1. Чиста кухонна сіль NaCl безбарвна і утворює кристали кубічної форми. «Делікатесна», або «царська», кухонна сіль має ніжно-рожевий колір і приємний аромат. Вона містить мікроскопічні водорості, що потрапили до неї під час кристалізації з води соляного озера.
Зустрічається і синя кухонна сіль. У природі кам’яна сіль такого кольору – велика рідкість. А в лабораторії отримати синій хлорид натрію неважко. Для цього в щільно закритій посудині нагрівають суміш металевого натрію і хлориду натрію. Метал здатний розчинятися в солі.
При цьому атоми натрію проникають у кристалічну ґратку, що складається з іонів Na+ і Сl-, і «добудовують» її, перетворюючись на катіони натрію. А звільнені електрони розміщуються в тих вузлах кристалічної ґратки, де належало б знаходитися хлорид-аніонам.
Такі незвичайні вузли ґратки, зайняті електронами, називають вакансіями, або F-центрами (від німецького слова Farbe – колір). При охолодженні кристала деякі F-центри об’єднуються, утворюючи асоціати, що включають від 10 до 1000 атомів натрію. У цьому і полягає причина появи синього забарвлення.
У природному мінералі галіті (кам’яній солі) F-центри утворюються під дією випромінювання, що супроводжує радіоактивні перетворення. Цікаво, що під час розчинення синьої кам’яної солі у воді утворюється безбарвний розчин хлориду натрію.
2. Якщо вести обробку такої солі, як хлорид натрію, в жорстких умовах (при температурі 500 °С і тиску 1 МПа, із застосуванням води у вигляді перегрітої пари), то NaCl гідролізується. Хлороводень починає виділятися з парою, і парадоксальний гідроліз стає дійсністю:
NaCl + Н2О = NaOH + HCl
3. На холоді йде дисмутація хлору до хлоридта гіпохлоридіонів:
2КОН + Сl2 = КСl + КСlО + Н2О
У гарячому розчині лугів реакція дисмутації призводить до утворення хлориду калію КСl та хлорату калію КСlО3 (бертолетової солі):
6КОН + ЗСl2 = 5КСl + KClO3 + 3Н2О
При розтиранні КСlО3 у ступці, куди могли попасти волокна целюлози (фільтрувальний папір – умовно вуглець), відбувається вибух:
2КСlО3 + ЗС = 2КСl + ЗСО2↑
При взаємодії КСlO3 с НСl виділяється хлор:
КСlO3 + 6НСl = КСl + ЗСl2↑ + 3Н2О
4. Випалювання дає змогу видаляти з піриту
FeS2 частку сірки за реакцією:
FeS2 = FeS + S;
S + О2 = SО2↑
Під дощем відбувається перетворення сульфіду заліза FeS у сульфат:
FeS + 2О2 + 7Н2О = FeSО4·7Н2О
Поява іржі – метагідроксиду заліза FeO(OH) – ознака повного перетворення FeS на залізний купорос FeSО4·7Н2О та початку окиснення заліза (ІІ) до заліза (ІІІ) за реакцією:
12FeSО4 + 2Н2О + 3О2 = 4Fe2(SО4)3 + 4FeO(OH)
Як тільки з’являється іржа, осад відфільтровували, а фільтрат випаровували до початку кристалізації («поява перетинки») FeSО4·7Н2О.
5. Тиск пари води під ковпаком відповідає
тиску парів води над чистою водою. Оскільки тиск парів води над розчином солі менше, то частина молекул води з пари буде переходити в розчин, збільшуючи його обсяг. Спад молекул води у парі почне поповнюватися новим випаровуванням чистої води.
6. У деяких випадках це стає можливим. Наприклад, при розколюванні кристала фториду літію менший уламок, як правило, набуває негативного заряду, а більший – позитивного.
7. Фокусник використав реакції:
KCr(SО4)2 + 6КОН = K3[Cr(OH)6] + 2K2SО4
– зелений;
2K3[Cr(OH)6] + ЗН2О2 = 2К2СгО4 + 2КОН + 8Н2О
– жовтий;
2K2CrО4 + H2SО4 = К2Сг2О7 + K2SО4 + Н2О
– помаранчевий.
Пероксид водню реагує з дихроматом калію в середовищі ефіру, при цьому утворюється пероксокомплекс складу [СгО(О2)2{(С2Н5)2О}] блакитного кольору.
8. Природний гіпс при нагріванні до 170°С частково втрачає воду і перетворюється на «палений» (будівельний) гіпс, або алебастр:
2(CaSО4·2Н2О) = (2CaSО4)·Н2О+ ЗН2О
Якщо порошок алебастру (2CaSО4)·Н2О замішувати з водою, утворюється напіврідке тісто, що швидко перетворюється на повітрі на тверду масу тонковолокнистих кристалів гіпсу CaSО4·2Н2О, переплетених між собою. Гіпс складу CaSО4·2 Н2О при замішуванні з водою вже не твердіє.
9. Якщо у кристалічний нітрат амоніаку попадають органічні речовини (волокна целюлози від фільтрувального паперу, гранули парафіну з кришки банки), ця речовина саморозігрівається і вибухає з виділенням тепла та великого об’єму газоподібних продуктів (азоту, кисню).
10. В околицях Меррі і сьогодні існує гаряче джерело; вода його насичена сульфатом кальцію. У рослинному соку дерев і чагарників, що ростуть поруч (так званий ельвах), міститься багато солей щавлевої кислоти – гідрооксалатів і оксалатів калію КНС2О4 і К2С2О4.
Місцеве населення перед використанням води кидає до неї гілки кущів ельваха, і вода втрачає свою гіркоту, оскільки оксалати, потрапляючи у воду, осаджують з неї оксалат кальцію (оксалат кальцію менш розчинний, ніж сульфат кальцію):
КНС2О4 + CaSО4 = СаС2О4↓ + KHSО4
Другий продукт реакції – гідросульфат калію, концентрація котрого дуже мала, – поглинається корою рослин.
11. Свинцево-сульфідне скло отримують, використовуючи розчинні солі свинцю (ацетат або нітрат), гідроксиди натрію або калію і тіокарбамід. Спочатку під дією надлишку лугу утворюються добре розчинні гідроксокомплекси свинцю (наприклад, Na[Pb(OH)3]), потім до отриманого розчину додають тіокарбамід і повільно нагрівають суміш до появи газоподібного амоніаку:
Якщо цю реакцію вести в ретельно вимитому і знежиреному посуді (пробірці, колбі, склянці), то сульфід свинцю осідає на склі дзеркальним шаром. Такий шар сульфіду свинцю, що має товщину не більше 1•10-6 м, є фотоопором (матеріалом, електропровідність якого при висвітленні різко зростає).
12. Сіль ZnCО3 при нагріванні розкладається, виділяючи діоксид вуглецю:
ZnCO3 = ZnO + СО2↑,
котрий не підтримує горіння, більш того, тушить вогонь.
13. Це був гідрид кальцію СаН2, який у воді розкладається із займанням і утворенням гідроксиду кальцію і водню:
При підпалюванні він згорає:
СаН2 + О2 = СаО + Н2О↑
14. У результаті реакції випадає осад малорозчинного у воді хромату свинцю з одночасною появою в розчині азотної кислоти:
К2Сг2О7 + 2Pb(NО3)2 + Н2О = 2PbCrО4↓ + 2HNО3 + 2KNО3
Дихромат свинцю не випадає, оскільки його розчинність більша, ніж у PbСrО4.
15. Ртуть не є радіоактивною речовиною: всі сім її природних ізотопів стабільні. Сполуками ртуті червоного кольору можуть бути йодид ртуті (ІІ) Hgl2 або сульфід ртуті (ІІ) HgS, які не являють собою ані радіоактивних, ані стратегічно цінних секретних матеріалів.
16. Сорель випадково отримав магнезійний цемент, який згодом стали називати цементом Сореля. На початку досліду протікала звичайна реакція взаємодії основного оксиду магнію з соляною кислотою:
MgO + 2НСl = MgCl2 + Н2О
За нестачі кислоти у суміші залишається невикористаний оксид магнію, тому протікає реакція утворення основної солі:
MgO + MgCl2 + Н2О = 2MgCl(OH),
а потім – полімеризація з виділенням води і утворенням у структурі ланцюгів, що перетинаються, типу —Mg—О—Mg—О—Mg—, між котрими розміщуються хлорид-іони.
17. Карбамід (NH2) 2CO, взаємодіючи з водою, повільно перетворюється на карбонат амонію (NH4)2CО3, який у теплі повністю розкладається з виділенням аміаку і діоксиду вуглецю:
(NH2)2CO + 2 Н2О = (NH4)2CО3
(NH4)2CО3 = 2NH3↑ + CО2↑ + H2О