Реакции гидролиза были в числе первых химических процессов, которые мог наблюдать человек. Гидролизом называют обменное взаимодействие вещества с водой, причем в результате реакции меняется концентрация катионов оксония и гидроксид-ионов в растворе.

Степени окисления атомов при гидролизе не меняются. Ковалентные соединения при гидролизе непосредственно взаимодействуют с водой. Те из солей, которые подвержены гидролизу, сначала диссоциируют на ионы, а полученные при этом ионы-протолиты (среди которых могут быть как слабые основания, так и слабые кислоты) обмениваются протонами с молекулами воды.

Дым спугнул вора

Случилось так, что ночью вор забрался в лабораторию, где, как ему сказали, в вытяжном шкафу находилась коробка с платиновой посудой. Перед коробкой стояла закупоренная колба с бесцветной жидкостью.

Вор задел эту колбу, она покачнулась, ударилась о штатив, разбилась сама и разбила стоявшую рядом склянку с раствором аммиака. Лабораторию заполнил густой дым с удушливым запахом. Вору стало не до платины, он бежал...

Утром обнаружилось, что осколки колбы и все склянки в вытяжном шкафу покрыты белым налётом, анализ которого показал: это гексахлоростаннат (IV) аммония.

Какая жидкость могла быть в колбе?

Титановые белила

На смену свинцовым белилам (гидроксиду-карбонату свинца) сначала пришли цинковые (оксид цинка), а потом титановые (диоксид титана). Диоксид титана в виде тончайшего порошка получают из тетрахлорида титана.

Как это делается?

Хитрый тетраборат

Приготовив раствор буры — тетрабората натрия, химик добавил в колбу индикатор фенолфталеин и обнаружил, что среда сильнощёлочная. Однако в растворе обнаружились ещё молекулы гидроксида бора (борной кислоты).

Как же записать уравнение гидролиза Na₂B₄O₇?

Мифические карбонаты

Если вы будете просматривать справочники, учебники, научные статьи по неорганической химии, то не найдете никаких упоминаний o синтезе карбонатов алюминия или железа (ІІІ). Нет сведений об этих веществах и в «Химической энциклопедии» 1988 — 1997 гг.

Почему они оказались забытыми?

Один шаг к «пятёрке»!

Студент на экзамене получил задачу: найти pH водного раствора сульфата хрома (III) с концентрацией 0,002 моль/л и рассчитать концентрации ионов [Cr(Н₂O)₆]³⁺ и [Cr(Н₂O)₅OН]²⁺. Константа кислотности К_к для пары [Cr(Н₂O)₆]³⁺/[Cr(Н₂O)₅OН]²⁺ оказалась равна 1,12·10^-4.

Помогите студенту получить отличную оценку.

Нитриды, но какие?

Перед вами — склянки с порошками нитридов магния Mg₃N₂, кремния Si₃N₄, меди Cu₃N и лития Li₃N. Надо определить, какие из нитридов являются солеобразными и имеют ионную кристаллическую решетку с анионами N^3-, а какие из них — ковалентные соединения.

Предложите, как это сделать проще всего.

Альгароттов порошок

В XIV в. итальянский врач-алхимик Витторио Альгаротто из Вероны пытался получить лекарство из хлорида сурьмы(III). Когда он добавил к бесцветным кристаллам, дымящим на воздухе, немного воды, то получил бесцветный раствор, из которого вскоре выпал белый осадок («альгароттов порошок»).

Через 400 лет немецкий минералог Густав Розе получил пентахлорид сурьмы в виде бесцветной жидкости. Смешивание её с водой также вызвало выделение белого осадка. Когда Розе добавил к жидкости равный объём концентрированной соляной кислоты, осадка не получилось: раствор остался бесцветным и прозрачным.

В 1856 г. французский химик Анри Бодримон слил эквимолярные количества трихлорида и пентахлорида сурьмы и получил тёмно-коричневый раствор, состав которого ему определить не удалось.

Когда он добавил к этому раствору хлорид цезия, начали появляться тёмно-фиолетовые кристаллы необычного соединения — гексахлоростибата (ІV) цезия Cs₂[SbCl₆].

Объясните наблюдения химиков.

Проказы медного купороса

Садоводы и огородники борются с грибковыми заболеваниями растений с помощью медного купороса, готовя его 0,5-процентный раствор для опрыскивания грядок. Медный купорос хорошо растворим в воде, но раствор указанной концентрации всегда оказывается мутным.

Почему?

Вонючая реакция

В 1855 г. немецкий химик Юстус Либих получил от своего коллеги Роберта Бунзена небольшой слиток алюминия. Бунзен просил Либиха исследовать химическое поведение этого металла, который считался редким и был очень дорогим.

Либих смешал равные массы алюминиевых опилок и порошкообразной серы и нагрел смесь в графитовом тигле. Реакция протекала бурно, смесь даже воспламенилась, а в результате получился жёлтый порошок.

Либих перенес этот порошок в колбу с водой, чтобы определить его растворимость. И тут же он почувствовал отвратительный запах сероводорода, который шёл из колбы! Вода стала мутной, на стенках колбы появился серовато-белый осадок.

Что же случилось?

Это тоже кислота

Для школьного опыта срочно понадобилось получить немного водорода. Цинк в виде гранул имелся в достаточном количестве, но, как на грех, не оказалось ни одного миллилитра кислоты. Что же делать? Выход был найден, когда ученики обнаружили в шкафу склянку с хлоридом алюминия.

Как им удалось получить водород?

«Ярь-медянка»

Римские художники времён античности умели получать превосходную краску действием уксусной кислоты на металлическую медь.

В результате получалась сине-зелёная краска «ярь-медянка» состава CuO·2Cu(CH₃COO)₂.

Какие реакции лежат в основе получения этой краски?

Неуловимый иодоводород

Иодоводородную кислоту получить непросто. Обменная реакция соли — иодида калия с серной кислотой не поможет: вместо неё происходит окислительно-восстановительный процесс. Прямой синтез из иода и водоро¬да тоже не подойдёт: реакция обратимая, равновесие достигается долго, выход продукта мал. А если провести гидролиз?

Но... гидролиз какого вещества?

Дымовая завеса

Эта история произошла во время Первой мировой войны. Английский крейсер вёл преследование поврежденного в бою немецкого эсминца.

Цель почти была достигнута, как вдруг между кораблями появилось плотное облако дыма. Экипаж крейсера почувствовал удушливый запах, раздражающий горло и лёгкие.

Крейсер был вынужден дать задний ход и выйти из дымового облака. Однако моряки успели взять на анализ пробу дыма. Химики обнаружили в нём присутствие кремния и хлорида аммония.

Пострадал и корабль: на латунных деталях появился белый налёт (это был хлорид цинка), а стальные части покрылись бурой коростой ржавчины. После чистки весь металлический такелаж будто покрыли оспины...

Как могло быть получено химическое дымовое облако?

Хлорид даёт две кислоты

В лаборатории, изучавшей кислородные кислоты фосфора, кончились запасы всех реактивов, кроме трихлорида и пентахлорида фосфора.

Тем не менее требовалось, не дожидаясь новых поставок, закончить начатую работу. Тогда решили получить нужные кислоты из жидкого PCl₃ и кристаллического РСl₅. Сначала каждый из этих хлоридов смешали с водой, а потом подвергли полученные растворы перегонке в вакууме.

Какие кислородные кислоты фосфора удалось получить этим способом?

Бургундский ядохимикат

Французские виноградари широко использовали «бургундскую смесь» — ядохимикат для защиты плантаций от грибковых болезней растений. Эта смесь получила название от имени французской провинции, а её приготовление основано на реакции гидролиза.

Что это за смесь?

Странная пропажа

Цианид калия — один из самых сильных ядов, и хранят его обязательно под замком. Но однажды утром лаборант, вынув из сейфа банку с надписью KCN, обнаружил, что крышки нет, характерный слабый запах миндаля исчез, а между тем объём содержимого не уменьшился... Анализ показал, что вещество в банке — вовсе не цианид калия.

Кто виноват в пропаже?

Подсмотреть ответы

Н.Г. Антонюк, кандидат химических наук, доцент, Национальный университет «Киево-Могилянская академия»