Сахар из опилок. Как производят спирт в промышленных масштабах Практика возведения стен из арболита

Отечественной химической науке принадлежит заслуга в развитии промышленного производства сахара из древесины. Из такого сахара вырабатывают спирт и другие вещества.

Образование сахаристых веществ в растении происходит по следующей схеме. Из углекислого газа и воды в зеленом листе строятся простые сахаристые вещества, такие, как виноградный сахар - глюкоза и фруктовый сахар - фруктоза. Если глюкоза и фруктоза соединяются вместе, то образуется сахароза - тот сахар, с которым мы пьем чай. Более сложные вещества, образуемые в растениях, - крахмал, целлюлоза и другие - уже не имеют сладости.

Превращение крахмала в сахаристое вещество - глюкозу - осуществил русский академик К. С. Кирхгоф.

Это превращение выполнено им в 1811 году при нагревании крахмала с разбавленными кислотами. Процесс был назван гидролизом. К. С. Кирхгоф, сразу увидев в своем открытии большие практические возможности, разработал на базе его технологический процесс получения патоки и кристаллической глюкозы.

Вскоре уже работали первые заводы крахмало-паточной промышленности. А ее развитие, в свою очередь, поставило перед химической наукой новую интересную задачу - превращение древесины в сахаристые вещества.

На химических заводах опилки превращаются в спирт, а спирт - в синтетический каучук.

Химики превращают древесные опилки в ценные продукты.

Готовая продукция, которую вырабатывает зеленый лист, - это крахмал, состоящий из больших молекул, каждая из тысяч остатков глюкозы. Растение откладывает его в свои запасные пищевые «склады» или же использует для расширения и роста или восстановления своего организма. Но чем больше укрупняется и усложняется сахарная постройка, тем меньше остается в ней сладости. Сложной молекулярной постройкой из остатков глюкозы является и целлюлоза. Из нее растение строит свой скелет.

Простые сахара растворяются в воде, а построенные из них крахмал и целлюлоза не растворяются. Это очень важно для растения, иначе все его тело и скелет растаяли бы от первого дождя.

Разрушить скелет растения и превратить его твердое несладкое тело с помощью гидролиза в сахаристые вещества - вот задача, вставшая перед наукой в наше время. И эту задачу разрешила наша отечественная химия. Превращение целлюлозы в сахаристое вещество достигнуто было в 1931 году В. И. Шарковым и другими советскими учеными.

Когда-то на лесопильных заводах скапливались целые горы опилок. Приходилось изобретать специальные мусоросжигательные печи для их уничтожения.

Отходы, от которых раньше старались избавиться, служат сейчас ценным сырьем для гидролизной промышленности. Древесина превращается или в пищевые продукты для скота - сахар, белковые и жировые дрожжи, или в техническое сырье - спирт, глицерин, фурфурол и другие, на которые раньше расходовались картофель и зерно.

Одна тонна опилок нормальной влажности заменяет тонну картофеля или 300 килограммов зерна и дает 650 килограммов сахара или 220 литров спирта.

Небольшой лесопильный завод, оборудованный двумя пилорамами, может за год обеспечить опилками производство миллиона литров спирта.

Сотни миллионов тонн растительных отходов - соломы, мякины, шелухи, зерен - остаются ежегодно в сельском хозяйстве. Теперь и им найдено применение в промышленной химии. Наши ученые Н. А. Сычев, Н. А. Четвериков и академик А. Е. Порай-Кошиц разработали метод, по которому из тонны сухой соломы получают до 100 литров спирта.

Спирт, вырабатываемый гидролизной промышленностью, служит сырьем для производства ценнейшей продукции, в том числе синтетического каучука.

ВАЖНОСТЬ ГИГАНТСКАЯ.

СНАЧАЛА НЕМНОГО ИСТОРИИ

R октябре 1919 года председатель Пет-роградского Совета получил письмо от Ленина. Владимир Ильич писал: «Говорят, Жук (убитый) дегал сахар из опилок? Правда это? Если правда, надо обязательно найти его помощников. дабы продолжить дело. Важность гигантская. Привет! Ленин»

Невольно возникают вопросы: кто такой Жук? Кем убит? Что это за способ делать сахар из опилок? Почему Владимир Ильич придавал этому делу «важность гигантскую»?

Если кому довелось бывать в небольшом городе Петрокрепссти (быв. Шлиссельбург) под Ленинградом, тот мог видеть на одной из улиц табличку: «Улица И. Жука». Иустин Жук родился и вырос на Украине. За активное участие в революции 1905 года был осужден на вечную каторгу. И только революция освободила борца за народное дело.

Тяжелое время переживала тогда страна. Не хватало хлеба, топлива. Сахара и подавно не было. Его производство уменьшилось чуть ли не в 15 раз по сравнению с довоенным. И тут продовольственный комиссар вспомнил давно слышанный рассказ о чудаке инженере, который получал сахар, варя опилки с серной кислотой.

И вот вчерашний командир Красной гвардии становится химиком, На берегу Ладожского озера он организует мастерскую, дни и ночи ставит опыты. Наконец вот он - успех! Из древесных опилок Жук получает сладкий, похожий на патоку сироп, но... Генерал Юденич подходит к Петрограду. И продовольственный комиссар снова становится комиссаром военным.

На Карельском участке Петроградского фронта белогвардейская пуля настигает отважного комиссара...

Ki А ТЕПЕРЬ НЕМНОГО ХИМИИ

же получался «Иустинов сахарок»? ревесина в основном состоит из клетчатки (целлюлозы) и небольшого количества лигнина. Вот в ней-то, в целлюлозе, и все дело. Клетчатка принадлежит к тому же классу органических соединений, что и крахмал, сахар, некоторые другие вещества, известные в химии под названием «углеводы». К примеру, формула одного из самых простых Сахаров глюкозы - CeHuOg. Но эту формулу можно представить и так: С 6 (Н20)в, где 6 атомов углерода и 6 молекул воды. Одним словом, «углевод».

Но вернемся к целлюлозе. Ее, как и крахмал, относят к несахароподобным углеводам. Молекулы их представляют собой природные полимеры. И крахмал и клетчатка состоят из обезвоженных остатков виноградного сахара (глюкозы). Если же у молекулы глюкозы отобрать одну молекулу воды, получим:

С в Н, 2 0 6 -Н 2 0 = С 6 Н|о0 5 .

Из таких глюкозных остатков и построена целлюлоза. Но сколько этих

1 В. И. Ленин, Полн. собр. соч., изд. 5-е, т. 51, стр. 74.

остатков входит в состав одной молекулы крахмала или целлюлозы? К сожалению, точно пока не выяснено. Вот почему формулу крахмала и целлюлозы пишут так: (C e HioOj) п. Значок «п» говорит о некотором числе глюкозных остатков. Полагают, что в молекуле целлюлозы п равно 3000 и больше.

Природа сумела из многих сотен или тысяч кирпичиков - молекул глюкозы - возвести гигантские сооружения - крахмал и целлюлозу. А почему бы нам не попытаться сделать обратное? Разрушить сложные молекулы, получить из зданий кирпичи - глюкозу, то есть виноградный сахар?

ОПЯТЬ НЕМНОГО ИСТОРИИ

Это произошло 150 с лишним лет назад, точнее - в 1811 году в Санкт-Петербурге. Главной столичной аптекой заведовал тогда К. С. Кирхгоф. Занимаясь опытами по производству фарфора, он пытался найти дешевый и доступный заменитель аравийской камеди. Перепробовав различные материалы, ученый остановился на крахмале.

Разбавив крахмал водой и долив к нему серной кислоты, Кирхгоф стал варить смесь на огне. Получилась густая вязкая масса, похожая на камедь. Она оказалась сладкой. Кирхгоф сразу же смекнул: часть крахмала перешла в сахар! Объяснить химизм этого процесса, а равно и роль серной кислоты он тогда, разумеется, не мог. А сегодня?

Из того, что мы знаем о строении крахмала, ясно: большая молекула крахмала расщепилась. К каждому глюкоз-ному остатку присоединилась молекула воды. Такой процесс химики называют гидролизом. Что касается серной кислоты, то она выполняет роль катализатора.

На открытии Кирхгофа зиждется все современное производство крахмальной патоки и глюкозы. Но если можно расщепить крахмал, то почему нельзя сделать то же с целлюлозой?

Первые опыты в этом направлении поставил француз Браконно; за ним последовал русский химик И. Фогель, получивший еще в 1822 году сладкое вещество из льняного полотна и бумаги, то есть из той же целлюлозы. В 1837 году профессор Петербургского лесного института И. Чирвинский выполнил солидную работу по гидролизу древесных опилок и получил из них кормовой сахар. А в конце прошлого столетия на одном из лесопильных заводов Архангельска была оборудована первая в мире установка по гидролизу древесины.

Так что ничего нгт удивительного в том, что «чудак инженер», о котором слышал Иустин Жук, еще в начале нашего века получал сахар (понятно, виноградный) из древесных опилок.

ЧУТЬ-ЧУТЬ экономики

Иной читатель может заметить: Ленин писал о сахаре из древесины в трудном для страны 1919 году. Но зачем об этом поднимать разговор теперь? Действительно, наша страна не испытывает недостатка в сахаре. В 1964 году в Советском Союзе было выработано 8,2 млн, т сахара - в 92 раза больше, чем в 1920 году. В 1965 году производство сахара увеличилось еще примерно на четверть. Это не считая патоки и глюкозы!

И все же пора поговорить о химической переработке древесины в глюкозу. Ведь сахарная свекла - сырье дорогое. Для выработки 10 млн. т сахара потребуется около 80 млн. т свеклы. Площадь для выращивания такого количества свеклы составит почти 4 млн. га! Представляете, сколько труда надо затратить, чтобы обработать такую пло

щадь? Дорогим и трудоемким является и получение крахмала для производства пищевой глюкозы. Кроме того, и сам крахмал и те материалы, из которых его изготовляют (картофель и кукурузное зерно), сами по себе являются пищевыми продуктами. Между тем для глюкозы, получаемой химическим гидролизом клетчатки, сырья у нас сколько угодно, и притом дарового! Ведь только в лееопильно-деревообрабатывающей промышленности у нас каждый год выбрасывают на свалку около 70 млн. куб. м отходов. Успевай их только перерабатывать! Вот почему после полного освоения производства глюкозы представляется целесообразным и выгодным часть свекловичного сахара заменить глюкозой, полученной из древесины.

В ФРГ, во Франции, в других странах уже имеются заводы по переработке древесины в пищевую глюкозу.

НАКОНЕЦ ТЕХНОЛОГИЯ

Пегодня в нашей стране создана мощеная гидролизная промышленность. Используя огромные ресурсы древесного сырья и сельскохозяйственных отходов, гидролизные заводы превращают целлюлозу в такие ценные продукты, как этиловый спирт (прекрасное сырье для изготовления полимеров) и белковые дрожжи (прекрасный корм для скота). Ну, а как же с сахаром из опилок? Ведь спирт и дрожжи все же не сахар! На этот вопрос можно ответить так: и спирт и дрожжи получаются из тех Сахаров, которые образуются при гидролизе целлюлозы. Получение же пищевого сахара (глюкозы) до последнего времени не практиковалось, так как требовало сравнительно сложной технологической обработки древесины. Года два тому назад затруднения были преодолены.

В городе Канске Красноярского края, неподалеку от тех мест, где Ленин когда-то отбывал ссылку, построен первый в Советском Союзе опытно-промышленный цех. Там пищевой сахар (глюкозу) получают из древесины. Вот что рассказал мне главный инженер завода Г. Горохов.

Древесина (ель, сосна) измельчается в щепу, которая затем подвергается предварительному гидролизу в присутствии слабой соляной кислоты. При этом в раствор переходит все, что легко гидролизуется. А целлюлоза и лигнин остаются. После фильтрации их подсушивают и обрабатывают крепкой кислотой. Происходит гидролиз. На этой стадии технологического процесса решается основная задача: целлюлоза превращается в глюкозу. Глюкозный раствор очищается и уваривается. Из густого сиропа выпадают кристаллы глюкозы. Их подсушивают - и сахар готов!

Разумеется, на деле все обстоит несколько сложнее, Но факт остается фактом: Канский гидролизный завод уже вырабатывает из дерева глюкозу, которая годится даже для медицинских целей.

Так через четыре с половиной десятилетия осуществилось дело, о котором Владимир Ильич писал: «Важность гигантская».

Ленинград

И возведению стен с помощью цемента и опилок. В той статье была описана в основном теория. Сегодняшняя статья — Арболит, как делать — практика . И мы поговорим именно про технические аспекты — пропорции, предосторожности, особенности.

Арболит — как делать на практике? Первый, отличный, проверенный много раз совет: если вы собрались строить что-то сами (в нашем случае — из арболита), то практикуйтесь на маленьких формах до полной уверенности. То есть, сначала

1. Сделайте пробные кирпичи из арболита — просто посмотреть, каково оно. Плюс пропорция нужная изучается.
2. Сделайте маленькую скамеечку из арболита.
3. Затем можно сделать даже небольшой сарай или гараж.
4. И теперь, наконец, есть вероятность, что пора переходить к строительству дома.

Само собой, пункты могут пропускаться, и за 1 может сразу идти 4. Но всё же, что не раз проверено на опыте, лучше действовать постепенно. Например, сходный совет из книжки про создание печей: если вы никогда не делали печи, сделайте макет — из крохотных глиняных кирпичиков; макет, в точности воспроизводящий будущую печь. А потом зажгите в макете огонь. Хорошо горит — значит, можно действовать. Плохо горит — ещё тренируйтесь.

С арболитом та же история — сначала мелочь, потом крупнее, а потом уже дом.

Практика вымешивания арболита.

Коротко определения:

1. Арболит — цемент М500 и опилки (опилки — 80-90 % от всего количества)
2. Опилкобетон — цемент, песок и опилки.

Также в материал добавляются вещества, не дающие влиять древесине на затвердевание смеси. Это

• силикат натрия
• хлорид кальция
• нитрат кальция
• известь
• выдержать опилки на воздухе не менее месяца

В качестве заполнителя лучше всего подходят не просто опилки, а их смесь со стружками . Соотношение опилок и стружек составляет от 1:1 до 1:2. Пропорция подбирается экспериментально, с помощью тестовых кирпичей. Опилки должны быть чистыми и не содержать большого количества коры, так как в ней много органических компонентов, препятствующих гидратации.

Для каждого 1 м3 опилочного сырья требуется 150- 200 л 1,5%-ного известкового раствора, в который помещают наш заполнитель на 3-4 дня, перемешивая опилки 1-2 раза в сутки. Этот способ позволяет не только ускорить процесс подготовки опилок, но и наиболее полно удалить из древесных опилок содержащийся в них сахар. Такое освобождение сырья от сахара помогает избежать гниения опилок в блоках, то есть вспучивания последних.

Пропорции смешивания для изготовления арболитовых блоков

1 часть опилок, 1 часть цемента, 1,5 части воды и 2-4 % добавок.

Примерное соотношение компонентов по обЪёму:

1 часть цемента, 1 часть извести (или вместо извести 2 части цемента), 9 частей опилок + 2-4 % добавок

Если вы решили приготовить опилкобетон , то можно воспользоваться следующим примерным соотношением (также по объёму):

1 часть цемента, 1 часть песка, 1 часть опилок.

Ещё одна пропорция:

4 ведра опилок, 1.5 песка, полведра цемента.

Как видите, рецептов много. Так что вывод: нужно делать тестовые кирпичи.

Замесить смесь — 2 способа.

1. Первый — в бетономешалке.
2. Второй — вручную

Второй способ проще, если вы знакомы с практикой вымешивания самана. Там вымешивание идёт на прочной тканевой основе (или виниловой или брезенте и т.д.). Так можно даже в одиночку большие объёмы вымешивать. Подробнее — в книге «Саман — философия и практика».

Последовательность вымешивания:

песок (если это опилкобетон)

Практика возведения стен из арболита.

Способ первый — из арболитовых блоков . Делается так же, как из обычных кирпичей. Немного раствора, уровень, там пристукнул, там добавил — здесь поможет только практика.

Само собой, должны соблюдаться горизонтали во всех трёх измерениях, чтобы нагрузка распределялась равномерно.

Способ второй — монолитный арболит . Здесь лучше всего расскажет видео практика:

Комбинация первого и второго способа — несъёмная опалубка из более прочного арболита + практически опилки внутрь:

Можно сделать оболочки из опилкобетона высокой плостности (1000 кг/м3), которые, после схватывания используются как несъёмная опалубка. Полости заполняются монолитным арболитом. В этом случае достигается относительная однородность стены из-за минимального наличия сквозных растворных швов, а так же появляется возможность применить арболит более низкой плотности, а следовательно и более теплый.

Вот пример таких несъёмных опалубок:

Также есть идея — а что если арболит упаковывать в мешки? Будет как будто дом из мешков с землёй, но из опилок? Надо будет попробовать.

Практика защиты стен из арболита.

Наружная поверхность конструкций из арболита, соприкасающихся с атмосферной влагой, должна иметь защитный отделочный слой . Влажность воздуха в помещениях со стенами из арболита желательно поддерживать не выше 75%.

Для защиты используется простая штукатурка:

Напоследок — парочка видео про строительство из арболита.

Удачной практики с арболитом!

Обязательно пишите вопросы или уточнения в комментарии.

Общая схема получения этилового спирта из гидролизной «черной патоки» такова. Сырье в измельченном виде загружают в многометровую стальную гидролизную колонну, изнутри облицованную химически стойкой керамикой. Туда подают под давлением горячий раствор соляной кислоты. В результате химической реакции из целлюлозы получается продукт, содержащий сахар, так называемая «черная патока». Этот продукт нейтрализуют известью и туда добавляют дрожжи — сбраживают патоку. После чего опять нагревают, и выделяющиеся пары конденсируются в виде этилового спирта (называть его «винным», не хочется).
Гидролизный способ — самый экономный способ производства этилового спирта. Если традиционным биохимическим способом сбраживания из одной тонны зерна можно получить 50 литров спирта, то из одной тонны древесных опилок, гидролизным способом преобразованных в «черную патоку», выгоняется 200 литров спирта. Как говориться: «Почувствуйте выгоду!» Весь вопрос, можно ли «черную патоку» как осаха-ренную целлюлозу называть «пищевым продуктом», наравне с зерном, картофелем и свеклой. Лица, заинтересованные в производстве дешевого этилового спирта, считают так: « А чё, почему нельзя? Ведь барда, как остаток «черной патоки», после ее перегонки идет на корм скоту, значит, она тоже пищевой продукт». Как тут не вспомнить слова Ф.М.Достоевского: «Образованный человек, когда это ему нужно, может словесно оправдать любую мерзость».
В 30-х годах прошлого века в осетинском поселке Беслан был построен крупнейший в Европе крахмалопа-точный комбинат, который с тех пор выпускает миллионы литров этилового спирта. Потом мощные заводы по производству этилового спирта были построены по всей стране, в том числе при Соликамском и Архангельском целлюлозо-бумажных комбинатах. И.В. Сталин, поздравляя строителей гидролизных заводов, которые во время войны, несмотря на трудности военного времени, досрочно ввели их в эксплуатацию, отметил, что это «дает возможность сэкономить государству миллионы пудов хлеба» (Газета «Правда» от 27 мая 1944 г.).
Этиловый спирт, полученный из «черной патоки», а, по сути, из древесины (целлюлозы), осахаренной гидролизным способом, если, конечно, он хорошо очищен, не отличить от спирта, полученного из зерна или картофеля. По действующим стандартам такой спирт бывает «высшей очистки», «экстра» и «люкс», последний — самый лучший, то есть имеет самую высокую степень очистки. Водкой, приготовленной на основе такого спирта, не отравишься. На вкус такой спирт нейтрален, то есть «никакой» — безвкусный, в нем лишь одни «градусы», он только обжигает слизистую оболочку рта. Внешне распознать водку, сделанную на основе этилового спирта гидролизного происхождения, довольно трудно, а различные ароматизаторы, добавляемые к таким «водкам», придают им некоторое отличие друг от друга.
Однако не все так хорошо, как кажется на первый взгляд. Генетики провели исследования: одной партии подопытных мышей в рацион добавляли настоящую (зерновую) водку, другой — гидролизную, из древесины. Мыши, которые употребляли «сучок» умирали гораздо быстрее, а их потомство вырождалось. Но результаты этих исследований не остановили выпуск псевдорусских водок. Это как в популярной песне: «Ведь если водку гнать не из опилок, то что б нам было с пяти бутылок...»

Как только человек начал готовить себе пищу, так он, пусть и неосознанно, стал химиком. На сковородах и в жаровнях, в бочках и глиняных сосудах шли сложнейшие химические и биохимические процессы . Между прочим, не все они получили полное объяснение и сегодня, что, впрочем, не мешает людям варить, печь, солить и мариновать. Однако многое уже хорошо изучено. И кое-что - конечно, не самое сложное - можно воспроизвести даже в домашней лаборатории .

У опытов, помещенных в этом разделе, есть по меньшей мере одно неоспоримое достоинство: нужные вещества (точнее,- продукты) найдутся в кухонном шкафу или в холодильнике. Или же их можно купить в продовольственном магазине. Вам понадобятся небольшие количества веществ, но если вы купите того или иного продукта больше, чем требуется для опыта, остальное не пропадет.

Самая важная составная часть пищи - белок , основа всего живого, строительный материал всякого организма . Тысячи исследователей во всем мире работают с белком, изучают его свойства. Конечно, в наших опытах мы не откроем ничего нового. Но, говорят, лиха беда начало... Первый опыт - качественная реакция на белок , т. е. такая реакция, которая позволит нам уверенно судить - белок перед нами или нет. Таких реакций несколько. Ту, которую мы проведем, называют биуретовой . Для нее нам потребуются растворы стиральной соды (или едкого натра ) и медного купороса .

Приготовьте несколько растворов, которые, как можно предположить, содержат белок. Пусть это будет мясной или рыбный бульон (желательно процеженный через марлю), отвар каких-либо овощей или грибов и др.

Растворы налейте в пробирки примерно наполовину. Затем прибавьте немного раствора щелочи - едкого натра или стиральной соды (раствор соды желательно прокипятить и остудить). Наконец, добавьте голубого раствора медного купороса. Если в испытуемом отваре действительно есть белок, то окраска сразу станет фиолетовой .

Про такие реакции говорят, что они характерные . Они идут только в том случае, если в растворе действительно есть белок . Для контроля поставьте опыт с лимонадом или с минеральной водой.

Всем известно, что при нагревании белок свертывается и переходит в нерастворимую форму - сырое яйцо становится крутым. Это явление называют денатурацией белка. Каждая хозяйка знает: чтобы приготовить вкусный бульон, надо нарезанное мясо положить в холодную воду. А когда хотят приготовить отварное мясо, то большие куски опускают в кипяток. Есть ли в этом химический смысл ? Попробуем разобраться.

Налейте и пробирку холодной воды, опустите в нее немного сырого рубленого мяса и нагрейте. По мере нагревания образуются (и в большом количестве) серые хлопья. Это свернувшийся белок , пена, которую снимают шумовкой, чтобы не портила вид и вкус бульона. При дальнейшем нагревании растворимые в воде вещества постепенно переходят из мяса в раствор. Эти вещества называют экстрактивными , потому что они извлекаются из мяса при его экстракции кипящей водой (проще говоря, при варке бульона). Они-то, в первую очередь, и придают бульону характерный вкус. А мясо, лишившись этих веществ, становится менее вкусным.

В другой пробирке воду вскипятите заранее и положите сырое мясо уже в кипяток. Как только мясо соприкоснется с водой, оно моментально станет серым, зато хлопьев образуется очень мало. Тот белок, что находился на поверхности, под действием высокой температуры сразу свернулся и закупорил многочисленные поры, которые пронизывают мясо. Экстрактивные вещества , и белки в том числе, уже не могут перейти в раствор. Значит, они остаются внутри мяса, придавая ему хороший вкус и аромат. А бульон, разумеется, получается несколько хуже.

Белок денатурируется (свертывается) не только при нагревании. Налейте в пробирку чуть-чуть свежего молока и капните одну-две капли уксуса или раствора лимонной кислоты . Молоко тут же скиснет, образуя белые хлопья. Это свертывается молочный белок. Кстати, без такой реакции не приготовить творога, и не случайно творог так полезен - в него переходит почти весь молочный белок.

Когда молоко оставляют в теплом месте, то его белок тоже свертывается, но уже по иной причине- это работают молочнокислые бактерии . Их известно очень много, и все они вырабатывают молочную кислоту, даже если питаются не молоком, а, скажем, соком капусты. Профильтруйте немного скисшего молока и прибавьте к сыворотке несколько капель какого-нибудь самодельного индикатора . Цвет индикатора покажет, что в растворе есть кислота. Эта кислота - молочная , ее же можно обнаружить и в капустном, и в огуречном рассоле.

В состав некоторых белковых молекул входит, помимо углерода , водорода , кислорода и азота , еще и сера . В этом можно убедиться на опыте. Немного яичного белка поместите в пробирку с раствором едкого натра или стиральной соды и, нагрев пробирку, добавьте в нее немного раствора ацетата свинца Рb(СН 3 СОО) 2 . 3Н 2 O - свинцовой примочки, которая продается в аптеках. Если содержимое пробирки почернеет, значит, сера есть: это образуется сульфид свинца PbS, вещество черного цвета.

И в заключение приготовим настоящий белковый клей - казеиновый , которым пользуются по сей день, несмотря на обилие синтетических клеев. Казеин - это основа творога, а если так, то клей мы будем делать из молока, точнее, из его белковых веществ.

Отфильтруйте простоквашу от сыворотки . То, что осталось на фильтре, несколько раз промойте водой, чтобы удалить растворимые примеси, и высушите. Потом промойте полученную массу бензином и высушите вновь; это нужно для того, чтобы избавиться от молочного жира (он растворяется в бензине). Когда масса станет совсем сухой, измельчите ее в ступке - получится порошок казеина.

Сделать из него клей совсем просто - смешать порошок с нашатырным спиртом и водой в отношении 1: 1: 3. Конечно, вы захотите испытать клей. Попробуйте склеить им какие-нибудь деревянные или керамические предметы, потому что для этих материалов казеиновый клей особенно хорош.

Углеводы - один из "трех китов" нашего питания (два других -- белки и жиры). Глюкоза и фруктоза , крахмал и клетчатка , десятки других углеводов образуются непрерывно и "сгорают" (окисляются) в растительных и животных клетках, служат важнейшим энергетическим материалом организма.

При всей несхожести отдельных представителей углеводов есть у них, конечно, общие, обязательные для всех свойства. Это и позволяет обнаружить углеводы даже в очень малых количествах. Верный и к тому же красивый способ их распознавания - цветная реакция Молиша .

Налейте в пробирку примерно 1 мл воды и бросьте несколько крупинок сахарного песка (сахарозы ), часть таблетки глюкозы или клочок фильтровальной бумаги (клетчатки ). Теперь добавьте 2-3 капли спиртового раствора резорцина или тимола (эти вещества продают в аптеке). Наклоните пробирку и осторожно налейте по стенке 1-2 мл концентрированной серной кислоты. Будьте осторожны с кислотой, следите, чтобы она не попала на кожу!

Закрепите пробирку в вертикальном положении . Тяжелая кислота опустится на дно, а на границе ее с водой появится яркое красивое кольцо - красное , розовое или фиолетовое .

Если вещество, состав которого неизвестен, даст при реакции Мелиша такое кольцо - можете не сомневаться, что углевод налицо. Помните только, что эта реакция настолько чувствительна, что ее может вызвать даже пылинка и волоконце на стенках пробирки. Поэтому посуду, в которой проводят реакцию, надо очень тщательно мыть, а ополаскивать лучше дистиллированной водой.

Теперь, научившись распознавать углеводы, перейдем к крахмалу , одному из самых известных углеводов. Для начала поучимся правильно готовить крахмальный клейстер -- коллоидный раствор крахмала в воде. Налейте в кастрюлю немного холодной воды и добавьте крахмал, из расчета примерно две чайные ложки на стакан (учитывая и ту воду, которую вы добавите позже). Смесь хорошо размешайте - получится так называемое крахмальное молоко. При перемешивании добавьте к нему кипяток и, продолжая размешивать, нагревайте на огне до тех пор, пока раствор не станет прозрачным. Остудите его. Это и есть крахмальный клейстер, который так хорошо склеивает бумагу; поэтому его часто применяют, например, для приклеивания обоев.

Вы уже знаете, что в присутствии свободного иода крахмал синеет . Это его свойство нам еще пригодится; заметьте только, что раствор иода должен быть очень слабым. Кстати, пользуясь таким раствором (а чтобы приготовить его, достаточно разбавить аптечный раствор водой), можно исследовать на содержание крахмала различные пищевые продукты. Заготовив пробирку со слабым раствором иода, понаблюдаем за превращениями крахмала. Попробуем сделать из крахмального клейстера глюкозу .

Огромные молекулы крахмала под действием воды гидролизуются , расщепляются на более мелкие молекулы. Сначала образуется растворимый крахмал , потом "обрубки" помельче - декстрины , затем дисахарид , но не всем привычная сахароза , а другой - мальтоза , или солодовый сахар . Наконец, при распаде мальтозы образуется глюкоза, виноградный сахар . Готовый продукт гидролиза часто содержит все переходные вещества; в таком виде он известен под названием патоки .

К половине стакана крахмального клейстера добавьте 1-2 чайные ложки разбавленной, примерно 10%-ной серной кислоты . Не забудьте: при разбавлении серной кислоты обязательно нужно лить кислоту в воду, а не наоборот!

Смесь клейстера с кислотой поставьте кипятиться в кастрюльке, понемногу доливая воду по мере ее испарения. Время от времени берите ложкой пробы жидкости и, слегка охладив, капайте на них разбавленным иодным раствором. Крахмал, как вы помните, дает синее окрашивание , а вот декстрины - красно-бурое . Что касается мальтозы и глюкозы, то они вовсе не окрашиваются. По мере гидролиза цвет проб будет меняться, а когда окрашивание иодом исчезнет, нагревание можно прекратить. Впрочем, для более полного разложения мальтозы имеет смысл прокипятить смесь еще несколько минут.

После кипячения жидкость надо немного охладить и постепенно добавлять в нее при перемешивании около 10 г порошка мела , чтобы полностью нейтрализовать серную кислоту . Смесь при этом будет вспениваться, потому что во время реакции кислоты с мелом выделяется углекислый газ . Как только вспенивание прекратится, поставьте полученную желтоватую жидкость на слабый огонь, чтобы она упарилась примерно на две трети, затем еще горячей профильтруйте ее через несколько слоев марли, после чего упарьте жидкость еще раз, но теперь более аккуратно, уже не на открытом огне, а на водяной бане (смесь легко пригорает). У вас получится густая сладкая патока , основу которой составляет глюкоза . Примерно так же патоку получают в больших количествах на крахмалопаточных заводах.

Глюкоза человеку необходима, она - один из главных поставщиков энергии. Но в хлебе, в картошке, в макаронах содержится преимущественно крахмал, а в организме он превращается в глюкозу под действием ферментов.

В нашем опыте серная кислота в процессе реакции не расходовалась. Она играла роль катализатора, т. е. вещества, резко ускоряющего ход реакции. Каталитическое действие природных ферментов намного сильнее, оно более целенаправленно. Ферментов очень много, и у каждого из них свой, узкий участок работы. Например, содержащийся в слюне фермент амилаза может превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. Проследим на опыте за действием этого фермента.