Продолжение. Начало в №1, 2017

1. Секреты карбида и цианамида

Карбид кальция СаС₂ получают прокаливанием оксида кальция с коксом. В 1898 г. немецкий химик Ф. Роте обнаружил, что при нагревании в атмосфере азота до 1100 °С карбид кальция начинает самопроизвольно превращаться в цианамид кальция CaCN₂.

Когда Роте погрузил гранулы карбида кальция и цианамида кальция в воду, то увидел выделение газа только в случае СаС₂. Но, при этом, в обоих случаях красная лакмусовая бумага в жидкости посинела, а на дне сосудов выпали белые осадки.

Твёрдое вещество, выпавшее в сосуде с CaCN₂, под действием соляной кислоты начало выделять углекислый газ.

Раскройте секрет взаимодействия карбида и цианамида кальция с водой.

2. Происхождение малахита

Необычайно эффектный поделочный камень густо-зелёного цвета, минерал малахит — продукт реакции гидролиза.

Как происходит этот гидролиз?

3. Загадочное предписание

Когда химики растворяют в воде бесцветные кристаллы дихлорида олова, то обязательно добавляют соляную кислоту, а в склянку с готовым раствором бросают несколько гранул металлического олова.

Зачем это делают?

4. Существенное различие

Тетрахлориды олова и свинца — жидкие вещества. Одно из них бесцветное, другое — жёлтого цвета. Они весьма сильно различаются своим отношением к воде.

В чем состоит это различие?

5. Галоген плюс азот равняется — чему?

Газообразный трифторид азота NF₃ химически довольно устойчив. В последние 30 лет он не менял своего названия и формулы, в отличие от тёмно-жёлтого жидкого, похожего на масло, взрывоопасного соединения нитрида трихлора Cl₃N, который раньше называли «трихлоридом азота» (NCl₃).

Каким образом реакции гидролиза подсказали правильную формулу этого вещества?

6. Ионы в кристаллах

Французский химик Поль Лебо в 1895 г. впервые получил карбид бериллия при взаимодействии оксида бериллия с углем.

Лебо спрессовал из смеси ВеО и С таблетки и нагрел их в атмосфере водорода при 1900°С. По окончании реакции образовались красивые кирпично-красные кристаллы Ве₂С.

Позднее, в 1924 г., другой французский химик — Жан Дюран, пропустив сухой ацетилен над нагретым до 450°С порошком бериллия, получил чёрные кристаллы карбида бериллия другого состава — ВеС₂. Впрочем, чёрный цвет продуктов реакции скорее всего был вызван примесью углерода, который одновременно выделялся при термическом разложении ацетилена.

Позже установили, что карбид Лебо содержит в кристаллической решетке ионы Ве²⁺ и С^4-, а карбид Дюрана — ионы Ве²⁺ и С₂^2-.

Как эти карбиды будут реагировать с водой?

7. Дождь помог

В 1852 г. немецкий химик Фридрих Вёлер пытался выделить металлический кальций из карбоната кальция (известняка), прокаливая его с древесным углем.

Он получил спекшуюся массу сероватого цвета, в которой не обнаружилось никаких признаков металла.

С огорчением Вёлер выбросил эту массу на свалку во дворе лаборатории. Во время дождя лаборанты заметили, что каменистая масса выделяет неизвестный газ.

Что это за газ?

8. Гадание на воде

Две бесцветные, сильно дымящие на воздухе жидкости — оксид-трихлорид фосфора РСl₃О и оксид-дихлорид серы SCl₂O — вылили в воду. Образовались два раствора.

При нагревании раствор, полученный из PCl₃O, выделил летучее вещество, окрасившее синюю лакмусовую бумагу в красный цвет, а при взаимодействии с нитратом серебра образовавшее белый осадок. Раствор, полученный из SCl₂O, обесцветил перманганат калия, а затем при добавлении хлорида бария выделил белый осадок.

Что же произошло?

9. «Смущённый» ацетат

К раствору ацетата натрия добавили фенолфталеин, а потом нагрели. Раствор окрасился в малиновый цвет, как будто покраснел от смущения. Однако после охлаждения все признаки «смущения» исчезли, раствор обесцветился.

Почему это произошло?

10. Сами кислые и дают «кислый спирт»

В 1547 г. Иван Грозный поручил немцу Шлитте ехать посланником в Немецкую землю и вывезти оттуда «мастера для варения квасцов».

Но сделать это не удалось: Шлитте был схвачен и заключен в тюрьму во владениях Ливонского ордена. Алюмокалиевые квасцы (додекагидрат сульфата алюминия-калия KAl(SO₄)₂•12Н₂O) широко использовались в медицине и для производства серной кислоты, которую в то время называли «кислым спиртом».

Вот как Михаил Ломоносов описывал квасцы: «Квасцы от своего кислого воздуха на российском языке и имя себе весьма правильно имеют, ибо кроме того, что оне очень кислы, ещё и через перегонку из реторты дают весьма кислый спирт, который с купоросной кислотой одной натуры».

Что происходит с квасцами при растворении в воде и при нагревании?

11. Чужой!

Американский химик Г. Классен в 1962 году первым получил тетрафторид ксенона XeF₄.

Когда он внёс в воду очень небольшую порцию этого белого, очень гигроскопичного вещества, самого по себе невзрывоопасного, произошла бурная реакция. Содержимое сосуда было выброшено чуть ли не в лицо Классену.

В продуктах реакции он установил присутствие триоксида ксенона, газообразного ксенона, кислорода и фтороводорода.

Тогда химик решил провести реакцию при более низкой температуре. Он охладил лёд до -80°С и посыпал его сухим XeF₄. Через некоторое время на поверхности льда появился светло-жёлтый продукт, в молекуле которого содержался один атом кислорода, а плёнка жидкости, стекавшая со льда, представляла собой жидкий фтороводород.

Какое из проведенных Классеном превращений было реакцией гидролиза?

12. Удивительная соль — «Персоль»

Известный каждой хозяйке порошок для отбеливания при стирке «Персоль» — пероксокарбонат натрия состава 2Na₂CO₃•ЗН₂O₂ — в кипящей воде выделяет кислород и обесцвечивает загрязнения.

Можно ли считать, что действие персоли основано на реакциях гидролиза?

13. Задание: осветлить и смягчить

С помощью сульфата алюминия, который применяется на станциях городского водоснабжения, можно провести осветление и смягчение воды.

Как это происходит?

14. «Паяльная кислота»

Зачастую перед спаиванием металлических деталей их поверхность очищают от оксидной пленки, обрабатывая «паяльной кислотой» — раствором хлорида цинка.

Как же получилось, что эта соль действует и применяется как «кислота»?

15. Гидролиз в кипятке

Правда ли, что при длительном кипячении раствор хлорида аммония становится более кислым, а раствор сульфида натрия — более щелочным?

Почему это происходит?

Подсмотреть ответы

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