Занимательная агрономия - Дояренко Алексей Григорьевич - Страница 11

В маленьком масштабе получение селитры (или вернее — азотной кислоты) из воздуха можно воспроизвести при скромном оборудовании, имея лишь в своем распоряжении какой-нибудь источник электричества возможно высокого напряжения, хотя бы очень малой силы. Лучше всего для этого воспользоваться румкорфовой спиралью, хотя бы самой маленькой — игрушечной; можно взять обыкновенный ток и от сети, устроив на нем небольшую вольтову дугу.

Такое получение селитры из воздуха настолько эффектно и красиво, с одной стороны, а с другой — уясняет основы развивающейся у нас азотной промышленности, что мы усиленно рекомендуем его проделать и даем подробное описание всех деталей такого опыта.

Прежде всего надо иметь какое-нибудь чувствительное вещество, которое позволит обнаружить образовавшуюся селитру или азотную кислоту. Таким является реактив дифениламин, который можно достать в лаборатории или аптечном складе. Раствором нескольких его кристалликов в 5 кубических сантиметрах крепкой серной кислоты можно определять малейшие следы селитры. Чтобы убедиться в этом, возьмите чайную ложку обыкновенной селитры и растворите в стакане воды; вылейте из стакана этот раствор и налейте в стакан чистой воды, — оставшегося на стенках стакана раствора селитры (разбавленного чистой водой) будет достаточно, чтобы определить в нем селитру дифениламином.

Для этого возьмите каплю раствора дифениламина на белую тарелку, капните в нее несколько капель сильно разбавленного раствора селитры, и вы увидите, что появится густо-синее окрашивание, оно и свидетельствует о присутствии селитры. Или смочите стеклянную или белую фаянсовую пластинку (например, блюдце) раствором дифениламина и подержите ее над открытой склянкой с крепкой азотной кислотой: выделяющихся паров азотной кислоты будет достаточно, чтобы получить густо-синее окрашивание в смоченном месте.

Имея такой чувствительный реактив на селитру, можно приступить к получению селитры из воздуха.

Возьмите обыкновенное ламповое стекло (рис. 13, А), приспособьте к нему с обоих концов пробки или деревянные кружки (герметичности не требуется); в пробках сделайте по отверстию для стеклянных трубок. В зависимости от того, какой у вас ток и провода, дальше можно поступать по-разному. Если вы берете ток от спирали Румкорфа (рис. 13, Б), то в стеклянные трубки вставляют обыкновенную звонковую проволоку так, чтобы обнаженные концы ее, выйдя из обеих трубок, почти касались друг друга примерно посредине стекла (рис. 13, В). Оба провода присоединяют к полюсам спирали, которую, в свою очередь, присоединяют к гальванической батарее или батарее аккумуляторов (рис. 13, Г) (или элементу Гренэ).

Рис. 13. Образование окислов азота: А — ламповое стекло; Б — катушка Румкорфа; В — концы проволоки; Г — элемент Гренэ.

Если пользоваться током от сети, то в трубочки вставляют два маленьких уголька (лучше всего от дуговой лампы проекционного фонаря или просто два кусочка кокса или угля), а к ним подводят внутри трубки изолированные провода от лампы. В этом случае, чтобы не пережечь пробки в электрической сети, необходимо брать ток через реостат (прибор для регулирования силы тока) или за неимением его через лампочку, то есть в установку включают лампочку последовательно, а не параллельно. Проще всего разрезать один из проводов настольной лампы и с разрезанными концами соединить кусочки угля внутри стекла (предварительно выключив лампу из электрической сети).

Трубки в пробках должны свободно двигаться, чтобы концы проводов или угли можно было сдвигать. Когда вся установка готова, в стекло наливают немного раствора дифениламина так, чтобы смочить внутреннюю поверхность стекла, замыкают ток и сближают концы проводов или углей до получения непрерывной искры, или вольтовой дуги.

Через 1–2 минуты на стенках стекла, смоченных дифениламином, начнет появляться синее окрашивание, вскоре превращающееся в густые синие потёки. Это и будет свидетельствовать о том, что внутри стекла появилась азотная кислота из воздуха; из нее легко приготовить селитру, соединив с известью или другим основанием.

Именно таким путем, только в грандиозных масштабах приготовлялась на заводах норвежская селитра. Пропуская получаемую в вольтовой дуге азотную кислоту через башни, наполненные известью, получали известковую селитру, которая на рынке именовалась норвежской. В самое последнее время нашли более выгодным приготовлять из азота воздуха аммиак путем соединения азота с водородом под очень большими давлениями и под влиянием различных катализаторов, то есть веществ, способствующих течению реакции, но не участвующих в ней, а следовательно, и не расходующихся. Для нужд удобрения этот аммиак в форме разных солей (например, сернокислого аммония) употребляется непосредственно. Так работают наши новейшие химические гиганты.

Необходимое оборудование: широкая стеклянная трубка или ламповое стекло с двумя пробками и стеклянными трубочками, изолированная проволока, маленькая румкорфова спираль, элемент Гренэ, два уголька от дуговой лампы, раствор дифениламина в серной кислоте.

Фосфор в костях. Приготовление суперфосфата из костей и фосфорита

Кости — остатки животных и отбросы пищи — еще недавно выбрасывались как никому не нужный хлам[11].Между тем они содержат почти весь тот фосфор, который растения извлекают из почвы, а земледельцу приходится так много заботиться о пополнении его в почве. Кости в большей своей части состоят как раз из такого соединения фосфора, которым питаются растения, именно из фосфорнокислой извести. В этом легко убедиться и можно получить из костей почти чистую фосфорнокислую известь, без нарушения формы и внешнего вида кости.

Возьмите какую-нибудь кость и положите ее в печку на раскаленные угли. Кость сначала обуглится, почернеет от сгорающего органического вещества, а при дальнейшем прокаливании начнет вновь белеть. Когда она совершенно побелеет, значит все органическое вещество уже сгорело и осталась почти чистая фосфорнокислая известь, причем форма кости остается неизменной. Можно осторожно вынуть кость, охладить, и она при всей хрупкости сохранит свою прежнюю форму, но приобретет пористое губчатое строение. Такая обожженная кость настолько хрупка, что ее можно без труда растереть рукой в порошок и получить фосфорнокислую известь.

Очень занятно, что и органическую часть можно получить из кости без нарушения ее формы. Для этого кость нужно положить на сутки в соляную кислоту (не очень крепкую), при этом вся фосфорнокислая известь растворится в кислоте и останется мягкий хрящ, сохраняющий первоначальную форму кости.

Можно взять совершенно одинаковые кости, одну из них прокалить на углях, а другую выщелочить соляной кислотой. Тогда получается как бы две составные части одной и той же кости, которые раньше как бы пронизывали одна другую.

Органическое хряще видное вещество извлекают из костей на клееваренных заводах, а остатки превращают в костяную муку, идущую на удобрение. Иногда эту муку обжигают, и тогда получается почти чистая фосфорнокислая известь. Это очень богатое фосфором удобрение; однако вследствие своей малой растворимости в воде оно медленно усваивается растениями. Для облегчения использования растениями его превращают в растворимую форму фосфорнокислой извести. При обработке серной кислотой получается широко применяемое в полеводстве удобрение — суперфосфат.

Чаще всего суперфосфат готовят из ископаемой фосфорнокислой извести, встречающейся в виде разных минералов, главным образом фосфоритов, или еще более богатых фосфором апатитов, большие залежи которых найдены в Хибинах, где для их переработки создан химический комбинат-гигант. На заводах приготовляют суперфосфат также из обожженной кости.