Огнедышание. Мифы или реальность

Тема нашей статьи: « Огнедышание - миф или реальность» Мы постараемся взглянуть на эту проблему с крылатыми огнедышащими змеями, вошедшими в историю с химической точки зрения. Кем были эти загадочны существа? Потомками доисторических хищных ящеров, предки которых вымерли 160 млн. лет назад? Или фантастическими крылатыми огнедышащими змеями, вошедшими с древних времен в фольклор и изобразительное искусство многих народов мира? Первые изображения Дракона в искусстве появились за 2 тысячелетия до н. э. в Китае, Индокитае, Корее, Японии. В Древнем Египте в виде драконов изображались силы мрака, побежденные богом солнца Ра. В русском фольклоре это Змеи Горынычи-драконы с тремя шестью девятью или двенадцатью головами.

Из всех фантастических монстров, представленных в легендах и мифах разных народов мира, самыми известными и ужасными являются драконы.

Истории об этих гигантских летающих рептилиях, зачастую огнедышащих, складывались на протяжении тысячелетий почти во всех уголках нашей планеты.

Проблемы реального существования драконов в большей степени связана с их способность к огнедышанию. Подойдем к этому вопросу с химической точки зрения. Могут ли живые существа выдыхать огонь?

Подлинные драконы разительно отличаются от всех известных нам позвоночных животных как своими морфологическими признаками (наличием шести конечностей), так и особенностями физиологии. Главная физиологическая особенность драконов огнедышание. Остановимся на этом подробнее.

Горючие вещество представляло собой, по всей видимости, газ с низкой температурой вспышки. Среди воспламеняющихся на воздухе веществ можно предположить силан, фосфин, водород, метан, сероводород, сероуглерод, белый фосфор, эфирные масла. Остановимся подробнее на каждом из этих способов огнедышания.

Воспламенение водорода

Воспламенение выделяющегося горючего газа происходило, очевидно, в довольно мягких условиях. По-видимому, здесь следует предположить наличие каталитического механизма. В случае водорода роль катализатора могла бы играть, например, металлическая платина, тем или иным способом, концентрировавшаяся в соответствующих органах дракона; подобные механизмы биологического концентрирования металлов известны и в настоящее время интенсивно изучаются. Очевидно, что клады, хранителями которых были драконы, наряду с другими драгоценными металлами содержали платину, служившую источником катализатора, необходимого драконам для воспламенения изрыгаемых газов.

Для подтверждения этой гипотезы проделаем опыт горения водорода.

Опыт 1. Получение и горение водорода

Реактивы и оборудование: цинк, раствор соляной кислоты, пробирка, пробка с отводной трубкой

Ход работы.

Внесем в пробирку пять капель раствора соляной кислоты и кусочек цинка. Закроем пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки должен быть оттянут. Когда реакция пойдет бурно, подожжем спичкой выделяющийся газ у конца отводной трубки.

Воспламенение силана

Силан может получиться при взаимодействии силицидов с кислотой или водой. Например, при гидролизе силицида магния:

Mg2Si+4H2О=SiH4 + 2Mg (OH) 2

Если предположить что в желудке дракона могла быть соляная кислота, то и при ее взаимодействии с силицидом магния образуется силан:

Mg2Si + 4HCl = SiН4 + 2MgCl2

Газообразный силан при контакте с воздухом самовоспламеняется:

SiH4 + 2О2=SiO2 + 2H2O

Однако присутствие в чреве дракона такого активного металла как магний, необходимого для получения силицида, можно признать маловероятным.

Для подтверждения горения силана проделаем опыт.

Опыт 2 Получение силицида магния, силана и горение силана

Приборы и реактивы: тигель, предметное стекло, ступка с пестиком, химический стакан диаметром 3 см, пробирка (обезжиренная), магний, силикагель, трубка из обыкновенного стекла, кусочки стекла, раствор соляной кислоты.

Ход работы.

1. Смешаем на стекле или на бумаге 3-5 микрошпателей порошка магния и 2-3 микрошпателя растертого в порошок сухого силикагеля (SiO2). Тщательно перемешаем смесь стеклянной палочкой и пересыплем в цилиндрическую пробирку. Пробирку закрепим вертикально в штативе и в середину смеси вставим хорошо очищенную ленту магния (2-3 см). Под пробирку поставим фарфоровую чашку с песком. Слегка нагреем пробирку горелкой, затем горелку отставим. Подожжем магний. Через 2-3 мин наблюдаем разогревание смеси до красного каления, которым сопровождается процесс образования силицида магния Mg2Si.

Когда пробирка остынет, положим ее в ступку и осторожно разобьем, ударяя пестиком.

2. В тигель с 5-10 каплями раствора соляной кислоты бросим по одному 5-6 кусочков сплава, полученного в предыдущем опыте, содержащего силицид магния, а также непрореагировавшие Si и Mg. Отметим выделение смеси газообразных силанов общей формулы SinH2n+2 и их самовоспламенение при соприкосновении с воздухом.

Воспламенение метана

При разложении органических веществ в чреве дракона без доступа воздуха мог образовываться метан СH4-безцветный горючий газ. Горение метана сопровождается выделением энергии в форме теплоты:

СH4 + 2О2 = СO2 + 2H2O

Для подтверждения воспламенения метана проведем опыт.

Опыт 3 Получение и горение метана

Приборы и материалы: приборы для получения метана, ацетат натрия CH3COONа (безводный), известь натронная ( смесь NAOH и Са(OH)2 безводная).

Ход работы.

Соберем прибор. В сухую пробирку на ⅓ объема пробирки поместим смесь, состоящую из равных по объему количеств безводного уксусно-кислого натрия CH3COONа и натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция в весовом соотношении 1 : 3), плотно закроем пробирку пробкой с газоотводной трубкой и закрепим горизонтально в лапке штатива. Осторожно нагревая смесь в пробирке на пламени газовой горелки, поджигаем метан.

Воспламенение белого фосфора

Если предположить, что в пасти дракона высокая температура, то возможно реакция между углем (продукт разложения древесины) и фосфатами (костями съеденных, животных). В результате образуется белый фосфор, который воспламеняется на воздухе:

Ca3(PO4)2 + 3 SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 2P + 5CO

2Ca3 (PO4)2 + 6 SiO2 + 10C = 6CaSiO3 + P4 + 10CO

P4 + 5O2 = 2P2O5 (при этом белый фосфор люминесцирует)

Проделаем опыт воспламенения фосфора.

Опыт 4 Воспламенение белого фосфора

Реактивы и оборудование: пробирка, штатив, вата, спирт, стеклянная палочка, красный фосфор.

Ход работы.

В цилиндрическую пробирку поместим один микрошпатель сухого порошка красного фосфора. Закроем пробирку ватой и закрепим в штативе в слегка наклонном положении. Нагреем пламенем горелки ту часть пробирки, где находится красный фосфор. Когда будет заметно уменьшение количества красного фосфора в пробирке и появление на ее стенках в холодной части белого налета оксидов фосфора и мелких капелек белого фосфора, прекратим нагревание. Не дожидаясь полного охлаждения пробирки, потрем стеклянной палочкой те места, где находятся частицы белого фосфора. Если палочку вынуть из пробирки на воздух, то белый фосфор воспламеняется.

Если предположить, что высокая температура была в самом чреве дракона, то белый фосфор мог образовываться и другим путем. Продуктом жизнедеятельности многих живых организмов является моча. Она содержит ортофосфат натрия Na3PO4, карбамид (NH2)2CO и мочевую кислоту,H4N4C5O3. Последние два вещества при прокаливании разлагаются на углерод, углекислый газ, воду, аммиак, NH3 и азот. Углерод восстанавливает ортофосфат натрия до парообразного фосфора:

4Na3PO4 + 10C = 2P2 + 6 Na2O + 10CO

При конденсации паров фосфора образуется белый фосфор (2P2= P4), медленное окисление которого на воздухе вызывает зеленоватое свечение, связанное с выделением световой энергии.

В 1796 году Ю. Ган доказал, что в костях содержится много фосфора. То же самое подтвердил через два года шведский химик К. Шееле, предположивший способ получения фосфора из золы, образующейся при обжиге костей. В организме животных фосфор сосредоточен в скелете, мышцах и нервной ткани. В состав костей фосфор входит главным образом в виде фосфата кальция Сa3(PO4)2. Зубная эмаль-это тоже соединение фосфора, которое по составу и кристаллическому строению соответствует важнейшему фосфорафторапатиту Сa5(PO4)3F.

Воспламенение гидридов фосфора

При гниении трупов фосфоробактерии переводят органический фосфор в неорганические соединения ( гидриды фосфора). С этим явлением связано и появление блуждающих огней на старых кладбищах и болотах. При разложении органических соединений, содержащих фосфор, образуется дифосфан P2H4 и фосфин PH3. На воздухе дифосфан самовоспламеняется и зажигает фосфин:

2P2H4 + 7O2 = P4O10 + 4H2O

4PH3 + 8O2 = P4O10 + 6H2O

Продуктом их сгорания является декаоксид тетрафосфора P4O10, который при взаимодействии с влагой воздуха образует мельчайшие капельки тетраметафосфорной кислоты, дающие неясные, размывающиеся белые контуры-«привидения»:

P4O10 + 2H2O = (HPO3)4

При образовании ортофосфорной кислоты, наблюдается небольшое облачко сизого тумана, постепенно рассеивающегося в воздухе:

P4O10 + 6H2O = 4H3PO4

Для подтверждения воспламенения гидридов фосфора проводим опыт.

Опыт 5 Воспламенение гидридов фосфора

Реактивы и оборудование: раствор соляной кислоты, кусочки фосфида кальция Ca3P2, тигель, пинцет.

Ход работы

Наливаем в тигель 2 мл 4н раствора соляной кислоты и вносим в него пинцетом 2-3 маленьких кусочка фосфида кальция Ca3P2. Наблюдаем выделение газа и его воспламенение.

Воспламенение сероводорода

Если предположить, что размеры драконов были довольно-таки большими, то вся пища не успевала перевариваться, и в желудке происходили процессы гниения, в результате чего, в пищеварительном тракте обитали гнилостные бактерии, которые могут превращать серу белков в сероводород H2S. Это газ с запахом тухлых яиц (гниющего белка), ядовитый, горит на воздухе голубым пламенем:

2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2

То, что горючим веществом у дракона является сероводород, могут подтверждать встречающиеся во многих источниках указания на «смрад», испускаемый драконами в процессе огнедышания.

Для подтверждения горения сероводорода проводим опыт.

Опыт 6 Получение сероводорода и горение его

Реактивы и оборудование: микроколба, две пробки с газоотводными трубками, штатив, асбестовая сетка, пробка с прямой газоотводной трубкой, раствор соляной кислоты, сульфид железа FeS.

Ход работы.

Приготовим микроколбу и две пробки с газоотводными трубками. Микроколбу, закрепленную в штативе и поставленную на асбестированную сетку, помещенную на кольцо штатива, заполним на ⅓ ее объема мелкими кусочками сульфида железа. Добавим 8 – 10 капель соляной кислоты. Закроем колбу пробкой с прямой короткой газоотводной трубкой и через 5 – 10 сек зажигаем у конца трубки выделяющийся газ. Наблюдаем горение сероводорода.

Воспламенение сероуглерода

Можно предположить, что в организме дракона кроме гнилостных бактерий, обитали и серобактерии, которым вообще не нужна органическая пища. Они питаются сероводородом. В их организмах в результате реакции между сероводородом (H2S), углекислым газом (CO2) и кислородом (O2), образуется элементарная сера и углеводороды.

В чреве драконов возможно был уголь (продукт разложения древесины). Если предположить, что в пасти дракона высокая температура, то могут происходить следующие процессы:

C + CO2 = 2CO (монооксид углерода)

2СО + 2S = CO2 + CS2 (сероуглерод)

В результате чего образуется сероуглерод, который и в чистом виде представляет собой бесцветную, пожароопасную, легкокипящую (46ºС) жидкость с эфирным запахом. Впервые СS2 получил в 1796 году Вильгельм Лампадиус (1772-1842)-профессор химии и металлургии в горной академии в Саксонии, пропуская пары серы через раскаленный древесный уголь:

C + 2S = CS2

Полученная жидкость горела голубоватым холодным пламенем, не обжигающим пальцы и не обугливающим бумагу.

Сероуглерод может образовываться и при взаимодействии метана с серой:

СH4+ 4S = CS2 + 2H2S

Воспламенение эфиров

Драконы могли использовать в пищу различные эфиромасличные культуры. Под действием солнечного света, попадающего в открытую пасть дракона, легколетучие эфирные масла быстро загораются и горят с выделением энергии, в основном в форме света. Пример существования таких растений описан в Библии. Однажды, как рассказывает Библии, пророк Моисей пас овец и увидел, «что терновый куст горит огнем, но не сгорает». Известны и современные примеры таких растений.

Среди Синайских песков растет кустарник диптам, который в тех местах зовут «кустом Моисея». В 1960 году польские ученые вырастили это растение в заповеднике, и в один из жарких летних дней оно действительно «загорелось» голубовато-красным пламенем, оставаясь, само при этом невредимым. Исследования показали, что кустарник диптам выделяет летучие эфирные масла. В тихую безветренную погоду концентрация этих летучих масел в воздухе вокруг резко увеличивается; под действием прямого солнечного света они загораются и быстро сгорают с выделением энергии в основном в форме света. А сам куст остается целым неповрежденным.

Из проведенных опытов можно сделать вывод, что огнедышание это не миф, а реальность. В качестве воспламеняющихся веществ могли быть использованы разные вещества. Реально существование драконов остается открытой проблемой. Оно не подтверждается, но и не опровергается наукой. Поэтому окончательный ответ на вопрос: «Существовали ли драконы в реальности?», пока еще не дан. И кто знает, может современным ученным удастся не только доказать реальное существование драконов в прошлом, но и с помощью генетики и биогенной инженерии дать новую жизнь этим легендарным существам.