Что в«перевертыше»?

ПеревертышПеред вами очередная за­метка из серии «Как это сделано?» Речь пойдет об известных многим «перевертышах», один из которых — на фотографии. Внутри прозрачного пластмассового сосуда, разделенного продольной прозрачной перегородкой, находится прозрачная жидкость, а на дне каждого из отсеков также — красная и синяя. Если устройство перевернуть (оно может устойчиво стоять в любом из двух положений), снизу вверх побегут пузырьки воздуха, а им навстречу — кап­ли окрашенных жидкостей. Известны и другие разновидности этой игрушки, например в которых падающие капли зачем-то вертят колесико. Как все это работает, понятно, а что внутри, какие вещества?

Прозрачная жидкость имела запах ке­росина, плотность при 20оС 0,756 (опре­делена с помощью пикнометра на 1,5 мл), показатель преломления п0 1,4420. Спектр поглощения чистого растворите­ля показал, что он прозрачен в видимой области (ну, это и без спектрофотоме­тра было очевидно), а в ультрафиолете начинает сильно поглощать в области короче 340 нм. В спектре растворителя, десятикратно разбавленного гептаном, фиксируется полоса с максимумом при 265 нм и минимумом при 245 нм.

ПеревертышА что у керосина? Это смесь предель­ных (20—60%), нафтеновых (20—50%) и бициклических ароматических углеводо­родов (5—25%), содержащая в основном соединения с числом атомов углерода от С9 до С16. Предельные неразветвленные алканы близки по свойствам. Их плотность закономерно увеличивается от 0,718 для нонана (С9) до 0,77 для гексадекана (С16), а коэффициент пре­ломления соответственно от 1,4054 до 1,4330. Никаких максимумов в рассма­триваемой спектральной области у них нет. То же можно сказать и для типичного нафтена — транс-декалина (декаги­дронафталина); его плотность 0,8697, показатель преломления 1,4693, мак­симумы в области 265 нм отсутствуют. А вот простейший ароматический бицикл (нафталин) имеет сильное оптическое поглощение в области 240—300 нм с характерными максимумами при 266 и 275 нм и минимумом при 235 нм.

Но это все для высокочистых веществ. Понятно, что для игрушки брали не химические реактивы, а, скорее все­го, очищенный керосин. Измеренные характеристики прозрачной жидкости (плотность, показатель преломления, УФ-спектр) керосину как раз соответ­ствуют.

ПеревертышОкрашенные жидкости содержали два водорастворимых красителя. И среди таковых надо было искать наиболее рас­пространенные и дешевые. Однако это непростая задача: спектры в видимой области, как правило, намного менее информативны, чем инфракрасные спектры. Соединения разных типов мо­гут иметь сходные спектры. Кроме того, могли быть использованы не химически чистые, а технические красители, со­держащие примеси других соединений.

Спектры разбавленных водных рас­творов двух красителей приведены на рисунке. Водный раствор синего красителя дает три пика: интенсивный при 630 нм, в 8,4 раза более слабый при 409 нм и примерно такой же ин­тенсивности в УФ-области при 307,5 нм (поглощение в ультрафиолете никак не сказывается на цвете и на рисунке не показано). Близкий спектр характерен для распространенного красителя ниль­ский голубой (он же нильский синий А сульфат), в водном растворе которого регистрируется очень интенсивная по­лоса, максимум которой приходится на 635 нм, в этаноле — на 627,5 нм; моляр­ный коэффициент поглощения равен 76800 л/(моль см). Нильский голубой относится к основным оксазиновым красителям, является смесью трех веществ и используется в гистохими­ческих исследованиях для окрашивания тканей. Сходное поглощение имеют также некоторые трифенилметановые красители.

В спектре красного красителя — ос­новной пик при 565 нм, плечо на нем при 530 нм (его видно на спектре) и бо­лее слабый (в 18 раз) пик при 252,5 нм. Возможно, это один из родаминов или какой-нибудь другой распространенный краситель. Если среди читателей есть специалисты по химии и спектральным характеристикам красителей, было бы интересно их мнение.

И.А.Леенсон

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>