CgHB---C2H6 CgHg---C3H7 CgH6---C4H9 Etilfen. Propilfen. Butilfen. CaH4---(CH3)2 CgH3 (CH3)3 C.HS (CH3)4 Dimetilfen. Trimetilfen, Tetrametilfen. C₆H₄(C₂H₆)₂ Dietilfen. www.digibuc.ro 257 C₆H. CHS c₂hₛ Metibetilfen, C H (CHs)« Dimetibetilfen. c n CHs MUj \ /- TT CjllȚ Metil-propilfen. Isomeri prin pozițiune. Numărul acestor isomeri este mult mai mare, prin faptul că în molecula fenului, îndată ce avem 2 atomi de hidrogen substituiri, obținem trei corpi diferiți după pozițiunile, pe cari radicalii introduși le ocupă în moleculă; astfel se cunosc trei dimetilfeni, cari au constante fizice cu totul deosebite: C—CHS C—CHs C—CHs / Z\ C —CHS HC CH HC CH I II ¹¹ I II ¹¹¹ I CH HC C—CHs HC CH \Z \Z C C—CHs H Korner la 1877 propuse pentru acești corpi o nomenclatură bazată pe vederile următoare: Toți atomii de C din molecula fenului au aceeași însemnătate, ■ceea ce explică pentru ce derivații monosubstituiți nu au nici un isomer prin pozițiune. Dacă un al doilea radical, identic sau nu, se va substitui în aceeași moleculă, el va putea să ocupe pozițiunile arătate mai sus, la di- metillen și să dea naștere la trei corpi deosebiți. Pentru a explică aceste fapte, Korner a propus să se numeroteze atomii de C din ' moleculă în modul următor : H /1\ H—C6 2C—H II I H—C5 3C—H \4/ C I H Când primul radical este substituit d. e., în poziția 1, și al doilea într’o poziție imediat vecină, adecă la 2 sau 6, corpul ce va rezultă 17 www.digibuc.ro 258 va fi acelaș, căci pozițiile 1.2 și 1.6 sunt identice fiind imediat vecine. Acest mod de substituire se numește orto (I). Când radicalul al doilea este substituit în 3 sau 5, el se află de- părtat, de radicalul substituit în poziția 1, la aceeași distanță, prin atomii de C, 2 și 6. In acest caz substituția se numește meta (II). Când în fine al doilea radical ocupă poziția diametral opusa 4y avem substituția para (III). Astfel pentru dimetilfenul de mai sus vom avea numirile urmă- toare : ortodimetilfen (I), metadimetilfen (II), paradimetilfen (111). Starea naturalii. Aceste hidrocarbure sunt foarte puțin răspân- dite în natură. Câteva dintre ele s’au găsit în petrolurile dela : Rangon (Siam), Baku (Rusia) și din România (P. Poni). Cei dîntâiu- trei homologi s’au găsit și în oleul peștelui Alosa Menhaden. Prepararea. 1. Aceste hidrocarbure se obțin în cantitate mare din productele de distilare ale cărbunilor de pământ. Ele pot fi separate unele de altele prin distilarea fracționată, iar productele superioare prin cristalizare 2. Horn ologii fenului se pot prepara încălzind clorurele, bromu- rele sauiodurele hidrocarburelor saturate împreună cu aceeași de- rivați ai fenului și cu sodiu, (Fittig și Tolens 1865). C₆HBBr + CHₛBr + Na, = C₆HB—CH₃ + 2NaBr Fen monobromat. Metilfen = Toluen. C₆H₄Br₂ + 2CH₃Br -j- 2Na₂ = C₆H₄(CH₃)₂ + 4NaBr Fen dibromat. Dimetilfen = Xilen. 3. Procedeul cel mai practic, cu care s’a obținut foarte mulți homologi ai fenului, a fost introdus de Friedel și Crafts (la 1877). El se bazează pe acțiunea ce o are clorură de aluminiu asupra amestecului de fen și de clorure ale hidrocarburelor saturate. C₆H„ + CH₃C1 + AICI, = C₆Hb — CH₃ + HC1 + AICI, . Reacțiunea aceasta se petrece în două faze : a) C₃Hb + A1C1S = C₆Hb—A1C1₂ + HC1 b) C₆HB—A1C1₂ + CH₃.C1 = C₆Hb-CH₃ -f- A1C1₃ In această reacțiune se obține un amestec de homologi, de oarece clorură de aluminiu lucrează și asupra corpilor formați; astfel în cazul de mai sus vom avea în același timp și reacțiunile următoare: C₆Hb—CHₛ + AICI, = CH₃—C^-AICI, + HC1 CH₃— CₐH₄—AICI, -j- CH₃C1 = ch₃—CbH₄—CHₛ + A1C1S. In acest mod se pot obține s. ex. toți homologii metilați, dela. toluen până la hexametilfen : C₆(CH₃)₈ și se separă unii de alții prin distilare fracționată. Proprietăți fizice. Aceste hidrocarbure sunt lichide și solide. Temperatura lor de fierbere crește dela 80° până peste 400°, în www.digibuc.ro 259 raport cu îngrămădirea atomilor de C în moleculă. Densitatea celor inferioare, ca fenul, etc., este mai mică decât a apei (0,85), iar a celor superioare este mai mare. Ele sunt insolubile în apă, solubile însă în alcool, eter, sau alte lichide. Aceste hidrocarbure disolvă cu ușurință fosforul, iodul, camforul, cauciucul, oarecari alcaloizi și mulți alți corpi. Proprietăți chimice. Hidrocarburele din această serie au proprie- tăți foarte variate din cauza constituțiunii lor; astfel vom avea de studiat două feluri de producte ale lor: de adițiune și de substi- tuțiune. Produșii de adițiune se fac din cauza că moleculele acestor hidrocarbure au câte 6 valențe disponibile, prin cele trei legături duble dintre atomii de carbon. Astfel, supunând fenul la acțiunea clorului, sub influența razelor solare, se pot obține compușii următori: C₆H₆C1ₛ , C₆H₆C1₄ , CₛH₆C1₈. Biclorura fenului. Tetraclorura fenului. Hexaclorura fenului. Ultimul dintre acești corpi va avea ca formulă de constituție: CI H C h\/ \/Cl i I H Ciclohexan hexaclorat= H \ । I / CI Hexaclorura fenului CI ZC H C H CI Produșii de substituțiune sunt de două feluri, după cum se în- locuește hidrogenul din nucleul fenului sau hidrogenul din radi- calul substituit. 1. Elementele halogene pot dă naștere la amândouă acește feluri de produși, după condițiunile în care se face reacțiunea. Astfel putem obține cu toluenul doi izomeri: C₆H₄ < chₛ 4. C₆H₅-CH₂C1 Metilfen paraclorat. Clorură de benzii. Observare. Radicalul C₈H₈' se numește fenil, iar radicalul C₈HS—CH/ se numește benzii. 2. Acidul azotic dă de obicei producte de substituire în locul hidrogenului din radicalul fenului, numiți derivați nitrici. C₆H₆ — CHS 4- NO₂OH = C₆H₅(NO₂)CH₈ 4- h₂o Ortonitrometilfen. www.digibuc.ro 260 In acest mod s'au putut obține derivați nitrici cu mai multe gru- puri NO₂ substituite în moleculă, precum : C₆H₃(NO₂)₃ (1.3.5.) tri- nitrofenul. 3. Cu SO₄H₂ concentrat sau fumans se obțin derivații sulfonici : CeHe + SO₄H₂ = C₆H₆ - SO₂OH + H₂O Derivatul sulfonic al fenului = acidul fenilsulfonic. 4. Fenul e foarte rezistent la oxidare; cu anumite metoade însă se poate oxidă, dar atunci inelul se rupe și productele de oxidare conțin un număr mai mic de C decât el însuși. Homologii săi însă se oxidează cu ușurință la catene laterale, dând diferiți produși de oxidare. Printre aceștia putem aminti: C₆H₅ — CH₃ -t- 30 = C₆H₆ — C00H + H₂0 Toluen Fenilmetanoic = Acidul benzoic. Fenul (Benzenul) = Ciclohexantrien C₈H₆. Istoricul. El a fost extras, în 1825, de Faraday din productele ce resultă din distilarea șisturilor bituminoase (boghead). La 1833 Mitscherlich în Ger- mania și Pelligot în Franța preparară benzenul piin distilarea benzoatului de calciu cu hidrat de calciu. El a fost găsit în gudroanele, ce rezultă din distilarea cărbunilor de pământ de Hofmann și Leigh la 1842. Sinteza lui a fost făcută de Berthelot la 1865. Starea naturală. Fenul există în mici cantități în petroleul dela Burnah (Rangon, Siam), în petroleul românesc și în acela din Ca- lifornia (Statele-Unite), precum și în oleul unui pește numit Alosa Menhaden. Preparare. Gudroanele (sau smoalele), ce rezultă din distilarea cărbunilor de pământ (a se vedea gazul de luminat), sunt distilate în. aparate speciale. Pentru extras fenul, se pun de o parte porțiunile ce distilă între 80° și 85°. Din aceste porțiuni se scoate prin o a doua distilare și cristalizare fenul. Aceste smoale se împart prin distilare, în : 1) Oleuriușoare (3—5%), ce distilă până la 150’șicare sunt mai ușoare ca apa. 2) » mijlocii (8—lO°/o) * între 159°—210° și sunt mai grele ca apa. 3) » grele 8 —10°/₀) » » 210-270°. 4) Oleul verde sau oleul de antracen (16—20%), trece între 270 - 400°. Observare. Productele primei distilări a gudronului, sunt tratate cu acid sulfuric diluat pentru a se depărtâ bazele ca anilina, piridina, toluidinele, etc. In urmă se tratează cu NaOH pentru a se scoate fenolii și apoi din nou cu acid sulfuric concentrat pentru a depărtâ o substanță numită tiofen (C₄H₄S), care are punctul de fierbere foarte apropiat de al fenului. Lichidul astfel pu- rificat se destilă din nou și din porțiunea ce trece între 80° și 82° se scoate fenul curat prin cristalizare la 0°. Fenul curat se prepară prin încălzirea benzoatului de calciu cu hi- dratul de calciu. www.digibuc.ro 261 - COO > Ca + Ca(OH)₂ = 2C₆H₆ + 2COₛCa. Benzoatul de calciu. Fenul. Acidul benzoic, C₆H₆—CO.OH, e un acid monobazic. Pentru a forma sarea de calciu trebuesc 2 molecule ; cei 2 atomi de hidro- gen sunt înlocuiți printr’un atom de calciu bivalent. Tot așâ am procedat și în chimia neorganică la acizii monobazici; astfel am avut (NOₛ)₂Ca, (NO₃)₂Pb, etc. Proprietăți. Fenul este un lichid mobil, incolor, cu miros plăcut, cu densitatea 0,85. El se topește la + 5°,4 și fierbe la 80°,4. Apa îl disolvă în cantitate foarte mică ; alcoolul și eterul îl di- solvă însă în toate proporțiile. El disolvă iodul, sulful, fosforul, cauciucul, camfora și foarte mulți corpi organici. Aprins fiind, arde cu o flacără funinginoasă. Clorul și bromul se combină direct cu fenul dând producte de adițiune, iodul însă nu lucrează în aceste condițiuni. Berthelot, în- ferbântând fenul la 260° în țevi închise, cu un volum de 100 de ori mai mare de acid iodhidric, l-a hidrogenat astfel în cât ultimul termen de hidrogenare a fost hexanul normal, ce a rezultat din ruperea catenei închise. Corpii obținuți prin această hidrogenare sunt următorii: Ciclohexen = Tetrahidrofen. ch₂ h₂c ch₂ I -I H₂C CHₐ CH₂ Ciclohexandien = Dihidrofen. Ciclohexan = Hexahidrofen. CHS I ch₂ I ch₂ CHₐ CHₐ CHS Hexan. A H H Vapori de fen, amestecați cu hidrogen, fiind trecuți, la cald asupra pulberei de nickel, se transformă în total în ciclohexan, (Sa- batier). Nitrofenul sau Nitrobenzenul C₆H₅.NOₐ. Experiență. într’un balon cam de 300 cmc. amestecăm 150 gr. acid sul- furic concentrat și 100 gr. acid azotic concentrat. Răcim acest amestec și turnăm în el puțin câte puțin 50 gr. fen (nu benzină din comerț). Ames- tecăm lichidele împreună. După câtvă timp, încep a se desvoltă vapori roșii de hipoazotildă, iar pe amestec se așează un strat uleios de nitro- www.digibuc.ro 262 benzen. După ce am turnat tot fenul, încălzim balonul la 60’ șî turnăm totul în multă apă. Nitrofenul, fiind mai greu decât apa, va cădeă la fund. El poate fi cules curat, scurgând încetișor apa, și apoi punându-1 Într’o pâlnie de separare. Aceasta e o pâlnie care poate fî astupată cu un dop și care are în tubul de scurgere un robinet (fig. 270). închidem robinetul și turnăm în pâlnie nitrobenzenul cu apa ce a mai rămas. Lă- săm să se limpezească. Deschidem robinetul și lăsăm să se scurgă tot uleiul greu care a căzut la fund. închidem robine- tul când se apropie apa de el Cu pâlnia de separare putem separa lesne două lichide de densități diferite și insolubile unul într’altul. Explicare. Reacțiunea care are loc între fen și acidul azotic e reprezentată prin ecuațiunea: C₆H₆ + NO₂OH = C₆H₅NO₂ + H₂O. Acidul sulfuric are rolul să absoarbă apa formată în reacțiune. Nitrofenul e un lichid cu densitatea 1,2 și care fierbe la 205°. Mirosul său aduce cu acel de migdale amare; din această cauză se și întrebuințează ca miros, mai ales în fabricile de săpunuri sub numele de esență de Mirban. Fig. 270. Pâlnie E otrăvitor. Industria materiilor colorante întrebuințează de separare. cₐₙₜjₜ^țj ₘₐᵣj de nitrofen, pe care îl transformă prin hi- drogenate în anilină. întrebuințarea. Fenul și unii dintre homologii săi, ca metilfenul (Toluenul), sunt foarte întrebuințați ca materii prime pentru prepararea materiilor colo- rante. Se întrebuințează și ca disolvant. Toluenul = metilfen: C₆H₅—CH₃, se obține prin distilarea uscată a balsamului de Tolu; se extrage din oleurile ușoare ce rezultă din distilarea cărbunelui de pământ. S’a făcut prin sinteză, (pag. 258). Ferbe la 110°, și are D = 0,871. Oxidat, dă acidul benzoic și cu clorul dă două feluri de derivați clorurați (pag. 259). Amintim, că există hidrocarbure din seriile CnHan-s și CnHan-io Seria CnHan—12 Primul termen din această serie este naftenul = naftalina, CioHs care are aceeași însemnătate față de homologii săi ca și fe- nul în seria CₙH₂n-6. Istoricul. Naftenul a fost găsit de Garden la 1820 în productele distilării cărbunilor de pământ. Formula de constituție este următoarea, (Erlenmeyer) : www.digibuc.ro 263 H H C C /8\ /1\ HC7 C 2CH CH = CH I = C₆ h₄ z I HC6 C 3CH CH = CH 5 4/ C C H H Cu naftenul se pot obținea derivați de adițiune și de substi- tuțiune, ca și cu fenul. La derivații substituiți însă, numărul iso- •merilor este cu mult mai mare. Astfel, pe când derivații mono- substituiți la fen nu au nici un isomer, la naften, găsim doi isomeri, după cum substituirea se face în locul hidrogenului dela carbonii 1.4.5.8 sau dela cei 4 atomi de C laterali 2.3.6.7. Se cunosc de fapt doi metilnafteni C₁₀H₇(CH₃) și doi acizi naftenoici: C₁₀H₇COOH. Prepararea. Naftenul se găsește în gudroanele rezultate din dis- tilarea cărbunilor de pământ și se extrage lăsând să cristalizeze porțiunea ce distilă între 180° și 220°. Aceste cristale se curăță, între alte, prin sublimare. Pentru aceasta, naftenul se pune într’un vas de fer deasupra căruia se pune un con de hârtie și se încălzește. Naftenul se su- blimează în acest con. Sinteza naftenului a fost făcută de Berthelot, trecând etina (ace- tilena) prin o țeavă de porțelan înroșită. 5C₂H₂ = C₁₀H₈ + H₂ In modul acesta se formează, cum am văzut, și fenul (pag. 251) și alte hiorocarbure care trebuesc separate. Proprietăți. Naftenul este un corp solid, incolor, cristalizat în lame romboidale cu aspect sidefos. El se topește la 79° și fierbe la 218°. Densitatea lui, în stare solidă, este 1,158. Naftenul se combină direct cu 2 sau 4 atomi de clor formând corpii: C₁OHBC1₂ (BicloruraNaftenului) CioH₈Clₜ (Tetraclorura Naftenului). Oxidând naftenul obținem acidul Jtalie = fen^zmetiloic orto. /CH=CH zCOOH C₈H₄( | + 90 = c„hZ -I- CO₂ + H₂O. XCH=CH \COOH Fendimetiloic=acidul ftalic. Cu acidul azotic și sulfuric concentrați, dă aceiași derivați ca și fenul : C₁₀H₈ + N0₂.0H = C₁₀H₇(NO₂) + H₂O Nitronaftenul c₁₀h₈ + SO₂(OH)₂ = c₁₀h₇—so₂oh + h₂o. Derivatul sulfonic al naftenului» Acidul naftensulfonic. www.digibuc.ro 264 întrebuințarea. Naftenul se întrebuințează pentru fabricarea unor materii colorante și' ca insecticid. Seria: CnHzn-is. Capul acestei serii este antrenul=antracenul Ci₄H₁₀ care are doi isomeri: fenantrenul și talanul (Difenil-etina). Formulele de constituție ale acestor hidrocarbure sunt urmă- toarele : Prepararea. Antrenul și fenantrenul se izolează prin cristalizări fracționate din porțiunile dela distilarea gudronului, cari trec între 300° și 400°. Proprietăți. Antrenul cristalizează în lame clinorombice incolore, având o foarte frumoasă fluorescență albastră; se topește la 213® și fierbe la 360°. El se disolvă ușor în fen cald și prin răcire cris- talizează. Oxidat cu CrO₈, dă o chinonă: CH I CH C₆H₄ = c₆h₄<^°>c₆h₄ + h₂o + 30 Antren. Antrachinona. Cu acidul sulfuric dă derivați sulfonici. întrebuințarea. Antrenul se întrebuințează la prepararea unor materii co- lorante, printre care amintim alizarina. www.digibuc.ro 265 Petroleul brut (Păcura = Țițeiul). Istoricul. Herodot, cu 400 ani înainte de Christos, pomenește de un isvor sărat din insula Zakynthos care produceâ petrol ce eră întrebuințat la îm- bălsămare. Pliniu, Dioscorid și Plutarch vorbesc de asemenea de petrol în scrierile lor. Exploatarea păcurii în țara noastră este foarte veche; astfel se știe, cu siguranță, că la 1640 existau numeroase puțuri. Adevărata desvoltare a industriei petrolului începe însă depe la 1859, când americanul Drake, să- pând un puț, dădu de petrol în cantitate mare în Pensilvania. Pe la 1865 începu exploatarea petrolului la Baku și în Galiția. Starea naturală. Petrolul este foarte răspândit în natură; el se găsește în toate continentele. Cele mai mari cantități de petrol se scot din: Statele-Unite, Rusia (la Baku), România, Galiția^ lava, Siam, Japonia, Germania (Alsacia), etc. In România localitățile cele mai productive sunt: Câmpina, Buștenari, Moreni, Băicoi, în Prahova. Se mai exploatează la Solonț și Moinești (Bacău), Să- rata și Telega (Buzeu), Glodeni (Dâmbovița) precum și în alte re- giuni. Producțiunea României în petrol, în urma desvoltării mari ce a luat-o în ultimul timp, a atins 1.000.000 tone pe an, întrecând pe aceia a Galiției. Producția întreagă a lumei e aproximativ de 50 mi- lioane tone pe fiecare an- Proprietăți. Petroleul este lichid, de coloare brună negricioasă, cu reflecte verzui. De multe ori se găsește și incolor sau puțin colorat în galben, ca la Câmpeni (Bacău) și Govora (R.-Vâlcei). Densitatea lui variează între 0,777 și 0,957. El este format din C și H și cuprinde de obicei urme de sulf, dar câte odată conține până la 3—4% sulf, cum este petroleul din Ohio (Statele-Unite). De multe ori s’au găsit, chiar în petroleul nostru, cantități aprecia- bile de azot și s’au putut izola diferite baze azotate, s. ex. piridină și alte, (Griffits). Petroleul american este format dintr’un amestec de hidrocarbure din seria CₙH2n-|-2 cu puține din seriile ciclice CₙH2n, CₙH2n-2 și CₙH2n-6- Ea noi în țara, petroleul a fost studiat, din punctul de vedere al compozițiunei chimice, de d-1 Dr. Istrati, care a arătat pentru întâia oară, că păcurile noastre sunt cele mai avute în oleu de lampă și de d-1 Petru Poni, care într’o lucrare foarte prețioasă a stabilit natura hidrocarburelor din petrolul dela Colibași, cu deosebire. Acesta, și în general tot petroleul din Ro- mânia conține mai multe hidrocarbure ciclice decât ©el american. Petroleul rusesc e format aproape în totalitate (9O°/o) de hidrocar- bure ciclice, printre care cele saturate CₙH2n, numite de chimiști ruși *Naftene*. constitue partea cea mai mare. Din punctul de vedere geologic, petroleul nostru a fost studiat mai cu deamănuntul de d-1 Mrazec. Extract!unea petrolului se face prin puțuri sau prin sonde. Puțurile se sapă cu mâna, iar petrolul se scoate din ele cu găleata. Ele nu pot merge la adâncimi prea mari, sunt destul de pericu- loase pentru puțari, cari mor adesea în exploziile ce au loc și nu www.digibuc.ro 266 permit scoaterea petrolului în cantitate mare și eftin. Sondele au înlocuit puțurile, aproape cu totul, și la noi în țară. O sondă e fă- cută dintre-o schele de lemn în formă de turn ca o piramidă. In vârful schelei se află un scripet peste care trece o funie. Un capăt al funiei e legat de o mașină cu aburi, iar celalt e legat cu topo- rul sau trepanul. Acesta e un drug mare de oțel, lățit la capătul liber și ascuțit. Toporul e ridicat și coborît întruna și învârtit puțin în jurul lui. El zdrobește astfel pământul în care cade. Acest pă- mânt e scos în urmă cu ajutorul lingurei. Pe măsură ce se sco- bește astfel pământul se îndeasă țevile, cari pot fi de diferite dia- metre, după adâncimea la care trebue să se ajungă. Uneori, pe- troleul țisnește singur prin sondă, mai ales la începutul erupției, împins de presiunea gazelor. Alte ori, el trebuește să fie pompat sau scos în alte moduri. Adâncimea zăcămintelor e cuprinsă între 150 și 1000 metri, iar producție unei sonde poate fi dela ’/s vagon—300 vagoane pe zi, și uneori chiar mai multe. ’ Produsele de distilare ale petroleului brut. Prin distilare el se împarte în: Oleuri ușoare.................cari distilă dela 0° până Ia 150° Oleuri pentru lămpi ...» » » 150° » » 300° Oleuri grele.....................» » » 300° » » 400° și resturi numite zaț sau păcură. Aceste oleiuri sunt curățite, fiind tratate cu SO₄H₂ și în urmă cu NaOH și apă. Astfel devin incolore și cu miros mai plăcut. Oleurile ușoare se împart prin distilare în: Eter de petrol........... Gazolina ................ Benzina.................. Ligroina (esență minerală) Terebentina artificială care distilă dela 40° până la 70° » > 70° » » 90° > » > 80° » » 110° > » > 80° » » 120° » > 120° » » 170° Eterul de petrol se întrebuințează în laboratoare și în industrie ca disolvant. Gazolina pentru fabricarea gazului de luminat artifi- cial, pentru extragerea oleului de rapiță și altor oleuri vegetale. Benzina se întrebuințează pentru curățirea petelor, disolvarea cauciucului și mai ales la motorii cu explozie (automobile, etc., etc.). Esența minerală se întrebuințează pentru luminat în lămpi spe- ciale, iar terebentina artificială se numește astfel pentru că se falșifică cu dânsa terebentina adevărată ce se întrebuințează la fa- cerea văpselelor și lacurilor; ea nu are însă nici una din proprie- tățile terpenelor; esența de terpentină, astfel falșificată, are un preț și o valoare mai mică decât acea curată. Petrolul sau oleul de lampă (fotogen, kerozen) trebue să fie incolor, să nu aibă miros displăcut și să nu se aprindă mai jos de + 25° C în aparatul Abel-Pensky. www.digibuc.ro 267 Oleurile grele se întrebuințează la ungerea osiilor. Din ele se scoate: a) Diferite oleuri incolore și neutre, cu variate aplicațiuni in- dustriale și cu deosebire pentru uns aparatele de precisiune. Aceste unsori nu râncezesc și prin urmare nu atacă metalele. b) Vaselina, care e un corp moale, unsuros, incolor când e cu- rat, cu densitatea 0,84 și se topește la 35°. Ea se întrebuințează în medicină ca alifie, singură sau amestecată cu acid boric, sau alte substanțe. c) Parafina, care e un corp solid, cu densitatea 0,87, se topește între 45° și 65°. Ea este un amestec de hidrocarbure: C₂ᵢ H₅₀ până la C₂₇ H₅₆ și se întrebuințează la fabricarea lumânărilor. Cu ea se falsifică ceara de albine. Petroleul brut servește la încălzit cazane și locomobile, precum și la motori Diessel, și zațul (resturi dela distilare) se întrebuin- țează la unsul osiilor dela vagoane. Păcurile noastre sunt printre cele mai avute în oleu de lampă, după cum se vede din alăturatul tablou : Productele Pensil- Galiția România Alsacia Baku vania Oleuri ușoare. 10---20% 3- 6% 4--- % --- % 5---10,6 % » de lampă 60---75% 55---65% 60---70% 35---40% 32---53,5 % Resturi . . . 5---10% 30---40% 25---35% 55---60% 36---60, % Origina petroleului. Cu privire la modul cum a luat naștere petroleul în sânul pământului, s’au dat mai multe explicări. 1) După o teorie veche, petroleul ar fi luat naștere din cărbuni de pământ. Această teorie e în contrazicere cu faptul, că zăcămin- tele de petrol din America sunt mai vechi decât cele de cărbuni. 2) După teoria originet neorganice, petroleul ar fi luat naștere prin acțiunea apei asupra carburelor metalice. Această teorie a fost formulată de Berthelot și a fost susținută și complectată de Men- deleyeff, Moissan, Sabatier și alți chimiști. Am văzut, în adevăr, că prin acțiunea apei asupra carburei de calciu se desvoltă aceti- lenă, și din carbura de aluminiu se desvoltă metan. Se mai cunosc carbure metalice care dau și alte hidrocarbure. Toate acestea, sub influența temperaturii și presiunii din interiorul pământului și mai ales sub influența unor anumite metale (ca Ni, Co, Cu etc.), în pre- zența hidrogenului sau nu, (Sabatier) ar fi dat naștere la petroleul de azi. Hidrogenul s’ar produce tot prin acțiunea apei asupra hi- drurelor metalice. 3) După teoria originei organice, petroleul ar fi luat naștere din materii organice sub influența căldurii și presiunii din sânul pământului. Materia organică ar fi fost grăsimele animalelor de apă, peștilor, moluștelor, etc. In sprijinul acestei teorii sunt experiențele www.digibuc.ro 268 lui Engler dela Kahlsruhe care a obținut un oleu asămănător cu petroleul prin distilarea sub presiune a unturii de pește. După alți autori, materia organică ar fi materia ceroasă a unor diatomee. Cercetările de până acum nu permit a se admite o teorie ca mai bună decât alta. Nu e cu neputință ca petroleul să fi luat naștere în mai multe moduri. Ozocherita și Asfaltul. Ozocherita și Asfaltul stau în legătură cu petroleul, atât în ce privește zăcămintele cât și origina lor. Ele par a fi luat naștere prin evaporarea părților volatile ale petroleului brut și, în acelaș timp, mai ales la formarea Asfaltului, prin oxidarea îneactă a acestor hidrocarbure superioare rămase. Ozocherita sau ceara de pământ a fost găsită întâia oară în județul Bacău, pe valea lui Tudorache, aproape de Slănic. Doctorul Meyer, medic ce practică în București, a prezentat o bucată la Congresul din Breslau (1835). E moale ca ceara, de coloare brună gălbue sau roșcată și se topește lesne la lumânare, arzând cu lu- mină și fum. Se exploatează la noi în Moinești și Solonț, apoi în Galiția (6—7000 tone pe an) și la Baku. Servește la fabricarea cerezinei, un corp care seamănă cu ceara, dar care e un amestec de hidrocarbure, și cu care se falsifică lumânările de ceară. Asfaltul e negru, se topește la 100° și arde cu lumină și fum. E cunoscut foarte de mult sub numele de bitum de ludeia, fiindcă eră scos din Marea Moartă în Palestina. Egiptenii îl întrebuințau la înbalsamatul momiilor, iar Babilonenii la unsul corăbiilor. Cel mai mare depozit din lume este în insula Trinidad, unde se gă- sește un lac de asfalt lung 2 km., lat km. și de o adâncime necunoscută. Printre asfi It curg mai multe rîulețe de apă și în unele locuri se produc erupțiuni de hidrogen sulfurat împreună cu asfalt lichid, care însă se solidifică după puțină vreme, prin evaporarea părților mai volatile, la căldura soarelui. Astfaltul curat slujește, la facerea lacurilor pentru obiecte de fer, pentru gravure și la un fel de cernele. Asfaltul pentru pavatul străzilor e un amestec natural sau arti- ficial de asfalt, nisip și var. In Elveția, lângă Neuchâtel, se găsește un calcar bituminos, (piatră de asfalt), îmbibat cu asfalt. Gazul de luminat. El a fost fabricat pentru întâia oară de Philippe Lebon, inginer francez, la 1785. In urmă inginerul englez Murdoch (la 1792) in- dică procedeul practic pentru luminarea fabricelor cu acest gaz. La 1813 profesorul Windsor formă prima societate pentru luminarea Londrei. Parisul s’a luminat în parte cu gaz la 1820, iar Bucureștii la 1871. www.digibuc.ro 269 Gazul de luminat se produce în mai multe moduri: 1. Trecând un curent de aer prin gazolină obținem un gaz de luminat, cu o intensitate luminoasă destul de mare. In modul a- cesta se produce gazul trebuincios în laboratoarele din orașele fără uzine de gaz. Aparatele poartă numele de carburatoare. 2. Calcinând resturile dela distilarea păcurei într’un cilindru de fer, se obține un gaz cu o putere luminătoare mare, care are a- vantagiul de a nu da SO₂ prin ardere. Acest gaz este foarte eftin și ar fi bine să se introducă mai des în țara noastră. 3. Gazul preparat prin distilarea cărbunilor. El se prepară calcinând cărbuni de pământ, de cea mai buna calitate, în cilindrele de gresă C (fig. 271). In timpul calci nării lor gazul produs se ridică prin tubul T în vasul spălător B, umplut pe jumătate cu apă; acesta servește și caînchîzătură hidraulică pentru a îm- piedică intrarea aerului în țevi și gazometru, atunci când se deschid retortele, pentru a in- troduce o nouă canti- tate de cărbune de pă- mânt. Din acest vas B, gazul trece prin țevile D și ajunge în K. De aci se scoboară prin jumătatea din dreapta a turnului O umplut cu coc, se ridică prin jumătatea din stânga a acestuia și ese plin I. In țevile D și turnul O gazul e curățit în mod fizic, prin faptul că el ră- cindu-se, productele volatile (apa, hidrocarburele lichide și solide, fe- nolii, etc.) duse cu dânsul, se condensează și se adună în vasul E, de unde se culeg apele amoniacale și materiile gudronoase. Din I trece gazul în cutia M, ridicându-se prin camera L, și coborându-se prin L', de aici se duce în gazometrul G. In M el este curățit din nou pe cale chimică prin faptul că e silit să treacă prin niște grătare suprapuse, deasupra cărora se pune răzătura de lemn amestecată cu Fe,O₃ și var. Hidrogenul sulfurat este reținut, formând sulfura de fer. Tot aici se depune și naftenul care, fiind foarte volatil scapă în parte la purificarea fizică. Gazul de luminat este un amestec compus din corpii următori: Metan CH* . . . 35“/o Hidrogen . - 46% Etina C,HS . . . 0,07% CO . . - . • 7% Etena CsHt . 4% Az. . - . • 1% Propena QH. . . . urme H,S . . . . urme Butena C,Hb . . . 2% CO, . - . . urme Hexena CbHis . . . urme Fen C8Hs . . . urme www.digibuc.ro 270 Apele amoniacale conțin: Bicarbonat de amoniu, CO₃(NH₄)H Sulfura de amoniu, (NH₄)₂S Sulfocianat de amoniu CNS.NH₄ Clorură de amoniu, NH₄C1 Cianura de amoniu, CN.NH₄. Gudronele conțin: Hidrocarburi _ __________ Solide Lichide Naften..... • C10H, Hexen............. • C8 H„ Acenaften . . . • ^14^10 Octen............. ■ C6 H,a Fluoren . . . . Fen ............. • C, He Antren..... • c14h10 Metil fen = Toluen...... .C, He Fenantren . . . Dimetil fen ,f’j = Xileni .. . . Metilantren . . . • Cl5H„ Trimetil fen ț,,’’, %*») . . . . . • Ce H„ Reten..... C.8H1s Propil metil fen 1.4 = Cimen . . . • c10h14 Chrisen . . . . etc. etc. Afară de aceste hidrocarburi se mai găsește fenolul C₆H₅OH dimpreună cu homologii săi, și alți fenoli poliacizi cu derivații lor, precum și anilina (fe- nilamina), toluidinele, piridina, și multe alte baze. XXX. Compușii hidrocarburelor cu F, CI, Br și I, Compușii cu CI, Br și I au o însemnătate mare în chimia organică, cu ajutorul lor se pot face numeroase sinteze (vezi pag. 244 și 245). Ei se se pot prepară în 3 moduri: prin adițiune, prin substi- tuțiune directă și prin substituțiune indirectă. 1. Derivații prin adițiune se pot obține tratând hidrocarburele nesaturate cu halogenii sau hidracizii acestora: CH₂ CHₛ I + HC1 = | ch₂ ch₂ci Elena. Etan monoclorat= clorură de etil. C₆H₆ + 3C1₂ = C₆H₆C1b Fen. Ciclohexan hexaclorat= Hexaclorura fenului» 2. Derivații prin substituțiune directă se obțin prin metodele următoare: a) Făcând să lucreze halogenii asupra hidrocarburelor saturate, mai ales sub influența luminei solare ; CH₄ + Cl₂ = CH₃.C1 + HC1. Metan monoclorat= Clorură de metil» Această substituire se poate face până la înlocuirea complectă a hidrogenului. www.digibuc.ro 271 CH₄ + 4C1₂ = CC1₄ + 4HC1. Metan tetraclorat. b) Făcând să lucreze clorul asupra vaporilor hidrocarburelor ho- moloage ale fenului: C₆H₆-CH₃ + Cl₂ = C₆H₆—CH₂.C1 + HC1. Clorometil fen=Clorura de benzii. Și în această reacțiune se poate înlocui cu Cl, chiar toți cei trei atomi de H ai metilului, obținând compușii C₆H₆—CHC1₂ si C₆H₆—CC1₃. c) Trecând un curent de clor în hidrocarburele ciclice dela seria CnHan—6 în prezența iodului, stibiului, staniului, sau a clorurei de aluminiu, substitui- rea clorului se face numai în locul hidrogenului din catena închisă. Această reacțiune se bazează pe producțiunea corpilor : IC1₃, SnCl₄. SbCl₅, etc., care descompunându-se cu ușurință în ICI, SnCl₂₎ SbCl₃, pun în libertate clor, care în starea născândă înlocuește hidrogenul : C„H₅-CH₃ -f- ICI, = C„H₄C1-CH₃ + HC1 4- ICI. 3. Derivații prin substituțiune indirectă se pot obține după cum se va vedea la esterii haloizi. Oricare ar fi mijlocul de clorurațiune se nasc adeseori isomeri cari, pentru a fi deosebiți, se numesc în modul următor. La hidrocarburele aciclice, se numesc după numărul de ordine al atomului de C de care este legat halogenul, pe care-1 însemnăm astfel: 1. CH2.C1 1. ch3 1. CH2.C1 2. CH2 2. CH.C1 2. CH.C1 3. CH3 3. CH3 3. CH3 Propanul clorat i. Propanul clorat 2. Propanul diclorat 1. 2. La hidrocarburele ciclice îi numim ca și pe ceilalți isomeri prin pozițiune. Vom numi de ex.: Cfl H4 Cl2 1.2. C6 H4 Cl2 1.3. Ce H4 Cl2 1.4. Fen orto*diclorat. Fen meta«diclorat Fen para-diclorat. Esteri haloizi. Derivații halogenați ca: CH₃C1, C₂H₆I, C₆H₆Br, etc., etc., se numesc esteri simpli sau esteri haloizi, din cauză că se formează, ca or și care alt ester, prin eliminarea unei molecule de apă, dintre un alcool sau un fenol și un acid, care, în cazul de față, este un hidracid halogenic. Esterii haloizi având radicalul unui alcool se mai numesc halogenure alchilice și acei cari au radica- lul unui fenol, halogenure arilice. Printre acești corpi mai întrebuințați sunt următorii: 1. Metanul monoclorat sau Clorură de metil, CH₃C1, se obține www.digibuc.ro 272 încălzind alcoolul metilic cu acid sulfuric și clorura de sodiu, deci cu HCl în starea născândă. CH₃OH + HCl = CH₃C1 + H₂O. Alcool metilic. In industrie se prepară din niște rămășiți dela scoaterea zahă- rului din sfecle. Metanul monoclorat e corp gazos la temperatura ordinară, cu miros de eter. Lichefăcut, fierbe la —23°. Evaporat brusc scade tem- peratura sub -—40°. Cu aiutorul lui putem să solidificăm mercurul. Pentru aceasta se face experiența arătată la bioxidul de sulf (pag. 87, fig. 123). Metanul monoclorat se întrebuințează ca răcitor în laboratoarele de chimie (vezi fluorul, pag. 73) și în medicină ca anestezic local. El se pune în comerț, comprimat în cilindri de oțel. 2. Clorura de etil, C₂H₆C1, se prepară, între alte, clin alcool etilic și acid clorhidric gazos: C₂H₆OH + HCl = H₂O + C₂H₆C1. E un lichid care fierbe la 11°, are miros de eter. Se păstrează în tuburi de sticlă închise și servește la anestezii locale prin răcirea produsă de evaporarea lui. Fig. 272. Prepararea etanului monoiodat. 3. Etanul monoiodat sau Iodură de etil, C₂H₆I, se prepară în- www.digibuc.ro 273 călzind alcoolul etilic cu acid iodhidric, sau mai bine cu iodură de fosfor. Pentru aceasta se încălzește într’un balon de sticlă A (fig. 272) alcool cu iod și fosfor roșu. Pentru ca alcoolul și etanul monoiodat să nu se piarză, se termină balonul printr’un vas lungăreț B și printr’un răcitor C. Astfel vaporii lor sunt răciți și se întorc, sub forma licidă, în balonul A. Reacțiunea se petrece în modul următor: C₂H₆OH I C₂H₆OH 4- P — I = 3C₂H₅I + P(OH)₃ c₂h₆oh X I Etanul monoiodat e corp lichid, fierbe la 72° și e aproape de ■două ori mai dens decât apa. 4. Brom ura de etil, C,H₆Br, se prepară ca și C,H₅I, numai că în loc •de I se pune Br. Metanul triclorat = Cloroformul, CHC1₃, a fost preparat la 1832 ■de Soubeiran în Franța, Liebig în Germania și Guthrie in America. El se prepară în cantități mari încălzind alcoolul etilic cu hi- pocloritul de calciu (CIO—Ca—OC1) care reacționează ca oxidant și clorurant. Se formează întâi clor al, CCl₃—CH.O, care se descom- pune apoi, dând cloroform, CHC1S. Cloro'brmul e corp lichid, cu miros aromatic plăcut și cu gust dulce. Densitatea lui este 1,5. El se topește la—62° și fierbe la •fii⁰,5. In apă se disolvă foarte puțin; în alcool și eter se disolvă în orișice proporție. Se întrebuințează ca disolvant în chimie și când e în stare absolut curată, ca anestezic general în chirurgie. Metanul triodat=Iodoformul,CH I₃, a fost preparat de Serullas la 1824. El se prepară încălzind alcool diluat cu iod si carbonat de sodiu la 80°. El e corp solid, cristalizează în table hexagonale, galbene ca sul- ful, cu miros pătrunzător caracteristic. Se topește la 120° și se vo- latilizează cu înlesnire. El se întrebuințează în medicină ca antiseptic. Experiență. Punem puțin alcool amestecat cu apă într’o eprubetă și disolvăm în el câtevă cristale de iod. Adăugăm în urmă câtevă picături de hidrat de potasiu disolvat în apă. Colorațiunea brună a iodului devine atunci de un galben deschis, și după câtvă timp se precipită iodoformul cu mirosul lui caracteristic. XXXI. Compușii organometalici. Se cunosc numeroase combinațiuni ale radicalilor monovalenți •cu metalele, numite compuși organo-metalici, d. ex.: is www.digibuc.ro 274 (C₂ H₆) K = Etanul potasic (etilura de potasiu sau potasiu etil) (C H₃)₂ Zn = Dimetan zinc (metilura de zinc sau zinc dimetit) (C₂H₆)₃ Al = Trietan aluminiu (etilura de aluminiu sau aluminiu trietil). (C₂H₆)₄Pb = Tetraetan plumb (etilura de plumb sau plumb te- traetil). (C₂H₆)₄ Sn = Tetraetan staniu (etilura de staniu sau staniu te- traetil). (C₂H₆) Sn₂= Dietan staniu (etilura de staniu sau staniu dietil). Tot în această grupă se așează de obiceiu și unele combinațiuni ale metaloizilor cu aceeași radicali, precum : (C₂H₆)₃ B =Trietan bor (etilura de bor sau bor trietil). (CH₃)₄ Si=Tetrametan siliciu (metilura de siliciu sau siliciu tetraetil). Acești corpi au fost studiați în special în Anglia de Frankland care i-a descoperit în 1849, și de Cahours în Franța, precum și de mulți alți chimiști. Proprietăți. Compușii organometalici sunt în general lichizi și foarte nestabili. Ei se alterează în contact cu aerul și umezeala; din această cauză se păstrează în tuburi închise. Unii se oxidează atât de repede încât se aprind în contact cu aerul. Principalele proprietăți chimice ale lor sunt următoarele: 1. Apa ’i descompune formând hidrocarbure. (C,H₆)₂ Zn + 2H₂O = 2QH₈ + Zn(OH)₂. (CHS)* Si -j- 4H₂O = 4CH, + Si(OH)*. 2. Halogenurele alchilice reacționează cu derivații organometalici dând hidrocarbure și sarea haloidică a metalului. Z" CH’ + S-W ⁼ ² CH.-CH.-CH. + Z"¹- Zincdimetilul Propan ul b) Hg(C₂H₆)/ + 2 C₂H₅C1 = 2 C₄H₁₀ + HgCl₂ Mercurdietilul Butanul Avem prin urmare încă 2 metode pentru prepararea hidrocar- burelor saturate pe lângă cele învățate la pag. 242—244. Trebue să menționăm în sfârșit compușii organo-metalici ai mag- nesiului. — Magnesiu poate da două feluri de compuși organome- talici : /C H /C H a) Mg' QYI (Magnesiul dietil) cu doi radicali și b) Mg\ (Halogenmagnesiu etil), cu un singur radical și un atom de halogem Cei d’întâi au fost studiați mai ales de Lothar Meyer; sunt so- lizi și insolubili în orșicare disolvant și de aceia foarte puțin în- trebuințați în sintezile organice. www.digibuc.ro 275 Cei de al doilea, studiați mai ales de Gr ignard, care a arătat (1901) importanța lor mare în chimia organică, se formează orcând turnăm un ester haloid, oarecare, peste magnesiul. metalic, în pulbere sau bucățele mici, în prezența eterului anhidru (perfect uscat) care servește de catalizator. C₂H₆—CI + Mg = C₂H₈—Mg—CI C₆H₈—I + Mg = C₆H₈—Mg—I C₆H₆—CHS—Br+ Mg = C₆H₆—CH₂—Mg—Br Acești derivați, care s’au numit și compușii lui Grignard, sunt solubili în eter și în multe alte substanțe, reacționează foarte ușor și sunt întrebuințați azi într o mulțime de sinteze organice. XXXII. HIDRAȚII HIDROCARBURELOR Alcoolii și fenolii. Radicalii mono- sau polivalenți ai hidrocarburelor pot să fie saturați cu unul sau mai mulți oxidrili (OH) pentru a da na- ștere la hidrati. Numele lor se formează, terminând numele hi- drocarburei prin sufixul ol, s. e.: Metan-A, Etan-cA. Dacă sunt 2 oxidrili se pune sufixul diol'. EtanSvA. Pentru 3 ox’drili tri-ol: Propan-Xx\-A, etc. Acești hidrați, considerați din punctul de ve- dere al funcționării lor, pot fi comparați, până la un punct oare- care, cu hidrații metalelor. Astfel: KOH + NO₂OH = NO₂OK + H₂O ch₃oh + NO₂OH = NO₂(OCH₃) + h₂o Hidrații se împart în două grupe mari: 1. Alcoolii au oxidrilii legați de atomi de carbon făcând parte dintr’o catenă, sau din catene aciclice, (putând ele, uneori, să fie legate la rândul lor de o catenă ciclică, saturată sau nu). 2. Fenolii au oxidrili legați de atomi de carbon făcând parte dintr’o catenă ciclică nesaturată. Alcoolii. Istoricul. Această funcțiune a fost introdusă la 1836 de Dumas și Peligot, studiind spirtul de lemne (metanolul). Berthelot între 1857 și 1860 separă al- coolii de fenoli. Kolbe împărți alcoolii monoacizi în primari, secundari și terțiari. * berthelot și cu deosebire Wilrtz și Friedel contribuiră la crearea alcooli- lor poliacizi. Clasificarea alcoolilor. Alcoolii se împart în diferite grupe, în www.digibuc.ro 276 raport cu numărul oxidrihlor ce au in moleculă și după locul pe care-l ocupă acești oxidrili. Numărul oxidrililor în molecula unui alcool este variabil; astfel avem: CH₃OH C₂H₄(OH)₂, C₃H₆(OH)ₛ CBHₙ(OH)B Ei se numesc întocmai ca bazele. Când alcoolul are un singur oxidril, el este: monoacid, când are doi: biacid, cu 3 : triacid, etc. Această numire se bazează pe proprietatea ce o au de a putea formă, cu acizii monobazici, compuși (esteri) în care radicalul aci- zilor să se găsească de atâtea ori, câți oxidrili are alcoolul, d. e.: Alcool monoacid: CH₃OH + NO₂OH = CH₃ONO + H₂O. Metanol (alcool metilic) Ester metilnitric (azotat de metil).. Alcool biacid: C₂H₄ OH OH Etandiof i. 2. (glicol). + 2NO₂OH = C₂H₄ < Etandiol dinitrat 1.2. = Azotat de etilenă (glicol diazotic) Alcool hexaacid: C₀H₈(OH)₀ + 6NO₂OH = C₆H₈(ONO₂)₀. Hexan hexol (manita). Hexan hexol hexanitrat (Manita hexaazotică). Este foarte important a se ști, din punctul de vedere al izome- rilor și al derivaților ce se pot obține, locul pe care oxidrilul îl ocupă în moleculă. Ori cât de complicată ar fi molecula hidrocarburei, oxidrilul nu poate ocupă decât trei pozițiuni. El poate să fie substituit în lo- cul unui atom de H din următoarele trei grupuri cari formează hidrocarburele lineare sau arborescente: I CH₃ CHₛ și —CH dând naștere la următoarele substituțiuni: CH₂OH CIIOH și —COH Prezența acestor grupuri în moleculă ne arată trei alcooli diferiți. Aceia în care se găsește grupul—CH₂OII se numesc alcooli primari. » » » » » » =CH OH » » alcooli secundari. » » » » » » ⁼COH » » alcooli terțiari. Observare. In alcoolii primari, carbonul cu oxidril mai are 2 atoipi de hi- drogen; în alcooli secundar, carbonul cu oxidril mai are numai un atom de hidrogen ; în alcooli terțiarii, carbonul cu oxidril nu mai are nici un atom de hidrogen. Astfel pentanul arborescent, prezentându-ne în molecula sa toate www.digibuc.ro 277 aceste trei grupuri, ne poate servi pentru a arătă aceste trei feluri de isomeri: ch3 ch3 ch3 ch3 1 ch3c-h CH3---CH CH3---CH CH3---C---OH ch2 ch2 । ch2 CHOH 1 1 ch3 ch2oh ch3 ch3 Metil a Butan Metil a. Butanol 4. Metil a. Butanol «. Metil 9. Butanol a. (pentan nenormal) (alcool pentilic primar) (alcool pentilic secundar) (alcool pentilic terțiar) Aceste trei varietăți de alcooli diferă nu numai prin constantele fizice (temperatura topirei și a fierberei, solubilitatea, densitatea, etc.) dar și prin proprietățile lor chimice. 1. Alcooli primari dau prin oxidare două feluri de corpi: a JPrin pierdere a doi atomi de H, sub forma de apă, obținem aldehide (alcohol deshidrogenatum). ch₃ ch₃ I P o = I + h₂o ch₂oh h-c=o Etanol = Alcool etilic. Etanal = Aldehida etilică. b) Oxidând mai departe, aldehida mai absoarbe un atom oxigen dând naștere la acizi: CH₃ ch₃ I + O = | O=C—H O=C—OH Etanal. Etanoic=Acid acetic. 2. Alcoolii secundari, oxidați în acelaș mod ca mai sus, dau an singur fel de corpi, numiți cetone, având un acelaș număr de atomi de C ca și alcoolul secundar primitiv. CH₃ ch₃ I I CH.OH + O = C=O + H₂O ch₃ ch₃ Propanol=Alcool propilic secundar. Propanona=Cetona propanului. 3. Alcoolii terțiari nu dau nici aldehide, nici cetone, nici acizi, cu acelaș număr de atomi de C, ca alcoolul terțiar din care se pleacă; prin ruperea catenei, ei dau naștere la produși diferiți de oxidare, după felul alcoolului terțiar. Sinteza alcoolilor. Sunt numeroase procedeele, prin care se poate face sinteza alcoolilor. Principalele sunt următoarele două: 1. înlocuind halogenii substituiți în molecula hidrocarburelor www.digibuc.ro 278 prin oxidrili {Berthelot și Wurtz 1854—1856). Reacțiunea se face în modul următor : CHS a) C₈H₆I + CO.OAg ■ Etan iodat Etanoat de argint (Iodură de etil) =Acetat de argint. CH, CO.O(C₂H₆) Etanoat de etil =Acetat de etil + Agi Iodură de argint. ch₄ ch₃ b) | + KOH = C₂H₆OH + | CO.O(C₂H₆) COOK Etanoat de etil=Acetat de etil. Etanol=Alcool etilic. Etanoat de potasiu =Acetat de potasiu. Prin această reacțiune se pot obține și alcooli cu mai mulți oxidrili, plecându-se dela hidrocarbure polihalogenate. 2. Descompunând, cu KOH, sulfații radicalilor hidrocarbonați ce se obțin din hidrocarburele nesaturate CnH2n, având o dublă legătură, prin alipire de SO₄H„ s. ex.: /OH SO, + KOH O.CH,—CH, Sulfatul acid de etil. SO₄HK + CH,—CH,.OH Etanol = Alcool etilic. A se vedeâ cele spuse la importanța acetilinei, pag. 254. 3. Făcând să reacționeze acidului azotos în starea născândă (NO.ONa și SO₄H, diluat) asupra' aminelor primare; s. ex. : CH, CH, in, + oh = in,-OH + n, + h,o N N \ O H N Etilamina. Etanol. 4. Făcând să reacționeze compușii lui Grignard asupra aldehidelor sau cetonelor. Cu aldehi’da formică (metanol) se obțin alcooli primari, cu toate celelalte aldehide, alcooli secundari; întrebuințând cetonele se obțin alcooli terțiari. Reacțiunea această este absolut generală, și se petrecem următoarele două faze; s. ex.: CH, /CH, CH, a) I + Mg = ⁷ H-C=O \Br H—C—O—Mg—Br CH, Etanal. Bromura de Produs de adijiune. Magnesiumetil. CH, b) H-C—O—Mg—Br + H,O I CH, CH, = ni—oh -f CH, Propanol 3. (alcool secundar) Br OH Oxibromura de Magnesiu» www.digibuc.ro 279 Proprietăți generale. Alcoolii primari au temperatura fierberii mai înaltă decât alcoolii secundari corespunzători, și aceștia mai înaltă decât cei terțiari. In genere, temperatura de topire și fierbere a alcoolilor poli- acizi crește cu numărul oxidrililor. Iată un exemplu: CH, CHoOH CH20H ch2 । ch2 choh 1 1 ch2oh CH20H CHoOH . Temperatura ferberii: 1020. 2160. 29°°>4 (la presiune de 756mB>,5) Alcool: monoacid. Propanol Biacid: Propandiol 1. 5. fuzibilA-pi7°. (Propilic primar;. (Glicol propilic). Triacid: Propantriol x. 2. 3* (Glicerina). Proprietățile chimice principale sunt următoarele: 1. Putem înlocui hidrogenul oxidrilului alcoolic printr’un metal, ca Na și K, obținând așă numiți alcoolați. CHS CHS 2 | + K₂ = 2 + H₂. ch₂oh ch₂ok Etanol = Etanol potasic Alcool etilic. (Alcool mono«potasic)= Etilatul de potasiu. 2. Oxidrilul alcoolic, ori care ar fi grupul din care face parte poate să fie înlocuit prin CI, Br sau I, cu ajutorul derivaților clo- rați, bromați sau iodați ai fosforului. Dacă se pune un exces de alcool reacțiunea se petrece în următoarele două faze; dacă însă se întrebuințează puțin alcool, față cu pentaclorura de P, atunci reacțiunea'se oprește la faza d’întâi: CHs CH, a) | + PC1S = | + POCI, + HC1 CH₂OH CH₂C1 Etan clorat = Oxiclorura Clorură de etil. de fosfor. CHs CH₃ b) 3 | + POCls = 3 | + PO₄H₈ CH₂OH CH₂C1 Acidul fosforic. 3. Acizii organici și neorganici dau cu alcoolii compuși compa- rabili, până la un punct oarecare, cu sărurile minerale, numiți eteri salini sau esteri. www.digibuc.ro 280 CH₃ a) CO • O|~H CH₃ [O H ch₃ I + H₂O co.och₃ Câte o moleculă Etanoic și Metanol. Etanoatul de metil = Acetatul de metil. ch₃ b) I ch₂oh OH â o V \ OHâ /OCH₂-CH₃ SO₂ \OH Sulfatul acid de etil. Alcoolii monoacizi. Starea naturală. Alcoolii, cu catena normală, ce derivă dela pri- mul termen al hidrocarburelor până la octan (inclusiv), au fost găsiți în natură, sub formă de esteri, în diferite plante. Câțiva dintr’înșii, din cari unii cu catena arborescentă, au fost găsiți apoi în produc- tele de fermentație ale substanțelor zacharoase și ale glicerinei. Alcoolul cetilic (C₁₆H₃₃OH), alcoolul cerilic (C₂7H₆₅OH) și alcoolul miricic (C₃₀H₆₁OH) au fost găsiți, tot sub formă de esteri: primul în grăsimea cașalotului (sperma Ceti), iar ceilalți în ceara de albine. Proprietăți fizice. Punctul de ferbere al alcoolilor monoacizi crește în mod regulat cu creșterea greutăței lor moleculare; pentru fiecare CH₂ în plus avem o creștere de aproape 20°, afară de primii trei termeni cari arată o diferență, dela unul la altul, de aproape 10°. Primii trei termeni sunt solubili în toate proporțiile în apă, au miros spirtos bine pronunțat și gustul arzător. Termenii interme- diari au miros desplăcut, devin din ce în ce mai uleioși și sunt insolubili în apă. Acei superiori nu mai au miros de loc; sunt și ei insolubili în apă și, dela alcool dodecilic în sus, sunt solizi la tem- peratura ordinară, având aspectul asămănător cu al grăsimilor sau al parafinei. Greutatea specifică este pentru toți mai mică decât aceia a apei, și în sfârșit putem adăugă că, pe când primii 14 sau 15 termeni sunt volatili la presiunea ordinară iară descompunere, acei superiori nu se pot distila decât sub presiune scăzută. Proprietățile chimice le-am arătat la pag. 277—279. Alcoolul metilic = Metanol CH₃.OH. A fost descoperit de Ph. Taylor la 1812. El se găsește în na- tură în frunzele de iarbă, urzică, ederă, porumb, etc.- Se prepară prin distilarea lemnelor în vase închise (vezi acidul pirolignos), care dau dela 0,5% până la 1,5% metanol. www.digibuc.ro 281 Metanolul e corp lichid, incolor, cu miros particular spirtos, cu densitatea 0,814. El fierbe la 67°, este foarte solubil în apă și aprins fiind, arde cu flacără albăstrue, puțin luminătoare. Prin oxidare dă metansi=aldehida formică sau metanoic=aciV for mic: H—CH₂.OH Metanol = Alcool metilic. H—CH₂.OH + 20 = H—CH.O + H₂0 Metanal = Aldehida formică. = H—CO.OH + H₂0 Metanoic = Acidul formic. + o Alcoolul etilic (spirt, alcool)=Etanol ch₃—ch₂.0h Istoricul. Descoperirea alcoolului se atribue lui Abu-Kazis, chimist arab; (el a introdus și alambicul în chimie), care ba numit al-ka-hal, adecă «.spirt ușory>. El a fost descris în secolul al XlII-lea de Arnauld de Villeneuve, profesor la Montpellier, sub numele de «spirt de vin». Th. Saussure arată că alcoolul pare a fi compus din etenă și apa, ceeace s'a dovedit la 1827 de Hennel și Faraday, cari au obținut cu etenă și SO.H„ sulfatul acid de etil, cu care prin ferbere cu apă au obținut alcoolul. Berthelot a confirmat mai târziu aceste reacțiuni de sinteză. Starea naturală. Bechamp a găsit urme de alcool în corpul ani- malelor și chiar la oamenii, cari nu beau lichide alcoolice. El se găsește în mică cantitate și ’ în laptele erbivorelor. Miintz la 1881 găsi alcool în pământ, în apele de ploaie și în zăpadă. Apa Senei conține 1 gr. alcool în fiecare metru cub, adică 1 la 1.000.000. Fructele dulci: prune, struguri, etc., conțin alcool când încep să fermenteze. Prepararea. Alcoolul se fabrică astăzi în industrie prin fermen- tarea alcoolică a diferitelor lichide care cuprind glucoza. Vom descrie această preparare după Fermentațiuni. Se capătă astfel spirt cu 95—96% alcool. Alcoolul absolut, fără apă, se prepară din acesta prin distilare după ce l-am lăsat să steă 24 ore cu var nestins într’un balon bine astupat. De obicei această operațiune trebue repetată încă odată. Alcoolul absolut nu trebue să albastrească sulfatul de cupru anhidru care este alb; acesta se prepară calcinând pe cel cristalizat (SO₄Cu 5H₂O) până ce a pierdut complect coloarea albastră primitivă. Proprietăți. Alcoolul este un corp lichid, foarte mobil, cu un miros particular plăcut și cu un gust arzător și cu densitatea 0,79367 la 15yC. Solidificat (în aer lichid) e o masă albă, care se topește la —130°. El fierbe la 78°.4. Alcoolul disolvă foarte mulți corpi, cu deosebire corpi organici; din această cauză e foarte mult întrebu- ințat în laboratoare și în industrie, ca disolvant. Se amestecă cu apa www.digibuc.ro 282 în orice proporții și absoarbe chiar apa din atmosfera. Când ameste- căm 52,3 volume alcool cu 47,7 volume apă la 15°, căpătăm numai 96,23 volume de amestec, și nu 100, cum ne-am aștepta. Zicem că are loc o contracțiune. In acelaș timp se desvoltă și căldură. Printre proprietățile chimice reamintim, că prin oxidate dă, după cum am văzut la descrierea alcoolilor în general, aldehidă și acid acetic: CHS b o = CHS CHS CHS CHoOH = +H.0 sau +20= 1 + H„O .O CH«0H | ^0 CZ C^ H \OH Aldehida etilică^ Acid acetica Etanal. Etanoic. Am văzut, că din alcool se prepară etilena^ cloroformul^ clorură și iodura de etil. întrebuințări. Alcoolul este unul dintre corpii cei mai întrebuințați în industrie și laborator. Servește ca disolvant, la prepararea materiilor co- lorante, la fabricarea vâpselelor, lacurilor, etc. Oamenii consumă o canti- tate mare de alcool sub formă de vin, bere, rachiuri, etc. Se întrebuin- țează de asemenea în medicină și la conservarea fructelor și a prepara- telor anatomice. Abuzul de alcool alterează stomahul și arterele și duce în mod fatal la nebunie. In genere, criminalii și idioții sunt fii de alcoolici. Alcoolul denaturat e alcool amestecat cu proporții anumite de spirt de lemn (alcool metilic industrial impur) și de baze piridice (piridina. homologii ei și alte). Aceste substanțe fac că alcoolul denaturat numai poate fi băut și nici purificat pentru a obține iar alcoolul curat. El este întrebuințat, mai ales, la ars în lămpi de încălzit sau de luminat. Pentru anumite scopuri far- maceutice sau industriale, cum ar fi de pildă, prepararea apei de colonia și a altor parfumuri, statul admite denaturarea alcoolului etilic curat, cu sub- stanțe mirositoare, ca esența de lavendula, de bergamot etc. Pentru prepa- rarea lacurilor se admite denaturarea alcoolului cu esența de terebentina. Al- coolul denaturat este scutit de taxele la care e supus alcoolul curat. Alcooli biacizi = Glicoli. % Istoricul. Glicolii au fost preparați de Wurtz, la 1856. Starea naturală. S’a găsit Etandiolul 1. 2. = glicolul etilenic și câțiva dintre homologii săi, între productele de fermentație ale ma- teriilor zacharoase și ale glicerinei. Nomenclatura glicolilor. Glicolii fiind alcooli biacizi, cei doi oxi- drili ai lor pot aparține grupului primar, secundar sau terțiar. In modul acesta putem să avem șease varietăți deosebite de glicoli. Când cele două grupuri alcoolice sunt primare, avem un glicol primar. Când cele două grupuri alcoolice sunt secundare, avem un glicol secundar sau isoglicol. www.digibuc.ro 283 Când cele două grupuri alcoolice sunt terțiare, avem un glicol terțiar sau pseudoglicol. Când un grup e primar și altul secundar avem un hemiisoglicol. » » » » » > terțiar » » hemipseudoglicol. » » » secundar » » > » » isopseudoglicol. Astfel avem CH.OH CHS ch3 ch3 ch2.oh । GHOH C---OH CH-OH ch2 ch2 । C---OH ch2 CHOH ch2oh ch3 ch3 ch3 ch3 Butandiol x. 4. Gli* Butandiol 2. 3. Glicol Dimetil 2. 3. Butan* Butandiol 1. 2. He* col primar al buta« secundar al butanu- diol 2. 3. Glicol miisoglicol al buta- nului. luisisoglicol. ^r/iar=pseudoglicol nului. al dimetil butanului ---Pinacona, CH₂.OH H₃C—C—OH CH₈ Metil 2. Propandiol i. 2.= Hemipseudoglicol al Metilpropanului. ch₃ H₃C—C—OH CH.OH CH₃ Metil 2. Butandiol 2. 3.= Isopseudoglicol al Metil 2. butanului. Proprietăți. Glicolii sunt, în general, corpi lichizi, de obicei uleioși, având temperatura de fierbere mai ridicată decât alcoolii monoacizi cu acelaș număr de atomi de carbon. Tot așa în ceace privește densitatea. Astfel: Etanolul (alcool etilic) C₂H₅OH are densitatea 0,7937 la 0°, se topește la —130° și fierbe la 78°,4. Etandiolul i. 2= Glicolul etilenic: C₂H₄(OH)₂ are densitatea 1,125 la 0°, se topește la + 11,5 și fierbe la 197®,5. Glicolul etilenic = Etandiolul a fost găsit de Henninger în vin. Se prepară, între alte, fierbând etanul dibromat 1. 2. cu apă; se obține astfel 60% din cantitatea teoretică: CH₂.Br HOH CH₂.OH | + =| + 2H Br CH₂.Br HOH CH..OH Prin oxidare cu acidul azotic, glicolul dă următorii compuși: www.digibuc.ro 284 ch2.oh CH,.0H CH.0 CH.0 CO.OH । CH.0 CO.OH CO.OH CH.0 CO.OH Etanolal 1. a. Etanoloic Etanaloic Etandial Etandioic = Aldehidă glicolică = Acid glicolic = Acid glioxilic = Glioxal sAcid oxalic (alcool și aldehidSJ. (alcool și acid). (aldehidă. și acid). (dialdehidă). (diacid). Alcooli triacizi. Se cunosc până în prezent puțini alcooli din grupul acesta. Intre aceștia mai însemnat este glicerina, care servește de cap întregului grup. Glicerina = Propantriol 1. 2. 3. Istoricul. Glicerina a fost descoperită de Scheele la 1779, care a numit-o- tyincipiul dulce al unturilor. La 1815 Chevreul începîi a consideră glicerina ca alcool, și dovedi că glicerina se găsește în mod constant în toate mate- riile grase. La 1855 Berthelot a dovedit că glicerina e un alcool triacid. Wurtz făcu, sinteza glicerinei (1856) din tribromura de alil (propantribromat 1. 2. 3.), iar sinteza totală a ei a fost făcută de Fridel și Sylva. Starea naturală. Glicerina se găsește în cantitate mare, sub forma de esteri, în corpul plantelor și animalelor. Există în stare liberă în oleul de palmieri, în vin (4—7 gr. la litru, Pasteur) și în productele fermentației alcoolice a sfeclelor. Toate materiile grase vegetale sau animale nu sunt decât esteri ai glicerinei, rezultați din combinarea ei cu diferiți acizi derivând din seriiile CnHan+s și CₙHan- Prepararea. Sinteza totală a glicerinei a fost făcută de Friedel și Sylva fierbând cu apă sub presiune propanul triclorat 1. 2. 3 : CH2.C1 H.OH ch2.oh 1 CH.C1 + H.OH = CH.OH + 3HC1 CH2.C1 H.OH ch2.oh Propanul Glicerina, trilcorat x. a. 3. Ei au plecat dela propena, obținută pe cale sintetică; aceasta adiționând o moleculă de clor dă naștere la propandiclorat I. 2. CH, CH..C1 II CH 4- CI, = CH.C1 (tn, ch, Propena. Propan diclorat x. 2. Pentru a obține derivatul triclorat, se încălzește, sub presiune, în vase în- chise, compusul biclorat cu ICI,. www.digibuc.ro 285 CH,C1 CH₂C1 CHC1 4- ICI, = CHC1 + ICI + HC1. (îlH, CH,C1 Propanul triclorat i. 3. 3.=Triclorhidrina giicerinei. Derivatul triclorat, fiert cu apă sub presiune ne dă glicerina : CH₂.C1 H.OH CH..OH CH.C1 + H.OH = (!:H.OH + 3H.C1. CH₂.C1 H.OH CH₂.OH Propanul triclorat 1. a. 3. Propantriol 1» 3, 3,=Glicerina. Fabricarea giicerinei se face în industrie fierbând materiile grase, cu deosebire săul, cu apă la 175° și sub presiune de 8 at- mosfere. Se mai adaugă și 3°/₀ var. (Vezi fabricarea săpunurilor). Glicerina brută se curăță prin distilare cu vapori de apă și prin filtrare pe cărbune de oase. Soluțiunea e concentrată în urmă prin încălzire în vid. Proprietăți. Glicerina este un corp lichid, sirupos, fără coloare și cu gust dulceag (numele glicerină vine dela vorba grecească glykius=dulce). Cristalizează în prisme clinorombice cari se topesc la 17° și fierbe la 290° (sub presiunea obișnuită), descompunându-se în parte. La presiune de 15mm⁻ distilă la 180°, însă fără să se des- compună. Pentru a fi solidificată ea trebue să fie perfect anhidră și păstrată mai multă vreme la o temperatură sub —30°. Cu un cristal gata se poate cristaliza glicerina și la o temperatură mai puțin scă- zută decât—30°. Glicerina, fiind un alcool triacid, are proprietățile chimice ale alcoolilor. 1. Astfel, prin oxidare, s’au obținut, între alții, corpii următori : CH₂OH CH₂OH COOH CH OH CH OH CH.OH I I I CHO CO OH COOH Aldehida gliceric&= Acidul gliceric = Acidul tartronic^ Propan*diol>al. Propan«diol«oic. Propanoldioic 2. Prin deshidratare, glicerina pierde 2H₂O și dă acroleina, aldehida acrilică = propenal; aceasta se produce și când se arde grăsimea la friptul cărnei; are miros acru și neplăcut: ch2oh ch2 1 CH OH --- CH’ 4- 2HSO. 1 Jzo ch2oh l\h www.digibuc.ro 286 3. Am văzut, la definiția alcoolilor, că un alcool poate fi asă- mănat până la un punct oarecare cu o bază, în ce privește oxidrilul. Astfel, am avut: C₂HBOH -|- HC1 = C₂HbC1 + H₂O, la fel cu KOH -|- HC1 = H₂O-H KC1. Am spus, că se nasc în modul acesta compuși, care se numesc esteri. Glicerina, având 3 oxidrili, poate formă trei feluri de esteri cu acizii monobazici, după cum intră în reacțiune unul, doi sau toți trei oxidrilii. Astfel putem avea: CH20H ch2ci ch2ci 1 CH OH 1 CHC1 CHOH CH2C1 CH2C1 CH2C1 Monoclorhidrina. Diclorhidrina simetrică. Triclorhidrina. Trinitroglicerina iâ naștere din glicerină și acid azotic concen- trat, în prezența acidului sulfuric ca deshidratant. CH₂OH NO₂OH CH₂ONO₂ I I CH OH -r NO₂OH = CH ONO₂ + 3H₂O. I ch₂oh no₂oh ch₂ono₂ Propan-triol-trinitric i, 2. 3» Acest corp e în realitate un triazotat de gliceril. Numele de trinitroglicerină e greșit, de oarece un derivat nitric (vezi nitro- fenul) cuprinde grupul NO₂ legat, prin atomul de N, deadreptul de carbon. Acest nume se întrebuințează totuși și azi. A fost pre- parată de Sobrero la 1847. E un corp lichid, uleios, alb-gălbui, cu densitatea 1.6. E un corp foarte explozibil; din această cauză pre- pararea ei e periculoasă și se face cu multă băgare de seamă, alt- fel putând face explozie dela sine. Puterea exploziei se explică astfel. Uitânda-ne la formula substan- ței, observăm că ea cuprinde o mare cantitate de oxigen care poate oxidă carbonul în bioxid de carbon, și hidrogenul în apă. Din această cauză poate arde și fără aer. In timpul arderii se produc prin urmare trei corpi gazoși, CO₂, H₂O și N₂ al căror volum e foarte mare față cu acela al lichidului din care au provenit. Volu- mul gazelor e și mai mult mărit prin ridicarea de temperatură care are loc. Așă dar, tăria exploziei se datorește formării repede de gaze cu un volum foarte mare. Să se observe, că nu se produce nici un corp solid; arderea e prin urmare fără fum. Dinamita. Cu nitroglicerina suedezul Nobel a preparat dinamita în 1862, amestecând 75% nitroglicerină cu 25% Kieselgut (pag. 162), sau cu alte substanțe poroase. Dinamita exploadează numai prin capse de fulminant. Ea nu e așă de periculoasă ca nitroglicerina, în ce privește operațiunile cu ea. Dinamita e întrebuințată pentru www.digibuc.ro 287 sfărâmatul stâncelor, în mine, tuneluri, sub apă, la încărcatul tor- pilelor de răsboiu, ș. a. Nu poate fi întrebuințată însă la arme de foc din cauză că acestea nu rezistă la puterea mare care se desvoltă. Gelatina explozibilă e făcută din nitroceluloza și nitroglicerină; ea are înfățișarea unei gume și arde fără fum. Întrebuințările glicerinei. Glicerina are numeroase întrebuințări din cauza proprietăților ei fizice și chimice. Astfel, fiind un corp care se evaporă și în- gheață greu, ea se întrebuințează ca lichid de umplere la gazometrele de gaz (cu care se măsoara volumul de gaz consumat) și la presa hidraulică. Fiind un disolvant pentru oleurile eterice servește la scosul parfumurilor din plan- tele, cari nu pot fi distilate cu vapori de apă fără a se altera. Fiind greu atacată de fermenți și bacterii servește la păstrarea preparatelor anatomice și a fruc- telor. Mai slujește la facerea unsorilor și pomezilor de toaletă, pentru piele și păr. Deasemenea slujește la facerea substanțelor cari trebuesc să rămâe moi sau umede, cum e argila cu care sculptorii fac modele, cum e cerneala pentru ștampile, tabacul de tras pe nas, etc. Dar, cantitatea cea mai mare de glice- rină e consumată la fabricarea nitroglicerinei, despre care am vorbit mai sus. Grăsimi. Grăsimile de tot felul, animale sau vegetale, sunt esteri organici ai glicerinei. O moleculă deglicerinăe combinată în aceste grăsimi cu trei molecule de acizi organici, cu eliminarea a 3 molecule de apă. Putem scrie, în mod general, formula unei grăsimi astfel: CH₂.OH HO.OC—R CH₂—O.OC—R CH.OH + HO.OC—R = CH—O.OC—R + 3H₂O CH₂.OH HO.OC—R CH₂—O.OC—R în care R e un radical alchilic oarecare. Acizii mai răspândiți în gră- simi sunt: CHS (CH₂)ₜ CH₃ CH ch2 CHS ch8 CH (CH2)u ch2 1 (CHs)18 (ch2)7 CO.OH CO.OH CO.OH CO.OH Acidul b jtiric = Acidul palmitic = Acidul stearic = Acidul oleic = Butanoic Hexadecanoic Octodecanoic Octodecenoic Observare. Să se observe că acidul oleic e un acid nesaturat; hidrocar- bura lui e din seria CnHan. www.digibuc.ro 288 Acești acizi formează următorii esteri: CH,_—O.OC—CH,—CH₂—CH₃ I CH —O.OC—CH₂—CH₂-CH₃ CHS—O.OC -CH,_—ch₂—ch₃ Butîrina = Propantriol'tributanoic CHS—O.OC—(CH₂)u—CHs CH -O.OC—(CH₂)₁₄—CH₃ ch₂- O.OC—(ch,)₁₄—ch₃ Palmitina = Propantrioi-trihexadecanoic ch₂-o.oc—(ch₂)₁₆—ch₃ CH — O.OC—(CH,)₁₆—CH₃ CH₂—O.OC—(CH,)₁₆—ch₃ Stearina = Propantriobtriocto^canofc CH,—O.OC—C₁₇H₃₃ I CH - O.OC—C₁₇H₃₃ ch₂—O.OC—c]₇h₃₃ Oleina = Propantriol uioctodecenoic Oleina este lichidă, celelalte sunt solide, iar stearina se topește . la o temperatură mai ridicată decât palmitina. Cele mai multe gră- simi naturale sunt amestecuri de oleina, palmitina și stearina. Unele grăsimi cuprind și esteri ai glicerinei cu alți acizi decât acei 4 menționați mai sus. Așa, untul cuprinde esteri ai glicerinei cu două feluri de acizi; un fel de acizi sunt voatih și distilă cu va- porii de apă: acizii butiric, capronic. caprilic și caprinic; altfel de acizi sunt nevolatili: oleic, palmitic, stearic In untul natural sunt 8,8°/o acizi volatili, pe când în untul artificial (margarina) canti- tatea acestora e cu mult mai mică. Determinând cantitatea de acizi volatili putem află dacă un unt e natural sau prefăcut. Proprietățile fizice ale unei grăsimi stau în legătură cu natura esterilor de glicerină pe care îi cuprinde. Așâ, săul care cuprinde mai multă stearina, e mai consistent și se topește mai greu (pe la 42°); unutra, care are mai multă palmitina și oleina, e mai moale și se topește mai ușor, iar untul de lemn cu foarte multă oleina e lichid. In cele mai multe cazuri, grăsimele din plante sunt lichide, oleuri sau uleiuri, cele din animale carnivore sunt unturi, iar grăsimile erbivorelor sunt săuri. In stare curată, grăsimele sunt albe, sau slab gălbue, fără miros și cu gustsarbăd. Toate sunt mai ușoare decât apa, și lasă pe hârtie o pată străvezie, care nu dispare prin încălzire (spre deosebire de pata făcută de terpenele din seria CnHm-J. Nu se disolvă în apă, prea puțin în alcool și foarte lesne în eter, benzen, sulfură de car- bon, etc. Când sunt curate se păstrează multă vreme, când cuprind sub- stanțe azotate (albumine) râncezesc lesne, mai ales sub influența luminei. Se formează în acest caz glicerină, acizi liberi, produse de descompunere cari le dau un miros neplăcut și gust rău. Untul rânced își perde în parte mirosul rău prin topire și stingere la gătitul bucatelor, din cauză că acizii volatili se evaporă. www.digibuc.ro 289 Grăsimele solide se prepară încălzind cu apă materiile grase; învelișul celulelor în care sunt cuprinse se umflă și grăsimea se adună pe suprafața apei. Oleurile lichide se scot prin stoarcere sau apăsare din semințele sau din fructele grase în care se află. Unele oleiuri se oxidează la aer, se prefac într’un fel de rășină și de aceia se numesc oleuri BÎcative. Cele mai multe însă nu se fac rășinoase, se usucă foarte .greu și se numes oleiuri nesicative. Printre cele nesicative sau cari se usucă greu, amintim untde- lemnul, oleul de migdale, oleul de sesam, oleul de porumb, oleul de rapiță, oleul de ricin, etc. Printre oleurile care se usucă lesne, sicative, pomenim oleul de in, de cânepă, de floarea soarelui. Oleul de in servește la face- rea văpselelor în oleiu, a lacurilor și lustrurilor. Prin lac se în- țelege un lichid care se usucă lesne când e întins întrun strat subțire. Văpseaua, sau alte substanțe care ar fi amestecate cu oleul sicativ rămân astfel lipite de obiect. Pentru ca să se usuce mai repede, oleul sicativ e fiert cu puțin oxid de plumb sau alți •oxizi metalici. Chitul pentru geamuri e făcut din oleu de in și cretă sau alte substanțe în praf. Linolenl e un fel de mușama care aduce cu cauciucul. El se fabrică oxidând oleul de in cu aer sau acid azotic până se preface într’un corp moale și cleios. Acesta e amestecat cu răzătură de plută sau cu alte materii la fel și e întins pe urmă și apăsat pe o pânză groasă și tare. Săpunuri. • Am văzut, că grăsimele sunt esteri ai glicerinei cu diferiți acizi superiori organici. Săpunurile sunt săruri ale acizilor din grăsimi cu unele metale, și cu deosebire cu potasiu și sodiu. Ele se prepară •cu ajutorul grăsimelor de tot felul. Se înțelege, prin urmare, că un săpun e un amestec de săruri ale mai multor acizi cu un metal. Experiență. Punem într’o ulcică vre-o 50 grame seu de vaca și o leșie de 6 grame hidrat de sodiu cu 90 gr. apă; totul trebue să umple numai jumătate din vas. încălzim nu prea tare vre-o jumătate de oră. Adăugăm în urma o leșie de două ori mai tare (la 6 gr. KOH numai 45 gr. apă) și fierbem mai departe până ce lichidul se întinde, când scoatem puțin cu o linguriță. Când strângem o picătură între degete, trebue să se prindă în niște foiți albe. Adăugăm atunci 22 grame sare și fierbem mai departe, amestecând mereu. După câtvă timp lăsăm să se răcească. Se prinde atunci pe suprafața lichidului o turtă de săpun. Dacă experiența e bine făcută, săpunul astfel preparat se disolvă complect în apa distilată. Dacă nu, aceasta înseamnă ■că mai e grăsime nealterată și că trebue să se repete operația dela capăt •cu acest săpun. 18 www.digibuc.ro 290 Explicare. In prima fază se produce o emulsiune a materiei grase,, adică aceasta se preface în bobițe foarte mici cari stau în suspen- siune în lichid, și care bobițe intră mai repede și mai bine în reac- țiune. In faza a doua a avut loc transformarea grăsimei în săpun, conform reacțiunei : CH2---OOC---R NaOH ch2oh 1 CH ---OOC---R + NaOH = 3R---COONa - CHOH । 1 NaOH ch2oh CH3---OOC---R Săpun Glicerină. în care R înseamnă radicalul hidrocarbonat al acidului : palmiticᵥ stearic, oleic. In a treia fază, când am turnat sare, s’au strâns bobițele de săpun, căci în apă sărată săpunul nu e solubil și prin răcire s’au prins în formă de turtă. Dacă întrebuințăm hidrat de potasiu, KOH, căpătăm un săpun moale. In fabrici se fac aceste operațiuni în mare. După a treia fază, se scoate lichidul cu apă și cu leșie. Săpunul prins (cu 10—15% apă) e presat bine pentru a i scoate restul de apă cu leșie și apoi retopit și turnat în forme dreptun- ghiulare de lemn sau de fer și se lasă să se răcească. Din forme e tăiat în urmă în plăci și în calupuri, cu mâna sau cu mașina,, și apoi uscat. Materiile grase întrebuințate la fabricarea săpunului sunt de multe- feluri. Astfel, în Marsilia se întrebuințează untdelemnul care dă. săpun de Marsilia. In acc^t oraș industria săpunului eră în floare încă din anul 1000. Se mai întrebuințează, apoi oleul de palmieri, mai cu seamă în Anglia, oleul de sesam, oleul de răpită, de in, de bumbac, etc. Săpunurile de toaletă de calitate bună sunt fabricate cu grăsi- mele cele mai bune și curate. Ele n’au nici alcali nici acizi liberi; sunt săpunuri neutre. După ce sunt fabricate sunt tăiate în formă de șuviți subțiri, sunt uscate, amestecate bine cu parfumul cuvenit și pe urmă turnate la presă care le dă forma definitivă. Săpunul de glicerină e săpun uscat și încălzit în urmă cu glicerină ; el e- transparent. Printre diferitele feluri de săpunuri speciale amintim : Săpunul de pete făcut din săpun și fiere de bou. Săpunul cu nisip e săpun de cocos amestecat cu nisip. Săpunurile medicinale cuprind substanțe desinfectante sau cu anumite proprietăți contra bolilor de piele. Intre acestea pomenim : săpun de camfor, cu 10% camfor contra degeraturilor, săpun fenicat cu 2—3% fenol, săpun salicilat, săpun cu miere (contra crăpăturilor de piele), săpun cu iodură de potasiu, săpun cu terpentină (contra reumatismului), săpun cu gudron, săpun cu pucioasă, etc. întrebuințarea cea mai însemnată a săpunului e la spălarea pie- lei, rufelor, etc. Materia grasă e transformată de săpun într-o emul' www.digibuc.ro 291 siune, adică în părticele foarte mici care stau în suspensiune în apă și dau astfel un lichid ca un fel de lapte. Materiile insolubile, praful și alte substanțe, sunt desfăcute astfel de pe piele, rufe, etc. sunt luate de spumă și spălate de apă. Un săpun bun nu trebue să conție bază liberă (Na OH), care arde și face pielea aspră; de asemenea trebue sâ facă spumă bună, întrebuințând o apă nu prea sălcie. Plasture. In afară de săpunuri cu sodiu sau potasiu, se mai cu- nosc săpunuri și cu alte metale. Plasturele e un săpun de plumb, adică oleat și stearat de plumb; el mai cuprinde sacâz, rășini și substanțe medicinale; sunt verzui, galbene sau negre. Linimentele sunt un fel de emulsiuni întrebuințate la fricțiuni pe corp în caz de răceală. Ele se fac amestecând oleuri, d. ex., untdelemn, cu amoniac și bătând amestecul în sticlă până se face emulsiunea. Experiență. Facem o soluțiune de săpun în apă distilată. Punem sare în soluțiunea limpede. Pe suprafața amestecului se ridică săpunul în formă de grunji. Această experiență ne arată, că săpunul nu se disolvă în apă sărată. Astfel am precipitat săpunul la fabricarea lui. Experiență. Amestecăm o soluțiune limpede de săpun în apă distilată cu câtevă picături de clorură de calciu. Se formează un precipitat alb de stearat de calciu, insolubil în apă. Această din urmă experiență ne explică de ce apa sălcie (cu sulfat de calciu) face grunji cu săpunul și nu face spumă. Se for- mează stearat de calciu insolubil, sub forma de pietricele. Apa de izvoare și ori ce apă de băut cuprinde cantități mici de săruri de cal- ciu. Când se spală rufele, o parte din săpun se pierde prin transfor- marea lui în stearat de calciu. Adăugirea unei leșii de cenușă (car- bonat de potasiu) are, între altele, de scop de a precipită calciul și a economisi astfel săpunul. Pentru a se vedeâ, dacă o apă cuprinde mult sau puțin calciu, ne slujim de o soluțiune de săpun în al- cool și de o anumită concentrațiune. După numărul de centi- metri cubici întrebuințați ca să precipităm calciul din o cantitate anumită de apă, ne dăm seama de duritatea apei și putem ști dacă acea apă poate sau nu să fie întrebuințată în anumite scopuri. Lumânări. Lumânările cele mai întrebuințate azi sunt lumânările de stea- rină și lumânările de ceară. Lumânările de său întrebuințate altă dată aveau multe neajun- suri : miroseau a său, ardeau cu fum și miros rău, se topeau lesne și pe lângă acestea însămnau o risipă de material, pierzându-se glicerina din grăsimi. Lumânările de ceară se întrebuințează numai la serviciul reli- www.digibuc.ro 292 gios. Ele sunt făcute din ceară de albină și sunt sau galbene cum e ceară, sau albe, când ceara a fost albită la soare (cum se ghilesc pânzele). Lumânările de ceară sunt foarte des falsificate prin adău- gire de parafină, cerezină și sacâz. In acest caz, ele ard cu fum și aduc prin aceasta stricăciuni picturilor din biserici. Mai amintim și lumânările de parafină cari au neajunsul, că se înmoae lesne, curg la ardere și dau și puțin fum ; flacăra lor e mai luminoasă ca a celor de ceară; se întrebuințează mai mult la luminății. Fabricarea lumânărilor de stearină. Lumânările de stearină sunt făcute din amestecul de acid stearic și palmitic liberi^ ce se scoate din grăsimi. Cuvântul ^stearină* este prin urmare rău în- trebuințat în acest caz, căci stearina este esterul gliceric al aci- dului stearic. Experiență. Facem într’un pahar o soluțiune ceva mai concentrată de săpun în apă distilată. Punem în această soluțiune acid sulfuric sau clor- . hidric și încălzim cătvă timp. Lăsăm să se răcească. Pe suprafața ameste- cului se prinde o pojghiță solidă de acid palmitic și stearic. Dacă săpunul a fost făcut cu unt de lemn, atunci stratul dedeasupra rămâne lîchid, fiind alcătuit, în cea mai mare parte, din acid oleic, Explicare. In aceasta experiență, acidul a descompus săpunul, adică sarea de sodiu a acizilor din grăsim. S’a format clorură sau sulfat de sodiu, acid stearic și acid palmitic, conform ecuațiunii: C₁₇H₈₆COONa + HC1 = C₁₇H₈₆COOH + NaCl Stearat de sodiu* Acid stearic. C₁₆H₈₁COONa + HC1 = C₁₆H₈₁COOH + NaCl Palmitat de sodiu. Acid palmitic. Pe această experiență se sprijină fabricarea acizilor stearic și palmitic cu care se fac lumânările de stearină. Se fierb grăsimele, și cu deosebire săul de vacă, în autoclave (căldări mari la fel cu oala lui Papin^ în care reacțiunile au loc sub presiuni mari) împreună cu var. Se formează glicerină, care rămâne în soluțiune, și din care se scoate în urmă, și săpun de calciu. Săpunul de calciu e descompus cu acid sulfuric în căzi de lemn plumbuite pe dinlăuntru; acizii puși în libertate se ridică în sus, plutind pe amestec. După ce sunt scoși din căzi, sunt spălați cu apă fiartă, care face ca să se topească, și pe urmă turnați în tiparuri în formă de lespezi. Am fabricat astfel un amestec de acizi, gălbui din cauza acidului oleic. Pentru a se îndepărta acesta din urmă se pun lespezile în saci și se supun la presă pentru a fi tescuite și stoarse. Tescuirea se face întâi la rece, și pe urmă la cald, la vre-o 40°. Turtele căpătate astfel sunt spălate încă odată cu apă acidulată sunt amestecate cu 1—2% para- fină și în urmă sunt turnate în tipare. Parafina se adaugă în scopul ca lumânările să nu fie prea casante din cauza acidului stearic cris- talizat, care e casant. Tiparele sunt tuburi metalice în care se pune www.digibuc.ro 293 fitilul și în care se toarnă acizii topiți. Ele sunt prinse câte mai multe de fundul unei cutii și sunt cu vârful în jos. Scoaterea acizilor din grăsimi se poate face și prin ferbere, sub presiune, cu acid sulfuric diluat. Se formează glicerină, iar acizii grași sunt puși în liber- tate. Acizii căpătați astfel sunt transformați apoi în lumânări, după cum am văzut. , Lumânările de stearină nu se îmmoae în timpul arderii, din cauză că acidul stearic se topește relativ sus (la 69°). Arderea e re- gulată din cauză că fitilul, fiind așezat la mijlocul lumânărei, e ali- mentat într’una de stearină topită. Fitilul fiind înmuiat de mai îna- inte într’un amestec de acid sulfuric, acid boric și sulfat de amo- niu, se îndoae în afară la capătul ars. Prin aceasta scrumul e ars complect în zona caldă a flăcării și nu fac muc, care împedică arderea și întunecă flacăra. Cele dintâi lumânări de stearină au fost făcute de Gay-Lussac în 1825. Ciara de albine este un ester care nu cuprinde glicerină; din această cauză ea nu desvoltă prin ardere mirosul greu de acro- leină (pag. . . ). Rolul de alcool în acest ester îl țin alcoolii cerilic (C₂₇ H₆₆ OH) și miricic (C₃₀ H₈₁ OH) și acela de acid îl țin acizii palmitic (C₁₆ H₃₂O₂), miricic (C₃o H₈o0₂) și alți. Ea mai coprinde și hidrocarburele heptacosan, C₂₇ H₈₈ și entriacontan C₃₁ H₈₄, precum și polen de flori. Ciara galbenă e albită astfel: pe un cilindru care se învârtește în apă se toarnă ciară topită în vine subțiri. Se formează astfel cordele subțiri. Acestea sunt ținute în urmă câtva timp la aer și soare, făcându-se albe și fără miros. După albire, se topește și se toarnă în forme: ciară albă. Ea se falșifică adesea cu cerezină, parafină, stearină, sau sacâz. Servește la facerea lumânărilor, plas- turilor, cosmeticurilor și la modelat. Saponificare. Am văzut, că materiile grase prin ferbere cu hidrat de sodiu se prefac în săpun și glicerină. Această operație se numește pe scurt saponificare. Prin asemănare, se numește saponificare orice des- facere a unui ester oarecare, în alcool și acid. O saponificare poate avea loc și prin ferbere cu apă acidulată sau chiar numai cu apă sub presiune. Alcooli tetraacizi și pentaacizi. Eritrita = Butantetrolul 1. 2. 3. 4: C₄H₈(OH)₄ a fost extrasă de Stenhouse (1848) din eritrină, substanță ce se află în planta Roccella Montagnei. E un corp solid cu densitatea 1,45 ; se topește la 120° și fierbe la 300’ descompunându-se. www.digibuc.ro 294 Se cunosc bine trei alcooli pentaacizi: arabita, xilita și adonita; ei sunt izomeri și corespund toți trei la formula unui pentanpentol. CH₂.OH I CH.OH CH.OH CHS.OH Eritrita = Butan’tetrol i. a. 3. 4 ch₂.oh CH.OH CH.OH CH.OH CH₂.OH Pentan-pentol (1. 3, 3. 4. 5.) Alcooli hexaacizi. , Printre corpii cari corespund la formula C₆H₈(OH)₆, mai însem- nați sunt trei: manita, dulcita și sorbită. Manita a fost extrasă de Proust la (1806) din substanța numită în comerț mană. Mana este o substanță zaharoasă, care se scurge din tăeturile iacute în coaja arborelui fraxinussacharifera din Calabria. Ea con- ține 52% manită, iar restul zahar, glucoză și dextrină. Manita se mai găsește în țelină, măsline, mustul de mere și de ceapă și în câteva ciuperci ca: agaricus integer, care conține 2O’/ₒ manită. Prepararea. Mana se fierbe cu alcool, soluțiunea alcoolică se descolorează cu cărbune animal, apoi se filtrează și manita se de- pune, prin concentrarea acestei soluțiuni. Purificată, recristalizând~o încă odafă din alcool, se obține în prisme pătrate subțiri, cu aspect mătăsos. Ea a fost obținută pe cale sintetică prin hidrogenarea manosei, sau a fructozei (levulozei). ch2oh ch2oh ch2oh 1 1 CH OH CH OH CH OH । । CH OH CH OH CH OH sau | 2H = CH OH CH OH CH OH । CH OH CO । CH OH CH 0 ch2oh CH2OH Hexan pentolal = Hexan pentolon a 3= Hexan hexol=Manita. Manoza (aldehidă și Fructoza=Levuloza alcool). (cetonă și alcool). www.digibuc.ro 295 Proprietăți» Manita e solidă, se topește la 166°. E solubilă în apă. Prin oxidarea manitei se obține, mai întâi manoza de mai sus, apoi acidul manonic (monobazic) și în sfârșit acidul manozaharic (bibazic). CHSOH COOH (CHOH)₄ (CHOH)* COOH COOH Acid manonic. Acid manozaharic, Cu acizi dă, în anumite condițiuni, esteri chiar de constituțiunea următoare : C₆H₈(O.CO.CH₃)₆ Esterul hexaacetic al Maniteis Hexaacetilmanitâ. Alcoolul benzilic. Afară de acești alcooli, cari pot merge până la nonan-nononul C₀Hₙ(OH)₉, se mai cunosc și alții în care—OH se află tot la o catenă aciclică, dar legată, la rândul ei, de nu ciclu, s. e.: C₆H₆-CH₂OH Fen«metilol=Alcool Benzilic. ᵣ H /CH₂OH ^6^4 \ch₂OH Fen-di-metilol. Alcoolul Benzilic, se găsește, sub formă de esteri, în balsamul de Tolu și în rășina styrax. E lichid și ferbe la 206°. Se poate prepară în modul următor: C₆H₅—CH₂C1 + KOH = C₆H₅—CH₂OH + KC1 Prin oxidare poate da: C₆H₆—CHO Aldehida benzoică. C₆H₅—COOH Acid benzoic. Observare. Să se observe bine, că în alcoolul benzilic oxidrilul înlocuește un hidrogen aciclic, din toluen C₈H₅—CHS. XXXIII. FENOLII. Se numesc fenoli corpii, cari rezultă din substituirea unuia sau mai multor oxidrili în locul hidrogenului dintr’o hidrocarbură cu catenă închisă nesaturată. Așâ dar, fenolii sunt hidrați ai hidrocar- burelor ciclice nesaturate. Ei pot fi mono acizi, biacizi, triacizi, etc., după numărul oxidrililor, ce au în moleculă, d. e.: www.digibuc.ro 296 C—OH Z\ HC CH II I HC CH \Z CH Fenol monoacid al fenului, C—OH HC CH I I HC CH \Z C—OH C—OH HC \h II I HO—C C—OH \Z CH Fendiol x. 4 = Hidrochinona. Fentriol T.3.5 = Floroglucina. Fenoldiacid al fenului. Fenol triacid al fenului. Fenolul, C₈HBOH, sau acidul fenic, cum se spune de obicei, însă în mod greșit. El a fost estras de Runge la 1834, distilând gu- droanele rămase dela fabricarea gazului de luminat. Porțiunile cari trec între 180° și 220° sunt agitate cu o soluțiune apoasă de KOH. Se formează astfel săruri de potasiu, solubile în apă, cari tratate cu SO₄H₂ dau fenoli. Aceștia se separă în urmă prin distilare și cristalizare. Se poate obține în laborator prin încălzirea derivatului sulfonic ăl fenului cu KOH : C₆HBSO₂OH + KOH = C₈HBOH + SO₃KH Derivatul sulfonic Fenol. Sulfit acid de al fenului. potasiu. Proprietăți. Fenolul e corp solid, cu densitatea 1,084, cristali- zează în prisme lungi, incolore, se topește la 42° și fierbe la 183°. El e puțin solubil în apă, foarte solubil în alcool și eter. Picat pe piele, produce arsuri dureroase și pete albe. întrebuințare. Fenolul este un antiseptic puternic ; din cauza aceasta se întrebuințează în chirurgie; el este otrăvitor. Se întrebuințează foarte mult în industria materiilor colorante. Experiență. Punem fenol într'o eprubetă și turnăm puțină apă ; fenolul în exces, care nu se poate disolvă, rămâne pe fundul eprubetei. Turnăm peste amestec o soluțiune de KOH și amestecăm. Se capătă o soluțiune Explicare. In partea întâia a experienței se dovedește că fenolul nu se amestecă în orice proporție cu apa, cum face alcoolul. In partea a doua, fenolul a intrat în reacțiune cu KOH : C₆H₆OH + KOH = C₆HBOK + H₂O Fenat de potasiu. Se formează fenat de potasiu ușor solubil în apă. Pe această proprietate a fenolilor se sprijină izolarea fenolilor în genere din gudroane. Punând în soluțiunea limpide de lenat de potasiu acid clorhidric, se pricipită din nou fenolul ca un strat lichid la fundul eprubetei: C₆HBOK + HC1 = C₆HBOH + KC1. 2. Acidul sulfuric concentrat dă cu fenolul derivatul sulfonic /OH CBH₄—SO₂OH care poate avea trei izomeri, orto, meta și para- www.digibuc.ro 297 ■ca fiind un derivat al fenului în care s’a înlocuit 2 atomi de hidro, geni prin 2 radicali. Derivatul orto se numește aseptol și are o putere antiseptică mare. 3. Cu acidul azotic se obțin, între alții, următorii derivați nitrici: OH r ft^oh /OH p tt N02 n4<Sr Picratul de potasiu. Picratul de stronțiu. Amândouă aceste săruri se întrebuințează în pirotechnie pentru prepararea fulminantelor explosibile și a focurilor de artificii. Acidul picric e corp otrăvitor, cu gust amar de unde i se trage numele (picros=amar) și are o mare putere de a coloră în galben lâna și mătasa. Experienței. Ferbem puțina apă într’un pahar și disolvăm puțin acid picric. Se obține o soluțiune galbenă. Cufundăm în această soluțiune o bucățică de pânză de matasă și o lăsăm câtva timp. După aceasta o scoa- tem, o spălăm și o uscăm. Mătasa s’a colorat foarte frumos în galben. Alți fenoli. Dela fen se cunosc toți cei trei fenoli biacizt C₆H₄(OH)₂ izomeri : 1. 2 pirocatechina, 1. 3 resorcina și 1.4 hidrochinona. Resorcina servește la prepararea materia colorantă numită fluo- resceină. Din cei trei fenoli triacizi C₆H₃(OH)S cunoscuți, mai importanți sunt doi: 1. 2. 3, pirogalolui, întrebuințat în fotografie, și 1. 3. 5, floroglucina. /CHS Fenolii toluenului CgH,—OH sunt orto-, meta-, și paracresolnl; ei se găsesc în gudroanele dela distilarea cărbunilor. Un amestec de cresol brut și de soluțiunea apoasă concentrată de săpun e cu- noscut în comerț sub numele de cresoliiiă și de Lisol. Creolina este o soluțiune de cresoli în alcali; slujesc toate ca antiseptice. Creosotul este un amestec de diferiți fenoli, cu deosebire cresoli și acid fenic. Se obține din gudroanele dela distilarea lemnelor și servește ca desinfectant și ca mijloc de conservare. Afumatul căr- nurilor datorește puterea lui antiseptică de conservare, tocmai aces- tui creosot. Stâlpii de telegraf și traversele de drum de fer sunt deasemenea creozotate (vezi Conservarea lemnelor). www.digibuc.ro 298 XXXIV. ETERII. Se numeau înainte eteri, niște compuși cu constituțiune deosebită,, cari au fost grupați mai de mult împreună, prin faptul că în ge- nere aveau un miros plăcut «eteric* care se apropie, de al eteru- lui ordinar. Astăzi s’au împărțit în două clase speciale rezervând numele de eteri la oxizii radicalilor alcoolici, sau fenolici, com- parabili, până la un punct oarecare, cu oxizii metalici, și dând nu- mele de esterl la substanțe ce se obțin prin eliminarea de apă dintre un alcool, sau un fenol, și un acid oarecare, organic sau ne- organic. Acești esteri se pot compara, din punctul de vedere al constituțiunei lor, cu sărurile metalice ale diferiților acizi. Pentru a deosebi esterii obținuți cu hidracizi halogenici HC1, HBr, etc., din acei obținuți cu acizii oxigenați, s’a împărțit clasa esterilor în: esteri haloizi sau simpli (vezi pag. 271) și în esteri compuși, sau mai scurt esteri (vezi pag. 288). Eterii pot fi, prin urmare, grupați în modul următor: Eteri eteri salini sau esteri oxigenati = compuși eteri oxizi (eteri ordinari) propriu ziși m iești haloizi'simpli (CH3)sO o o CH3C1 (C,h5),o A A CjHjCI (C8H5)sO e- us u» C«H5C1 «HH hrt l-r’ l-M n C4 co UUUU " comparabili cu: comparabili cu: comparabili cu: K,O KNaO (hipo- KCl Na2O, etc. tetic) NaCl cu acid neorganic NO₃CH₃ SO/QHJ, C,H₅(NO₃)ₐ comparabili cu: no₃k SO₄Pb cu acid organic CH₃—COjCH, CₐH₅CO₂CₐH₆ comparabili cu: ch₃co₃k (C₈H₅CO₃)jCa Esterii și modul lor de preparare, precum și câțiva dintre esterii nitrici mai principali au fost studiați deodată cu alcoolii și acizii. Principalul dintre eterii oxizi este eterul etilic. Eterul etilic = Etan-oxi-etan. h₃c—ch₂—o—ch₂—ch₃ Acest corp se numește impropriu și eter sulfuric sau eter. Istoricul. El a fost preparat la 1540 de Valerius Cordus (oleum vini dulce) prin acțiunea acidului sulfuric asupra alcoolului. www.digibuc.ro 299 Prepararea. Alcoolul tratat cu acid sulfuric dă mai întâi sulfa- tul acid de etil. C₂H₆OH 4- SO₄H₂ = SO₄HC₂H₅ + HSO Alcooi. Sulfat acid de etil. Acest corp (obținut de Dabit 1808), este identic cu corpul care se formează când trecem etena în acid sulfuric cald (Hennel și Fa- raday 1827). Sulfatul acid de etil încălzit cu o nouă cantitate de alcool, dă naștere la eter. SO₄HC₂H₆ + C₂H₆OH = (C₂H₅)₂O 4- SO₄H₂ Pentru a prepară eterul ordinar facem un amestec de 5 voi. alcool (de 90%) cu 9 voi. SO₄ H, (d = 1,84) la rece, și îl punem într-o sticlă cu robi- net (fig. 283), din care îl lăsăm să curgă încetul cu încetul printr’un tub într-o retortă, în care se încălzește același amestec până la 140°. Eterul distilând trece prin râcitor, se condensează, și se culege în balonul din dreapta. încăl- zirea seface pe o bae de nisip san de aer (1). Când lucrăm cu eter trebue băgat de seamă ca să nu fie o flacără în a- propiere, căci vaporii de eter, fiind mult mai grei decât aerul, se depun, sub forma de strat, pe suprafața mesei și pot lua foc chiar dela o depăr- tare destul de mare. (Vezi și CS,). In aceste cazurt e bine să se înconjoare flacăra, care servește la încălzirea balonului, cu o pânză deasă de alamă, care produce acelaș efect ca în lampa lui Davy. Proprietăți. Eterul e un lichid mobil, cu miros caracteristic, cu densitatea 0,736 (la 0°). El ferbe la 35° și se aprinde foarte lesne. Se disolvă în 10 părți apă și e foarte solubil în alcool cu care se amestecă în orice proporție. Experiență. 1) Să ia o pâlnie măricică de sticlă (de vre-o 10—12.cm. de deschidere) și se leagă, printr’o bucățică de tub de cauciuc, cu o țeavă de sticlă (având un diametru de 8—10 milimetri și o lungime de vre-0 50 de centimetri) care la capătul celalt este îndoită în formă de cârlig. To- tul se suspendă prin un suport oarecare. In pâlnie se pune puțină vată hi- drofilă udată cu eter; se acoperă pâlnia cu o bucată de pânză de alamă și după ce a trecut puțină vreme se aprinde vaporii de eter la capătul încârligat al țevii. Această experiență ne arată bine greutatea vaporilor de eter. 2. Eterul se evaporă producând răcire; picând pe mână puțin eter și făcând vânt cu mână simțim răceală. Putem îngheță chiar apa, punând într-o eprubetă subțire puțină apă și Introducând eprubetă într’un pahar (1) O bae de aer e făcută ca o bae de apă, numai că recipientul încălzit e gol și mediul, care încălzește balonul, este aer în loc de vapori de apă. O bae de nisip este de obicei o farfurioară de fer conținând un strat gros de nisip de mare, peste care se pune balonul de încălzit. Nu e bine de a între- buință nisipul de râu, căci acesta are grăunțele cu colțuri ascuțite cari pot sgâriâ fundul balonului și provocă spargerea lui. Aceste două băi se întrebuințează când trebue să încălzim un balon la o temperatură mai mare decât 100°. www.digibuc.ro 300 cu ce vă eter. Suflând cu niște foi în acesta din urmă, ca să înlesnim eva- porarea eterului, apa înghiață în eprubetă. 3. Disolvâ materiile grase. Ungem o hârtie cu Ce vă grăsime. Punem hârtia într-o eprubetă cu puțin eter. Amestecăm cât vă timp și scurgem ete- rul într'o farfurioară sau sticlă de ceasornic. După cât vă timp, eterul se evaporă, iar în farfurioară rămâne grăsimea. 3. Cu eter putem șterge petele de grăsime de pe pânză. Fig. 373, Prepararea eterului etilic. întrebuințarea. Eterul se întrebuințează ca disolvant și pentru diferite sin- teze în chimie. Se întrebuințează de asemenea în medicină ca stimulant și din cauza temperaturii scăzute, ce seobține prin evaporarea lui, este un bun amestezic local. Se întrebuințează de asemenea, când e absolut pur, ca anes- tezic total, în locul cloroformului fiind inspirat în stare de vapori. Esențe de fructe. Sub acest nume se găsesc în comerț niște lichide cari au un miros ce aduce cu mirosul de fructe. Aceste esențe sunt esteri acizilor organici cu diferiți alcooli. Se întrebuin- țează la imitarea mirosului adevărat de fructe. Fiindcă se alterează însă cu timpul și fiindcă prin aceasta dau naștere la corpi vătă- mători, aceste esențe nu sunt permise în anumite cazuri. De altfel, chiar faptul că sunt imitațîuni e un cuvânt îndestulător ca să nu fie permise. Pomenim printre aceste esențe pe următoarele: Esență de pere = acetat de amil (din acid acetic și alcool amilic). www.digibuc.ro 301 Esență de mere = valerianat de amil (din acid valerianic și alcool amilic). Esență de ananas = butirat de amil (din acid butiric și al- cool amilic). Esență de rom = butirat de etil (din acid butiric și alcool etilic). Prin amestecul lor se obțin și alte esențe : de țuică, tămâioasă, etc. Să se observe, că în genere acizii și alcooli din aceste esențe au miros urît cu totul (acidul butiric are miros de sudoare, etc.). Experiență. Putem încercă se obținem esteri de aceștia încălzind într’o eprubetă puțin amestec de acidul și alcoolul respectiv cu acid sulfuric. XXXV. ALDEHIDELE. Aldehidele sunt corpi, cari rezultă din alcoolii primari prin des- hidrogenare. Numirea lor se formează din numele hidrocarburei ter- minat prin sufixul al.—Când funcțiunea aldehidă se repetă de mai multe ori, se adaogă sufixul dial, trial, etc. Această deshidrogenare se face luându-se cu oxigenul, sub formă •de apă, doi atomi de hidrogen dela grupul alcoolic primar: —CH₂OH, d. e.: CH₃ I — H₂ = ch₂.oh Etanol= Alcool etilic ch₃ I O = C — H Etanal = Aldehida acetică. ch₂ II CH I -H₂ ch₂ oh Propenol= Alcool slilic. ch₂ CH O = C —H Propenal=Aldehida alilică=Acroleina. c₆h₉—ch₂.oh Fenil metanol (Alcool benzilic). - H₂ = C„H₆—CH.0 Fenil metanal=Alehida benzoică, esența de migdale amare. In aldehide nu se află oxidrili, deși avem O și H la acelaș atom de carbon; amândouă aceste elemente sunt legate direct de carbon, pe când în oxidril hidrogenul e legat de oxigen și numai prin acesta de carbon. Istoricul. Etanalul (Aldehida etilică) a fost preparat prin oxidarea alcoolului de Ddbereiner (1821). Liebig la 1825 dovedi că aldehidele sunt alcooli des- hidrogenați și creă numirea aldehidă, adică: alcohol AmMArogenatum. Starea naturală. Etanalul se găsește în mică cantitate în vin alături cu alte substanțe, ca acefalul CH₃—CH(O.C₂H₆)₂ etc. Câtevă alte aldehide există în stare naturală sub formă de oleuri esențiale sau în combinațiuni sub forma de glucosizi. Astfel aldehida ben- www.digibuc.ro 302 zoică se poate extrage din glucosidul numit amigdalina, care se găsește în migdalele amare. Aldehida formică = Metanal. H — C 2 sau H — CH.O rl Ea se prepară prin oxidarea alcoolului metilic cu ajutorul oxi- genului din aer în prezența platinului sau a cuprului. Pentru aceasta se trece un curent de aer încărcat cu vapori de alcool metilic printr-o țeavă în care se încălzește o spirală de platin (sau și de cupru). — Curentul de aer e trecut în urmă într’un vas cu apă, care absoarbe aldehida formică formată. E un corp gazos cu miros înțepător și e periculos de respirat. De obiceiu se dă în comerț sub forma unei soluțiuni de 40% în apă, sub numele de formol sau formalină. E un puternic desin- ’fectant în care scop servește atât în soluțiuni diluate cât și în stare de vapori, când e produsă în aparate speciale pentru formalină. Formolul are proprietatea de a preface substanțele albuminoase în corpuri elastice care se pot conservă nealterate fiind neputrescibile. E întrebuințată pentru aceasta la facerea preparatelor anatomice. Din cleiu, oxid de zinc și formol se fac nasturi și diferite lucruri. Galalitul e făcut din caseină (brânză) întărită cu formol; el imi- tează celuloidul. Aldehida formică servește și la fabricarea de materii colorante. Aldehida acetică = Etanal. CHS — CH.O sau CHS — Experiență. încălzim într-o eprubetă o soluțiune de bicromat de potasiu în care am pus și puțin acid sulfuric. Turnăm alcool in această soluțiune fier- binte, picătură cu picătură. Mirosind, cu precauție, vaporii cari se desvoltă, simțim un miros particular, sufocant, care aduce cu cel de mere verzi. Acești vapori sunt de aldehidă și sunt periculoși de respirat. In acest timp soluțiunea s’a făcut verde din cauza alaunului de crom și potasiu care a luat naștere : Explicare. Bicromatul de potasiu încălzit cu acid sulfuric des- voltă oxigen, conform ecuațiunii dela pag. 216 și dă naștere la alaunul de Cr și K. Oxigenul pus în libertate oxidează alcoolul etilic, transformându-1 în aldehidă, conform ecuațiunii: ch₃ ch₃ ch₂oh + o = + h₂o www.digibuc.ro 303 Prepararea în cantitate mai mare se face în laborator in aparatul arătat în fig. 274. Fig. =74. Prepararea aldchidei acetice. In balonul A, încălzit pe o bae de apa,se află o soluțiune concentrată de bicromat de potasiu. Prin pâlnia B se lasă să curgă In balon un amestec, făcut de mai înainte, de alcool și acid sulfuric in părți egale. Aldehida, împreună cu alcool și apă trece în răci torul aplecat în spre balon. In răcitor, prin care se face să curgă apă la 25° se condensează cea tnai mare parte de alcool și apă ți de acela curg din nou în balon. Aldehida, care C gazoasă la 25’, trece în vasele C, D răcite și se disolvă în eterul anhidru care se găsește in ele. După ce s’a terminat reacțiunea, desfacem aparatul în E și introducem prin acest tub un curent de amoniac uscat până ce nu mai p absorbit de eterul răcit în C, D. La sfârșit, desfacem sticlele, scurgem eterul într’un vas și cule- gem cr ist ațele cari s'au format pe o hârtie de filtru Aceste cristale sunt o combinațiune a aldehidci cu amoniacul. Prin distilarea lor cu acid sulfuric, într’un balon, se obține alde hi dă care poate fi condensată într’un vas răcit cu ghiață și sare. Proprietăți. Aldehida e un corp lichid, Iară coloare și cu miros sufocant particular. Fierbe la 21° și se amestecă cu apa și alcoolul în orice proporție. Proprietățile ei chimice mai principale sunt ur- mătoare : Cu hidrogenul dă alcool etilic și cu oxigenul acid acetic; CHₐ I /O + 2H = c H CHjOH CH₉ ᵣ o + O = c H COOH De asememea, se combină cu amoniacul, cum am văzut mai sus; apoi cu acidul clorhidric, cu acidul cianhidric și cu sulfiții acizi alcalini (bîsulfiți): www.digibuc.ro 304 ch3 CHS CHs CH, r O + NH3 = nh, ; 0 + HCl = 1 CI 1 C H CH OH C H ch\oh CH₃ CHₛ ch₃ ch₃ O + CNH = /CN ; ᵣ/O + SOₛNaH = I SO₂ONă L\H CH\OH C H OH Toți aceștia sunt compuși de adițiune. Aldehida dă însă nume- roși produși în care oxigenul aldehidic e substituit, sau cu halogeeni, sau cu alți radicali, cari pot să fie monovalenți sau bivalenți; d. ex. 1. Cu PClₙ sau PBr₆ aldehidă dă oxiclorura de fosfor (O=PC1₃) și derivații dihalogenați corespunzători: CH₃ h"c\ci ch₃ H—C Clorura de etiliden. Bromura de etiliden. Aceasta reacțiune ne dovedește că în aldehida nu avem oxidril (vezi pag. 301) și că oxigenul e legat direct de carbon, prin am- bele valențe ale sale. 2. Cu aminele primare, de pildă anilina, aldehida dă reacțiunea următoare: CH₃ ch₈ + + H-C=O H₂N—CfₗH₅ H—C=N—CₒH₆ Etenal. Anilină. Etilidenanilină. Acești compuși sunt foarte importanți, slujind la un mare număr de sinteze. In condițiuni anumite, aldehida etilică se transformă în 2 corpi isomeri, unullicid și cellalt solid. Cel licid se numește paraldehida cu formula (C₂H₁O)₃, și fierbe la 124®; cellalt, numit metaldehida, are tot aceiași formulă (C₂H₄O)₃ și e isomer cu cel dântâi. Metal- dehidă e solidă, și se sublimă pe la 115®, iară a se topi, transfor- mându-se parțial în aldehida ordinară. După cum vedem, avem aface cu o combinare de trei molecule de aldehidă într’una singură ; zicem că aldehida s’a polimerisat. Experiență. Cu aldehidă putem prepară o oglindă de argint, după cum s’a arătat la pag, 197. Precipitarea argintului sub formă de oglindă se explică prin pro- prietatea ce are aldehida de a se oxidă, luând oxigenul dela oxi- dul de argint, și punând metalul în libertate. www.digibuc.ro 305 Pe această proprietate se sprijină și reacțiunea aldehidelor cu soluțiunea lui Fehling care servește la recunoașterea lor. Prin ferbere cu această soluțiune se produce un pricipitat roșu închis de oxid cupros Cu₂O. Vom arătă la glucoză cum se face soluțiunea lui Fehling și cum se lucrează cu ea. Aldehida benzoică = Fenilmetanal C₆H₆—CH.0 Aldehida benzoică e aldehida alcoolului benzilic ; ea derivă prin urmare dela toluen. E cunoscută și sub numele de esență de migdale amari, căci se poate scoate din aceste migdale. In ele se află un compus, numit amigdalina, care sub influența unei substanțe speciale, emulsinay ce se găsește tot în migdale, se desface în aldehidă benzoică, glucoză și acid cianhidric: C₂,H₂₇NOU + 2H₂O = C₆H₅CHO -f- CNH -4- 2C₆H₁₂O₆ Aldehida benzoică e un corp uleios, cu miros plăcut de migdale amare. Prin hidrogenare trece ușor în alcool benzilic și prin oxi- -dare (chiar la aer) în acid benzoic, întocmai cum face aldehida acetică și toate aldehidele în general. Intră în reacțiune cu foarte mulți corpi. Aldehida salicilică (orto oxibenzoică). Ea e și aldehidă, și fenol. Are un miros plăcut. Se găsește în «leul esențial din planta Spiraea Ulmaria. Prin oxidare dă acidul salicilic (orto oxibenzoic). /OH 1 C₀H/ COOH 2 XXXVI. CETONE. Cetonele sunt corpi cari se formează prin deshidrogenarea al- coolilor secundari. Numele lor se formează, din acel al hidrocar- burei, terminat cu sufixul on. Când e o dublă cetonă, se adaogă la numele hidrocarburei sufixul dion și așa mai departe, trion, etc. Această deshidrogenare se face scoțând, sub formă de apă, 2H ■din grupul)>CHOH precum : 20 www.digibuc.ro 306 CHa CHa CHa CHa CHOH --- H2 = CO ; CHOH --- H2 = CO CHa CHa C»Ha c,h6 Propanol 2 Propanona (Dimetil* Butanol 3 Butanona (Alcool isopropilic) cetona)=Acetona. (Alcool isobutilic) (Metil-etilcetona). Acetona=7-’ro/’a«owa, CH₃—CO—CHₐ, se găsește în urina per- soanelor cari sufăr de diabet zaharat. Se prepară prin calcinarea acetatului de calciu : CHₐ — |COO ch₃ -co|o ch₃ = CO + CO₃ Ca CH₃ E un corp lichid, cu miros particular plăcut. Se întrebuințează 'ca disolvant și pentru alte scopuri. Prin hidrogenare dă alcoolul secundar corespunzător, după cum aldehida dă alcoolul etilic. Se combină direct, întocmai ca și al- dehida, cu CNH, SOₐNaH, etc. CHₐ CHₐ CHₐ CHₐ ¹ ¹ ,/CN C=O + 2H = CHOH ; C=O + CNH = C< I I OH CHₐ CHₐ CHₐ CHₐ CHₐ CHₐ | | SOₐNa C=o + SOₐNaH = C OH CHₐ CH₃ Camfora, C₁₀H]₈O, e cetona hidrocarburei C₁₈H₁₈, camfan. Ea e produsă mai ales în japonia, de arborele Laurus camphora. Trun- chiul arborelui e tăiat în bucăți mici, care sunt puse în o căldare specială — alambic — și încălzite cu apă. Vaporii apei duc camforul la partea superioară unde s’a pus pae curate de orez. Acolo cam- fora se condensează prin răcire. In urmă e purificată prin sublimare. Ea e incoloră, sfărimicioasă, cu miros aromatic plăcut. Se topește la 175° și ferbe la 204“. Arde cu o flacără fuliginoasă. E solubilă în alcool și eter. Pusă pe apă se învârtește cu mare iuțeală — mișcare giratorie—; dar e destul să fie o urmă de grăsime pentru a opri această miș- care. E de ajuns a vâra în apă vârful unui ac trecut prin părul capului. Se întrebuințează mult în industrie pentru diferite scopuri, și în medicină ca sedatif. Disolvată în alcool, dă spirtul de cam- fora ce se întrebuințează pentru fricțiuni. www.digibuc.ro 307 XXXVII. CHIN O NE. Se numesc chinone corpii, ca/i se formează prin deshidrogena- rea paradifenolilor, precum: OH O C CC HC CH HC O CH HC C — Hj = sau || HC CH HC O CH HC C C CC OH O 1. 2. Mai însemnată în această grupă este: Chinona fenului. Pentru a o reprezenta ne putem servi încă de formula No 1, cu toate că mulți preferă formula No. 2. Proprietăți. Chinona e corp solid, gălbui, se topește la 116° și se sublimează în cristale prismatice ca acele. Sub influența hidro- genului în stare născândă, chinona dă iar hidrochinona: c ^OH(l) Difenol i. 4=Hidrochinona. Clorul și bromul dau cu chinona producte de substituție; s’a ob- ținut astfel chinona tetraclorată, numită și cloranil: CₐCl₄O₂. Antradiona = Antrachinona. Antracenul dă prin oxidare un compus, numit antrachinona: H I C CO C₆H₄ I C₆H₄ + 30 = c₆h₄ c₆h₄ + h₂o C CO H Antren= Antracen. Antradion = Antrachinona. Antrachinona e corp solid, cristalizat în ace galbene, se topește la 273°. Tratată cu Br dă un derivat bisubstituit în poziția 1. 2. Acest derivat topit cu hidrat de potasiu ne dă dioxiantradiona I. 2, care se numește curent Alîzarina. www.digibuc.ro 308 O CH C Z \ HC C C I HC C C CH C O O CBr CH C COH CBr HC^ C C COH + 2OKH = I I +2KBr CH HC C C CH / \ \ \Z CH CH C CH O Dibromantradiona, i. 2. Dioxiantradiona 1. 2 = Alizarina. Această sinteză a fost făcută de Grabe și Lieberman (1868). Alizarina există în rădăcinile de garanță (Roibă) din care s’a extras multă vreme înainte de prepararea ei sintetică. Ea e o materie co- lorantă foarte căutată, cristalisează în ace roșii portocalii, se topește la 276°, se sublimă iară a se descompune și e solubilă în alcool și în apă ferbinte. Ea dă o coloare roșie foarte frumoasă. Tot cu ea se obțin nuanțele violete și negre. XXXVIII. CORPI CU FUNCȚIUNI MIXTE. Aldehide-alcooli și Cetone-alcooli. Se găsesc în natură numeroși corpi cari au, în acelaș timp, în molecula lor grupuri alcoolice și aldehidice, sau alcoolice și cetonice; unii au fost obținuți și pe cale sintetică, alții se găsesc în natură, mai totdeauna împreună în fructele dulci, sau în miere, d. e.: CHO CH₂OH CHOII CHO1I CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CO CH₂OH ch₂oh Hexan pentolal=Aldosa, Hexan pentolon 2=Cetoz&, GlucozA, aldehidă, alcool prim, Fructoză=Lo5 nlozâ (cetonă, alcool și secundar, primar și secundar» Glucoza = Aldosa, hexan-pentol-al. Glucoza a fost extrasă mai întâiu de Loevoig și Proust. Ea se găsește în cantitate mare în natură: mai toate fructele dulci, (pre- www.digibuc.ro 309 cum: strugurii, prunele, portocalele, etc.), de asemenea mana, mie- rea, zaharul și glicosizii conțin glucoză. Afară de acestea glucoza se mai găsește și în corpul animalelor precum și în urina persoa- nelor cari sufer de diabet zaharat. Se numește și zahar de struguri. Prepararea. Glucoza se extrage din mustul strugurilor în mo- dul următor: Mustul se filtrează, se decolorează cu cărbune animal, se con- centrează prin evaporare și glucoza se depune în mase compacte cristaline. Glucoza astfel obținută se purifică prin recristalizare din alcool. De regulă glucoza se prepară din zahăr sau din amidon (scro- beală). Zaharul încălzit cu HC1 sau, mai bine SO₄H₂ diluat, se desface în glucoză și levuloză (amestecul acesta se numește zahar inter- vertit). Din el se scoate glucoza adăugând hidratul de calciu, prin care se precipită levuloză sub forma de levulozat de calciu insolu- bil și care se filtrează; din lichidul filtrat (conținând glucozat de calciu solubil) se precipită calciul cu CO₂ sau cu cantitatea potri- vită de SO₄H₂, și se obține apoi glucoza prin evaporare. Experiență. încălzim într’o capsulă, cevă mai mare, vre-o 200 gr. apă amestecată cu 1 cm.c. acid sulfuric concentrat. Când amestecul fierbe în clocote, turnăm puțin câte puțin 60 gr. scrobeală pe care am înmuiat-o cu apă ca să formeze un fel de terciu subțire. Continuăm fierberea până ce toată scrobeala s’a transformat în glucoză. Cunoaștem aceasta, luând din timp în timp puțin lichid din capsulă, diluându-1 într'o eprubetă cu apă și punând, după ce s’a răcit, câteva picături dintr’o soluțiune diluată de iod în iodură de potasiu. Cât timp este scrobeală, se obține o coloare albastră; în urmă coloarea se face roșie-violetă și la sfârșit rămâne brună, ca a soluțiunii de iod. In acest caz toată scrobeala s’a transformat în glu- coză. Punem acum, ca să neutralizăm acidul sulfuric, cretă pisată, puțin câte puțin. Se formează o spumă datorită descompunerii carbonatului de calciu prin acidul sulfuric. Când desvoltarea de gaz se oprește, și creta adăugată nu mai e descompusă, acidul sulfuric a fost neutralizat. Lăsăm să se limpezească și decantăm sau filtrăm lichidul limpede. încălzim lich i- dul în capsulă până ce se evaporă cea mai mare parte din apa și rămâne un sirop. Acesta cuprinde Glucoza. Glucoza din comerț e preparată astfel din scrobeală. Proprietăți. Glucoza e o substanță solidă, incoloră, cu gust dulce (de 2^ ori mai puțin dulce decât zaharul). Ea poate cristaliazâ Și cu o moleculă de apă, se înmoaie la 60°, se topește la 86° și perde apa de cristalizare la 110°. Glucoza, având în moleculă pe lângă funcțiunea aldehidică un grup alcoolic primar și 4 grupuri secundare, poate da naștere la mai mulți derivați. Astfel: 1. Prin hidrogenate ne dă un alcool hexaacid: www.digibuc.ro 310 C₆H₁₂O₆ + 2H₂ = C₆H₁₄O₆ Hexanpentolal= Hexanhexol= Glucoza. Manita. 2. Prin oxidare obținem următorii acizi: CH₂OH ch₂oh (CHOH)₄ + O = (CHOH)₄ I I CHO COOH Glucoza. Hexanpentoloic= Acid gluconic, CH.OH COOH (CHOH\+3O = (CHOH)ₜ+H.O CHO COOH Glucoza, Hexantetroldioic= Acid zacharic 3. O proprietate foarte însemnată a glucozei e aceia de a se transformă în alcool etilic și CO₂ sub influența drojdiei de bere (vezi fermentațiuni): C₆Hi₂O₆ = 2C₂HgOH + 2CO₂. Pe această fermentare se sprijină întreaga industrie a fabricărei alcoolului și băuturilor alcoolice. 4. Glucoza, fiind aldehidă, se oxidează lesne și reduce din această cauză sărurile de argint și sărurile de cupru; în cazul întâi pune argintul în libertate sub formă de oglindă de argint (vezi experi- ență dela pag. 197). In cazul al doilea oxidul cupric, CuO, se re- duce în oxidul cupros, Cu₂O, și nici odată în cuprul metalic. Aceasta reacțiune e foarte importantă pentru recunoașterea glucozei în li- chidele în care se găsește, ca bună oară în urina oamenilor care sufară de diabet zaharat. Ea se face cu așa numită soluțiunea lui Fehling. Soluțiunea lui Fehling se prepară disolvând în apă, în proporțiuni anumite, sulfat de cupru, tartrat de sodiu și potasiu și hidrat de potasiu. Ea e o so- luțiune de tartrat dublu de cupru și de potasiu. Noi ne vom servi de ojsolu- țiune de sulfat de cupru în care am pus hidrat de sodiu și atâta acid tartric până ce precipitatul, Cu(OH)₂, format la început, se disolvâ din nou. Experiență. Fierbem într-o eprubetă puțină din aceasta din urmă solu- țiune; turnăm apoi puțină glucoază disolvată în apă și încălzim mai de- parte. Se formează un precipitat roșu închis de oxid cupros, care se a- șează pe fundul eprubetei, lăsând soluțiunea limpede. Această experiență se poate face și cantitativ și poate sluji la determinarea cantitativă a glu- cozei dintr'o soluțiune. întrebuințarea glucozei. Pe transformarea scrobelei, din cereale, sau car- tofi, în glucoză și pe proprietatea glucozei de a se transformă în alcool se sprijină fabricarea spirtului și a băuturilor alcoolice. Glucoza curată din comerț înlocuește în multe cazuri zahărul. Astfel ser- vește, la îndulcirea turtei dulci, licuorilor, muștarului. Prin încălzire se trans- formă, ca și zaharul, într-o masă brună, caramelul; cu acesta se face o solu- țiune care servește la colorarea vinului, băuturilor spirtoase, ș. a. Fructoza = Levuloza = Cetoză, hexan-pentolon 2. Fructoza sau Levuloza se găsește totdeauna împreună cu glu- coza. Ea se prepară în modul următor: Mierea, sau zaharul înter- www.digibuc.ro 311 vertit, tratat cu hidrat de calciu dă naștere, cum s’a spus mai înainte, la glucozat de calciu și levulozat de calciu. Acesta din urmă se filtrează, se spală bine și după ce s’a suspendat în apă, se precipită calciul cu un curent de CO₂ sau cu 50*112 și se eva- porează soluțiunea filtrată. Levuloza se mai prepară lăsând să fermenteze o soluțiune apoasă de miere. Glucoza se distruge mai iute prin fermentație decât le- vuloza. După ce toată glucoza s’a distrus, se concentrează soluțiunea și se obține levuloza. Proprietăți. Levuloza este de obicei lichidă ; s’a obținut și cristalizată în ace fine mătăsoase. Ea se disolvă în apă și în alcool diluat și este mai dulce decât glucoza. Levuloza se comportă cu unii reactivi în mod analog cu glu- coza ; în multe privințe însă diferă de aceasta fiind o cetoză și nu o aldoză. Afară de glucoză șl levuloză se mai cunosc din această grupă : manoza» galactoza, sorboza și altele. Bioze sau Biglucoze = Zaharoze. C]₂ H₂₂ Oₙ = C₁₂ Hu O5 (OH)g. Se numesc zaharoze niște substanțe, a căror proprietate co- mună este de a se desface prin hidratare în două molecule de corpi din grupul glucozelor (aldoze) sau fructozelor (cetoze); prin urmare ele pot fi considerate ca anhidride ale acestora. Cₒ H₇ O (OH)* > O + H₂0 = 2Cb O₀ Cₒ H₇ O = (OH)* Maltoza. 2 mol. glucoză. C₆ H₇ O (OH)* >0 + H,0 = C₆ H₁₂ 0₈ + C₆ H₁₂ O, C₆ Ht O (OH)* Zaharoza (zaharul). Glucoză. Levuloza. Din cauza aceasta ele se mai numesc și bioze. Se cunosc până acuma următorii corpi mai principali din această grupă: zaharoza, lactoza, precum și maltoza, melitoza, trehaloza și turanoza. Ele se extrag din plante și animale. Zacharoz4=Zaharul. Istoricul. Zaharul se cunoaște încă din antichitate. Alexandru cel Mare l-a adus în Europa din Indii. Cultura trestiei de zahar s’a introdus în America în secolul al XV-lea. Marggraf descoperi zaharoza în sfecle (1745). Această descoperire este foarte impor- www.digibuc.ro 312 tantă. In adevăr, din 12 milioane de tone de zahăr cât se pro- duce în fiecare an în lume, două treimi sunt fabricate din sfeclă. Elevul lui Marggraf, Achard a înființat cea dintâi fabrică de zahăr din sfecle la 1799 în Silezia. De abia la 1811 însă, pe vremea Blocului lui Napoleon, această fabricare a putut să se desvolte. Starea naturală. Zaharoza se găsește în trestia de zahăr, în sfecle, în morcovi, în multe fructe (zarzăre, pierseci, prune, smeură), în trunchiurile de mesteacăn, în cocenii de porumb, etc. Mana de Sinai este o plantă numită tamarix manifera, care conține 52% zahar. Zacharoza nu s’a găsit în corpul animalelor. Zaharoza se extrage din trestia de zahăr și din sfecle. a) Fabricarea zahărului de trestie. Trestia este stoarsă de sucul său, fiind trecută între două cilindre metalice apropiate, care se învârtesc în sens invers. In fabricele mai moderne se întrebuin- țează metoadă de extragere prin difuziune (vezi zaharul de sfeclă). Mustul zaharat e prelucrat cât se poate de repede, ca să nu fer- taenteze. Pentru aceasta se amestecă cu lapte de var, până la neu- tralizarea licidului și se încălzește în căldări anumite. In urmă se lasă să se limpezească, i se ia spuma care se formează și după ce s’a precipitat tot calciul, cu CO₂, și s’a concentrat prin încăl- zire în vid, se lasă să cristalizeze prin răcire. După gradul de per- fecțiune al fabricelor se scoate astfel între 15% ȘÎ 60° ₀ din zaharul cuprins în trestie. Mustul care rămâne mai cuprinde zahar ce nu poate cristaliza. El se dă în comerț sub numele de melasa și slujește la fabricarea băuturilor spirtoase rom și arrak. Zaharul de trestie se numește Zahar colonial. b) Fabricarea zahărului de sfeclă. Zaharul se extrage în Europa numai din sfecla de zahăr. Sfecla de zahăr conține până la 18% zahăr. Extragerea zahărului din sfeclă se face în modul următor: după ce sfeclele s’au spălat, sunt tăiate în tăiței subțiri, cu ajutorul unor mașini speciale. Difuziunea. Extragerea zahărului din aceste șuvițe este bazată pe fenomenul difuziunei. Se știe, că dacă o celulă organică, care conține în sucul său diferite substanțe disolvate, este cufundată în apă, o parte din substanțele disolvate aflate în interiorul celulei trec prin pereții ei în apa, iar apa intră în celula. Această schim- bare de substanțe are loc atât timp până când sucul din celulă șt apa înconjurătoare conțin aceiași cantitate de substanțe în soluțiune. Se înțelege ușor, că schimbând qpa de mai multe ori putem ex- trage tot zahărul care se află disolvat în sucul celular al sfeclelor. Difuziunea se face mai repede la temperaturi mai ridicate și înce- tează la 75°, din cauză că la această temperatură membranele celulare pierd proprietatea ce aveau de a lăsa să treacă prin ele substanțele disolvate. www.digibuc.ro 313 Aparatele în care se face difuziunea se numesc difușorii și sunt așezate mai multe la rând formând o baterie. Carbonatarea. Zeama care rezultă din difuziune și care conține aproape tot zahărul aflat în sfeclă, este supusă unei noui operațiuni care are de scop curățirea ei de substanțe străine. Această opera- țiune se chiamă carbonatare și consistă în a adăuga lichidului ce ese dela difusorii o anumită cantitate de lapte de var. Prin aceasta, se separă materiile albuminoide, materiile colorante și cei mai mulți acizi organici, precum și acidul fosforic, sub formă de săruri de calciu. Dacă nu s’ar neutraliza acizii cu var, zahărul s’ar interverti și ar intră în fermentare. Zeama care rezultă este limpede și puțin colorată. Cum se adaugă în totdauna un exces de lapte de var, hi- dratul de calciu rămas liber se combină cu zahărul și dă un za- harat de calciu solubil, care în urmă ar împiedeca zahărul să cristalizeze ; de aceea se introduce un curent de bioxid de carbon care descompune zaharatul de calciu dând naștere la carbonat de calciu, care la rândul lui contribue în mod mecanic la limpezirea lichidului zaharat. Lichidul zaharat este separat prin filtre speciale de precipitatul rezultat și în urmă concentrat în aparate anume cari funcționează subt presiune scăzută. Cristalizarea. După o nouă filtrare, siropul acesta se concen- trează în aparate cu vid până când zahărul începe să cristalizeze Din aceste aparate siropul care conține cristale de zahăr în el. este scurs în niște bazinuri mari spre a se răci. El trebue să fie ținut continuu în mișcare pentru a nu se oține o masă solidă prin răcire. In urmă se separă cristalele de siropul necristalizat în aparate speciale și se obține astfel zaharul brut. Siropul se concentrează din nou și se lasă să se cristalizeze mai departe obținându-se astfel un al doilea product. Siropul care rezultă după separarea celui de al doilea product se numește melasă și deși conține 45% zahăr, nu mai este cristalizabil din cauza multelor substanțe străine care se află în disoluțiune. Astăzi însă, prin anumite procedeuri, se mai scoate încă mult zahar cristalizat din această melasă primă. Rafinarea. Zaharul obținut astfel trebuește să fie rafinat. Rafi- narea se face de regulă disolvând zaharul brut în apă, decolorând soluțiunea cu negrul animal și cristalizându-1 din nou. Soluțiunile concentrate, răcite în tiparuri conice, sau dreptun- ghiulare, depun zahărul sub forma de căpățâni, sau în formă de prizme ; din acestea din urmă se capătă zaharul cubic tăiăndu-1 cu anumite mașini. Proprietăți. Zaharul e un corp solid, cristalizat în prisme cli- norombice, cu densitatea 1,6. El se topește la 160°, și e foarte solubil în apă, cu deosebire în apă caldă ;e insolubil în alcool rece. încălzit la 200° se transformă în un corp brun numit caramel, cu care se colorează licuorurile. La o temperatură mai înaltă za- harul se descompune dând un cărbune foarte curat. www.digibuc.ro 314 Zaharul poate funcționa ca alcool octacid dând diferiți esteri. Interverlirea zahărului. Prin acțiunea acizilor minerali (Biot 1833) sau a fermentului berei (Dubrunfaut 1832), zaharul se transformă în glucoză și levuloză. Transformarea aceasta se numește intervertirea zahărului. Vezi explicarea la acidul tartric (pag. 331). Experiență. Facem o soluțiune de zahăr în apă. Punem într'o eprubetă puțină'soluțiune de aceasta, o fierbem și turnăm în ea soluțiunea lui Fehling. Nu se obține precipitat roșu cărămiziu ; soluțiunea rămâne albastră. 2. Pu- nem în alta eprubetă puțină soluțiune de zahăr, punem câteva picături de acid clorhidric diluat și fierbem vre-o jumătate de orâ. După aceia neutra- lizăm acidul clorhidric cu carbonat de sodiu (până nu se mai desvoltâ CO₂), punem soluțiunea lui Fehling și fierbem din nou. Acuma se produce preci- pitatul roșu de oxid cupros. Explicare. In partea întâia a acestei experiențe se arată, că za- harul nu are în el funcțiunea aldehidică ca atare, de oarece nu reduce soluțiunea lui Fehling. In partea a doua, se arată că prin încălzirea zahărului cu acid clorhidric a luat naștere un corp cu funcțiunea aldehidică. Se dovedește, că se formează din zahar, prin această încălzire cu acid, glucoză și levuloză. Acest rezultat e foarte important. Zicem, că zaharul a fost intervertit. Spre deosebire de glucoză, zaharul nu fermentează deadreptul. In drojdia de bere se află însă un principiu special, numit inver- tină; aceasta transformă zaharul în glucoză și levuloză, care pot fermentă, adică se pot transforma în alcool etilic și bioxid de carbon. Vom vorbi mai pe larg asupra acestor transformări la Fermentațiuni. întrebuințările zahărului se sprijină pe puterea lui de a îndulci. Se întrebuințează la facerea zaharicalelor de tot felul, acadele, bon- boane, siropuri, licuoruri, etc., precum și la conservarea fructelor zaharisite, la dulcețuri, compoturi, ș. a. Zaharina este o substanță de 500 ori mai dulce decât zaharul, dar nu are nici o înrudire cu acesta în ce privește compoziția chi- mică. Servește la îndulcit în locul zahărului, mai ales pentru cei cari sufâră de boala de zahar. Nu este un aliment, cum e zaharul, care produce căldură și prin urmare energie în organism. E numai un condiment. CO \ Se prepară plecându-se dela toluen. Formula ei esteC₆H₄ NH. A fost descoperită de Fahlberg în New-York, 1885. Introducerea și punerea în consumare a zaharinei sunt oprite prin lege specială în țara noastră și sunt pedepsite foarte aspru. Lactoza sau zaharul de lapte. C12H22O11. Se găsește în mici cantități în fructele arborelui care produce cauciucul, în fasole și cu deosebire în lapte. www.digibuc.ro 315 Prepararea. Laptele mamiferelor, după ce ’i s’a scos prin chiag și în urmă prin căldură caseina și albumina (cașul și urda), lasă un zer în care se află numai sărurile din lapte și lactoza. Acest zer depune prin concentrare cristale de lactoză. Cristalele acestea redi- solvate în apă și decolorate cu cărbune animal, dau lactoză curată. Are un gust puțin dulce și se disolvă în 7 părți apă. Laptele se acrește din cauză, că lactoza se transformă în acid lactic. Ea se desface prin hidratare în o moleculă de gluooză și una de galactoză: Ci₂H₂₂Oₙ + H₂O = C₀H₁₂O₀ + C₀H₁₂O₀ Glucoză. Galactoză, Lactoza reduce la cald soluțiunea lui Fehling dând Cu₂O roșu, și la rece soluțiunea amoniacală de NOₐAg depunând argint metalic sub fQrmă de oglindă ; din această cauză se întrebuințează la fa- bricarea oglinzilor. Trioze = Triglucoze, C„H₇O (OH), o CgH₇O (OH)₃ = C₁₈ Hj₂ Ojo o C₀H₇O (OH), Din acest grup se cunosc mai bine până acuma, Rafina za, din mclasc, și Melesitoza, din Pinus larix. Rafinoza se desface prin hidratare în modul următor : C₁₈ H₃₂ O„ + 2H₂O = C₈ H₍₁ O₈ + C₈ H„ O₈ + C₈ Hₗₛ O₈ Glucoza. Levuloză Galactoza Polizaharide. (C₀H₁₀O₆)n. Se cunosc în natură mai mulți corpi, cari prin reacțiunea*lor dovedesc a fi produși prin deshidratarea mai multor molecule de aldoze, sau de cetoze. In această grupă avem: amidonurtle, gu- mele, celulozele. •Linidonurile sunt substanțe cu aceleași caractere, cari există în plante, dintre cari unele foarte răspândite ca amidonul (scrobeala) iar altele mai puțin răspândite ca : lichenina în Cetraria Islandica, inulina, în Inula helenium și glicogenul din ficatul animalelor ma- mifere. www.digibuc.ro 316 Amidonul = Scrobeala. Amidonul sau amilul se găsește în o mulțime de plante, sub forma de celule eliptice al căror diametru variază dela 0mm⁻,002 până la 0mm-,185. Astfel se găsește în grâu, porumb, secară, etc. și în cartofi, când poartă numele de feculă. Scrobeala se prepară din grâu în modul următor: Se iea făina și se face un aluat cu apă. Acesta se frământă într’un curent de apă (fig. 278), care ia amidonul și-l depune apoi Fig. 273» Amidon. Fig. 276. Feculă. Fig. 277. O celulă de amidon • umflată și crăpată prin apă. Fig. 278. Prepararea amidonului. prin repaos pe când glutenul rămâne în mână. Glutenul obținut astfel se în- trebuințează la facerea pâinei pentru diabetici sau se amestecă cu făina la facerea pastelor (macaroane, fidea, etc.). Fig. 279. Prepararea feculei. Amidonul din cartofi (feculă) se prepară râzând cartofii (fig. 279) pe o sită, unde sunt frământați cu apă. Feculă trece prin sită și se depune în vasul exterior. Proprietăți. Amidonul este insolubil în apă și în alcool. încălzit cu apă dă un lichid lipicios numit cocă. Amidonul, încălzit la 160°— www.digibuc.ro 317 200° se transformă într-o substanță solubilă, numită dextrină. Coaja de pâne cuprinde în parte dextrină. Acidul sulfuric diluat, transformă amidonul mai întâi în dextrină și apoi în glucoză (vezi pag. 309). Diastasa vegetală, adică substanța azotată, ce se extrage din or- zul încolțit, (Malț), pusă în contact cu amidonul, îl transformă în două substanțe solubile: maltoza (80'/₀) și dextrină (20%). In acest mod, în timpul încolțirei semințelor, amidonul insolubil din cotile- donii acestora se transformă în substanțe solubile, cu care se nu- trește planta mică până la desvoltarea radicelei și gemulei. Coca de amidon se colorează în albastru cu cantități mici de iod (vezi pag. 75). Această coloare dispare când o încălzim și reapare când o răcim. Dextrină (CBHjoOB)n, se prepară, după cum am văzut mai sus din amidon, prin încălzire la 170°—200°, sau prin acțiunea acizilor sulfuric sau azotic, în anumite condițiuni. Ea e o substanță solidă, solubilă în apă, dând o soluțiune cleioasă numită ciriș. Experiența. Punem vreo 10 gr. scrobeală într-o capsulă, 5 gr. apă și câteva picături acid azotic. Lăsăm să se usuce totul în aer și pe urmă în- călzim capsula încetul cu încetul băgând de seamă ca temperatura să nu se ridice prea sus. Se obține astfel dextrină care se disolvă complet în apă, spre deosebire de scrobeală care nu se disolvă. Dextrină nu fermentează și nu reduce soluțiunea lui Fehling. Fiartă cu acizii diluați ea se hidratează și dă glucoza. Se pot repeți experiențele respective dela zahar. Știința tinde a separa mai multe dextrine. Cu ele se fac în co- merț produsele cunoscute sub numele de gomelina, leiocom, ș. a. care înlocuesc guma arabică. Gumele corespund tot la formula (CBH₁₀O₆)n. Ele au proprieta- tea de a se disolvâ complect sau parțial în apă, de a se umfla și a da astfel un lichid lipicios. Sunt insolubile în alcool și eter, care le și precipită din soluțiunile lor. Guma arabică e secretată de arborii acacia din Africa de nord, Egipt, Senegal, ș. a. Se disolvă complet în apă. Se întrebuințează în medicină și în industrie pentru a forma toate produsele care servesc la lipit, precum și la fabricarea cernelei, văpselelor, etc. Se falșifică uneori cu cleiu de pruni sau de cireș, care nu se di- solvă însă bine în apă. Celuloza. Formula celuloză este de asemenea (CBH₁BOB)n, In care n are o valoare mare. Celuloza este substanța care formează scheletul vegetalelor. Ea www.digibuc.ro 318 se găsește sub numele de tiinicină și în regnul animal la tuntceri și ascidu. In vegetale, pe lângă celuloză, se află și partea lemnoasă, (lignină sau lignoza), care nu e așâ de rezistentă la acțiuni chi- mice ca celuloza. Această deosebire e întrebuințată la prepararea celulozei din plante, precum și scoaterea fibrelor textile. Astfel, inul este pus la topit în apă, în care timp are loc o atacare a părții lemnoase, care poate fi pe urmă desfăcută lesne de firele de celuloză. Din lemn, se îndepărtează partea lemnoasă prin fierbere sub pre- siune cu sulfit acid de calciu, (vezi fabricarea hârtiei). Putem prepara în laborator celuloză curată ținând ceva bumbac, pe rând, în acid clorhidric diluat, în hidrat de sodiu, spălând bine cu apă după fiecare tratare, și apoi ținându-1 .în alcool și în eter. Proprietăți. Celuloza e o substanță albă, fără gust, fără miros și insolubilă în apă, alcool, eter, oleuri ; se disolvă numai în solu- țiunea cuproamoniacală, numită licoarea lui Schweizer (pag. 193); din această soluțiune acizii o precipită din nou. Prin fierbere cu acid sulfuric concentrat timp mai îndelungat, celuloza se transformă 'parțial în glucoză (Zahăr de cârpe). Experiență. Disolvâm o foaie de hârtie de filtru în cât mai puțin acid sulfuric concentrat, adăugam pe urmă vre-o 500 gr. apă și fierbem totul timp de o oră. Adăugăm cretă pisată ca să îndepărtăm acidul sulfuric sub formă de sulfat de calciu, filtrăm și încălzim până ce se duce cea mai mare parte din apă. In soluțiunea concentrată putem recunoaște glucoza cu so- luțiunea lui Fehling. Această experiență ne arată, că am putea prepara alcool și din lemn, transformând celuloza acestuia în glucoză și pe urmă pe aceasta în alcool; dar până acum nu rentează și nu s’a aplicat in- dustrial. Pergament vegetal. Hârtia de filtru (neîncleiată) fiind muiată, un timp foarte scurt, în acid sulfuric concentrat și spălată imediat cu apă dă așa numitul pergament vegetal. Experiență. Facem un amestec de 8 p. acid sulfuric concentrat și 1 p. apă ; răcim acest amestec. Muem în el o hârtie de filtru (neîncleiatâ) timp de 20—40 secunde și o spălăm pe urmă în apă, amoniac diluat și iar în apă, până ce apa de spălare nu mai are reacțiune acidă. întindem bine coala de hârtie tratată astfel și o lăsăm să se usuce. Căpătăm astfel prin uscare o hârtie tare, translucidă și care aduce cu pergamentul. Muiată în apă se umflă și prin uscare se întărește din nou. Această proprietate îl face foarte nimerit pentru legatul sticlelor și borcanelor la gură. Are și numeroase alte întrebuințări. Amintim în treacăt, că pergamentul (animal) se fabrică mult în vechime (mai cu seamă la Pergam, în Asia mică) din piei de ani- male tinere. După ce se îndepărtă părul prin var, se spălă bine pielea, se întindea și se șlefuiâ cu cretă și cu piatră ponce pisată. Nitroceluloze. Acidul azotic transformă celuloza în esteri la fel cu www.digibuc.ro 319 nitroglicerina; oxidrilii alcoolici sunt înlocuiți prin grupul—ONO₂ ; se formează astfel esterii azotici ai celulozei. După concentrarea a- cidului azotic și după durata reacțiunii se formează diferiți esteri azotici. Acidul azotic concentrat transformă celuloza într’un hexa- azotat, numit piroxilina sau bumbac explozibil, a cărui formulă este : C₁₂H₁₄O*(ONO₂)b. Această substanță este insolubilă în alcool și eter și arde repede și fără fum; când descompunerea e produsă de puțin fulmmat de mercur (capsă) atunci are loc cu explozie Experiență. Facem un amestec de 1 p. acid azotic concentrat și 3 p. acid sulfuric concentrat. Răcim amestecul și punem în el puțin bumbac. După vre-o 20—30 minute, scoatem bumbacul și îl spălăm de mai multe ori cu apă, până se duce tot acidul. In urmă îl lăsăm să se usuce la aer. Când e uscat bine, seamănă în totul cu bumbacul, doar e ceva mai aspru. Punem puțin pe o scândură și-l aprindem ; arde repede ; poate fi aprins chiar pe mână. Colodiu. Celuloza mai puțină nitrată, adică amestecul de dini- trat C₁₂H₁₈O₈(ONO₂)₂ până la tetranitrat C₁₂H₁₈O₈(ONO₂)₄ este so- lubil într’un amestec de alcool și eter etilic. Soluțiunea această se numește colodiu. Acesta e un lichid cle- ios, translucid; întins în strat subțire, d. ex. pe mână, se transformă într’o pieliță transparentă, prin evaporarea repede a alcoolului și e- terului. Se întrebuințează pentru aceasta în chirurgie la acoperitul rănilor mici și ferirea lor de aer. In fotografie se întrebuința înainte de asemenea o sticlă acope- rită cu o pieliță de colodiu făcută sensibilă cu clorură sau bromură de argint. Astăzi se preferă gelatină sensibilizată. Mătasa artificială, după sistemul lui Chardonnet, e fabricată din colodiu. Pentru aceasta, se trece colodiu prin tuburi capilare foarte fine cu ajutorul unei presiuni 50—80 atmosfere. Firișoarele care es din tuburi sunt trecute prin apa care ea alcoolul; se formează astfel firișoare ca de mătasă, cari se împletesc câte mai multe (10—20) la un loc. Acestea sunt strălucitoare ca mătasa, dar au neajunsul că n’au destulă tărie la rupere și mai ales în starea umedă se rup și mai lesne. Mătasea artificială, care se mai face și în multe alte feluri, nu poate înlocui pe cea naturală; ea se întrebuințează to- tuși pentru ștofe eftine și de efect. Celuloidul se fabrică din celuloză slab nitrată și camforă; ames- tecul umed încălzit la 50° 60° e apăsat cu putere cu o presă. Masa compactă formată astfel e tăiată încă umedă cu ferestrăul și pre- sată apoi în formele cuvenite. Atât fabricarea cât și obiectele făcute din celuloid sunt periculoase, fiindcă celuloidul se aprinde lesne. Cu el se imitează fildeșul, bagaua și se fac fel de fel de obiecte oare- cum eftine. Prin adăugire de alte substanțe, naftalină, fosfat de a- moniu, oxid de zinc, etc., se mai micșorează într’un câtva neajun- sul lui de a se aprinde și arde lesne. Praful de pușcă fără fum se fabrică din bumbac explozibil tra- www.digibuc.ro 320 tat cu acetonă sau acetat de etil. Se formează astfel o pastă, cu care se fac foițe mici; acestea ard mai încet cevă decât nitroceluloza. După modul de preparare se poate regulă iuțeala de ardere și prin urmare puterea explozivă. Se înțelege lesne, de ce acest a- mestec arde fără fum; se formează numai corpi gazoși. Se înțelege de asemenea de ce arde repede căci în molecula nitrocelulozei se află destul oxigen care să oxideze cai bonul și hidrogenul. Bumbac mercerizat (Mercer, 1844). Amintim în treacăt, că bum- bacul care a fost tratat, după anumite metode, cu hidrat de so- diu, capătă proprietăți speciale. Astfel, ia un lustru ca de mătasă, se face mai tare Ia rupt (20—80%) și mai potrivit la văpsit. Hidrați de carbon. Glucoza, levuloză, zahărul, scrobeala și celuloza sunt cunoscute și sub numele de hidrați de carbon. Acest nume se trage dela faptul că formulele lor C₀H₁₂O₀, C₁₂H₂₂Oₙ, (C₆H₁₀O₆)n cuprinde hidrogenul și oxigenul în proporțiile apei, pare că am avea C₀(H₂O)₆, C₀(H₂O)₆. Această interpretare este cu totul greșită, de oarece con- stituția acestor corpi e mai complicată, fiind cea dată mai sus. Nu- mele de hidrat de carbon se întâlnește foarte des și de aceia l-am amintit și noi. Fabricarea hârtiei. Hârtia se fabrică din celuloză. înainte se întrebuința ca material de fabricare numai zdrențele, și în special cele de in și de cânepă. Cu progresul industriei se întrebuințează azi, în afară de zdrențe, și celuloză fabricată din lemne; aceasta din urmă dă însă o hârtie de calitate mai inferioară, care se macină lesne și se îngălbenește la lumină, dacă celuloza n’a fost bine curățită. 1. Pentru fabricarea hârtiei din zdrențe se lucrează astfel. Intâiu se prepară pasta. După ce s'au curățit zdrențele, se descamă în aparate speciale și se decolorează cu clor (hipoclorit de calciu). In urmă, se tae fărâmițele și se face cu apă un fel de aluat sub- țire. Dacă e vorba să se facă hârtie pentru scris, se adaugă cleiu și alaun, cari au de scop să împedice ca hârtia să fie sugătoare. Pasta astfel pregătită se lucrează astfel. Lucrătorul toarnă pasta a- ceastă amestecată cu apă într’o sită foarte fină pe care o mișcă necontenit. In acest timp, apa curge prin sită, iar firișoarele de ce- luloză se lipesc între ele formând ca un fel de pâslă. Când aceasta are grosimea cuvenită, e deslipită de pe sită și pusă pe un pos- tav; deasupra hârtiei se pune alt postav; pe urmă altă hârtie și tot așâ mai departe până se face un teanc care e pus la presă ca să se stoarcă apa. In urmă, foile de hârtie sunt uscate. Acest sistem de lucru cu mâna nu mai e întrebuințat astăzi prea mult; l’am de- scris aici spre a se putea înțelege mai lesne fabricarea cu mașina. www.digibuc.ro 321 2. Din lemne hârtia se fabrică astfel. Lemnul (de brad, mestea- căn, plop) e tăiat deacurmezișul în rotiți subțiri. Acestea sunt fierte sub presiune cu sulfit acid de calciu. In modul acesta celuloza e curățită de substanțele incrustante (săruri, gumă, rășină, și mai ales lignina (sau lignoza) care se îngălbenește la lumină). Cu aju- torul unor mașini speciale lemnul e prefăcut în urmă într’o pastă de firișoare. Această pastă se albește cu clor, se spală bine, și se amestecă cu puțină materie albastră (ultramarin, albastru de Ber- lin). Adăugirea acestor substanțe are de scop să dea pastei o co- loare albă de tot, căci în realitate ea este gălbue, cu tot albitul. Coloarea galbenă a pastei și aceia albastră a substanței adăugite formează împreună (colori complimentare) coloarea albă. Pasta ast- fel pregătită e trecută în mașină, care o transformă incontinuu într’o hârtie fără capete, adică de orice lungime. Operațiile descrise la lucratul cu mâna se fac aici în mod automatic de mașină. Pasta sub formă de aluat subțire cade pe o sită fără capete care se învârtește cu ajutorul a doi cilindri (ca un lanț de bicicletă), mișcându-se puțin în lung și în larg. Apa din pastă curge jos, iar ■celuloza se adună pe sită sub formă de pâslă de hârtie. Această foae de hârtie e prinsă în urmă între doi cilindri înfășurați cu po- stav, care o stoarce de apă. Mai departe, alți doi cilindri încălziți prind foaia de hârtie și o usucă complect. In urmă, hârtia e tăiată în coaie de mărimele cuvenite. Dacă se fabrică hârtie încleiată, atunci în pastă se pune o so- luțiune de sacâz în hidrat de sodiu amestecată cu alaun. Sacâzul pus astfel în libertate lipește firele de celuloză. Se înțelege, dela sine, că în realitate fabricarea hârtiei trece prin mai multe operațiuni, în a căror descriere nu avem nevoe să intrăm. Se înțelege de asemenea, că se fabrică diferite feluri și calități de hârtie. Vom spune numai, că hârtia pentru hârtie monedă și pentru do- cumente trebue să n’aibă de fel materie lemnoasă și e făcută nu- mai din zdrențe de in care dau hârtia cea mai rezistentă. Mucavaua sau cartonul mai cuprinde cleiu, argilă, etc. Papier muche e făcută din pastă de hârtie amestecată cu cleiu, cocă de scrobeală, nisip. Din ea se fac obiecte numite de papier maM. Pentru a- ceasta, pasta moale se pune în formele respective (farfurioare, tablale, taba- chere, etc.) unse cu oleu, e presată și în urmă obiectele uscate muiate în ■oleu de in și iar uscate. Conservarea lemnelor. Lemnele pot fi conservate în următoarele moduri: 1. Ferite de contactul cu umezeala, prin acoperirea lor — văp- Sirea — cu diferite lacuri. Aceste lacuri se fac sau din oleu de in fiert, cu miniu, cerusă, alb de zinc, etc., sau din diferite rășine, disolvate în spirt de lemn, etc. 21 www.digibuc.ro 322 2. Injectând în lemne, cu deosebire o soluțiune de Calaican verde (SO₄Fe) și mai ales de Calaican albastru (SO₄Cu). 3- Injectând în lemne o soluțiune de creozot. Această substanță, se obține la distilarea lemnelor în vase închise pentru obținerea acidului acetic și adeseaori și a smoalelor — gudroane de lemne. — Creozotul conține cu deosebire un amestec de fenoluri, ce se obțin cu toluen: Cresoli (vezi pag. 297). Pentru injectarea lemnelor, acestea sunt bine uscate, și în urmă puse în niște aparate în care la cald, se face vidul. Astfel urmele de apă și aer din porii lemnelor sunt scoase. Imediat atunci se injectează, cu putere, soluțiunea de cupru sau de creozot în ele. Astfel se păstrează multă vreme, de oarece nici insectele nici putregaiurile nu le pot ataca. Traversele de fag pot să servească astfel 35 ani, pe când altfel de abia durează 5 ani. . Acoperișul de șindrile ale caselor de țară se creozetează în mod primitiv prin fumul care esă din vetre și care, în lipsa coșului, intră în podul caselor. XXXIX. ACIZII. Se numesc acizi corpii cari se formează prin oxidarea alcoolilor primari sau a aldehidelor. Această oxidare conzistă în a înlocui 2H din grupul alcoolic prin O (—CH₂OH se transformă în—COOH). sau a înlocui H prin OH în grupul aldehidic (—CH.O se transformă în —COOH). Grupul —COOH caracterizează funcțiunea acidă și se numește carboxil. El poate fi substituit odată sau de mai multe ori în locul hidrogenului din hidrocarburele aciclice sau ciclice. Pentru a numi un acid ne servim de numele hidrocarburei, terminat prin sufixul oic odată, sau de mai multe ori, după numărul carboxililor, d. e.: CHS COOH /COOH C6H3--- COOH COOH COOH COOH Etanoic Etandioic Fen trimetanoic (acidul acetic) (acidul oxalic). (acidul trimesinic). Bazicitatea acizilor se socotește după numărul carboxililor, ce se află în molecula lor ; astfel acidul acetic (cu un COOH) este mono- bazic, acidul oxalic (cu 2COOH) bibazic, acidul trimesinic, tribazic și acidul melitic, (C₀(CO.OH)₈) hexabazic. Prepararea. Metodele generale, prin care se prepară acizii sunt foarte numeroase; principalele sunt următoarele: 1. Prin oxidarea alcoolilor primari și a aldehidelor : www.digibuc.ro 323 a) CH₃ CH₃ 4 20 = | 4 CH₂0H CO.OH Etanol (alcool etilic Etanoic (acid acetic) Hₛ0 2. Ferbând cu alcalile sau acizii minerali diluați cianurile radi- calilor hidrocarbonați (Reacțiunea lui Pelligot): CH₃ CHₛ | 4- KOH 4 H₂0 = | 4 N H₃ CN ’ CO OK Etan nitril (Cianura de metil), Etanoat de potasiu=Acetat de Potasiu, Proprietăți. Intre reacțiunile acizilor cele mai principale sunt următoarele : 1. Cu bazele ei pot da săruri acide, neutre sau bazice: COOH COOK COONa C₆ xCOONa ch₃ Etandioat monopotasic = Oxalatul monopotasic, (Oxalatul acid de potasiu)» Fendimetanoat de sodiu =: Ftalatul bisodic (Ftalatul neutru de sodiu)» COO—Pb—OH Etanoat de plumb (Acetatul basic de plumb)» Tot astfel cu alcoolii dau esteri acizi, neutrii sau alcoolici; d. ex.: COO(CH₃) I COOH Etandioat monometilic = Oxalatul monometilic» (Oxalatul acid de metil). .COOțQHs) c₆h/ COO(C,Hb) Fendimetanoatul dietilic = Ftalatul dietilic, (Ftalatul neutru de etil). ch₃ coo—ch₂—ch₃oh Etanoat de oxîetil = Etandiol monoetanoic, (Monoacetina glicolului). 2. Distilând sărurile de calciu ale acestor acizi, obținem cetone: CH₃—COO CH₃—CO.O Ca Etanoat de Ca. ch₃ = CO 4 C0₃ Ca. ch₃ Propanonas Acetona. c₆ hb — coo c₀ hb — coo Fenil metanoat de calciu (Benzoat de calciu) c₆ hb = co 4 I CB hb Difenil metanona = Beuzofenoaa. C0₃ Ca. 3. Dacă distilăm sărurile de calciu ale acestor acizi, amestecate cu metanoat (formiat) de calciu, obținem aldehide, precum : www.digibuc.ro 324 CH₃—CO.O CH₃—CO.O H—CO.O\ H—CO.O/ Ca • ch₃ ² I + CHO 2CO₃ Ca. Etanoat de Ca Metanoat de Ca Etanal. 4. Acizii (sau sărurile lor), calcinați cu hidratul de calciu, pierd COS din grupul carboxil și dau hidrocarbure mai puțin avute în carbon decât acidul; rS³~rnn > Ca + Ca (OH)₂ = 2CH₄ + 2CO₃Ca C, 113 “ C, xj xJ Etanoat (acetat) de calciu. Metan. C₆ H₄ < > Ca + Ca (OH)₂ = C₆H₆ + 2CO₃Ca Fendimetanoat de Ca. Fen. (Ftalat de calciu). 5. Sărurile de amoniu ale acizilor, fiind calcinate, cu sau fără deshidratanți, perd apa și se transformă în corpii următori: a) Pierzând o moleculă de apă dau amide, d. e. : ch₃ ch₃ | — H.O = | coonh₄ conh₂ Etanoat (Acetat) de amoniu. Etanamida=Acetamida. b) Perzând o a doua moleculă de apă amidele dau nitrili. CH₃ ch₃ | — H.O = | conh₂ cn Etanamida Etan nitril=Acetonitril (cianura de metil). Pe proprietățile 2, 3, 4 și 5 sunt bazate unele metode de pre^ parare a hidrocarburelor, aldehidelor, cetonelor și nitrililor. Acizii monobazici. Starea naturală. Acești acizi sunt foarte răspândiți în natură atât în plante cât și în animale. Ei se găsesc sau în stare liberă sau în combinațiuni cu glicerina sau alți alcooli. Astfel metanoicul (acidul formic) există în furnici, urzici, sudoare, etc. Etanoicul (acidul ace- tic) liber și sub formă de esteri s’a găsit în diferite plante; câțiva dintre homologii săi inferiori, s’au găsit în untul de vacă, capră etc. Materiile grase sunt esterii glicerinei cu diferiți acizi grași și în special cu hexadecanoicul (acidul palmitic), octodecanoicul (acidul stearic) și octodecenoicul (acidul oleic). Fenil m_tanoicul (acidul benzoic) există în smirnă și într’o anumită combinațiune în urinele ierbivorilor. Fenil propenoicul (acidul cinamic) se găsește în Bal- samul de Tolu, în rășina Styrax și în alte substanțe. www.digibuc.ro 325 Proprietățile generale. Acizii monobazici prezintă aceleași rela- țiuni între temperaturile de fierbere și topire, pe cari le-am obser- vat la alcooli și hidrocarbure. Și la ei se observă că acizii cu catenă arborescentă ferb la temperaturi mai scăzute decât cei cu catenă liniară și cei nesaturați ferb mai sus decât cei saturați. Metanoicul — Acidul formic. H—COOH Istoricul. El a fost descoperit de S. Fischer la 1760 în furnicile roșii. Prepararea. Berthelot a făcut sinteza metanoicului înfierbântând într’un vas închis KOH cu CO: KOH + CO = H—COOK Formiat de potasiu. In cantități mari se prepară încălzind acid oxalic anhidru cu gli- cerina ; astfel se obține până la 75°|₀ din cantitatea teoretică. In această încălzire, acidul formic se formează prin descompunerea acidului oxalic : COOÎF J__ COOH H COOH + co₂ Prepararea aceasta se face în aparatul fig. 280. In retorta de sticlă C se pune ameste- cul și ce distilă se adună în R, iar prin țeava des- chisă ese CO₂. Proprietăți. Acidul for- mic este corp lichid mo- bil, cu miros pătrunzător și cu densitatea 1,23. La 0° se solidifică dând cris- tale, cari se topesc la + 8°,6. El fierbe la 99° și e foarte solubil în apă, alcool și eter. Fig, 280. Prepararea acidului formic. [ Etanoicul = Acidul acetic. CH₃—COOH. Istoricul. El a fost găsit în oțet (yinum acidum) de B. Vilentin, iar in secolul XIX s’a obținut pur și cristalizat. Acidul acetic se prepară prin metoadele următoare: www.digibuc.ro 326 1. Oxidând alcoolul prin negrul de platin (Vezi pag. 225). 2. Acidul pirolîgnos. Acidul acetic se mai prepară, în cantități mari, prin distilarea uscată a lemnelor în vase închise; în acest caz, înainte de a fi purificat, se numește acid pirolignos. Lemnele tăiate în bucăți (cu o lungime de 60 cm.), se introduc într’un cazan de metal A, care are o capacitate de lmc' și este în- călzit pe cuptorul f. Productele distilărei trec prin niște țevi me- talice în răcitoarele B, unde se condensează și curg înt’o cameră subterană în vasele C. Aceste producte sunt compuse din: Gaze.............................. 27—30 la 100 kgr. lemne. Apă acidă......................... 23—30 » » » » Smoală................................7—10 » » » » Cărbune............................. 28—30 » » » » a) Gazele sunt amestecuri de hidrocarbure conținând cantități ipari de CH₄ de CO și CO₂. Ele sunt conduse în cuptorul f, unde sunt arse. Fig. 281. Prepararea acidului pirolignos. b) ’ Apele acide sunt formate din apă, care conține acid acetic, (lO°/o), alcool metilic (1—2%) și acetona (0,1—0,5%). De asemenea mici cantități de acid fermic și de alți acizi homologi, fenoli, etc. c) Smoalele seamănă cu cele dela distilarea cărbunilor de pă- mânt ; conțin insă mai mulți fenoli, împreună cu eterii lor metilici, și foarte puține baze. www.digibuc.ro 327 Apele sunt neutralizate cu apă de var, ■ prin care se formează acetatul de calciu, care rămâne disolvat, și apoi se supune la dis- tilare, obținând alcoolul metilic amestecat cu acetona. Soluțiunea apoasă rămasă se evaporează și se cal- cinează acetatul de calciu impur ob- ținut. Acetatul de calciu rezistă la cal- cinare, pe când substanțele străine sunt distruse și carbonizate. El este disolvat din nou în apă, și tratat cu SO₄H₂. Acidul acetic format se scoate prin o nouă distilare. Experiență. Putem face în mic distila- rea uscată a lemnelor, încălzind în epru- betă (fig. 282) câteva așchii uscate, sau mai bine puțină răzătură de lemn. După câtva timp putem aprinde gazul ce se des- voltă prin tubul subțire. Proprietăți. Acidul acetic este un lichid mobil, cu densitatea 1,05 la 20°. El fierbe la 118°; prin răcire dă cris- tale, cari se topesc la 17°. El dă numeroase săruri cu metale, numite acetați, din care multe se în- Fig. 282. Distilarea uscată a lemnelor, trebuințează în comerț și în indstrie. Acidul benzoic = Fenmetanoic. C₆H₅—COOH. El a fost găsit de Blaize de Vigenere în smirnă (styrax ben- zoin). Pentru a-1 prepara putem, între alte, să încălzim smirna pisată și amestecată cu nisip într’o capsulă de fer. Deasupra cap- sulei se pune o sită metalică, acoperită cu un con de hârtie groasă. Acidul benzoic se sublimează în cristale la partea superioară a conului. Proprietăți. Acidul benzoic cristalizează in foițe lucitoare sau în ace cari se topesc la 120° și distilă la 250°. El e puțin solubil în apă foarte solubil însă în alcool și eter, și formează săruri nu- mite benzoați. El e acidul corespunzător toluenului C₆H₅—CH₃. Acizi bibazici. Acești acizi sunt destul de numeroși. Mulți dinlre ei există în natură în diferite combinațiuni. Mai însemnați între ei sunt ur- mătorii : www.digibuc.ro 328 Acidul oxalic = Etandioieul. Istoricul. El a fost descoperit de Savary (la 1773). A fost obținut (1776) de Seheele prin oxidarea zahărului cu acidul azotic,, iar sinteza lui din elemente s’a făcut de Drechsel (1868). Starea naturală. El se găsește în măcriș {oxalis acetosella) și în iască (boletus ignarius). Sunt lichene în terenuri ■ calcaroase, cari au jumătate din greutatea lor oxalat de calciu. El se mai găsește în pământ ca oxalat de fer {humboldtita), și în corpul omului și al animalelor sub formă de oxalat de calciu. Câte odată, în stări nenormale, urina conține atât de mult oxalat de calciu, în cât acesta se depune în bășică, dând naștere la calculi sau pietre. Prepararea. Sinteza din elemente a acidului oxalic s’a făcut trecând CO₂ asupra potasiului: COOK 2CO₂ + K₂ = | COOK Etandioat dipotasic = Oxalat de potasiu. In cantități mari s’a preparat multă vreme prin oxidarea zahă- rului cu acid azotic. Acum însă se prepară încălzind răzătura de lemn cu KOH la 200° pe table de tuciu. Se obține astfel 4% acid oxalic și 0,5 “Io acid formic. Cristalizează cu 2H₂O în prisme monoclinice cari, prin încălzire pierd apa de cristalizare. E un corp otrăvitor, dacă se îngerează în cantități mari. încălzit cu SO₄H₂ se descompune cu ușurință în modul ur- mător : CO rOH" co "o|h = CO₂ + CO + H₂ O. Așâ am preparat oxidul de carbon (pag. 153). El poate da două feluri de săruri și esteri : COOK COOK COOH I I I COOH COOK COOC₂H₆ Etandioat monopo* Etandioat dipotasic Oxalat acid de etil tasic=Oxalat acid de = Oxalat netru de =Etandioat monoetilic. potasiu. potasiu. COOC₂Hₛ COOC₂Hₛ Etandioat dietilic =Oxalat netru de etiL Acidul oxalic și oxalatul acid de potasiu sunt întrebuințați în văpsitorie și la ștersul petelor de cerneală. Acizi-alcooli și acizi-fenoli. Funcțiunea alcoolică și fenolică poate exista odată sau de mai multe ori în molecula unui acid, mono sau polibazic. Se nasc astfel www.digibuc.ro 329 corpi cu funcțiuni mixte, cari pot să reacționeze în acelaș timp ca acizi, prin grupurile carboxilice și ca alcooli prin grupurile al- coolice (primare, secundare sau terțiare) sau ca fenoli prin oxidrilii fenolici. Acidul lactic. Există următorii doi acizi lactici isomeri: ch2 oh CHS 1 1 1 CHS CH OH । CO OH CO OH Acidul Ș lactici Propanol i oic=Acidul Propanol i. oic» lactic de fermentație. Cel d’întâiu nn s’a găsit până acum în natură și a fost obținut numai prin sinteză. Acidul lactic de fermentație, s’a găsit de Scheele în laptele acru. El e foarte răspândit în natură. Se găsește în mușchi, sânge, urină, lacrămi, salivă, fiere, sucul gastric, etc. In sucul gastric se găsește mai cu seamă în tinerețe. Toate varietățile de lapte acru, borșul, zeama de varză și de castraveți, braga, conțin de asemenea acid lactic. Proprietăți. Acest acid e corp lichid, sirupos, cu densitatea 1,22, foarte solubil în apă și în etanol. Prin distilare se descompune. Dă cu bazele săruri numite lactați, ca: ch3 CHS ch3 CH OH CH OH CH OH 1 i 1 CO OK CO O---Ca---O---CO Lactat de potasiu. Lactat de calciu. Acidul tartric = Butandiol dioic. Acidul tartric este un acid bibazic și în acelâș timp de două ori alcool secundar. El corespunde butanului și eritritei=butantetrolul, CH3 CH2 OH CO OH i i CH2 CH OH CH OH ch2 CH OH । 1 CH OH 1 . । । ch2 ch2 oh CO OH Butan, EritHta = Butan tetrol 1---4.. Acid tartric=Butandiol dioic. www.digibuc.ro 330 Starea naturală. El există destul de răspândit în natură : în struguri, seva viței, gorun, ananas, păpădie, garanță, cartofi, napi, etc. Prepararea. El se extrage din tartru (drojdîe de vin) care este tartrat acid de potasiu. Pentru aceasta tartratul acid de potasiu e transformat în tartrat neutru de calciu. Tartratul de calciu, trarat cu SO₄H₃ ne dă SO₄Ca și acid tartric. Proprietăți fizice. Acidul tartric cristalzează în prisme mari, cu Fig. 284. Cristale de acid tartric levogir dextrogir o față hemeidrică la dreapta sau la stânga (fig. 284), solubile în alcool și apă și se topește la 135°. Prima sinteză a acidului tartric s’a făcut tratând butan dioicul dibromat 2, 3, cu Ag OH. CO OH CO OH CH Br CH OH | -|- 2Ag OH = | + 2Ag Br (Perkin și Duppa 1860) CH Br CH OH । CO OH do OH Butan dioic Acid tartric a dibromat 2. 3. Butandiol 2. 3. dioic. Experiență. Amestecăm părți egale de acid tartric pisat cu bicarbonat de sodiu de asemenea în praf. Punem acest amestec în apă. Se produce o fierbere cu desvoltare de bioxid de carbon. Explicare. Desvoltarea de gaz e datorită următoarei reacțiuni: COOH COONa I I CHOH z OH CHOH | +2CO( = | 2CO₃ + 2H₃O CHOH X ONa CHOH COOH COONa Acest amestec se întrebuințează la producerea apei gazoase în sticle anumite, la facerea limonadelor răcoritoare, etc. www.digibuc.ro 331 Intre sărurile minerale mai însemnate sunt următoarele: COOK COOSb = 0 CHOH । CHOH । । CHOH CHOH COONa COOK Tartrat dublu de potasiu și Tartrat de potasiu și de sodiu (sarea lui Seignette), stibil (emetic). Acidul tartric e întrebuințat în văpsitorie, pentru ros văpselele (rozător), iar sarea lui Seignette la prepararea soluțiunii lui Fe- hling. Emeticul servește ca vomitiv la produs vărsaturi. Isomerii acidului tartric. Se cunosc patru acizi tartrici cari se deosibesc între ei prin unele proprietăți și mai cu seamă prin acțiunea pe care o au asupra lumiuei polarizate. Nu putem spune aici, pe scurt, ce anume este lumina polarizată. Amintim numai, că ea se produce și studiază cu un aparat optic pe care îl putem ase- mui cu un microscop și care e numit aparat de polarizatie. Acest aparat are drept ocular și obiectiv două cristale de Spat de Islanda — preparate anume, — nicoli. Când nicolii se află într’o poziție anumită, se vede lumină în aparat, iar când sunt așezați în altă poziție, câmpul rămâne întu- necat. Dacă între nicolii așezați pentru întuneric punem un tub cu o soluțiune de acid tartric, observăm că se luminează din nou câmpul. Pentru a produce iarăși întuneric trebue să învârtim nicolul dela ocular în Spre dreaptă cu un număr oarecare de grade. Zicem, că acest acid tartric e dextrogir. Dacă punem în aceleași condițiuni o soluțiune de alt acid tartric, observăm că ocu- larul trebuește învârtit spre stânga. Zicem că acest acid tartric e levogir. Se cunoaște și un acid tartric care n’are nici o acțiune, adică lasă câmpul în- tunecat. Acesta se numește inactiv. Se cunoaște în fine al 4-a acid tartric care e inactiv, dar care poate fi desfăcut într’un acid tartric dextrogir și altul levogir. Acesta se numește racemic. Acest fenomen se întâlnește la mulți corpi organici, care au prin urmare izomeri dextrogiri, levogiri, inactivi și racemici; zicem, că acești corpi sunt ■optic activi sau optic inactivi. Așă, glucoza este destrogiră și levuloză este levogiră. Zaharul este dextrogir. Prin încălzire cu acizi el se desface în glu- coză și levuloză (vezi pag. 314) și devin levogir. Aceasta se întâmplă din cauza că levuloză e mai mult levogiră de cum e glucoza dextrogiră. Din a- ceastă trecere a zahărului din dextrogir în levogir se trag numirile de înter- veitirea zahărului și zahar întervertit (vezi pag. 314). Acești 4 izomeri au însă cu toții aceiași formulă de constituțiune; nu e nici unul arborescent. Pentru a explică acest fenomen, Pasteur îl pune în legătură cu forma cristalină. Unele cristale au, cum s’u spus, o față hemie- drică la stânga; acestea dau o soluțiune de acid tartric levogir. Alte cristale au o față hemiedrică la dreapta ; ele dau o soluțiune dextrogiră. In soluțiuni, nu mai avem însă cristale. Fenomenul nu stă în le- gătură, prin urmare, cu forma cristalină ; el stă în legătară cu na- tura însăși a moleculei de acid tartric. www.digibuc.ro 332 Pentru a explica acest lucru, Vânt Hoff (olandez) și Le Bel (belgian], aproape în acelaȘ timp, și independent unul de altul, au pus bazele unei teorii nouă, care a ajuns în urmă de cel mai mare folos pentru chimie (1874). Formule în Spațiu. Acești învățați au introdus noțiunea de car- bon asimetric. Un atom de carbon este asimetric când cele patru valențe ale lui sunt satisfăcute cu 4 elemente sau radicali diferiți. Când un corp e activ cuprinde întotdeauna cel puțin un carbon asimetric. Acidul tartric cuprinde doi atomi asimetrici. In adevăr, al 2-a atom de carbon are cele patru valențe satisfăcute astfel: o valență cu 1 atom H, a doua cu OH, a treia cu grupul COOH și a patra cu grupul de jos. |O = C — OH^ H — C — OH ____I_____ H —C — OH I O = C — OH Acelaș lucru îl putem spunem și despre al 3 atom de carbon. Pentru a explică, mai departe, cum un atom de carbon asime- tric poate să producă activitatea optică, acești învățați fac urmă- toarea ipoteză. Ei consideră atomul de carbon ca fiind așezat în mijlocul unui tetraedru regulat și având cele patru valențe îndreptate înspre cele patru colțuri ale tetraedrului. După aceasta ideie, atomii nu sunt așezați într’un singur plan Fig. 285. Formulele în spațiu ale acidului tertric levogir dextrogir. într-o moleculă, ci sunt așezați în spațiu. După cum sunt așezate apoi în spațiu grupele com- binate cu acest carbon, putem avea un corp dextrogir, levogir, etc. Formula acidului trac- tic ar fi reprezentată prin 2 tetraedri regu- lați uniți prin câte un vârf și având celelalte Figurile 285 arată formulele în spațiu vârfuri unite cu H, OH și COOH. ale acidului tartric dex- trogir și levogir. In acidul tartric dextrogir, grupile H, OH, COOH sunt așezate în direcția mișcărei acelor unui ceasornic; în cel le- vogir aceste grupe sunt așezate invers. www.digibuc.ro 333 Stereoizomeri și Stereochimie. Isomerii acidului tartric se de- osebesc prin urmare între ei prin felul în care sunt așezați în spațiu diferiți radicali. Astfel de isomeri se numesc Stereoizomeri. Partea chimiei care se ocupă cu studiul fenomenelon de această na- tură se numește stereochimie. Ea adus chimiei nespus de multe foloase în studiul teoretic al corpilor organici. Acidul citric. A fost preparat de Scheele la 1784 din sucul de lămâe. El e- xistă în numeroase fructe acide: portocale, chitre, mandarine, etc. COOH CHS HO — C—COOH I ch₂ I COOH Acid citric=Metil 3 pentan*ol 3 trioic x 3 5. Din sucurile acestor fructe se extrage acidul citric transformându-1 în citrat de calciu, și des- compunând pe acesta cu SO₄H₂. Proprietăți. Acidul citric cristalizează în prisme cu o moleculă de apă și se topește la 100°. La 150° pierde apa de cristalizare și în urmă se topește la 153°. Acidul citric este tri- bazic și monoalcoolic El formează săruri numite titrați. Se întrebuințează la facerea limonadelor (sare de lămâe), la scosul petelor de rugină. Citratul de magneziu întrebuințat ca purgativ (limonada lui Roger) nu e amar, cum sunt multe săruri de magneziu. Acidul salicilic ch/°h ⁶ *\COOH Acest acid e destul de răspândit în natură; astfel se găsește în stare liberă în spiraea ulmaria și sub forma de ester metilic (sa- licilat de metil) în oleul de Wintergreen (scos din gaulthcria pro- cumbend). E în acelaș timp acid și fenol. Cristalele lui se topesc la 155° și se sublimă în ace frumoase când e încălzit cu încetul. Se disolvă puțin în apă și foarte lesne în alcool sau eter. E un antiseptic puternic- întrebuințarea lui la conservarea ali- mentelor și băuturilor e oprită. Salicilatul de fenil e cunoscut mai mult de sub numele salol și e întrebuințat în medicină; salicilatul de sodiu este de asemenea întrebuințat în medicină: /OH C»H*\COOCH₃ Esența de Wintergreen. C’h«\COOC₆H₆ Salol. /OH C«H4\COONa Salicilat de sodiu. www.digibuc.ro 334 Acidul galic = Trioxifenilmetanoic. /OH ch-oh UH₂_ oh \COOH El a fost descoperit de Scheele (la 1785). Este foarte răspândit natură în numeroase plante, d. e.: în ciai, în cojile de măr, capsu- lele de quercus aegylops și fructele de caesalpinia coriaria, etc. In industrie se prepară prin ferberea taninului (acid tanic) cu acizi diluați. Acidul tanic se transformă prin hidratare în acid ga- lic. E un acid monobazic și de trei ori fenol. El cristalizează cu o moleculă de apă în ace mătăsoase, se to- pește la 220° descompunându-se- Este puțin solubil în apă, mai solubil în alcool și eter. Căldura îl descompune în CO₂ și pirogalol. /OH 1 C₆H₂ —OH 2 -OH 3 \COOH /OH 1 = C₆ H-OH 2 + CO₂ \OH 3 Acid galic. Fentriol i, 2. 3.=Pirogalol. încălzit cu PhO Clₛ la 130° se esterifică cu el însuși, printr’un oxidril fenolic al unei alte molecule, și dă naștere la acidul digalic. /OH r OH C₈ Hₖ_ₒₕ __ \co_Joh] ₌ ZO|H______| C₆ Ho OH —OH \CO OH 2 mol. acid galic. /OH ᵣ n- OH O» H²—OH \co I +H O /O ᵣ „ — OH ⁶ H²—OH \CO OH Acid digalic. Acidul digalic după primele lucrări alui Schiff se părea identic cu acidul tanic. Astăzi nu se mai admite această identitate, și con- stituția acidului tanic nu este încă bine cunoscută. Cerneala cu acid galic (Leonhardi, 1855). Acidul galic dă cu sărurile ferice un precipitat negru. Pe această proprietate se sprijină fabricarea cernelei cu acid galic. Pentru aceasta se amestecă o soluțiune de sulfat feros cu o soluțiune de acid galic, puțin acid sulfuric și puțină gumă ; se mai adaugă și puțină văpseă de indigou. Când scrim, cerneala e albastră. Cu timpul se face neagră. Iată cum explicăm aceasta. Pe hârtie, acidul sulfuric e neutralizat. Sul- fatul feros se transformă în atingere cu aerul în sulfat feric. Acesta www.digibuc.ro 335 dă cu acidul galic precipitatul negru chiar în porii hârtiei; scrisul e prin urmare trainic. Dacă nu s’ar pune puțin acid sulfuric, sulfatul feros s'ar oxida prea repede în călămări și precipitarea s’ar face aici. Cerneala n’ar mai fi atunci o soluțiune, care poate să pătrundă în hârtie, ci un fel de emulsiune care rămâne la suprafață. Acest fel de cerneală are neajunsul, că fiind acidă atacă penițele care se strică astfel foarte repede. Se recomandă, a se clăti penița, după întrebuințare, într’o soluțiune slabă de carbonat de sodiu sau a se înfige într’un cartof. Acidul tanic. El a fost descoperit de Ldwis în secolul trecut, în coaja de stejar, unde se găsește până la 13°|₀. Gogoșile de ristic și în special cele de Alep (gallae turcicae) conțin până la 62%. Se mai găsește în ciai și în multe alte plante. Acidul tanic se extrage punând pulberea de gogoși de Alep într’un aparat de extracție cu eter amestecat cu alcool nu prea concentrat. Se formează două straturi; cel de jos este o soluțiune apoasă (apă ce se găsea în alcool) concentrată de tanin, iar cel de sus e format din o soluțiune alcoolico-eterică de materii colorante și alte. Acidul tanic e un praf, incolor sau puțin gălbui. Se disolvă foarte ușor în apă, greu în alcool și de loc în eter. Are gust astringent {face gura pungă) și comunică acest gust băutu- rilor în care trece. De aceia, nu trebue să fierbem prea mult ciaiul cu apă, căci disolvă prea mult acid tanic și se face amăriu. Prin adăugire de lapte în astfel de ceaiu precipităm taninul cu albu- mina din lapte și-i tăem gustul amăriu. Cu sărurile de fer dă un precipitat negru (cerneala); din această cauză se întrebuințează și el la facerea cernelelor. Experiență. Muiem o cârpă albă întâi într-o soluțiune de sulfat feros și pe urmă într-o soluțiune de tanin. Prin uscare se formează un precipitat negru în toate fibrele și care nu se mai spală. întrebuințarea calaicanului (sulfat feros) de cătră cizmari la înegritul pielei (care cuprinde acid tanic} se sprijină pe această reacțiune. Taninul coagulează substanțele albuminoase; din cauza aceasta albușul de ou servește la limpezitul vinului (în care se găsește acid tanic). Dacă vinul e prea sărac în acid tanic se adaugă o mică cantitate de acest acid înainte de a-1 bate cu albușul de ou. Pentru acelaș cuvânt se oprește sângele dintr-o rană spălată cu o soluțiune de acid tanic, sau cu vin (mai cu seamă roșu). întrebuințarea. El se întrebuințează în industrie pentru tâbăcirea pieilor și pentru facerea negrelei (cernelei) de calitate bună. Pentru această se tratează 1 kgr. de pulbere de nucă galică pe rând cu 14 litri apă. După filtrare se adaogă soluțiunei 500 gr. sulfat feros (calaican verde). www.digibuc.ro 336 Se mai pune puțină gumă arabică și zahar pentru a se da iustru cernelei și a o face mai puțin curgătoare. Tăbăcirea pieilor. Pieile animalelor așâ cum sunt luate după tru- pul lor nu se conservă, putrezesc și prin urmare nu ar putea fi întrebuințate la nimic dacă nu ar fi supuse unei operațiuni preala- bile, tăbăcirea. Prin tăbăcire pieile devin imputrescibile și capătă însușiri speciale cari le fac a fi un articol indispensabil omului. Tăbăcirea poate fi de mai multe feluri: 1) cu argăseala; 2) tă- băcirea minerală; 3) tăbăcirea cu uleuri, ș, a. Prepararea pieilor. Pieile, înainte de a fi supuse operațiunilor tăbăcirii propriu zise, sunt ținute mai mult timp în apă spre a se curăță de murdărie. In urmă se procedează la curățatul părului. Aceasta so face în mai multe feluri: 1 . Prin provocarea unei fermentațiuni putrede. Se iau pieile, se îndoesc în sensul lungimei și cu pârul în afară se așează una peste alta într o groapă sau cutie unde sunt lăsate 4d ore. Fermentația începe cu desvoltare de amoniac și pieile se încălzesc. Căldura și amoniacul lucrează asupra țesuturilor pieilor, le umflă, și face ca părul să se scoată ușor. 2 Cu ajutorul laptelui de var. Pieile sunt ținute timp de o săptămână în lapte de var din ce în ce mai concentrat, și apoi curățite cu un aparat special. Pieile bine curățite de păr sunt supuse unei operațiuni care are de scop de a unflâ țesuturile și a le curăță de carbonatul de calciu ce s’a depus pe ele în cazul când depilarea s’a făcut prin ajutorul varului. Pentru aceasta pieile sunt muiate într-o bae în care se pun materii fermentescibile acide (ca tărițe, escremente de animale sau acid clorhidric ori sulfuric foarte diluați). Pieile devin astfel, odată sau chiar de două ori, mai groase de cât erau, umflându-se și sunt bune de tăbăcit. Tăbăcirea cu argăseală. Ca argăseală se întrebuințează coaja diferiților arbori, de preferință cea de stejar ; de asemenea gogo- șile de ristic, etc., corpi ce conțin tanin. Tăbăcirea se face în modul următor: Intr’o groapă anume făcută se pune pe fund un strat gros de 7—8 c.m. de tăbăceala ce a mai servit odată, peste aceasta un strat mai subțire de tăbăceală proas- pătă pe care se așează pielea, peste aceasta iar un strat de argă- seală de 3—4 c.m., iarăși o piele și așâ mai departe pănă ce groapa e plină de 50 c.m. dela gură în jos. Deasupra se pane un strat mai gros de tăbăceală proaspătă și în urmă un strat da 15 —20 c.m. de coaje care a mai fost întrebuințată. Peste acestea se toarnă apă până ce groapa se umple și se lasă totul să ^teâ 2 luni După a- cest timp se golește groapa, se pun pieile din nou la loc dar în ordine inversă și întrebuințând argăseală proaspătă; se lasă să stea 4—5 luni și iar se înlocuesc substanțele tanante în acelaș mod. La a treia schimbare pieile stau 6—7 luni. . In locul acestui procedeu se poate întrebuința nn altul mai ex- www.digibuc.ro 337 peditiv punând pieile în contact direct cu extractul de substanțe tanante. Pieile astfel preparate sunt curățite, uscate, unse, lustruite. Tăbăcirea minerală se face, între altele, cu ajutorul alaunului (peatra acră). Pieile curățite se cufundă într’o bae care conține alaun și sare de bucătărie. După 24 ore se scot și se pun la uscat. Prin uscare pieile se întăresc, nu mai sunt de loc flecsțbile și trebuesc prelucrate în urmă în mod mecanic pentru a le dâ flecsibilir^tșiea necesară. Metoda aceasta nu se poate întrebuință pentru pielea de talpă. • Tăbăcirea cu uleiu. După ce pieile au fost preparate tocmai ca mai sus, sunt întinse pe o masă și unse cu uleiu animal (de pește sau de balenă) sau •cu unt-de-lemn, în urmă sunt frământate până ce uleiul intră în ele, iar unse și iar frământate și așă mai departe până ce grăsimea nu mai este absorbită. După aceasta, pieile sunt atârnate pentru a le usca puțin de apă și în fine puse grămadă într’o cameră căldicică unde sunt ținute mai mult timp. Exce- sul de grăsime se depărtează cu o soluție diluată de sodă. In modul acesta se fabrică așă zisa piele de căprioară. Tăbăcirea pielei este datorită faptului că taninul se combină cu substanța albuminoidică a pielei întocmai cum se combină cu sub- stanțele cleioase, dând naștere la compuși cari nu putrezesc. XL. AMINELE. Aminele sunt corpi, cari rezultă prin înlocuirea unuia sau tutu- ror atomilor de hidrogen din amoniac sau hidrat de amoniu prin radicalii mono- sau polivalenți ai hidrocarburelor. După numărul substituirilor făcute în moleculă, aminele se numesc primare, se- cundare sau terțiare, și în sfârșit, amoni cuaternari, d. e. ch3 /CH3 N---H HO---N~5 Z CH3 \ H --- rl a-tC g \ H \ H Metilamina Hidratul de metilamoniu Clorurâ de metilamoniu {amină primară). (hidratul aminei primare), (clorurâ aminei primare). (hipotetic) ZCH, ZCHS Z ch3 Cl--- N--- CH3 H0-N“£Hs ---n \ H \H \H Dimetilamina Hidratul de diiAetilamoniu Clorurâ de dimetilamonîu {amină secundară). (hidratulaminei secundare). (Clorurâ aminei secundare). (hipotetic) Zch3 Z CHS ZCH3 n-ch3 HO-NZ™; u ch3 \ch3 \H \H Trimetilamina Hidratul de trimetilamoniu Clorurâ de trimetilamoniu {amină terțiară). (hidratul aminei terțiare). (clorurâ aminei terțiare)* (hipotetic) 23 www.digibuc.ro 338 / CHS HO—N~ — vHj \CHS Hidratul de tetrametilamoniu (hidratul amontulut cuaternar). / CHS ri___n CHS C — CHS \CHS f Clorură de tetrametilamoniu (clorură amontulut cuaternar)v Radicalii substituiți pot fi și deosebiți, d. ex.: ZCH₃ n-c₆hb \H Fenil metilamina. /CHS N-C₆Hb \CₛH₇ Fenil propti metilamina. Z HO—N \c₄h₀ Hidratul de butil’propil*eti|- metil amoniu. Acești corpi se mai numesc și monoamine, fiindcă molecula lor se .formează din o moleculă de amoniac. Se cunosc și corpi cari se formează din două sau mai multe molecule de amoniac; acești corpi se numesc diamine, triamine, etc.: Monoamine: Diamine: Triamine: ch₂nh₂ /nh₂ ch₃nh₂ I c₆h₃— nh₂ ch₂nh₂ \nh₂ Metanamina=Metilamina. Etandiamina i. 2. Fen triamina. Toate aceste exemple ne dovedesc că în realitate în o amina grupul monovalent (NH^)' = amidogen, înlocuește OH alcoolic sau fenolic. Istoricul. Aminele primare au fost descoperite de Wilrtz la 1849. Hofmann (tot în 1849) a găsit o nouâ metodă de sinteză prin care â obținut nu numai aminele primare ale lui Wilrtz, dar a putut descoperi celelalte amine și amonii cuaternari. Câteva amine însă se cunoșteau cu mult mai înainte; astfel ani- lină (fenilamina) fusese descoperită la 1826 de Unverdorben prin distilarea uscată a indigoului. Starea naturală. Aminele se găsesc în mare cantitate în pro- ductele de distilare ale cărbunilor de pământ și ale materiilor azo- tate (coarne, carne, alcaloizi, etc.). In seul de pe lâna oilor, Buisine (1887) a găsit metilamina și trimetilamina. Tot astfel metilamina s’a găsit în planta Mercurialis annua, și de aceia numită și mer- ■curialină ; trimetilamina s’a găsit în sărămura de scrumbii și în nu- meroase plante (sorbus aucuparia chenopodium vulvaria). Prepararea. Aminele, cari se găsesc în natură se pot extrage fie ch un curent de vapori de apă, după ce s’a alcalinizat lichidul, fie în alte moduri mai complicate. Intre metodele sintetice, prin care se prepară aminele, mai în- șemnate sunt următoarele: 1. Hidrogenând nitrilii (Mendius): www.digibuc.ro 339 CH₃ CHₛ I + 2H₂ = | CN CH₂NH₂ Etan nitril. Etilamina. 2. Hidrogenând derivații nitrici (Zinnin): QHuNO, + 3H₂ = CțHₙNH₂ -j- 2H₂O NitropentanuL Pentan amina (amilamina). Acest procedeu e întrebuințat în fabrici la fabricarea milioane- lor de chilograme de anilină de care are nevoe industria materii- lor colorante. Prin metodele acestea obținem numai amine primare. 3. Tratând amoniacul cu eterii haloizi (Hofmann) : NH₃ + C₂H₅I = C₂H₆NH₃I lodura de etilamoniu. Acest corp tratat cu hidrații alcalini dă etilamina prin distilare: C₂H₆NH₃I 4- KOH = C₂H₆NH₂ + K1 + H₂O Prin acest procedeu se obțin aminele primare, secundare și ter- țiare, căci iodura de etil lucrează în urmă și asupra aminelor for- mate, ca și cum ar lucra asupra amoniacului. In acelaș timp se obțin și amonii cuaternari. Proprietăți. Primii termeni ai aminelor sunt gazoși, ca amoniacul, termenii medii sunt în genere corpi lichizi la temperatura ordinară și foarte volatili și cei superiori pot să fie și solizi. Temperatura de fierbere a lor crește cu cât ne urcăm în seria homologilor adevărați, fiind mai înaltă pentru aminele hidrocarbu- relor ciclice. Poliaminele au temperatura de fierbere cu mult mai sus decât monoaminele. Unele au un miros neplăcut, care aduce cu mirosul de pește stricat. Principalele proprietăți chimice ale aminelor sunt următoarele: 1. Aminele primare, fie ele mono- sau di-amine, etc., tratate cu NO₂H dau reacțiunea următoare: C₂H₆NH₂ + NOOH = C₂H₆OH + N₂ + H₂O Etilamina. Acid azoto?ₐ Etanol. Aminele cu catene ciclice nesaturate, sub forma de săruri, dau cu acidul azotos la rece niște săruri speciale numite săruri de dia- zoniu ; d. ex.: C₆H₆—NH₃.C1 4- O=N—OH = C₆H₆-(N₂).C1 + 2HₐO Clorură de fenilamoniu. Acidul azotos» Clorură de fenildiazoniu. Aceste săruri de diazoniu fiind încălzite cu apă dau naștere la fenolul corespunzător și la desvoltare de azot: www.digibuc.ro 340 C₆H₅—(N₂).C1 + H.OH = C₆H₆—OH -I- N₂ + HCl Clorura de fenildiazoniu. Fenolul. Putem zice, prin urmare, că prin acidul azotos putem înlocui grupul NH prin grupul OH și putem trece dela o amină primară la un alcool sau la un fenol. 2. Monoaminele, diaminele, etc., fiind derivați ai amoniacului, au proprietăți bazice ca amoniacul și se pot combină direct cu acizii haloizi sau oxigenați, dând săruri la fel cu sărurile de amoniu. CₒH₆NH₃C1 , (CH₃)₂NH₂ONO₂ Clorura de fenilamoniu. Azotatul do dimetilamoniu. Anilină = Fenilamina. C₆H₆—NH, Istoricul. Numele de anilină vine dela anii, care în limba portugeză în- semnează indigo-, prin distilarea uscată a acestei substanțe s'a obținut anilina de Unverdorben la 1826. Numele i-a fost dat de Fritsche (1841). Prepararea. Anilina se prepară reducând prin hidrogen nitrofenul: C₆H₅—NO₂ + 6H = C₆H₆—NH₂ + 2H₂O. Această hidrogenate se face în industrie, de obiceiu, prin fer și acid clorhidric sau acid acetic. Experiență. într’un balon de vre-o jumătate de litru, punem 50 grame de grăunțe de staniu, câțiva centimetri cubici de nitrobenzen și din timp în timp turnăm câte puțin acid clorhidric concentrat. Mișcăm mereu ba- lonul așâ ca totul să se amestece. Dacă se încălzește prea mult ameste- cul, punem balonul în apă răce. Când mirosul de migdale amare dispare, atunci reducerea nitrobenzenului în anilină s’a terminat. Turnăm atâta apă ca să se disolve sarea care se formează în reacțiune, scurgem lichidul în alt balon și adăugăm atâta soluțiune de hidrat de sodiu până ce precipi- tatul alb care se formează la început se disolvă din nou. Pe suprafața li- chidului se adună un oleu ; acesta este anilina. Pentru a o extrage putem pune eter și pe urmă, după ce amestecăm totul, să ne servim de pâlnia de' separare (pag. 262). Vom descrie însă un alt mijloc, care se întrebuințează des în laborator și despre care am vorbit adesea până ‘acum, anume : Distilarea, CU vapori de apă. In balonul d (fig. 286) așezat pieziș, se pune amestecul cu anilină. In vasul de tinichia a se fierbe apă. Va- porii de apă trec prin tubul c, intră în lichidul cu anilină și trec în răcitor. O dată cu vaporii de apă trece și anilina, formându-se astfel un lichid lăptos. Când distilatul e limpede că apa, oprim încălzirea; aceasta în- samnă că anilina a trecut toată până în acest moment. Lăsăm lichidul să se limpezească, scurgem partea de deasupra într’un vas și turnăm restul care cuprinde anilina într'o pâlnie de separare. După ce anilina s’a așezat www.digibuc.ro 341 la fund, deschidem robinetul și culegem anilina într’un pahar. In apă ră- mâne disolvată o cantitate oarecare de anilină care se poate separă satu- rând apa cu sare și extragând cu eter. Fig. 286. Distilarea cu vapori de apă. Proprietăți. Anilina e un lichid incolor, cu miros slab, carac- teristic și e mai grea decât apa (1,04). Se topește la —8° și fierbe la 183°. Este puțin solubilă în apă (1 gr. în 30 gr. apă), ușor solu- bilă în alcool sau eter. In aer se înegrește, oxidându-se prin oxi- genul din aer. Experiență. Punem puțină anilină într-o eprubetă și turnăm acid sulfu- ric diluat. Se formează un precipitat alb de sulfat de anilină SO/CjHsNH.,),. Prin fierbere cu apă se disolvă și prin răcire cristalizează. 2. Punem o picătură de anilină în apă, într’o eprubetă, și adăugăm o soluțiune filtrată de hipoclorit de calciu (clorură de var) în apă. Se for- mează o colorațiune violetă intensă. 3. Disolvăm într’o eprubetă câteva picături de anilină în acid clorhidric diluat, răcim bine cu ghiață și adăugăm puțină soluțiune de azotit de so- diu. Se formează o soluțiune limpede în care se află clorură de diazoniu. încălzind aceasta soluțiune se produce o desvoltare de gaz (azot) și se formează fenolul care rămâne disolvat în apă și se poate recunoaște după mirosul lui caracteristic sau cu o picătură de FeClₛ (colorațiunea violetă). Substanța rășinoasă ce se formează în acelaș timp și plutește deasupra lichidului e formată din oarecare impurități. Această experiență corespunde cu teoria; s’a înlocuit adică NH₂ prin OH și s’a obținut un fenol dintr’o amină arilică. www.digibuc.ro 342 Întrebuințarea. Anilină și câțivă din homologii săi servesc la prepararea unei serii întregi de materii colorate numite colori de anilină. Toluidine. Există trei toluidine după cum grupul amino este în orto, meta sau para față cu metilul: C₆Hₜ Toluidina din comerț e un amestec de orto și para. Toluidinele curate se obțin hidrogenând derivații nitrici ai to- luenului. Ele servesc în industria materiilor colorante. XLI. MATERII COLORANTE. Materiile colorante și vopselele sunt corpi cu ajutorul cărora putem coloră un alt corp. Corpii coloranți pot fi organici sau ne- organici, naturali sau artificiali. Ne vom opri mai mult asupra ma- teriilor colorante organice și cu deosebire asupra colorilor de ani- lină. Vom spune totuși câteva cuvinte și despre unele din celelalte. 1. Colorile neorganice, naturale sau artificiale, sunt formate din corpi neorganici. Ele servesc mai mult la zugrăvire sau pictură. Aproape toate sunt insolubile în apă sau oleuri. Pentru văpsire, sunt măcinate, muiate cu apă sau oleu și întinse într’un strat sub- țire. Aceste colori acoperă astfel numai suprafața corpului văpsit. Amintim printre aceste colori numai pe următoarele: albul de zinc, (ZnO), albul de plumb (ceruza), albastrul de ultramarin, roșul de colcotar (Fe₂O₃), roșul de miniu (Pb₃O₄), roșul de cinabru (HgS) și foițele de aur și argint. Putem pune aici și văruirea. Une- ori varul, care e cam gălbui, e amestecat cu puțină văpseâ albas- tră; din combinarea colorilor complimentare galben și albastru iese coloarea albă ca zăpada. Tot în acest scop se pune și sineala al- bastră la rufe. Colorile verzi de arsen, foarte întrebuințate altădată, sunt oprite astăzi, fiind otrăvitoare. 2. Colorile organice naturale, scoase din plante, sunt prea pu- țin întrebuințate astăzi. Ele au fost înlocuite aproape cu totul de colorile de sinteză, care sunt mai eftine, mai bogate în nuanțe de tot felul și, dacă nu toate, multe din ele tot așâ de trainice. Chiar și la sate se văpsește astăzi, din nefericire, prea puțin cu văpseli din plante. Indigoul care se scoate, între altele, din planta Indigofera tine- toria începe și el să fie înlocuit prin indigoul de sinteză. El e în- trebuințat la văpsitul în albastru. 3. Colori Organice de sinteză. In 1856, chimistul englez W. H. Perkin a preparat cea dintâi materie colorantă organică arti- ficială, moveina. In 1859 Verguin dela Lyon a preparat fuxina. www.digibuc.ro 343 In urmă, numărul materiilor colorante preparate în laborator a crescut repede și a luat naștere astfel o industrie care s’a desvoltat mereu și a dat în comerț materii colorante de sute de milioane de lei pe fiecare an. La început, materia primă pentru fabricarea acestor colori era anilina amestecată sau nu cu homologii ei. De aici se trage numele de colori de anilină, sub care se cunosc în comerț. Mai exact e însă numele de colori sintetice, de oarece un număr foarte mare de colori se prepară din fenoli, naften, antren și alții compuși ob- ținuți, fie prin distilarea fracționată a gudroanelor cărbunilor de pământ, fie prin diferite metode sintetice. Observăm, că nu trebue să zicem că aceste colori se extrag din gudroane, ca și cum s’ar găsi gata formate; ele se fabrică cu corpi scoși din gudroane. Constituția colorilor de anilină. Până la 1880 eră un adevă- rat haos în ce privește constituția colorilor fabricate cu anilină. Formulele brute C₁₉H₁₈N₃C1, C₂₉H₂₉N₃C1, de pildă, nu spuneau nimic despre modul cum sunt legați între ei atomii din moleculele acestor substanțe. Emil Fischer, celebrul chimist dela Berlin, are marele merit de a fi dezlegat în 1880, împreună cu vărul d-sale, Otto Fischer, această grea și importantă problemă. Acești învățați au arătat, că aceste două materii colerante derivă dela hidrocarbura trifenilmetanul. In adevăr, tratând această hidrocarbură cu acidul azotic concentrat au căpătat trinitrotrifenilmetanul, care prin re- ducere s’a transformat în triaminotrifenilmetan, sau paraleucanilina. Oxidând apoi paraleucanilina în prezența acidului clorhidric au că- pătat prima din acele două materii colorante (C₁₉H₁₈N₃C1), de la care au plecat, adică parafuxina, demostrând astfel prin sinteză cea ce au găsit mai înainte prin analiză. A doua materie colorantă (CÎ₉H₂₉N₃C1) este homologul superior al celei dintâiu, și se numește fuxina ordinară sau simplu fuxină. /c„h6 c8h4no2 H-C---C6H5 H---C--- C8H4NO3 c6h6 \c8h4no3 Trifenilmetanul. Trinitrotrifenilmetanul. c6h4nh2 / c8h4nh. H---C--- C8H4NH2 HO---C--- C8H4NH2 c8h4nh2 | \C6H4NH2.C1 Triaminotrifenilmetanul= Para-Fuxina. Para-Leucanilina. Fuxina. Fuxina din comerț este un amestec din cele două ma- terii colorante homoloage, și cristalizează în prisme verzue cu luciu metalic. Este ușor solubilă în apă și în alcool, pe care-i colorează în roșu vișiniu intens. Parafuxina curată se obține oxidând cu clorurâ mercurică (Hg Cl₂), acidul arsenic (AsO₄H₃), sau în alt mod, un amestec de anilină pură (2 părți) și de paratoluidină (1 parte). www.digibuc.ro 344 Clorură mercurică oxidează în mod indirect cu ajutorul apei ce se găsește totdeauna, în mică cantitate în anilina. Reacțiunea este următoarea : 2HgClₐ + HₐO = 2HgCl + 2HC1 + O Clorură mercuricA Clorură mercuroasA (Sublimat corosiv) (Calomel) Acidnl arsenic oxidează reducându-se în anhidrida arsenioasă: 2AsO₄H₃ = AsₐO₃ -|- 3HₐO -f- zO Acidul arsenic. Anhidrida arsenioasă. In primul caz (cu HgCl₂) se capătă fuxina sub formă de clor- hidrat; în al doilea sub formă de arsenit ; este nevoe prin urmare de a o transforma apoi în clorhidrat eliminând complect anhidrida arsenioasă, ce ce separă, pentrucă materie colorantă să nu fie otră- vitoare : Experiență. Se face un amestec de 2 gr. de anilină și de 1 gr. de pa- • ratoluidină; i se adaugă 5 sau 6 gr. de clorură mercurică și se încălzește într’o eprubetă, pe flacără directă, până când colorațiunea roșie nu se mai închide. Se lasă atunci să se recească și se disolvă în apă obținând o soluțiune roșie vișinie foarte intensă. Pararozanilina (C₁₇H₁₈N₃.OH). Pararozanilina este baza para- fuxinei și se obține trătând parafuxină (clorhidrat de pararozanilină) cu hidratul de potasiu: C₁₉H₁₈N₃.C1 + K.OH = C₁₉H₁₈N₃.OH + KC1 Când e în stare absolut curată este o substanță incoloră, dar capătă ușor o colorațiune roză, care a făcut ca să-i se dea numele de rozamlzna (anilina roză) înainte de ai se cunoaște constituția. Constituția ei este următoarea: / C₆H₄—nh₂ HO—C— C₆H₄—NH, C₆H₄—NH₂ Ea se formează, ca faza intermediară, la prepararea parafuxinei după ecuațiunea următoare : H₂N-C₆H₄.H Aⁿⁱlⁱⁿă- HoN—C₆H₄ \ H₂N— CₒH₄—CH₃ + 30 = HoN—C₆H₄ —C—OH -|-2H₂O Paratoluidină H₂N C₆H₄ / TT KT r* TT tt Pararozanilină. H₂N—c₃h₄.h Anilină Cum se vede, metilul paratoluidinei este care servește de legă- tură metanică la formarea acestor materii colorante. Aceasta para- rozanilină găsindu-se în prezența acidului clorhidric, ce se dezvoltă www.digibuc.ro 345 din clorură mercurică în timpul oxidațiunei (vezi reacțiunea de mat sus) dă naștere imediat la clorhidratul ei, adică la parafuxina, pier- zând o moleculă de apă. H₂N—C₆H₄ \ / C₀H₄NH₂ H₂N—CₒH₄ C—OH + HCl = C CₒH₄NH₂ + H₂O H.N-CₒH₄ I c₆h₄nh₂ci Pararozanilina Parafuxină. Violetul de Paris, descoperit de Lanț la 1861, a fost obținut tratând fuxina cu iodura de metil: C₆H₄NH. C—CₒH₄NH₂ I \ C₆H₄NH²C1 + 3CHSI = C₆H₄NH(CHₛ) C—CbH.NHCCHs) + 3HI I C₆H₄NH(CH₃)C1 Violetul de Paris. Violetul lui Hofmann se obține cu C₂H₅I în loc de CH₃I. Albastrul de Lyon are 3 radicali C₆H₅ substituiți: C₆H₄NH(C₂H₆) C C₆H₄NH(C₂H₅) |\CoH₄NH(C₂H₆)C1 Violetul lui Hofmann. C₈H₄NH(C₆H₅) C C₆H₄NH(C₆Hb) | CₒH₄NH(CₒH₆)C1 Albastrul de Lyon. Se cunoaște de asemenea verdele malachit, descoperit de Otto Fischer: | COH?N(CH₃)₂C1 C C₀H₄N(CH₃)₂ C₆H₃ Fluoresceina. Am spus, că se obțin foarte multe materii colo- rante și cu alți corpi decât cu anilina. Dintre colorile obținute cu fenoli studiăm numai fluoresceina și derivatul tetrabromurat al ei, eosina. Fluoresceina face parte dintr’o clasă numeroasă de materii colorante sintetice obținute de A. Bayer, vestitul chimist dela Miinchen, adică din așa numitele Ftaleine. Ea se obține încălzind anhidrida acidului ftalic cu resorcina = fendiol (1.3) și de aceia se mai nu- mește : resorcinftaleina. OH 2C₆H₄ Qg+cBn₄X^>o = c₆H₄ / ^G^S c— c₆h₃ \o o OH + 2H₂O Fendiol i» 3= Resorcina. Anhidrida ftalică. CO Fluoresceina. (Resorcinftalein&) www.digibuc.ro 346 Observare. Să nu se creadă, că formula fluoresceinei e așă de complicată cum s’ar păreă. Ea derivă din formula anhidridei ftalice în care s’a înlocuit un atom de oxigen prin două molecule deț resorcină, din care s’a scos o mo- leculă de apă. Fluoresceina se disolvă în hidratul de potasiu dând o soluțiune care e roșie prin transmisiune (când privim prin ea) și verde prin reflexiune (când privim la ea). Numele de fluoresceină se trage dela această proprietate fluorescentă de a avea două colori. Această proprietate o au soluțiunile cele mai diluate de fluoresceină, chiar 1 la 10 milioane disolvant. E o materie colorantă foarte căutată atât pentru coloarea ei cât și pentru puterea ei colorătoare. Eosina e o materie coloranta roșie care derivă din fluoresceină prin înlocuire a 4 atomi de hidrogen din nucleurile resorcinei prin 4 atomi de brom. Servește la facerea de cerneală roșie. Constituția ei este următoarea: CO Văpsitoria. Vom arătă în linii generale principiile văpsirii pânzelor. Experiență. Facem o soluțiune de fuxină sau de acid picric în apă și o împărțim în două. In o parte punem uu petec de lână și în alta unul de bumbac. După câtvă timp, spălăm amândouă petecele cu apă; lână rămâne colorată, bumbacul nu. Repețim experiența cu bumbacul, după ce l-am supus la următoarea operație. Facem o soluțiune nu prea diluată de tanim sau de acetat de aluminiu și în această soluțiune fierbem câtvă timp pe- tecul de bumbac; apoi lăsăm să se usuce și-l introducem în soluțiunea de fuxină. Acuma se va coloră. Explicarea acestor experiențe e în cele ce urmează. In industrie se întrebuințează diferite metode de văpsit, după natura fibrelor și a materiei colorante ce se întrebuințează. In toate cazurile firele sau țesăturile ce voim să văpsim trebuesc întâiu spălate cu foarte mare îngrijire pentru a fi curățite de gră- sime, care nu le ar permite să se îmbibe cu soluția colorantă; apoi trebuesc albite. Spălarea în genere se face cu soluțiuni alcaline de NH*OH, CO₃K₂, CO₃Na₂, mai mult său mai puțin concentrate, sau cu să- pun. Albirea se face cu bioxid de sulf, hipoclorit de calciu, apă oxigenată, etc. Mai multe materii colorante se fixează deadreptul pe fibră. Unele www.digibuc.ro 347 se fixează pe lână, mătase, (adică pe fibrele animale) și nu se fixează pe bumbac, sau pe alte fibre vegetale. Altele din contra se fixează pe bumbac și nu pe mătase sau lână. Astfel de substanțe se zic materii colorante substantive, pentru lână și mătase sau pentru bumbac, In aceste cazuri firele sau țesăturile pentru a fi vopsite, se in- troduc deadreptul în soluțiele materiilor colorante (1) a căror con- centrație e determinată prin experiență. După ce se văpsesc, se scot, se usucă și apoi se spală bine cu apă. Alt procedeu de văpsire conzistă în a produce deadreptul pe fibră materia colorantă, pe calea chimică; adică îmbibând mai întâi fibra cu o substanță, lăsând-o să se usuce și pe urmă introducând fibra pregătită astfel, în soluția unei alte substanțe, care combi- nându-se cu prima produce materia colorantă. Am văzut, că unele materii colorante se fixează direct numai pe unele fibre și nu pe altele; afară de acestea mai sunt foarte multe care nu se fixează direct pe nici un fel de fibre. Aceste colori se numesc adjective. Pe toate acestea, putem să le fixăm pe orice fibră voim, cu ajutorul unor corpi numiți mordanți. In general acești mordanți sunt săruri neorganice, mai ales acetați de alu- miniu, (ca în experiența noastră) de zinc, crom, fier, etc., cari sub influența vaporilor de apă sub presiune se descompun ușor, dând naștere hidraților corespunzători (coloidali insolubili) și acid acetic volatil. Intre mordanții organici, cel mai important este taninul, care se întrebuințează de obicei asociat cu emeticul; în acest caz se formează un compus de acid tanic și oxid de antimoniu, care este insolubil și fixează cu mare ușurință materiele colorante ba- zice. Pentru a văpsi, se înbibă întâi fibra cu soluția mordantului, găsită prin experiență cea mai proprie, apoi uscăm fibrele și le vaporisăm, adică le tratăm cu vaporii de apă supra-încălziți, pentru a insolubilizâ mordantul care rămâne fixat pe fibră; în urmă se introduc fibrele astfel pregătite în soluția materiei colorante. Mor- dantul având proprietatea de a reține materiele colorante, fibrele rămân colorate. Văpsirea fibrelor se face de obicei la cald, afară de cazurile când materia colorantă sau fibrele alterându-se la cald, văpsirea se face la rece. Imprimarea pe țesături. In genere, când țesăturile au aceiași culoare pe ambele fețe sau același desemn, ele sunt sau văpsite, după ce au fost țesute, sau țesute cu fire deja văpsite. In comerț unele țesături și mai ales (1) Disolvanții materiilor colorante sunt în general: apa alcalinizată sau acidificată, după cum avem o materie colorantă acidă sau bazică, sau mai rar alcoolul. www.digibuc.ro 348 pânzele, au desemnări făcute numai pe o față, pe cealaltă desem- nul este foarte slab sau de loc, sau chiar este un desemn care nu coincide cu cel dântâi. In aceste cazuri, văpsirea a fost făcută prin imprimare. Pentru aceasta, se întrebuințează niște cilindri metalici cu desem- nuri în relief, pe care se pune mordantul și materia colorantă, în- cleiată cu puțină gumă, amidon, albumină, etc., ca să oprească materia colorantă de a se scurge afară din relief. Pânza ce voim să văpsim se trece printre cilindrul acesta, astfel pregătit, și un alt cilindru cu suprafața netedă, care se învârtește în sens contrar celui dântâi, și face ca pânza să fie în contact cu cilindrul văpsit. Se întrebuințează atâția cilindri câte colori trebuesc să fie pe desemn. După imprimarea fiecărei colori, pânza trebue uscată, vaporizată, bine spălată și uscată din nou. XLII. A M I D E L E. Amidele sunt corpi cari se formează prin substituirea hidrogenului din amoniac prin radicali acizi. Ele pot fi primare, secundare, terțiare, ca și aminele, d. e. : H N—H coc₆h₅ Benzamida (amidă primară). /H N— CO CH₃ CO CH₃ Diacetamida (amidă secundară). CO CH₃ X— CO CH₃ \ CO CHS Triacetamida (amidă terțiară). Acizii polibazici dau poliamide, d. e.: nh₂ co NHS Orbodiamida=Urea (diamîda acidului carbonic). CO N II₂ CO N II₂ Oxamida (dîamida acidului oxalic). Prepararea. Metodele generale, prin cari se prepară ’ainidele, sunt următoarele: 1. Deshidratând sărurile de amoniu ale acizilor mono- sau poli- bazici. CH₃ ch₃ COONH, CONIL —H,0 — | 2H₂O = CO ON H₄ CO N11₂ ; CO ON H₄ CO N H₂ Acctat de amoniu. Acetamida Oxalat de amoniu. Oxamida. 2. Tratând cu amoniac clorurile acide: www.digibuc.ro 349 CH₃ ch₃ CH, + 2NH₃ = CH, + NH, CI CO CI CO N H, Clorură de propauoil. Propanamida, Această metodă se asamăna cu aceia a lui Hofmann pentru pre- pararea aminelor ; aci luăm însă clorure acide in loc de clorure de hidrocarbure. Carbodiamida = Urea. ₙ _ ᵣ N H, U — c N H, Istoricul. Urea a fost descoperită de Rouelle (1773). Wdhler la 1828 făcu urea prin sinteză, iar Dumas la 1830, apropiă urea de oxamidă, considerând-o ca o diamidă. Sinteza ureei de cătră Wdhler a fost cea dântâi sinteză a unui corp organic. Starea naturală. Urea se găsește în urina omului și a multor mamifere. Omul eliminează aproximativ 40 gr. uree pe zi. Ea pro- vine din oxidarea substanțelor azotate din corpul nostru. Prepararea. Urea se extrage din urina omului în modul următor: Se concentrează 3—4 litri urină și se tratează, după răcire, cu acid azotic concentrat. Se formează astfel azotat de ureă, care fiind insolubil se izolează prin filtrare. Acest azotat de ureă se disolvă în apă, se decolorează la cald prin negrul animal și se tratează cu carbonat de bariu Azotatul de bariu for- mat cristalizează mai întâiu și după filtrarea lui, soluțiunea concentrată fiind, depune urea. Sinteza ureei s’a făcut în modul următor: 1. Tratând isocianatul de potasiu (carbimida potasică) cu sulfatul de amoniu; se formează isocianatul de amoniu, care dă urea prin transpoziție moleculară : a) 2O:C=NK + SO₄(NH₄), = 2O:C=N(NH<) + SO₄K₂. Carbimida potasică Carbimida amonică (Isocianatul de potasiu). (Isocianatul de amoniu). NH, b) O : C=N(NH₄) = O:C Carbimida amonică, Ho Carbodiamida=Urca. Această sinteză e importantă din două punct de vedere. întâiu, ea ne arată că poate să ia naștere chiar fără ajutorul vieței un corp orga- nic, caree produs în organism cu ajutorul vieței. In al doilea rând, întâlnim aici un fenomen nou. Până acum am văzut, că un feno- men chimic se petrece cel puțin între doi corpi. Aici vedem, că din carbimida amonică cu anume proprietăți se formează urea cu www.digibuc.ro 350 alte proprietăți, fără ca să adaugăm, sau să luăm ceva din mole- cula ei. Acest fenomen poartă numele de transpoziție moleculară. Proprietăți. Urea cristalizează în prisme rombice lungărețe, are gustul asemănător cu al salpetrului, se topește la 132°, iar la o temperatură mai ridicată se descompune dând diferite alte substanțe. Sub influența fermentului Micrococus uraee se transformă în car- bonat de amoniu : /NH. ONH, CO 4- 2HoO = CO \nh₂ onh₄ Pentru acest motiv urina desvoltă cu timpul mirosul caracte- ristic de amoniac. Determinarea cantității de ureă, precum și a altor corpi conți- nuți în urină, e de cea mai mare importanță pentru stabilirea unor anumite boli. Așâ, prin încălzirea urinei cu soluțiunea lui Fehling se. poate arătă glucoza în caz de boală de zahăr. XLIII. N I T R I L 11. Se numesc nitrili, corpii cari se nasc prin eliminare a două mo- lecule de apă din sărurile amonice ale acizilor organici, sau prin eliminarea unei singure molecule dela amidele corespunzătoare. Clasa aceasta de corpi a fost creată de Dumas la 1847. Ei se pot prepară între altele prin metoda următoare: Deshidratând amidele prin încălzirea cu anhidridă fosforică, P₂O₆; d. ex.: CH₃ ch₃ - h₂0 = I conh₂ cn Acetamida. Etannitril (Acetomtril). conh₂ cn — 2H,0 = CONH₂ CN Etandiamida (Oxamida)» Etandinitril=Cianogen (Oxalonitril)» Din acestea se poate vedea că prima amidă posibilă, metan- amida (formiamida), ar trebui să dea, prin deshidratare, un adevă- rat nitril, adică homologul inferior al etannitrilului: H H — HO₂ = CO.NH₂ C N Metanamidă Metannitrîl (Formamidă). (Formonitril). www.digibuc.ro 351 Cercetările noi au dovedit însă că constituția acestei substanțe este o altă și anume C=N—H, în care avem un caz de carbon bivalent. Această substanță este identică cu acidul cianhidric, ce se găsește în natură, sau se poate prepară prin alte căi, și a luat naștere prin un fenomen de transpoziție moleculară. Face parte prin urmare din o clasă isomeră cu nitrili, adică din clasa isoni- trililor. Proprietăți. 1. Nitrilii fierți cu KOH sau cu HC1 și apă, dau acizii corespunzători fie liberi sau sub forma de sarea de potasiu (reacțiunea lui Pelligot). a) CH₃-CN + KOH + H,O = CH₃—COOK + NH₃ Etan nitril Acetat de potasiu. (Acetonitril). b) CH₃—CN + HC1 + 2HjO = CH₃—COOH + NH₄C1 Acidul acetic. Această proprietate e importantă pentru prepararea acizilor. 2. Nitrilii pot dă amine prin hidrogenare (reacțiunea lui Men- dius 1861): CH₃ ch₃ + 2H₂ = | CN CH₂NH₂ Etannitril. Etilamina. Acidul cianhidric. C=N—H Istoricul. Acest corp a fost descoperit de Scheele (1782); Guyton de Mor- veau l’a numit acid prusie. Starea naturală. Acidul cianhidric se găsește în mai multe plante fie în starea liberă, ca în arborele din insula Java, Pangium edule, sau sub forma de glicozid, ca în migdale amare, florile de piersici, foile de cireși, sâmburii de piersici, zarzăre, cireșe, și în rădăcina de iatropa manihot. Țuica, ratafia, kirșul, conțin mici cantități de acid cianhidric. Acidul cianhidric este un corp lichid, cu miros de migdale a- mare și extrem de otrăvitor. El fierbe la 26°,5 și se solidifică la —15₀. Densitatea lui este 0,697 la 18°. Aprins fiind, arde cu o flacără albăstrue violetă. Acidul cianhidric dă cu metalele săruri, care se asamănă în unele proprietăți cu clorurele, bromurele și iodurele. Intre acestea, mai însemnată e cianura de potasiu. Cianura de potasiu, CNK, se obține descompunând ferocianura de potasiu prin calcinare. Cristalizează în cuburi, ca și clorurâ de sodiu, și ca și aceasta e albă. E foarte otrăvitoare, de aceia tre- www.digibuc.ro 352 bue să se umble cu multă băgare de samă cu ea. Se întrebuințează foarte mult în laborator pentru diferite scopuri și în industrie la aurare și argintare, precum și la extragerea aurului (în locul mercu- rului) și alte. Ferocianură de potasiu, (CN)₈FeK₄, și fericianura de potasiu, (CN)₈FeK₃, sunt doi corpi întrebuințați în laborator pentru a pro- duce precipitate sau colorațiuni caracteristice cu multe metale. Experiență. Facem o soluțiune de sulfat feros și punem in ea fericia- nura de potasiu in soluțiune. Se obține un precipitat albastru. 2. Intr-o soluțiune de clorură ferică punem o soluțiune de ferocianură de potasiu. Se obține un precipitat albastru, numit albastru de Berlin. La colorarea artificială a agatelor am vorbit de acest albastru de Berlin. 3. Dacă in sarea feroasă, absolut curată, punem ferocianură, nu căpătăm precipitatul albastru. Avem prin urmare putința să cunoaștem dacă o sare de fer e o sare ferică (cu fer trivalent) sau feroasă (cu fer bivalent). . Experiențele 1 și 2 sunt foarte sensibile. Să se repete, punând o pică- tură de clorură ferică in soluțiune concentrată într’un pahar, și o pică- tură de ferocianură de potasiu în alt pahar. Mișcăm paharele așa ca pică- turele să se usuce pe pereții fiecăruia. Pentru cine nu observă bine, s’ar părea că paharele sunt curate. Punem câte puțină apă în fiecare pahar și turnăm pe urmă din unul în altul. Se poate crede că se produce precipi- tatul albastru cu apă curată (experiență de chimie amzantă). Cianogenul = Etandinitril NC CN. El a fost preparat de Gay-Lussac (1811) descompunând prin căldură cianura de mercur: (CN)₂Hg = N C —C N + Ilg. E un corp gazos, foarte otrăvitor și care arde cu flacară roză. Isocianatul de potasiu. Această sare se obține încălzind cia- nura de potasiu cu PbO₂ sau MnO₂ cari funcționează ca oxidanți; C=N.K + O = O.C=N.K Cianra de potasiu. Isociantul de potasiu. Am întrnbuințat-o la preparatul ureei după metoda lui Wohler. XLIV. PIRIDINE ȘI CRINOLINE. Paralel cu seria fenului și a naftenului s’au găsit două alte serii cu consttuția la fel cu acestea, cu singură deosebire numai, că în www.digibuc.ro 353 locul unui grup CH din ciclul fenului sau al naftenului se găsește un atom de azot. Toate aceste substanțe azotate sunt substanțe bazice. Capii acestor serii sunt: Piridina și Chinolina. N CH N HC CH HC C CH HC CH HC C CH CH CH CH Piridina. Chinolina. Ambii acești corpi pot primi substituțiuni în locul hidrogenului ce au în moleculă; astfel înlocuindu 1 prin radicali hidrocarbonați obținem homologii lor, iar înlocuindu-1 prin OH, Cl, COOH, etc., vom avea corpi asemenea celor ce se obțin dela fen. Homologii au foarte mulți isomerii în aceste serii; astfel pro- ductele monosubstituite ale piridinei, d. e.: metilpiridina (picolina), sunt in număr de trei, după pozițiile pe cari le ocupă grupul CH₃ față cu azotul. * N N N HC5 1C.CH3 HC5 1CH HC5 1CH 1 1 1 1 HC4 2CH HC4 2C.CH3 HC4 2CH \3/ \3/ \3 CH C H c.ch3 Picolina i. Picolina 2. Picolina 3. Numărul isomerilor pentru metilchinolină se ridică la șeapte. Piridina este o substanță lichidă cu densitatea 0,986 la 0° și fierbe la 116°,7. Ea se extrage din. oleurile obținute prin distilarea coarnelor, oaselor și altor substanțe organice, în cari se găsește alăturea cu mai mulți homologi. Se întrebuințează la denaturarea spirtului, (pag. 282). Chinolina este un lichid cu densitatea 1,095 la 20° și fierbe la 239°. Ea se obține prin distilarea oleiurilor de oase, gudroanelor dela distilarea cărbunilor de pământ sau prin distilarea cu KOH a unor alcaloizi ca: chinina, cinconina, strichnina, etc. XLV. ALCALOIZII. Alcaloizii sunt compuși azotați cu constituție nu totdeauna bine cunoscută, cari se produc: în plante (alcaloizi naturali), în animale 23 www.digibuc.ro 354 {leucomame), în timpul putrezirii materiilor organice (ptomaine') și prin sinteză în laboratoare (alcaloizi artificiali). S’a reușit a se face în mod sintetic mai mulți dintre alcaloizii naturali și a se află, prin descompuneri treptate, constituția unui mare număr dintre ceilalți, Din toate aceste lucrări s’a putut vedea, că alcaloizii sunt substanțe foarte complexe, mai în totdeauna cu funcțiuni multiple. Istoricul. La 1792 Fourcroy observă mai întâiu că apa în care dospise- coaja arborelui Cincona eră alcalină și dedeă un mic precipitat. La 180+ Siguin descoperi o substanță cristalină în opiu. Sertuerner între 1804 și 1817 izolâ perfect substanța lui Siguin pe care o numi morfină și pe care o ca- racteriză ca o bază alcalină, apropiind-o de amoniac. Dela această dată înce- pură a se găsî alcaloizi în multe plante întrebuințate în medicină. Astfel la 1820, Pelletier și Caventou izolară chinina din coaja de Cincona, stricnina din plantele Strichnos etc. etc. Lucrările lui Wurtz și Hofmann dela 1849 asupra amoniacilor compuși, faptul că chinolina fusese descoperită de Ger- hardt la 1845, prin distilarea chininei, strichninei, ctc., cu KOH, precum și prezența bazelor piridice descoperite de Anderson la 1851 în oleurile animale, făcură, ca studiul alcaloizilor să fie reluat. La acestea se adăogară ptomainele- în urma cercetărilor lui Selmi (1872) din Italia, și leucomainele în urma lu- crărilor lui Gautier (1882). * Starea naturală. In numeroase plante se găsesc unul sau mai mulți alcaloizi, adesea combinați cu taninul sau cu alți acizi. In lichidele otrăvitoare, secretate de diferite animale : șerpi, scorpii, etc., precum și în lichidele produse în diferite boli, există numeroase substanțe toxice, la fel cu ptomainele, numite toxine, iar în productele putrezirei cadavrelor se găsesc ptomainele în stare liberă sau combinate cu diferiți acizi. Extragerea alcaloizilor. In genere, prepararea alcaloizilor natu- rali se face în două moduri : 1. Făcând să lucreze asupra plantei pulverizate o bază puternică ca hidratul de calciu, care descompune sarea alcaloidului, combi- nându-se cu acidul și punând alcaloidul în libertate. Alcaloidul este izolat în urmă prin diferiți disolvanți (benzen, cloroform, eter, al- cool, etc.), sau prin distilarea cu vapori de apă, dacă e volatil. Se poate face și în mic aoeastă extracție, punând pulberea care a fost tratată cu Ca(OH)₂ (și uscată în urmă) în vasul B (fig. 287), din care eterul sau alcoolul extrag alcaloidul. Alcoolul sau eterul distila din vasul A prin tubul t și condensându-se în vasul C, curge peste substanța din B. In modul acesta aceiași cantitate de solvant lichid trece de nenumărate ori în jos și extrage alcaloidul care apoi rămâne în balon. Mai sunt aparate de felul acesta dar mai perfecționate numite aparatele de extracție ale lui Soxhlet. 2. Se mai poate trată planta pulverizată cu acid sulfuric diluat, care formează cu alcaloidul un sulfat solubil în apă. Această soluțiune, izolată prin filtrare de restul pulberei, se tra- tează KOH sau Ca (OH)₂ pentru a se izolâ alcaloidul. Alcaloizii se împart în două grupe, după cum ei sunt făcuți nu- www.digibuc.ro 355 mai din carbon, hidrogen și azot sau din carbon, hidrogen, azot și oxigen. Cei dintâi se numesc și alcaloizi volatili, fiindcă pot să fiarbă fără să se descompue, iar ceilalți alcaloizi ficși, fiindcă, se fiescompun prin încălzire. Coniina se găsește în cucută (Conium maculatum). E un lichid otrăvitor. Nicotină se găsește în foile de tutun; în cele de Havana 2% Și în cele proaste 8%. E un lichid cu un miros foarte neplăcut; e foarte otrăvitoare; o pică- tură omoară un câine. Tutunul a fost adus din America. Cristofor Columb debarcând în Cuba a observat, că indigenii țineau în gură câte o țigară aprinsă de foi de tutun; cu fumul produs se apărau de insecte. Dela numele Tabacos întrebuințat în Haiti se trage numele de tabac între- buințat în alte limbi, și pe care noi îl avem numai pentru tutunul de tras pe nas. Cultura lui în Europa a început în 1518 în Spania, de unde a fost intro- dusă în Franța de ambasadorul Jean Nicot. Dela acesta se trage numele bo- tanic nicotiana tabacum, dat plantei, și de nicotină numele alcaloidului. Atropină se găsește în m itrăgun- (atropa belladonna); cristalizează în ace puțin solul ile în apă, solubile în alcol 1 E de asemenea foarte otrăvitoare. Are proprietatea de a dilata pupila , Fig. 287. Extragerea alcaloiziior. din această cauză e întrebuințată în oculistică. De aci se trage numele de belladonna; se zice că în Italia se întrebuința mătrăgunt- de femei ca să facă ochii mari și să fie frumoase: Bella donna. Morfina este în cantitate de 10—15°/o în opiul de Smirna, care e sucul uscat al macului (papaver somniferum). Cristalizează în prisme mici, are gust amar și produce somn când e luat în can- titate mică. E foarte otrăvitoare. Se întrebuințează în medicină. Opiul se scoate crestându-se capetele de mac și lăsând să se în- groașe sucul lăptos secretat de plantă. El conține o mulțime de alcaloizi, dintre cari, morfina este cel mai important. Mohame- danii mestecă opiul în gură; iar Chinezii îl fumează cu niște lulele speciale. La început simt un fel de plăcere în visul provo- cat astfel. Abuzul acestei deprinderi ruinează organismul și con- stitue un vițiu ca alcoolismul din Europa. In Asia mică se pro- www.digibuc.ro 356 duce vre-o 600.000 kg. și se vinde între 100 și 200 lei kilogramul. Ca antidot,, contra otravă, se recomandă cafea tare. In Europa e o boală asemănătoare — mor fino mania — produsă prin injecțiuni sub piele cu morfină. Un obiceiu foarte rău e și acela, întrebuințat adesea la noi, de a se da copiilor mici ceaiu de flori de mac spre a-i face să adoarmă și să nu mai plângă. Chinina se găsește dimpreună cu alți alcaloizi în arborii din speciile Cinchona (dela Cinchon soția unui vice rege din Peri/}. și care cresc în țările tropicale, America de sud, India, etc. Din vre-o 20 de specii, cele mai căutate sunt: Cinchona calisaya, Cinchona succirubra și Cinchona HuanacO) cari cresc pe înălțimi dela 1600 m.—2000 m. Coaja acestor arbori c iprinde 2 până 3% chinină. Chinina cristalizează în ace mătăsoase, cu un gust foarte amar, foarte greu solubile în apă și ușor solubile în alcool, eter, etc. In medicină se întrebuințează, mai ales, sub formă de sulfat bazic de chinină (CîoHîiN^Ojjj.SO^Hj. greu solubil în apă, de clor- hidrat și bromhidrat de chinină, foarte ușor solubili în apă. Chinina este unul din cele mai prețioase medicamente. Mai amintim: strichnina, brucina, codeina, cocaina, alcaloizi ficși foarte otrăvitori, mai ales cei doi dântâi, dar și ei destul de întrebuințați în medicină în anumite scopuri. XLVI. MATERII ALBUMINOASE ȘI GELATINOASE. Albușul de ou, cașul, urda, sângele, carnea cuprind niște sub- stanțe cari sunt de neapărată nevoe «pentru existența vieței. Aceste substanțe sunt alcătuite din carbon, hidrogen, oxigen, azot, sulf și fosfor; ele se numesc materii albuminoase. Constituția lor chi- mică este foarte complecsă; din < ceastă cauză și studiul lor este nespus de anevoios ; materiile albuminoase n’au putut fi refăcute prin sinteză. Se crede, că greutatea lor moleculară ar trece de 1500. Prin fierbere cu acizi sau alcali diluați (adică prin hidroliza] s’au putut desface în niște substanșe foarte ușor solubile în apa, ușor digerabile, numite peptone, și aceste la rândul lor în substanțe mai simple bine definite, dintre care multe s’au obținut prin sinteza, adică în aminoacizi (având funcțiunea mixtă aminică și acidă). Prin destilarea uscată a acestor materii albuminoase (vezi pag. 353), s’au obținut corpi foarte variați, ca: ainine, amide, compuși din seria piridinei și chinoleinei, sulfură și cianură de amoniu, etc. Materiile abuminoase sunt produse numai de către plante de-a dreptul din corpi neorganici. Animalele le iau din plante și le tran- sformă după trebuințele lor speciale. Materiile albuminoase se pot împărți în: albumine, fibrine și caseine. www.digibuc.ro 357 I. Albuminele se împart la rândul lor în: albumina din albușul oului, albumina din serul sângelui, albumina din plante. Experiențe. 1. Disolvăm un albuș de ou în apă. încălzim puțină soluțiune limpede într-o eprubetă. Soluțiunea se turbură. Zicem că albumina se coagulează prin încălzire. întărirea albușului în oul răscopt e datorit acestei proprietăți. Coagularea are loc la 72°. La fel se turbură, și din aceiași cauză, urina unui bolnav de albuminuriă. Spuma dela supă e în parte formată tot de albumină coagulată. Când se face o friptură bună, albumina se coagulează și nu lasă să curgă mustul d'.n carne. Urda e albumina din lapte coagulată prin ferbere. 2. Punem alcool în soluțiunea de albumină ; aceasta se coagu- lează. Pe această proprietate se sprijină conservarea în spirt a ani- malelor și a preparatelor anatomice. Tot pentru aceasta se leagă rănile cu miez de pâine și spirt; sângele se oprește prin închegarea albuminei. In limpezirea vinului cu albuș de ou, avem coagularea albuminei prin alcool, dar mai ales prin acid tanic. 3. Punem puțină soluțiune de sublimat în o soluțiune de albumină; aceasta se precipită ; acelaș lucru se întâmplă și cu alte săruri. Pentru aceasta se întrebuințează albușul de ou drept contraotravă, mai ales în cazuri de otrăviri cu sublimat. II. Eibriuele cuprind fibrina din sânge, fibrina din mușchi și fibrina vegetală. Fibrina din sânge se coagulează singura, când vine sângele în atingere cu aerul. Se formează sânge înche- gat, care e fibrină cu globule roșii, și serul sângelui, un lichid gălbui care cuprinde albumina din sânge. Prin încălzirea acestui ser, adunat în abatorii, se capătă albumină în industrie. Fibrina curată e albă, dură, fragilă și insolubilă în apă, alcool sau eter. Se disolvă în acidul acetic sau în hidrat de sodiu la cald. III. Caseinele cuprind : caseina din lapte și caseina din plante (mazăre, fasole, linte), numită legumină. Experiențe. 1. Punem puțin acid clorhidric într’un pahar cu lapte. Laptele se prinde prin coagularea caseinei. Când coagularea se face cu chiag, avem cașul sau brânza. Dacă laptele a fost zmânte- nit sau nu, brânza e slabă sau grasă. 2. Filtrăm laptele coagulat cu acid clorhidric. Fierbem lichidul limpede; se precipită; aceasta e albumina, urda. Caseina din lapte face parte din așa numiții alcalialbnmiți adică din albuminele solubile în alcalii. Am văzut, că formolul transformă caseina într’o substanță tare, galalitul, ce poate fi lucrată ca și Celuloidul, (pag. 302 și 319). IV. Gelatinele stau în legătură cu materiile albuminoase, însă nu cuprind sulf. Ele iau naștere prin transformarea oseinei, sau cum se spune mai bine, collagen-uFn, materia albuminoasă din oase. In comerț se extrage gelatina fierbând în vase închise (auto- clave), sub presiune, oase de tot felul, cari au fost curățite mai intâiu de rămășițele de carne sau grăsime. Soluțiunea de gelatină www.digibuc.ro 358 care se formează astfel e concentrată în vid și e lăsată să se prindă prin răcire. Piftia formată e tăiată apoi în foi care sunt uscate pe plase de ață. Cleiul de țeste (ichtiocolul) este gelatină curată; el se fabrică din membrana internă a beșicei înotătoare a unui mare număr de fe- luriți pești, și mai ales a morunului. Cleiul ordinar se fabrică cu rămășiți de piele, coarne, etc. Gelatina e o substanță incoloră, transparentă, fără gust și fără miros. In apă rece se umflă, în apă caldă se disolvă dând o solu- țiune care se prinde prin răcire, — piftia, Taninul precipită gela- tina din soluțiune, formând cu ea o combinațiune care nu putre- zește. Din această cauză tăbăcirea pieilor se face cu tanin. Formo- lul o întărește ca și pe caseină. Alcoolul precipită gelatina din so- luțiunii: limpezirea vinului cu cleiu. Prin ardere dă un miros greu de corn ars. (Aceste proprietăți se pot arătă prin încercări în e- prubetă). Pasta de hectograf se face fierbând vre-o 300 ctn.c. apă, punând în ea, puțin câte puțin, vre-o 100 gr. gelatină și adâogind după ce s’a disolvat ge- latina vre-o 500 gr. glicerină. Amestecăm bine totul, filtrăm amestecul cald într’o cutie de tinichea. Spuma sau beșicele cari se adună la suprafață le în- depărtăm cu o bucățică de carton. Prin răcire pasta e gata. Cerneala de hectograf e făcută din violet de metil (amestec de pentametil și de hexametițfuxină) disolvat în apă 10“/₀. întrebuințarea hectografului se sprijină pe divizibilitatea mare a materiei din cerneală; pe fiecare foaie se ia numai un strat foarte subțire din cerneala prinsă pe pasta hectografului. XLVII. FERMENT ATIUNI. S’a observat încă de mult, că mustul de poame (struguri, prune, mere), lăsat în contact cu aerul, spumegă prin dezvoltarea gazului CO₂, iar lichidul conține alcool în locul glucozei, care a dispărut. Acest lucru se numește de obiceiu ferberea mustului. In modul acesta se prepară vinul, rachiul de prune (țuica), tescovina și vinul de mere și pere. Se știe de asemenea, că vinul lăsat în contact cu aerul se oțe- țește prin faptul că alcoolul etilic din el se transformă în acid acetic. Laptele lăsat în aceleași condițiuni se înăcrește, fiindcă zahă- rul din lapte (lactoza) dispare și e înlocuit prin acidul lactic. Acelaș acid lactic se produce la facerea borșului din tărâțe sau la înăcrirea (murarea) castraveților și a verzei. Acidul lactic în acest caz se formează prin descompunerea glucozei, care s’a format din amidon. De asemenea, orice substanță organică (lemne, cadavre, etc.) pu- trezește eliminând: amoniac, hidrogen sulfurat, CO₂ și H₂O. Toate aceste transformări se numesc fermentațiuni. www.digibuc.ro 359 Cauza lor a fost dovedită de Pasteur încă dela 1859. In toate aceste transformări se petrece după Pasteur un act vital și anume; în fiecare din aceste cazuri se află o plantă monocelulară micro- scopică,care adusă de aer, sub forme de spori, se dezvoltă, traește și se înmulțește foarte iute. Aceste microrganisme s’au numit fermenți ; ei sunt de mai multe feluri și pot da naștere la nume- roase fermentațiuni. Unii fermenți au nevoe de aer, ei se numesc aerobi, alții trăesc fără aer și de aceia se numesc anaerobi. 1. Fermentațiunca alcoolică se produce prin o plantă micros- copică numită sacharomyces cerevisiae (drojdia de bere), care se nutrește cu glucoza, și produce alcool etilic și CO₂. După Pasteur, ea este cauza principală a fermentațiunii alcoolice, prin care se obțin vinul, berea, țuica, rachiurile, romul și toate băuturilor spirtoase fer- mentate. In timpul vieței lor acești fermenți mai produc un prin- cipiu activ, solubil în apă, fără viață, numit invertina, care are proprietatea de a hidratâ zacharoza sau amidonul și a le transforma în glucoză. Glucoza formată este transformată de fermentul orga- nizat (sacharomyces cerevisiae) în alcool și CO₂. Invertina face parte din o serie întreagă de substanțe albuminoide numite fermenți solubili sau Reorganizați sau încă mai bine enzime. Cercetările noi (Buchner) au dovedit însă, că fermentațiunea al- coolică și, se pare, orice altă fermentațiune e datorită acestor en- zime. Fermenții organizați ar aveă numai rolul să prepare enzimele. Fermentațiunea propriu zisă, este prin urmare un fenomen chi- mic, și nu un act vital. Teoria vitală a lui Pasteur nu se mai poate susține în știință. La facerea pâinei, când aluatul dospește, se petrece tot o fer- mentație alcoolică. Drojdia introdusă în aluat, prin invertină, trans- formă puțin amidon în glucoză și aceasta e transformată în urmă în CO₂ și alcool. Acești corpi dilatându-se prin căldură., fac ca aluatul să crească în cuptor, și se pierd, în urmă, din cauza căldurii. Transformarea glucozei în alcool se reprezintă prin formula ur- mătoare : C₆H₁₂O₀ = 2C₂H₆OH 2CO₂. Pasteur a dovedit că pe lângă acestea se mai formează și alte substanțe străine ca : glicerina, acidul succinic, alcool propilic, al- cool isobutihc și cu deosebire doi alcooli amilici cu catena arbo- rescentă. Experiență. In aparatul simplu fig. 35 punem o soluțiune de miere sau de glucoză amestecată cu câtevă grame de drojdie de bere plămădită mai întâi în apă. Punem totul la un loc călduț, vre-o 25°. După eâtvâ timp se produce o spumă și în eprubetă se adună bioxid de carbon. După o zi sau două, se poate constată că lichidul nu mai are gust dulce și că în schimb cuprinde alcool, care poate fi cules prin distilarea fracționată. Za- harul pus în aceleași condițiuni nu fermentează deadreptul. El este des- făcut mai întâi prin invertină, în glucoză și levuloză care sunt fermentate apoi de enzima din drojdia de bere. www.digibuc.ro 360 Fermentați unea acetică se produce printr’un ferment organizat* numit mycoderma aceti, care transformă în acid acetic alcoolul etilic din vin sau din rachiuri (ce conțin până la 20% alcool). Oțetul. Oțetul se obține prin fermentația acetică produsă de fermentul numit mycoderma aceti. Metoda cea mai practică pentru prepararea lui este următoarea (Schiitzenbach 1823). într’un butoiu (fig. 289) se mai pun afară de fundurile obișnuite încă alte două funduri găurite, unul în B și altul d’asupra des- chiderilor o. Intre aceste 2 fun- duri se pun strujituri de lemn, și puțină mycoderma. Prin țeava scurtă t se toarnă alcool amestecat cu 90 părți apă Fig, 289, Prepararea oțetului din alcool. Fig⁻. 288, Mycoderma uceli. care conțin și puțină zeamă de cartofi, sfeclă sau orz. Alcoolul a- junge pe fundul B, de unde cade picătură cu picătură peste stru- jiturile de lemn, din cauză că găurile fundului B sunt astupate cu niște sfori înodate. Mycoderma transformă alcoolul în acid acetic, care se adună pe fundul inferior, de unde se scoate prin deschi- derea r. Aerul necesar vieței fermentului intră prin deschiderile o. 100 kgr. alcool consumă 69 kgr. oxigen din aer și dau 129,5 kgr. acid acetic, pur anhidru, și 35,5 kgr. apă. Să se obsesrve că vinul se oțețește, pe când spirtul nu. Aceasta înseamnă că oțețirea are loc numai în soluțiuni diluate de alcool în apă. Oțetul de vin cuprinde 2—3°,o acid acetic, precum și substan- țele din vin. .Esența de oțet e o soluțiune în apă de 70° o acid acetic, colo- rată cu caramel și aromatizată uneori cu diferite arome. Fermentații]nea ]act'că se produce printr’un ferment special bacilius lactis, care desface mai întâiu lactoza în galactoză și glu- coză și transformă apoi pe acestea în acid lactic. Odată cu for- marea acidului lactic în lapte, caseina (cașul) se încheagă și se pro- duce lapte acru. Fermentați unea putridă, prin care se descompun substanțele azotoase, dând ca producte ultime: NH₃, MsS, COj, și H,O, se www.digibuc.ro 361 datorește unor organisme microscopice, numite bacterii cari trans- formă substanțele azotoase în corpi din ce în ce mai simpli până când se reduc la acești ultimi corpi. Prin acțiunea bacteriilor, materia organică complicată e transformată în corpi neorganici, pe care plantele îi transformă din nou în corpi organici; în modul acesta are loc în natură o circulație continuă a materiei. Vinul. Strugurii bine copți, curățiți de părțile stricate, și pentru anumite specii de vin stafidiți puțin la soare, sunt striviți, în anumite apa- rate de pisat, și storși la teasc. La noi se face adeseori această operație cu picioarele. Zeama lor numită must este lăsată în vase deschise, pentru a fermenta aproape trei săptămâni, și pe urmă e pusă în butoaie mari, în care fermentația continuă încă până în primăvară. După ce s a așezat părțile în suspensiune și s’a depus și tartra- tul acid de potasiu, pe fundul vasului, vinul este tras în alt vas. Ceea ce rămâne se numește drojdie. Atunci începe fermentațiunea a treia ce durează până la facerea complectă a vinului. — Pentru vinul de Cotnar, trebue trei ani. In timpul fermentării și conser- vării se mai formează cantități foarte mici de aldehidă și de alcooli superiori și mai cu seamă esteri care-i dau gustul și mirosul plăcut al unui vin vechiu. Cantitatea de alcool coprinsă în vin variază în- tre Ș»/ₒ—20%. Cidru!. Acelaș lucru se poate face cu merele sau perele bine coapte. Obținem astfel must de mere sau pere, și vin de mere, numit cidru. Șampania este un vin preparat în mod special și care cuprinde bioxid de carbon sub presiune de 4—6 atmosfere. Berea. In loc de mustul poamelor, se poate face o băutură alcoolică slabă, numită Berea, care conține numai 2—6° o alcool, luând orz, hameiu, apă, și dospeală (ferment). Putem zice, că berea e o băutură alcoolică produsă prin fermentarea mustului de orz. Orzul trebue să fie de bună calitate și avut în amidon. Prin hameiu se înțelege floarea femelă uscată dela Humulus Lupulus. Apa trebue să fie ușoară și curată. Operațiunea se face în modul următor : Prepararea maltului. Orzul e ținut în apă 50—70 ore. El se umflă și absoarbe până la 5O°/ₒ apă. Această apă, care spală toate murdăriile și părțile solubile, ușor fermentescibile, e depărtată în urmă. www.digibuc.ro 362 Orzul, e întins în camerele de germinație în straturi groase de 15cm. și lăsat cel mult 10 zile să încolțească. El se încălzește cam cu 10° deasupra temperaturii camerei. Acesta e wialtul crud. Fiindcă orzul încolțește mai bine primăvara, berea ce se obține cu el se numește bere de Martie. Pentru a opri germinația, orzul e resfirat, vânturat pentru a se usca și pe urmă prăjit în aparate anumite care funcționează ca cele de prăjit cafea. După cum prăjirea are loc la o temperatură mai mult sau mai puțin ridicată se obține un malt mai mult sau mai puțin brun, care dă o bere mai închisă sau mai deschisă la coloare. Prepararea mustului sau zahar ificar ea. Maltul e măcinat gros și pus în apă. Temperatura poate să se ridice dela 30'’ la 50°. Se obține astfel mustul de orz, care conține maltoza (un zahăr care poate fermentă deadreptul, întocmai ca glucoza) și decstrine, făcute prin transformarea amidonului în timpul germinațiunii, prin acțiunea diastazei (una din enzime). El mai conține albumină vegetală, peptone, substanțe extractive și săruri minerale. El este galben sau brun, după culoarea maltului. Pentru a da berei gustul puțin amar și caracterele ei speciale, se adaogă mustului pulbere de hameiu (500 gr. la 1 hectolitru de malt) și totul este fiert în căldări speciale. Fermentarea. Mustul acesta este în urmă răcit și pus în zăcători mari, în camere foarte curate să fermenteze. Se adaogă drojdie de bere curată, care transformă maltoza în alcool și bioxid de carbon. Avem trei faze în fermentație. Prima e tumultoasă și fermentul se înmulțește. Celelalte sunt din ce în ce mai liniștite. Prima du- rează dela 7—10 zile. Ultima fermentație se face în pivnițe răcite cu gheață sau cu alte mijloace la + 1—2° unde berea e pusă în butoaie mari, și atunci se depune și drojdia. Când această ultimă fermentație s’a terminat, după 4—5 luni, berea e gata și poate fi pusă în butoaie mici. Băuturi alcoolice se numesc lichide cari cuprind alcool și care se beau. Când alcoolul se află în lichidul în care a luat naștere, avem o băutură alcoolică nedistilată; astfel sunt vinul, berea, ci- drul. Când alcoolul din băutură a luat naștere în alt lichid, avem o băutură alcolică distilată; astfel sunt: cognacul, țuica, rachiul de perje, etc. Cognacul adevărat se obține prin distilarea vinului și prin păstrarea lui în vase de stejar, în care timp iea coloarea. El se imitează cu spirt, esențe și colori. Țuica se fabrică din prune. Acestea sunt puse în zăcători ca să dospească (fermenteze) și pe urmă borhotul este distilat. Romul adevărat se obține prin fermen- tarea melasei de trestie de zahăr. Se falsifică foarte mult din spirt cu esențe. Aracul se fabrică din orez. Rachiul de drojdie se ob- ține prin distilarea drojdiei de vin, care se așează în butoaele cu vin. Rachiul de tescovină se obține prin fermentarea și distilarea tescovinei dela tescuirea strugurilor. Licuorurile sunt băuturi alcoolice ce cuprind 10% zahăr și aro- matizate cu ananas, vanilie, etc. Cremele cuprind până la 50% zahăr. www.digibuc.ro 363 Spirtul. De ordinar se întrebuințează la fabricarea spirtului substanțe ce cuprind scrobeală. Aceasta e transformată în glucoză sau substanțe fermentescibile. Alcoolul produs astfel e scos prin distilare. Aceste substanțe prime pot fi cerealele, orezul și cu deosebire la noi porumbul și cartofii. Fabricele se numesc poverne sau velnițe. Acestea cuprind două părți. Partea în care se transformă corpul ce conține amidonul în glu- cosă (sau în maltosă, corp asemuitor zahărului). Pentru aceasta car- tofii sunt copți în vapori de apă și pe urmă mestecați și transfor- mați în terciu. Porumbul este sau sdrobit sau umflat prin coacere în acelaș mod și transformat tot într’un terciu moale. Zahar ificar ea. Acest terciii e amestecat apoi cu substanța ca- pabilă de a transformă la o căldură moderată scrobeală în glucoză (50°—65°). Această substanță s‘e numește diastaza vegetală. Ea se obține ca la bere, punând să încolțească (germineze) orzul sau grâul udat cu apă la o temperatură potrivită. Când boabele sunt bine încolțite ele sunt fnăcinate și amestecate cu apă și în urmă turnate peste terciul de porumb sau cartofi, ce a fost răcit mai întâiu la 45°. Fermentarea. După terminarea zaharificării, lichidul acesta este lăsat să se răcorească, este pus în niște zăcători mari și lăsat să dospească (fermenteze) pentru ca glucosa să se transforme în alcool, la o temp. de 25°. Această fermentare se produce introducând în lichid drojdie (identică drojdiei de bere) 500 gr. pentru fiecare mie de litri de zeamă. Transformarea amidonului în glucoză se mai poate face înfierbântând substanțele amidonoase cu acid sulfuric sau clorhidric, dar în acest caz borhotul ce rămâne nu poate să fie întrebuințat pentru îngrășa- iea vitelor, după cum se face de regulă în povernele noastre. Distilarea. Partea a doua a fabricelor de spirt consistă în aparatele de distilare. Aceste aparate sunt astăzi atât de per- fecte încât pot da dela prima distilare un alcool care să nu con- țină decât 4% apă. Adesea alcoolul se distilă pentru a doua oară pentru a fi cât se poate mai curat și de o concentrațiune de 96% (Rafinarea). www.digibuc.ro 364 .Aparatele de distilare se bazează pe diferența temperaturii de fierbere între alcool, alcoolii grei și apa. Vaporii de alcool și apă cari se produc în cazanul de fierbere al aparatului, se înalță printr’o coloană cu mai multe farfurii așezate ca în fig. 290 în care ei sunt zădărniciți prin piedici mecanice puse în calea lor în sus. De sus în jos curge în acest timp cum se vede pe figură, din farfurie în farfurie, lichidul ce se condensează în co- loane în timpul distilărei și care răcorește amestecul vaporilor. Vaporii de apă și alcoolii grei se condensează mai întâiu și se reîntorc în căldare, pe când vaporii de alcool din cauză că fierbe cu mult mai jos, pot străbate mai sus și apucând printr’o țeava laterală, răcită, se condensează la rândul lor într’un recipient separat,. Fig. 291 arată o instalație în care distilarea și rafinarea au loc în mod continuu. Lichidul de distilat este pompat în A, unde se- Fig. 291 Instalare pentru distilarea spirtului. încălzește în parte, răcind vaporii de alcool cari trebuesc conden- sați și cari trec printr’un serpentin. Din A trece în B unde se în- călzește și mai mult și apoi curge în coloana de distilat C. Aici se întâlnește cu vaporii de apă ce vin din jos și pierde alcoolul. Va- porii încărcați cu alcool trec prin tubul d în coloana de rectificat D. Vaporii de alcool se condensează parte în A pe urmă în E. In E se adună spirtul concentrat. Pentru a se obține alcool 96°/a. www.digibuc.ro 365 și cu totul curat e nevoe de altă distilare și rectificare. In unele instalațiuni mai complicate acest alcool se obține deadreptul. Pâinea. Poate să fie dospită, și nedospită. Ne dospită, poartă numele de Azmă (azimă), turte la țară. Ea se face frământând faina de grâu muiată în apă, și puțin să- rată, și în urmă coaptă în cuptor. Azma se mistue mai greu ca pâinea dospită. Pâinea se face, amestecând făina cu apă și după ce s’a adăogat sarea necesară se pune și drojdia de bere, sau o bucățică din a- luatul făcut mai înainte, pentru alt cuptor de pâine, și muiat în apă. Acest aluat e bine frământat cu brațele și mai ales în mod mecanic. Prin dospire, aluatul ținut la un loc cald, se încălzește dela sine puțin și crește. Cu cât crește mai mult cu atât el e mai bine fer- mentat. In timpul acesta, o parte din amidonul din faină e transformat în glucoză, prin fermentul solubil și o parte din această glucoză în alcool și bioxid de carbon, prin un alt ferment solubil din fer- mentul organizat. Umflarea — ridicarea — aluatului se datorește tocmai faptului nașterii bioxidului de carbon, care produce golurile în aluat. Prin coacere, aluatul perde parte din apă, alcoolul și bioxidul de carbon ; — acești corpi dilatându-se pentru a eși, desfac și mai mult aluatul și miezul pâinei e pătruns de mici găurele. Coaja e amidon caramelizat, adecă transformat prin căldură în dextrine, glucoză și caramel (zachăr ars). Dospirea se poate face și în mod chimic fără ferment. Pentru aceasta se pune în aluat bicarbonat de amon'U, care prin căl- dură se desface după ecuațiunea : CO₃HNH₄ = CO₂ + NH₃ + H₂O. Aceste gaze și vapori fac aluatul poros ca și fermentarea prin drojdie. Astfel se fac pezmeții pentru ceaiu, etc. Se mai poate face pâne cu procedeul vechiu a lui Lieblig. Aluatul e împărțit în două. O parte e frământat cu bicarbonat de natriu, și o parte cu acid clorhidric. Amestecându le împreună prin o nouă frământare, aceste două părți, se produce sarea, ce trebue aluatului și gazele ce-1 distind. CO₃HNa + HC1 = CO₂ 4- NaCl + H₂O Procedeul cel mai bun e cel cu drojdia de bere. Amidonul e transformat astfel parțial în producte mai asimilabile și glutenul mai umflat și divizat, încât e mai ușor atacat de sucurile digestive. Pâinea făcută cu făină, ce conține toate părțile grâului, afară de www.digibuc.ro 366 tărâța mare, e cea mai hrănitoare. Cea făcută cu făină piclu, de calitatea I, conține mai puțin gluten, și e mai puțin hrănitoare. Cea mai puțin hrănitoare e pâinea de cartofi, ea trebue totdea- una vândută ca atare, pentru a nu înșelă pe consumator. Conservarea substanțelor organice. Am văzut modul de conservare a lemnelor (321) și cum se conservă, pieile (336). Alimentele se conservă în modul următor: Conservele alimentare. Orice substanță organizată, fie ea ve- getală sau animală, lăsată la acțiunea fermenților, ce plutesc în aer,, poate fi descompusă, mai ales în aerul umed. Pentru a putea păstră substanțele alimentare avem necesitate de a le păstră fără să fermenteze, ceiace în cazul acesta e mai ales fermentația putridă. 1. Uscarea. Multe substanțe, de natură vegetală, pot fi numai uscate, astfel avem: mazerea, bobul, fructele bine uscate, faina, pesmeții, etc.; altele trebuesc sărate și apoi uscate, astfel avem icrele tescuite, cârnații uscați, pastrama. In aceste cazuri dacă ele nu sunt udate, se pot păstră de oare- ce fermenții și mucegaiurile le atacă cu greu. Conservarea serioasă și mai bună a alimentelor, se bazează pe ferirea substanței fermentescibile de acțiunea microorganismelor ce o atacă. Pentru aceasta se întrebuințează următoarele procedeuri, bazate toate pe acelaș principiu: ferirea de aer și de fermenți. 2. Afumarea. Cărnurile, sărate și afumate, se păstrează mai bine. In fum se află fenoli, cari depunându-se pe cărnuri le apără de putrezire, fiind antiseptici; așâ se păstrează șuncele, slăninele și chiar animalul întreg (vezi pag. 297). 3. Acoperirea cu o substanță grasă sau cu ceară, ori sirop concentrat. Așâ se păstrează ouăle, icrele, carnea (salam învelit), fructele zaharisite și dulcețurile. 4. Sterilizarea. Cel mai bun mijloc e de a sterilizâ substanța alimentară prin căldură și a o păstră ferită de aer. In acest sistem se distruge ființa prin căldură și se împedică de a mai intră din aer. Așâ se păstrează laptele concentrat, diferite cărnuri preparate în felurite moduri, legumele, fructele (conserve). Pentru aceasta, alimentul e pus într’un vas de tinichea închis cu un capac și când e încălzit bine se închide deschiderea mică lă- sată în capacul cutiei pentru eșirea vaporilor de apă. In urmă se mai încălzește odată. Aceste conserve se pot păstră foarte mult timp, dar trebuesc consumate îndată ce sunt deschise. www.digibuc.ro 367 XLVIII. Circulațiunea materiei. (Bucată de cetire). Cunoaștem cu siguranță 80 elemente, cari, izolate sau combinate între ele, alcătuesc toți corpii ce se află pe pământ, inclusiv plan- tele și animalele, deci întreaga ființă terestră. Tot acestea, constituesc substratul material al soarelui, stelelor și prin urmare al tutulor corpilor ce se află în Univers. Desigur că elementele aflătoare în materie sunt mult mai nume- roase și după cum acestea au fost treptat descoperite și izolate, din vechime și până în prezent, tot astfel altele vor urmă a fi izo- late și cunoscute bine în viitor. La suprafața pământului se observă o constantă mișcare, a unora cel puțin dintre ele. Astfel unul din rezultatele acțiunii vulcanilor, e și acela de a scoate necontenit la suprafața pământului cantități enorme de corpi, ce se aflau în adâncimea sânului acestuia. Mulți din acești corpi ridicați din adâncimi și ajunși mai ales în stare gazoasă sau lichi- facuți, se oxidează odată aflați în contact cu atmosfera. O parte din oxigen, e deci necontenit fixat în scoarța pământului, transfor- mând metalele în oxizi și sărurile lor în combinațiuni din ce în ce mai oxigenate. Dacă acest fapt s’ar repeta timp îndelungat, pare că soarta oxi- genului din atmosferă e hotărîtă; el ar fi fixat în combinațiuni, mai mult sau mai puțin fixe. Atmosfera ar conține numai azot, ca element constitutiv principal. Astfel hidrogenul ce adesea ese în cantități serioase, în timpul erupțiunilor vulcanice, constitue necontenit în acest mod mase mari de apă, combinânduse cu oxigenul din aer. O parte din această apă, e fixată în sărurile ce alcătuesc rocele. In cantitate imensă însă, ea e adunată în stare lichidă, în fundul depresiunilor scoarței pă- mântului, dându-ne priveliștea mărilor și oceanurilor ce au, uneori, mai mult de nouă kilometri adâncime! Și să ne gândim încă, că acest strat de apă acopere două treimi din suprafața pământului și că în starea solidă, ca niște a- devărate stânci, mai acopere și vârfurile celor mai înalți munți și imense suprafețe, în acelaș mod, la cele două poluri. Fără apă nu ar fi posibili numeroși corpi neorganici, ce se află în stânci și la suprafața pământului. Fără ea, în genere, ar fi re- dus mult câmpul acțiunii și ușurinței, cu deosebire, a combina- țiunilor corpilor. Iată de ce cei vechi ziceau: cor por a non agunt nisi saluta! O mică câtime—o urmă—de apă, înlesnește în rea- litate numeroase combinațiuni chimice. Dar unde rolul ei devine precumpănitor, e în geneza ființelor vii, fie ele vegetale sau animale. Unele din acestea au până la 90% apă; corpul omenesc chiar are 75% apă. www.digibuc.ro 368 Suprimați apa, ați suprimat viața! Prima materie vitală plastică — prima celulă — s’a născut cu si- guranță în apă pe fața pământului! In sânul ei și astăzi se află cele mai numeroase și mai colosale animale. Apa în genere, deci și ceiace provizoriu se află în corpul nostru, dela formațiunea ei, se află în o mișcare continuă. Ridicată prin căldura razelor solare, în regiunile tropice cu de- osebire, de pe suprafața apelor, ea se înalță ca vapori în atmosferă. Acolo constitue norii cari călătoresc adesea duși de curenți con- stanți sau accidentali, pe suprafața solidă a pământului. Răceala re- giunilor în care pătrund o condensă și ea cade în mod regulat sau accidental, dând naștere la izvoare, pârae, gârle, râuri și fluvii, pro- curând viața regiunelor ce udă. Astfel se reîntoarce ea din înălțimele atmosferei, de pe piscurile cele mai înalte, prin izvoarele cristaline, în râuri din ce în ce mai încărcate cu nomol, din nori în sânul oceanului, după ce a trecut și-prin țesutul plantelor, și mai ales, deși mult mai repede, și prin corpurile animalelor. Vegetațiunea e deci în funcțiune de apă și soare; suprimați u- nul din factori, ați făcut-o să dispară! Apa ce se află momentan, în un fir de earbă și de unde trece în corpul unui miel și de acolo în organizmul nostru, a călătorit cu siguranță la cele două poluri, a fost în adâncimi și înălțimi deo- potrivă înspăimântătoare, a dat fertilitate de milioane de ori câm- pielor și colinelor, a adus ruina adesea prin inundațiuni cumplite, a fost în ființe și a circulat prin inimele -a nenumărate animale, fantastice și colosale, în epocile trecute, numeroase și curioase în present, după ce a constituit țesutul nenumăratelor plante și îm- bălsămat atmosfera în miimi de flori! Cine știe, când te gândești la miliardele de molecule ce se află în o picătură de apă, și con- tinua ei mișcare, dacă în picăturile ce în acest moment circulă în inima noastră, dacă nu sunt molecule ce se aflau în lacrămile mân- tuitorului pe cruce, in sângele eroului Mircea, Ștefan sau Mihai, sau în alte ființe superioare, în momentele cele mai înălțătoare din vieața lor, în orice caz în câte milioane de ființe vii din trecut și prezent! In aceasta consistă și faptul, că facem parte din tot, că totul ne pătrunde, fără voia și știința noastră, că este repetire și legătură în- tre trecut și prezent și între acesta și viitor! Suntem trecători ca ființe, materia ce ne alcătuește, cu apa în frunte, a aparținut tutulor, va aparține și celor ce vor urmă. Astfel privită, ea nu mai este numai Styxul mitologic al morții, dar fluviul măreț și continuu al vieții. Putem vedea astfel, câtă solidaritate e tocmai acolo unde nu ne așteptam, până și în așa zisa natură moartă. * * * www.digibuc.ro 369 Dar, din cele 80 elemente, vre-o 15 numai iau parte la nașterea ființelor vii, și între acestea: C, H, O și N stau în frunte! Carbonul e însă la baza vieții; fără el, ori câtă apă și soare ar fi, nici un paiu, nici o gâză, cât de mică, nu s’ar fi putut naște. Carbonul e elementul cel mai nobil! Ca corp simplu, în crista- lul său, diamantul, ne încântă cu sclipirile și tăria sa. In plante ne arată câte veșminte poate el îmbrăcă și cât ne încântă cu varieta- tea florei minunate ce acopere pământul nostru! El e în floarea mirositoare și încântătoare, el e în fructul gustos și parfumat, în mierea cea dulce, în chinina cea amară, în glute- nul și scrobeala ce nutrește, sau în strichnina ce omoară. Tot astfel, el e acel ce dă fauna variată și curioasă. Penele pa- sării de paradis, ciocul vulturului, coarnele cerbului, carnea ce o mâncăm, grăsimele ce ne servesc așâ de variat, animalele domes- tice ca și cele sălbatice, toate ființele animale cu un cuvânt, sunt combinațiuni ale carbonului în funcțiunea vieții. Tot el e acel ce constitue omenirea, iar scânteile inteligenții o- menești, produse prin arderea lui, sunt cu mult superioare scântei- lor diamantului cel mai curat! Plantele iau carbonul din atmosferă, din apă și pământ, unde se află ca CO₂ sau ca bicarbonați. Ele reduc sub influența soarelui, prin clorofilă, bioxidul de carbon după ecuațiunea: CO₂ + H₂O = CH₂O + O₂ Aldehidă formică, astfel produsă, dă glicerină, glucoză, celuloză și alcaloizii sau materiile cuaternare: albumina, fibrina, etc. Dă, deci țesutul vegetal și animal, în toată complexitatea lui. Oxigenul e redat atmosferii! Plantele sunt deci vaste aparate de reducere. Din contra, animalele, fie ele erbivore sau carnivore, — deci in- direct erbivore —, se nutresc cu substanțele carbonate ale plante- lor, și prin vieața lor, le ard, le oxidează carbonul și-l redau atmos- ferei, deci plantelor, sub forma de CO₂. Animalele deci sunt mari aparate de oxidare. Acelaș atom de carbon, servește vieții plantei și animalului, dar fiecare ! liberează altfel: Plantele în corpi ficși și complecși: celu- loză, materii sacharate, materii albuminoide, alcaloizi, etc.; anima- lele, în genere, sub forma gazoasă ca CO₂. Pe lângă carbon, și azotul are aceiași soartă. Plantele îl iau din acidul azotos, îl reduc și pe acesta și ’l leagă în sintezele incom- parabile ce ele fac în micele lor celule vitale. Animalele distrug, prin oxidare, această substanță și ’l liberează ca ureă sau acid hi- puric, de unde e transformat în amoniac; și acesta e oxidat în urmă în sânul pământului vegetal, pentru a-și reîncepe ciclul! Prin această circulație a materiei se premenesc ființele terestre, din generație în generație. * * ♦ 24 www.digibuc.ro 370 Mai este încă o fază, cea mare, care iese, se pare, din valurile marei vieți pământești, pentru a alcătui valurile mari ale vieții u- niversale. Ultimele descoperiri, par a arăta că materia e una și aceiași! Să o numim materia cosmică, căci ea alcătuește cosmosul. Elementele deci, sunt ființe trecătoare, sunt stări de alotropie ale acestei materii condensate în diferite moduri. Se pare, că elementele, și cu deosebire cele mai grele, ca: Ura- niu și Radiu, se desfac necontenit, în altele mai mici, până la He- liu, și desigur și dela acesta la alma mater al Universului: Mate- ria cosmică, care ar putea fi chiar eterul fizicianilor. Ar fi deci o fărâmițare necontenit a tot ce există, către cevă identic și uniform răspândit în spațiu, cu pierdere de enorme can- tități de energie. Vulcanii chiar, dacă părăsim vechea teorie a ființei lor, pot fi. censiderați, ca născuți prin căldura ce rezultă prin disocierea ele- mentelor grele, aflate mai înăuntrul pământului. Această tendință către materia cosmică ar fi haosul biblic, starea primă a Universului. In urma recăpătării de energie necesară, ma- teria cosmică s-ar condensa din nou în unele elemente, în mole- cule, în sfere, etc., spre a reconstitui ce a fost și ce este; aceasta ar fi geneza biblică, nașterea lumii, care după ce ar dură câtva timp, — neînchipuit de mult pentru judecata noastră —, în care s ar face iarăși aceiași evoluție a materiei și vieții, s-ar reîncepe din nou dezagregarea: Fluctuat nec mergiturl Aceste faze există ele în realitate? fi-vor ele, dacă există, la fel când se succedează, fără un scop în soluția lor, cine le indică în timp și spațiu, cine le repartizează și le dă energia, iată atâtea o- biecțiuni, la care va răspunde știința viitorului! www.digibuc.ro NOTIȚE BIOGRAFICE ALE UNORA DIN CEI MAI MARI CHIMIȘTI. Baeyer, Adolf von, s'a născut în 30 Noemvrie 1835 la Berlin. Ta- tăl său a fost un erudit general prusian. El a debutat mai întâtu ca profesor la Academia comercială din Berlin și a trecut în urmă ca profesor la Universitatea din Strassburg. Acum ocupă catedra de chimie dela Miinchen, pe care a avut’o marele Liebîg. Este unul dintre cei mai mari chimiști ai Germaniei. El a descoperit fluores- ceinele și scatolul, a introdus pulberea de zinc ca reductor și a făcut numeroase sinteze însemnate, între cari: a oxiindolului, a isatinei și a albastrului de indigo. La congresul de chimie dela Geneva, din 1892, Baeyer a luat partea cea mai activă. www.digibuc.ro 372 Ba II ard, Antoine Gerome, s’a născut la 30 Septemvrie 1802 Ja Montpellier și a murit la Paris în Aprilie 1876. El a urmat lui Thenard ca profesor de chimie la Sorbona și la 1850 a ocupat locul lui Pellouzc la CollSge de France. El a descoperit bromul la 1826 și a studiat în special derivații bromați și extracțiunea sărurilor din apa de mare, Berthelot, Marcelin Pierre Eug.ₜ s’a născut Ia 29 Octomvrie 1827 la Paris. El a ocupat locul de professor la Colege de France, a fost membru și secretar perpetuu al Academiei de Științe și a fost ministru al instrucțiunii publice In Franța. La 1848, făcând sinteza etinei, a deschis o cale nouă chimiei organice, care este în mare parte creațiunea sa. A fost nu numai cel mai mare chimist al Franței, dar unul dintre cei mai mari chimiști ai timpului nostru. Mai bine de 20 ani s-a aflat in fruntea oamenilor de știință cari au creat termochimia. A murit Ia 18 Martie 1907 și a fost înmormântat în Pantheon. Principalele publicațiuni ale Iui sunt următoarele: Chimie organique fondee sur la synthese 1860. La synthese chimique 1875, Mecanique chimique fondee sur la thermochimie 1879. Les origines de [Alchimie 1885. Chimie des anciens 1889. La revolution chimique-Lavoisier 1890. Berthelot a spus acel admirabil adevăr: Chimia își creiează obiectul studiilor sale. Berthollet, Claude Louisf Comis de^s'a. născut la 9 Decemvrie 1748, }a.Annecy, înSavoia și a murit la 9 Noemvrie 1822, la Ar~ ceuil. Paris. El a studiat mai întâiu medicina și la anul 179+ eră www.digibuc.ro 373 profesor de chimie la școala normală și la școala politechnică din Paris. A fost membru al Academiei și unul dintre cei mai mari chimiști ai secolului. încă dela 1785, a împărtășit vederile marelui Lavoisier asupra nouei direcțiuni date chimiei. El a făcut cercetări asupra amoniacului, acidului cianhidric, hidrogenului sulfurat, clo- rului și fulminatului de argint. A descoperit cloratul de potasiu și a formulat legile, după care se fac reacțiunile între corpi. Elements de l’art de la teinture 1791, Recherches sur la loi (Paffinite 1807, Essai de statique chimique 1803. Berzelius, Idns Jacob, s’a născut la 29 August 1779,1a Wester- losa Ostgothland, și a murit la 7 August 1848, la Stockholm. A studiat medicina și chimia la Upsala și mai în urmă la Erlangen, în Germania, a fost puțin timp medic militar în Stockholm. La 1807 fu numit profesor de chimie și farmacie. El a creat teoria electrochimică, a determinat foarte multe greutăți atomice și a simplificat metodele de analiză. A fost un eminent profesor și a produs elevi ca: Rose, Mitscherlich, Wdhler, Gmelin, Magnus, Arfvedson, Kolbe, etc. Bunsen, Robert Wilhelm von, este născut la 31 Martie 1811, la Gottingen. A fost numit la 1836, profesor de Chimie la Cassel, la 1838 în Marburg, la 1851 în Breslau, la 1852 în Heidelberg, unde a trăit retras dela catedră din 1889. El a lucrat puțin în chimia organică, studiind cacodilul și derivații săi, dar a fost unul dintre cei mai mari cercetători în chimia analitică, unde a introdus nu- meroase metode pentru analiza corpilor solizi și a gazelor. A introdus împreună cu G. Kirchhoff analiza spectrală și a desco- perit rubidiul și cesiul. Lucrările lui principale sunt: Volumetriche Analyse 1854, Gasometrische Methoden 1857, Che- mishe Analyse durch Spectralbetrachtung, mit Kirchhoff 1861, Anleitung zur Untersuchung der Aschen und Mineralwasser 1875. Flammenreaclionen 1880. Chevreuil, Michel Eugene, s’a născut la 29 August 1786, la Angers și a murit la 9 Aprilie 1889, la Paris, în vârstă de 103 ani. La 1810 a fost profesor de chimie la institutul lui Fourcroy, Dela 1826 până la moarte a fost directorul manufacturii de gobe- linuri din Paris, iar dela 1830—1879 a fost profesor de chimie la «Museum» (grădina plantelor). La 1813 începu studiul său asupra constituțiunii materiilor grase, în urmă se ocupă cu numeroase chestiuni de chimie pură si aplicată și consacră mai bine de 20 ani pentru studiul fizic și chimic al armoniei colorilor. El a fost capul societăților de agricultură, dând o impulsiune puternică acestei ra- muri, și membru al Academiei de științe. Recherches chimiques sur Ies corps gras, 1823. Des couleurs et de leurs aplications aux arts industriels, 1864. www.digibuc.ro 374 Palton, John, s'a născut la 2 Septemvrie 1766, la Eaglesfield, Cumberland și a murit la 27 Iulie 1844, la Manchester. A fost profesor de fizică si matematică la New-College din Manchester și a ținut multe conferințe științifice în Anglia și Scoția, EL s’a făcut renumit prin introducerea teoriei atomice și prin aflarea legii proporțiunilor multiple, după care se combină corpii, New system of Chemical philosophy 1808. Davy, sir Humphry, s’a născut în 17 Decemvrie 1778, la Pen- zance-Cornwall, și a murit la 29 Maiu 1829, la Geneva. A învățat chirurgia și farmacia. La 1802, a fost profesor de chimie la Royal Institution din Londra. A călătorit mult prin Franța șt Italia și a făcut lucrări de cea mai mare însemnătate în știință. Electrochimia este creațiunea sa; în acest mod a izolat potasiul, sodiul, calciul, magneziul, bariul, etc. El a preparat clorură de carbonil, hidro- genul fosforat solid, amalgamul de amoniu și a dovedit că sunt șr acizi fără oxigen (acizii haloizi). S’a ocupat și cu chimia agricolă și a inventat lampa de siguranță, Elements of chemical Philosophy, 1810 —1812. Dumas, Jean Baptiste, născut la 14 Iulie 1800, la Alais, a murit Ia 11 Aprilie 1884, la Cannes. A fost farmacist la Geneva, undea publicat lucrări asupra sângelui și în urma sfatului lui Humboldt, s’a dus la Paris, la 1823. El este unul din întemeietorii Școatei Centrale, a fost profesor la Sorbona și Ia facultatea de medicină. www.digibuc.ro 375 Dela 1849—1851, a fost ministru al Agricultură și Comerciuluî. El a luat parte activă Ia dezvoltarea chimiei organice, făcând nume- roase sinteze, și introduse la 1834 teoria substituțiunii. El a făcut analiza apei, a aerului, a bioxidului de carbon, a determinat greu- tatea atomică a iodului, fosforului, sulfului, mercurului, etc., și este întemeietorul teoriei horn ologi lor. Trăite de chimie appliquee aux arts, 1828. Le^on sur la philo- sofihie chimique, 1837. FrîedeJ, Charles, profesor de chimie organică la Sorbona, unde a înlocuit în 1885 pe amicul său Wiirtz. înaintea acestei date eră profesor de mineralogie la aceeași universitate. Eră membru al Academiei de științe și s’a distins în mod cu totul superior pe terenuri științifice foarte variate, ilustrând universitatea Parisului, atât în domeniul mineralogiei cât și al chimiei organice. A reprodus pe cale artificială foarte multe minerale și a făcut numeroase sin- teze, între cari cu deosebire a glicerinei. Prin introducerea clorurei de aluminiu a pus la dispoziția chimișdlor una dintre metodele cele mai generale și simple în acelaș timp, prin care s’a îmbogățit foarte mult numărul corpilor, cu deosebire dintre cei cu catena ciclică. Laboratorul de chimie organică, pe care-1 conducea la Sorbona, eră punctul de plecare al celor mai însemnate lucrări de chimie organică și locul unde generațiunile noui au căpătat mai mult în Franța direcțiunea nouă în chimie. Cours de chimie organique, serie grasse 1887. Cours de chimie organique, serie aromatique 1887, www.digibuc.ro 376 Cours de mineralogie. Mineralogie generale. Paris rSgj. Acest mare chimist care eră și un bun filo-român, a fost perdut științei în Aprilie 1899. Gay-Lusaac, Louîs Joseph, s’a născut la 6 Decemvrie 1778, la St. Lâonard în Limousin, și a murit la 9 Maiu 1850 la Paris. La 1798 intră în școala politecnică, fu cel mai apropiat și distins elev al lui Bertholet, și la 1808, a fost numit profesor de fizică la Sor- bona. El descoperi borul la 1808, studiă iodul șî descoperi etan- dinitrilul lâ 1815. Lui sedatorește titrometria și construirea eudio- metrelor. La 24 August 1804 făcu dimpreună cuBioi o ascensiune cu balonul, la 16 Septemvrie (același an), făcti singur aceeași ascen- siuni pentru observațiuui științifice. La 1808 el formulă legea după care se combină gazele. Intre alți elevi distinși a avut pe Liebig. Hofmann, Ăugust Wilhelm von, s’a născut la 8 Aprilie 1818, la Giesen șî a murit la 5 Maiu 1892 la Berlin. El s’a ocupat mat întâiu cu filosofia și dreptul, mai în urmă studiă chimia la Liebig. La 1845 a fost numit profesor la Bonn și la 1848 profesor la Royal College of chemistry și la monetăria din Londra, de unde trecu la Berlin la 1865. EI a luat parte însemnată la desvoltarea chimiei organice și a studiat multă vreme, în acelaș timp cu Wiirtz, amo- niacii compuși unde au făcut muite descoperiri asupra materiilor colorante (aniline). A fost unul din cei mai distinși chimiști din Germania, și s’a aflat mult timp în capul unei pleiade de chimiști www.digibuc.ro 377 formați în laboratorul său. S’a distins de asemenea ca scriitor cu deosebire în biografiile chimiștilor: Wiirtz, Wohler, Dumas, Gries etc. Mort la 5 Maiu 1892. www.digibuc.ro 378 Kekule, August Friedrich von, s’a născut la 7 Septemvrie 1829 în Darmstadt și a murit în 3 Iulie 1896 la Bonn. Intre 1858—1865 a fost profesor Ia universitatea din Gând, iar în urmă la Bonn, unde s’a ilustrat prin lucrările sale. In 1859 luând ca bază tetra- valența carbonului, introduse în chimie teoria constituțiunii benze- nului, prin care studiul chimiei organice a devenit ușor și foarte interesant. Prin lucrările sale și cu deosebire prin vederile sale teo- retice, a contribuit în mod prodigios la dezvoltarea chimiei organice. Lehrbuch der organischen Chemie 1859. Chemie der Bemol- derivate, 1867. Lavoisier, Antoine Laurent, s’a născut la 26 August 17+3, Ia Paris și a fost decapitat la 8 Maiu 1794 în acelaș oraș. Lavoisier este unul dintre cei mai mari oameni ce a avut Franța, și din cei mai iluștri cu care se fălește omenirea. Chimia începe cu Lavoisier ca știință; el a scos-o din calea veche și obscură pen- tru a arăta importantul său rol în științe, și viitorul măreț la care trebue să tindă. Numeroase descoperiri fură făcute de el într’un timp relativ scurt. Iată de ce ilustrul chimist Wiirtz ziceâ la începutul dicționarului de Chimie că La chimie est tine Science franțaise. La- voisier a introdus cumpăna în Chimie, el a formulat legea conser- vării materiei: * Nimic nu se perde, nimic nu se crează in natură». Lucrările sale asupra oxigenului, aerului, apei, combustiunei și re- spirațiunei, fac epocă în știință prin claritatea și profunditatea cu- getării și prin exactitatea metodelor. Nomenclatura modernă începe tot dela el. Lavoisier iubiă știința și o cultivă cu pasiune. El eră avut și www.digibuc.ro 379 ocupă cele mai înalte situațiuni financiare. Eră unul dintre fermiers generau», adică din acei ce luau cu arendă vămile și contribuțiunile indirecte ca: tutunul, spirtuoasele, etc. Cu toată cinstea sa dovedită, el plăti cu vieața faptul de a fi fost alături cu ceilalți fermiers, cari abuzaseră de situația lor. Ura contra acestor oameni fu atât de mare, în cât Lavoisier, care incontestabil e unul din cei mai mari oameni geniali ce a avut Franța, abia de curând își are statua sa, cu toate că e absolut dovedit că era un suflet nobil, un caracter integru, și mai presus de toate, un pasionat admitator și cercetător în științe. S’au găsit mai toate scriptele șî instrumentele, care prin îngrijirea d-iui Grimaux, chimist de elită, au fost expuse la Paris în 1889. Cea mai bună biografie a lui Lavoisier, în care se poate vedeă acestui măreț și nefericit om, este: Lavoisier 1743—1794, d'apres sa correspondance, ses manuscrits, ses papiers de familie et di au.tr es documents inedils, par Edouard Grimaux, Professeur o l’ecole Potylechnîque et ă l’Institut Agro- nomique, Agrege de la faculte de Medecine. Paris 1888. Lucrările lui Lavoisier încep a fi prezentate Academiei de științe, care a avut în urmă onoarea de a l avea membru, la 1763, și se termină cu ziua morții sale. Ele s’au publicat de Ministerul instruc- țiunii publice Oeuvres de Lavoisier. Paris, MDCCCLXIV, 4 volume. D-na Lavoisier lucră cu soțul său în laborator și ținea registrul cercetărilor nouă. Ea a publicat după moarte, mare parte din lu- crările soțului său, din care multe scrise până în momentul execu- țiunii și neterminate încă. Liebig, Jusius von, s'a născut la 15 Maiu 1803 la Darmstadt, și a www.digibuc.ro 380 murit la 18 Aprilie 1873, la Miinchen. El studiă mai întâi u far- macia și în urmă chimia la Bonn, Erlangen și Miinchen. Dela 1822. până la 1824, fu trimis să studieze la Paris, unde se aflau pentru acelaș scop Mitscherlich, Gustav și Heinrich Rose, Runge etc. Pa- risul în acea epocă avea un mănuchiu de oameni de știință supe- riori ca Gay-Lussac, Th^nard, Dulong, Chevreuil, Vauquelin și Al. de Humboldt, care a locuit și lucrat multă vreme în capitala Franției. La 1824 a fost numit profesor la Universitatea din Giessen, unde prin importanța lucrărilor sale de chimie organică, cu deosebire, fundă o adevărată școală de chimie, Ia care se formară: Fehling, Frankland, Fresenius, Gerhardt. Hofmann, H. Kopp, Musspratt, Regnault, Stenhouse, Strecker, Williamson, Wiirtz, etc. El a arătat separarea nichelului de cobalt, și a fost unul dintre începătorii teoriei radicalilor, a lucratasupra cianurilor, arătând im- portanța lor în galvanoplastie și asupra etanalului (aldehidei). ară- tând întrebuințarea Iui în argintuire. Liebig a luat parte activă la progresele chimiei fisiologice. Die Chemie in ihren Amvendungen auf Agrikultur und Phy- si olog ie 1876. Organische Chemie in ihren Anwendungen auf Physiologie und Pathologie 1846, Chemische Briefe 1878. Natur- wissenschafilicite Briefe fur moderne Landwirtschaft 1859. Suppe fiir Sâuglinge. Jahresberichte liber die Fortschritte der Chemie 1847—1857. Handworierbuch der reinen und angewandien Che* mie 1842—1854. Annalen der Chemie und Pharmacie 1832. Mendelejeff, Demetrius, a fost unul din cei mai mari chi miști ai www.digibuc.ro 381 Rusiei. A fost profesor la școala politechuică din St. Petersburg. S’a ocupat de Fisică și a făcut cercetări asupra Capilarității. După încercările lui Chancourtois (1862), Newlands (1855) și Lothar Meyer (\&£)\Mtndelejeff încă din 1869 propuse o clasificare a elementelor după greutatea lor atomică. Această clasificare e de mare folos. Galium, descoperit la 1875 de Lecoq de Roisbaudran, și Ger- manium descoperit la 1886 de Winkler, erau prevăzute în siste- mul său periodic al elementelor. A murit la 25 Ianuarie 1907. Tratatul său de chimie, a fost tradus în limba germană (Grund- lagen der Chemie, 1892, Leipzig). Pasteur, Louis, s’a născut la 27 Decemvrie 1822 la D61e îi» Jura și a murit la 28 Septemvrie 1895. El a ocupat în Franța și în lumea științifică aceeași situațiune, pe care a avut-o Lavoisier în secolul trecut. La 1848 a fost pro- fesor la liceul din Dijon, iar dela 1849 — 1854 la universitatea din Strassburg Primele sale lucrări sunt relative la cristalografie și la polarisațiunea rotatoare. Acestea îl conduseră la studiul fermenta- țiunii, producând lucrări, care au contribuit mult la avuția Franței, prin faptul că a arătat metodele științifice de a păstră vinul, a face berea, oțetul, etc. In aceeași direcție se ocupă cu boala gân- dacilor de mătase și în urmă altoirea contra turbării și cărbunelui la vite. El a fost în capul institutului, ce poartă numele său, în care se fac cele mai însemnate lucrări de bacteriologic. Etude sur le vinaigre, 1868. Etude sur le vin, 1862. Etude sur la biere 1876. Saint (laire Deville, Henri, s’a născut la 11 Martie 1818, la St. Thomas în Antile, și a murit la 1 Iulie 1882, la Paris. El a fost profesor la Sorbona și director al laboratorului dela școala nor- mală, s’a ilustrat prin cercetări asupra disociațiunii și asupra alu- miniului, siliciului, borului și platinului. Scheele, Karl Wilhelm, s’a născut la 19 Decemvrie 1742, la Stralsund, și a murit la 21 Maiu 1786 la Koping, în Suedia. A trăit toată viața ca farmacist în condițiile cele mai modeste și a fost aproape necunoscut de compatrioții săi. Cu toate că a trăit puțin, lucrările sale sunt atât de variate și numeroase, în cât, după Lavoisier, ocupă întâiul loc de onoare între chimiștii secolului al XVIII. El a descoperit: oxigenul, clorul, fluorura de siliciu, hidroge- nul arseniat, acizii manganului, molibdenului, wolframului și arse- nului.' In chimia organică făcu numeroase descoperiri ca: glice- rina, acidul tartric, acidul lactic, acidul uric, acidul malic, acidul citric, acidul galic și acidul tanic. Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer 1768. Schutzenberger, Paul, născut la 1827 la Colmar. A fost pro- fesor la școala industrială din Miihlhausen și până la 1870 la uni- www.digibuc.ro 382 versitatea din Strassburg. La 1876 a fost numit profesor JaCollăge de France în locul lui Balard. El a făcut numeroase lucrări, între care cu deosebire; Memoire sur les matieres albuminaîdes 1879. Trăite de chimie generale, 6 voi., 1879—1886. Wohler, Friederich, s’a născut la 81 Iulie 1800, la Escherheim, lângă Frankfurt a. M, și a murit la 23 Septemvrie 1882 laGottingen. A studiat mai întâiu medicina și în urmă chimia cu Gmelin și Ber- zelius. El a fost profesor la școala profesională din Berlin la 1825— 1831, iar la 1836 a fost profesor la Cassel A avut un rol aproape tot atât de mare ca și Liebig producând numeroși chimiști mari ca Beilstein. Filtig, Knopp, Kolbe, Limprichl. Siherer, Stae- deler, etc. El a cultivat chimia minerală și organică; a făcut sin- teza ureei (1828), a descoperit azotura de bor, a izolat aluminiul și a arătat asemănarea dintre siliciu, carbon și titan. Grundriss der Chemie, 1833. Die Mineralanaly se in Beispielen, 1861. Lehrbuch der Chemie. Wfirtz, Charles Adolphe, s’a născut la 17 Noemvrie 1817 la Strassburg și a murit la 12 Maiu 1884 la Paris. A studiat farmacia și medicina și a fost elevul lui Liebig, Balard și Dumas. El a urmat lui Dumas ca profesor la facultatea de medicină din Paris, iar la 1877 i s’a creat o catedră de chimie organică la Sorbona. A fost profesor ilustru și lucrător neobosit, a jucat un rol însemnat în dezvoltarea chimiei. Lui se datorește în mare parte introducerea teoriei atomice în Franța. La 1849 a descoperit carbimidele și amoniacii compuși, la 1856 a preparat glicolii, în urmă aldolul, etc. Lețons de philosophie chimique 1863. La teorie atomique 1879. Dîctionnaire de chimie pure et applique 1868. Trăite eiementatre de chimie medicale 1864. www.digibuc.ro ÎNDREPTĂRI Pag. 3. La distilarea fracționată, la observare, a se adăugă : Din această cauză, nici temperatura nu rămâne constantă, cum s’a presupus în teorie pentru simplificare. Temperatura crește mereu dela 78°,4 (în loc de 76 din text) până la 100J. Pag. 3, A se cetî: un centimetru cub de apă de băut conțiine 50—500 mi- crobi, cel mult. Pag. 6. A se cetî: Când apele conțin mult bicarbonat de calciu, (nu carbo- nat), se numesc incrustante. Pag. 20, rândul 5 de jos. A se cetî azotat de sodiu în loc de azotat de argint. Pag 35-, la aparatul Kipp, fig. 37. Tubul vasului globular se introduce prin deschiderea c nu prin e. Zincul se introduce prin e, după ce aparatul e așezat complect. Pag. 45, rîndurile 1 și 5 de sus. A se cetî pentoxid de fosfor în loc de tri- oxid de fosfor. La reducerea oxidului de fer prin hidrogen, încălzirea se face după ce ne-am asigurat că nu mai e amestec explozibil în tub și în aparat. Pag. 48, rîndul 10 de jos. A se cetî pentoxid de fosfor în loc de trioxid de fosfor. Pag. 49. A se cetî /eroxid de hidrogen în loc de bioxid de hidrogen. Pag. yr. La neutralizarea acizilor prin metale e mai bine să se întrebuin- țeze acid sulfuric diluat în loc de acid clorhidric; aceasta din cauză că clorura de zinc se obține mai greu solidă, fiind delicuescentă. Pag. 60. A se ceti: Scalenoedrul cubului. Pag. 7/. La prepararea iodului să se toarne apa de clor puțin câte puțin; un exces de apă de clor oxidează iodul în acid iodic și amestecul se limpe- zește din nou. Pag. 'ₜ6. Experiența cu acid fluorhidric trebue făcută cu băgare de seamă. Trebue să ne ferim a inspiră gazul, deoarece atacă energic mucoasele și țe- săturile. Pag. 77, rîndul 5 de sus. A se adăugă : este cu totul oprită întrebuințarea acidului fluorhidric la conservarea alimentelor. Pag. 77 și 18. A se scrie Pozzuoli și Calcheroni. Pag- 13¹- A se cetî: Acest sistem de vase a fost inventat de d'Arsonval^ dela Paris, și a fost perfecționat de Dewar, dela Londra. Pag. 141. Să se observe, că chibriturile suedeze n’au fosfor roșu; acesta se află numai pe pasta de pe cutie. Pag. 146 și 147. Corpii din familia azotului au valența maximă 5, spre deo- sebire de bor a căruia valență maximă e 3. Pag In ecuațiunile în care intră carbonul să se scrie 2C în loc de C,; neștiindu-se câți atomi are molecula de carbon se ia mai bine numai atomul. Aceiași observare și pentru metale. Se va luă deasemenea atomi, și nu mo- lecule, când elementul respectiv e produs în reacțiune: oxigen la oxidare (ca la pag. 302 jos), hidrogen la reducere (ca la pag. 303 jos), etc. www.digibuc.ro 1 f PREȚUL UNUI EXEMPLAR LEI 5,50 www.digibuc.ro