1. Вудхауз и Дэви первыми получили оксид диазота N2О – «веселящий газ», который обладает слабыми наркотическими свойствами. Вудхауз получил N2О по реакции:
2S + 2NaNО2 = N2O↑ + Na2SО3S,
а Дэви использовал термическое разложение NH4NO3:
NH4NО3 = N2O↑ + 2Н2О
2. Захаров получал водород для заполнения воздушного шара, используя реакцию:
3Fe + 4Н2О = 4Н2↑ + (FeIIFe2III)О4
Вода и гидроксид кальция были нужны для удаления из водорода примесей, прежде всего диоксида углерода:
Са(ОН)2 + СО2 = CaCO3↓ + Н2О
3. Горящий уголь извлекал из воздуха кислород, а раствор гидроксида натрия – диоксид углерода
С + О2 = СО2; NaOH + СО2 = NaHCO3
Оставались только азот и аргон – газы, не поддерживающие горения и непригодные для дыхания.
4. Рудничный газ – это метан СН4. Метан проникает вместе с воздухом через металлическую сетку к пламени горняцкой лампы, взрывается и тушит пламя, но через сетку взрыв не передается наружу, так как продукты взрыва охлаждаются, и воспламенение метана за пределами лампы становится невозможным.
5. Суберан впервые получил арсин AsH3, крайне ядовитый газ, состав которого был установлен позднее. Он использовал реакцию:
As2О3 + 6Zn + 12НСl = 2AsH3↑ + 6ZnCl2 + 3H2О
В соответствии с реакцией Марша на холодной части трубки осаждается мышьяк:
2AsH3 = 2As↓ + ЗН2↑
6. Радиоактивный газ – радон. Вероятно, геологи и дозиметрист провели долгое время в госпитале, освобождаясь от последствий облучения.
7. Повышенное давление внутри теннисных мячей создает азот, который получается при термическом разложении солей по реакции:
NaNО2 + NH4Cl = N2↑ + NaCl + 2H2О
8. Бесцветный газ – монооксид азота, получаемый по реакции:
3Cu + 8HNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NO↑ + 4Н2О
При контакте с воздухом он окисляется до бурого газа – диоксида азота. Последний при охлаждении димеризуется, превращаясь в бесцветную жидкость – тетраоксид диазота N2О4:
2NO + О2 = 2NО2;
2NО2 (г) = N2О4 (ж)
Добавление воды к N2О4 приводит к образованию синей жидкости – оксида азота (ІІІ), а затем азотной кислоты:
2N2О4 + Н2О = N2О3 + 2HNО3
3N2О3 + Н2О = 2HNО3 + 4NO↑
9. Буквой Э обозначен ксенон (в переводе с греческого «чужой, посторонний»).
10. Дэви смешал хлор и монооксид углерода, которые на свету образовали новый газ – фосген (в переводе с греческого «рожденный светом») – оксид-дихлорид углерода СCl2О
СО + Сl2 = ССl2О
В щелочной среде ССl2О разлагается:
ССl2О + 4NaOH = Na2CО3 + 2NaCl + 2Н2О
Фосген – ядовитый газ, он был использован в этом качестве во время Первой мировой войны.
11. Природные горючие газы – это естественные смеси углеводородов различного строения. Если углеводородов с тремя и более атомов углерода в цепи в газе содержится меньше 150 г/м3, газ считается «тощим», если от 150 до 300 г/м3 – газом «средней жирности», если больше 300 г/м3 – «жирным» газом.
12. Из уравнения состояния идеального газа pV = nRT следует, что при постоянных температуре и давлении V1/V2 = n1/n2, или n2 = (n1V2)/V1. Отсюда n2 = (10 000 • 650)/8000 = 813 моль. Таким образом, надо добавить еще 813 - 650 = 163 моль смеси азота и кислорода. Для решения задачи не имеет значения, является ли газ чистым или представляет собой смесь азота и кислорода.
13. Руфф синтезировал трифторид кобальта CoF3, который при нагревании разлагается в соответствии с уравнением реакции:
2СоСl2 + 3F2 = 2CoF3 + 2Сl2↑
2CoF3 = 2CoF2 + F2↑
Выделившийся при этом фтор реагирует с алюминием и диоксидом кремния (кварцем) следующим образом:
2Аl + 3F2 = 2AlF3
SiО2 + 2F2 = SiF4↑ + О2↑
В результате второй реакции получается кислород, поэтому лучинка вспыхивает. Клемм получил тетрафторид марганца MnF4, сильный окислитель, который вызвал вспышку керосина.
14. Газометры были наполнены оксидами азота состава N2О (бесцветный), NО (бесцветный), NО2 (бурый) и N2О3 (при комнатной температуре на 90% разлагается до NО и NО2, поэтому тоже приобретает бурый цвет). Все эти газы реагируют с медью, превращая ее в Cu2О:
N2О + 2Cu = Cu2О + N2↑
2NO + 4Cu = 2Cu2О + N2↑
2NO2 + 8Cu = 4Cu2О + N2↑
N2О3 + 6Cu = 3Cu2О + N2↑