Между химией и физикой: горение, кристаллизация и фиолетовый пар

С первых же уроков химии нас учат различать химические и физические процессы: в самом деле, первые ведут к появлению новых веществ и соединений, а вторые заключаются в их преобразовании. Горение – это химический процесс, окисление; испарение – физический. Однако недаром говорят, что все естественнонаучные дисциплины – физика, химия, геология, биология – изучают одно и то же, лишь на разных масштабах размеров и времени. Их сферы тесно переплетаются, и трудно представить себе биологические процессы, не использующие химические реакции, или химические процессы, которые не сопровождаются физическими.

Недаром даже видеоканалы, посвященные химии, то и дело «скатываются» к съемкам физических процессов. Замечательный проект Beautiful Chemistry, который уже не раз выступал героем наших обзоров, замечательно иллюстрирует эту тенденцию. Здесь можно найти красивейшие работы, сочетающие и химические, и физические процессы – скажем, это видео демонстрирует образование газов в жидкой среде, от кипения воды до «пузырения» газа, выделяющегося при химических реакциях, которые точно указаны в ролике.

Красоту физических превращений демонстрирует и новый ролик Марии Ферейры (Maria Constanza Ferreira), прогремевший недавно на нескольких фестивалях научных фильмов. Как это часто делается при съемках кристаллов, Мария использовала их асимметрию их оптических свойств: из-за строго упорядоченного и ориентированного положения частиц в кристаллической решетки многие характеристики кристаллов часто бывают различны в разных направлениях. В зависимости от выбранного направления, они могут быть тверже или хрупче, лучше или хуже проводить ток и т.п. Эта асимметрия влияет и на поляризацию света, позволяя получать невероятно красочные и эффектные кадры.

Физические процессы то и дело попадаются даже на одном из ведущих YouTube-каналов, посвященных химии. Periodic Videos рассказывает об элементах, их реакциях и получении – скажем, не так давно на канале вышел ролик, посвященный академику Юрию Оганесяну, «творцу новых элементов» и герою нескольких публикаций «TechInsider». В следующем ролике химия вступает в знакомый огненный дуэт с физикой: автор заполняет мыльные пузыри чистым водородом и заставляет их взрываться в воздухе.

Ну а последний на сегодня ролик и вовсе показывает хорошо знакомый опытным химикам процесс, который, строго говоря, должен относиться к области чистой физики: сублимацию и рекристаллизацию элементарного йода. Вспомним, что его обычный спиртовой раствор имеет буро-коричневый цвет, а в чистом виде йод представляет собой почти черную массу. Между тем, само название этого вещества образовано от греческого корня, означающего «фиолетовый». Это связано с необычным цветом йода в виде пара – такие цветовые превращения и демонстрирует простой и интересный эксперимент.