Текст книги "Книга по химии для домашнего чтения"
Автор книги: Борис Степин
Соавторы: Людмила Аликберова
сообщить о нарушении
Текущая страница: 11 (всего у книги 27 страниц)
2KAl(SO4)2∙12Н2O = K2SO4 + Al2O3 + 3H2SO4↑ + 9Н2O↑.
Серную кислоту в то время называли «кислым спиртом» или «купоросной кислотой» (см. 1.49).
3.22. ЕЩЕ РАЗ О НАЗВАНИЯХ ВЕЩЕСТВ
Русский профессор химии М.Ф. Соловьев однажды с горечью заметил: «Многие из почтеннейших наших соотечественников… неотступно держатся номенклатур иностранных и часто без всякой нужды употребляют в русском языке иноземные названия» (1836 г.).
К сожалению, и сейчас, когда прошло 150 лет и действует принятая во всех странах современная номенклатура, у некоторых наших соотечественников осталось стремление строить названия веществ архаическим образом, механически перенося в русский язык порядок слов, принятый в англоязычной литературе и требующий именовать вещества «по ходу формул» (NaCl – «натрий-хлорид», CuSO4 – «медь-сульфат» и т. п.). Однако в русском химическом языке принят более выразительный вариант «обратного чтения формул», причем электроотрицательная (анионная) часть формулы приводится в именительном падеже, а электроположительная (катионная) часть – в родительном: NaCl – хлорид натрия, CuSO4 – сульфат меди. Думается, что от этой традиции химикам не стоит отказываться.
Примечание. Михаил Федорович Соловьев (1785–1856) – физикохимик, член-корреспондент Петербургской академии наук.
3.23. РАЗНЫЕ ИЗВЕСТИ
В технической литературе и в быту часто встречаются такие названия веществ: «воздушная», или «негашеная известь», «гашеная известь», «известковое молоко», «известковая вода», «белильная известь».
«Воздушная», или «негашеная известь», – это оксид кальция CaO, получаемый при обжиге известняка или мела – карбоната кальция CaCO3:
CaCO3 = CaO + CO2↑.
«Гашеная известь» – гидроксид кальция Ca(OH)2, образующийся при обработке оксида кальция CaO водой («гашение»):
CaO + H2O = Ca(OH)2.
В этом процессе, протекающем с большим выделением теплоты, куски оксида кальция растрескиваются и превращаются в тонкий и подвижный белый порошок («пушонку»).
«Известковое молоко» – суспензия гидроксида кальция в воде, применяемая для побелки потолков и стен.
«Белильная известь» образуется при обработке гидроксида кальция хлором Cl2:
Ca(OH)2 + Cl2 = CaCl(ClO) + H2O.
Современное название этого продукта – хлорид-оксохлорат(I) кальция (см. 5.19, 6.43).
3.24. НЕОЖИДАННЫЙ ВЗРЫВ
Студенту было дано задание изучить реакцию взаимодействия солей хлорной кислоты с серой. Он взял банку с надписью «хлорат калия», смешал кристаллы этой соли с серой и стал нагревать смесь в фарфоровом тигле. Раздался взрыв, фарфоровый тигель разорвало на мелкие кусочки. Студента спасло лишь то, что в момент взрыва он отошел от своего места за щипцами.
Студент, не зная номенклатуры неорганических веществ, совершил грубую ошибку, которая могла бы дорого ему обойтись. Соли хлорной кислоты носят название «перхлоратов», а не «хлоратов». Хлорат (точнее, триоксохлорат) калия KClO3 – сильный окислитель и в присутствии горючих веществ очень опасен в обращении (см. 1.31, 1.32; 9.39). Уже при растирании его с серой (а тем более при нагреве) может произойти взрыв:
2 KClO3 + 3S = 3SO2↑ + 2КСl.
Соли хлорной кислоты – «перхлораты» (по современной номенклатуре – тетраоксохлораты), например KClO4, – это совсем другие вещества и по составу, и по свойствам. В частности, KClO4 взаимодействует с серой при нагревании без взрыва:
KClO4 + 2S = KCl + 2SO2↑.
3.25. «СУСАЛЬНОЕ ЗОЛОТО»
В школьном кабинете химии ученик увидел банку с надписью «сусальное золото», а в банке – золотистые чешуйки и очень удивился столь небрежному хранению ценного вещества – валютного металла, золота.
Полагают, что происхождение термина «сусальное золото» связано с древнерусским словом «сусало» – лицо. Говорим же мы теперь «облицовочный материал»! «Сусальное золото» – техническое название дисульфида олова SnS2, имеющего вид золотисто-желтых чешуек. Получают SnS2 нагреванием смеси изрезанной оловянной фольги с порошком серы и хлоридом аммония NH4Cl, который активирует реакцию:
Sn + 2S = SnS2.
Дисульфид олова применяют для «золочения» дерева, гипсовых изделий и для мозаичных работ.
Существовали и другие имитации золота. Например, известно так называемое «американское золото», представляющее собой сплав меди Cu, олова Sn, оксида магния MgO, гидротартрата калия KHC4H4O6, хлорида аммония NH4Cl и оксида кальция CaO.
«Сусальным золотом» называют также очень тонкие металлические листы, идущие на золочение поверхности различных металлических изделий, в том числе куполов церквей. Такие листы готовят либо из чистого («червонного», см. 3.42) золота, либо из сплава золота и серебра («зеленое золото»), а также из золота, положенного на серебро («двойник») или на медь («тальма»). Иногда листы для золочения и вовсе не содержат золота, а состоят из сплавов меди с различными металлами («поталь») и даже из лакированного серебра или алюминия – лишь бы цвет их был золотистым.
3.26. «ГРЕМУЧЕЕ СЕРЕБРО»
Что считать «гремучим серебром» – нитрид серебра Ag3N, азид серебра AgN3 или фульминат серебра AgCNO?
«Гремучим серебром» называли в прошлом столетии все три перечисленных вещества. Если хранить в открытом сосуде раствор гидроксида диамминсеребра [Ag(NH3)2](OH), то с течением времени стенки сосуда покрываются темной коркой нитрида серебра Ag3N, чрезвычайно взрывчатого даже во влажном состоянии. При сливании жидкости из сосуда, где образовалась такая корка, взрыв неизбежен. Азид серебра AgN3 и фульминат серебра AgCNO взрываются при трении и ударе, но во влажном состоянии они менее опасны. Азид серебра – это соль азидоводородной кислоты HN3, а фульминат серебра – соль «гремучей кислоты» – фульмината водорода HCNO.
Все соли «гремучей кислоты» ядовиты и взрывчаты, причем склонны к детонации (см. 2.46, 6.53).
3.27. БЫВАЮТ ЛИ КИСЛОТЫ ЖИРНЫМИ?
Жирными кислотами в старой номенклатуре органических веществ называли органические кислоты, образующиеся при разложении жиров – сложных эфиров карбоновых кислот и глицерина. Разложение протекает под действием хлороводородной HCl или серной H2SO4 кислот. Жиры при этом распадаются на глицерин (CH2OH)2CHOH и соответствующие одноосновные карбоновые кислоты состава CH3(CH2)xCOOH, где х > 8, получивших название «жирных». К ним относятся лауриновая (x = 10), пальмитиновая (x = 14), маргариновая (x = 15), стеариновая (x = 16) и другие кислоты. Впервые жирные кислоты сумел выделить из жиров французский химик Шёврель (см. 2.39).
3.28. КАК ПОЯВИЛОСЬ НАЗВАНИЕ «ЛИМОННАЯ КИСЛОТА»
Лимонная кислота, или 2-окси-1,2,3-пропантрикарбоновая кислота, имеет состав НООС—СН2—С(ОН)(СООН)—СН2—СООН. Она выделяется из водных растворов в виде бесцветных кристаллов, содержащих одну молекулу воды. Лимонная кислота чрезвычайно распространена з растительном царстве: она находится в плодах крыжовника, в листьях махорки, хвое, малине, свекловичном соке, листьях хлопчатника, но особенно много ее в недозрелых лимонах (до 80%) и в китайском лимоннике (до 70%) – дальневосточной лиане, достигающей пятнадцатиметровой длины. Осенью китайский лимонник покрывается кистями целебных мелких плодов с лимонным привкусом.
Впервые лимонная кислота была получена из сока недозрелых лимонов шведским аптекарем Шееле (см. 2.7) в 1784 г.; он и дал ей название.
Состав химических веществ и их формулы во времена Шееле определять не могли и поэтому называли новые вещества по тем исходным материалам, из которых их получали, а также по вкусу, по запаху, либо по именам химиков, впервые получивших эти вещества.
3.29. КИСЛОТЫ ИЗ ЯНТАРЯ И МОЛОКА
Янтарная кислота, или бутандикарбоновая кислота, имеет состав НООС(СН2)2СООН и принадлежит к числу слабых кислот. Она образует бесцветные кристаллы. Соли янтарной кислоты носят название сукцинатов. Впервые янтарная кислота была получена в 1675 г. французским врачом и фармацевтом академиком Николя Лемери (1645–1715) перегонкой янтаря (см. 10.1). Янтарная кислота содержится в недозрелых фруктах, многих растениях и буром угле.
Молочная кислота, или α-оксипропионовая кислота, имеет состав CH3CH(OH)COOH и образует легкоплавкие бесцветные кристаллы.
Молекула молочной кислоты C3H6O3, по сути дела, представляет собой половину молекулы глюкозы C6H12O6. Поэтому молочная кислота распространена в природе. Везде, где есть сахар, особые виды бактерий могут превратить его в молочную кислоту. Она находится в квашеной капусте, созревшем сыре, маринованных огурцах, в поте человека. Впервые молочная кислота была выделена Шееле (см. 2.7) в 1780 г. из кислого молока – отсюда и ее название.
3.30. ЕСТЬ ЛИ В ЯБЛОКАХ ЯБЛОЧНАЯ КИСЛОТА, А В ВИНЕ – ВИННАЯ?
Яблочная кислота, или гидроксобутановая кислота, имеет состав НООССН(ОН)СН2СООН. Она образует хорошо растворимые в воде бесцветные кристаллы и действительно содержится в яблоках, недозрелой рябине, ягодах барбариса и в виноградном соке. Кислота была выделена Шееле из сока яблок в 1785 г. (см. 2.7).
Винная (или «виннокаменная») кислота – дигидроксобутандикарбоновая кислота состава НООССН(ОН)СН(ОН)СООН – тоже образует бесцветные кристаллы. Она впервые получена также Шееле в 1769 г. Винная кислота содержится во многих растениях, но особенно много ее в виноградном соке. Соли винной кислоты называют тартратами. При брожении виноградного сока в течение длительного времени в сосуде может выпасть сероватый или красный осадок гидротартрата калия KHC4H4O6 («винного камня»). В виноградных винах винная кислота содержится в виде такой соли.
3.31. ОТЧЕГО УКУСЫ МУРАВЬЕВ ТАК БОЛЕЗНЕННЫ? ЕДИМ ЛИ МЫ ЩАВЕЛЕВУЮ КИСЛОТУ!
Муравьиная кислота (или «муравьиный спирт») была открыта в 1794 г. немецким химиком Маргграфом (см. 1.61) в кислых выделениях рыжих муравьев. Она же находится в волосках жгучей крапивы. Современное название этой кислоты – метановая, а ее состав отвечает формуле НСООН. Метановая кислота – это резко пахнущая жидкость, самая сильная из органических кислот, она вызывает сильные ожоги на коже (см. 2.17). Соли ее называют формиатами («формика» по-латыни значит «муравей») или метанатами.
Муравьиную кислоту получают действием разбавленной серной кислоты на формиаты, например на формиат калия:
2КНСОО + H2SO4 = 2HCOOH↑ + K2SO4.
Муравьиная кислота обладает бактерицидными свойствами; за рубежом ее применяют как консервант при заготовке силоса. Народная медицина традиционно использовала муравьиную кислоту для лечения ревматических болей и радикулитов, при этом источником лекарства служили живые муравьи. Пчеловоды ценят муравьиную кислоту как эффективное средство от варроатоза – болезни пчел, связанной с пчелиными клещами-паразитами.
Щавелевая, или этандионовая, кислота состава H2C2O4∙2Н2O образует бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Соли щавелевой кислоты называют оксалатами.
Немецкий химик, аптекарь и сенатор Иоганн-Христиан Виглеб (1732–1800) получил из сока щавеля и кислицы неизвестное вещество, водный раствор которого давал осадок с известковой водой (см. 3.23). В 1784 г. Шееле (см. 2.7) установил, что вещество, полученное Виглебом, – кислота, и назвал ее щавелевой. Взаимодействие ее с известковой водой отвечает реакции
H2C2O4 + Ca(OH)2 = CaC2O4↓ + 2Н2O.
Щавелевая кислота чрезвычайно распространена в природе. В виде гидрооксалата калия KHC2O4 она содержится б щавеле, кислице, а в виде оксалата кальция CaC2O4 входит в состав почти всех растений. Получают щавелевую кислоту из оксалата кальция обработкой последнего серной кислотой:
CaC2O4 + H2SO4 = H2C2O4 + CaSO4↓.
3.32. «ДРЕВЕСНАЯ КИСЛОТА». «КРИМИНАЛЬНОЕ» ПРОИСХОЖДЕНИЕ БЕНЗОЛЬНОГО КОЛЬЦА
Знаете ли вы, что слово «уксус» происходит от греческого слова «оксос», означающего «кислый»?
В древности уксус был единственной пищевой кислотой, и неудивительно, что название его отождествлялось с самим представлением о кислом, кислоте. В России уксус, т. е. водный раствор уксусной кислоты CH3COOH, называли «кислой влажностью» или «древесной кислотой» (см. 1.50). Уксусом как пищевой приправой люди стали пользоваться почти три тысячи лет назад, а со временем в пищу стали добавлять и другие кислые вещества, например лимонную кислоту (см. 3.28). Наверное, древним грекам было бы очень странно слышать наш термин «уксусная кислота» – буквально «кислая кислота»…
Отметим, что все перечисленные выше (см. 3.27–3.32) органические кислоты содержат в своем составе карбоксильную группу – СООН, которая служит источником протонов при взаимодействии этих веществ с водой в растворе; этим и обусловлены их кислотные свойства (см. 3.11).
Знаете ли вы, что кольцевая структура бензола C6H6 родилась в уме немецкого химика Кекуле (см. 2.35) после судебного процесса по убийству графини Герлиц?
На этом процессе демонстрировалось в качестве улики кольцо в виде двух переплетенных змеек. Юный Кекуле жил в доме напротив особняка графини и поэтому выступал свидетелем по делу. Его точные показания убедили в правильности заключения эксперта Либиха (см. 2.17).
Картина бензольного кольца в виде сплетенных змеек возникла у Кекуле много лет спустя во время размышлений о структуре бензола. Он так описал рождение в его уме бензольного кольца: «Я занимался работой над своим «Учебником»… мои мысли где-то витали… Длинные нити очень часто сближались и свертывались в трубку, напоминая двух змей. Одна из них вцепилась в собственный хвост, продолжая насмешливо кружиться перед моими глазами».
Вот что представляет собой бензольное кольцо:
Левая структура бензола C6H6 и две средних предложены Кекуле. Правая используется в наши дни. Кекуле предположил, что двойные связи = в C6H6 делокализованы, они перемещаются по кольцу, характеризуя мгновенные состояния молекулы. Позднее эта гипотеза была подтверждена экспериментально, и теперь перемещение двойных связей изображают кружком внутри бензольного кольца, внутри шестиугольника.
3.33. ЧТО ОЗНАЧАЕТ НАЗВАНИЕ «РОДАНИДЫ»?
Название «роданиды» (для солей с анионом NCS-) образовалось от греческого слова «родон» – роза, розовый. Добавление роданидов щелочных металлов, в частности роданида калия KNCS, к водному раствору солей железа(III) (например, трихлорида железа FeCl3) вызывало пояьление ярко-красного окрашивания раствора из-за образования комплексных частиц состава [Fe(NCS)6]3- в результате реакции
6KNCS + FeCl3 ↔ K3(Fe(NCS)6) + 3КСl.
Современное название «тиоцианаты» включает два слова: «тио» – сера и «цианат» – ион NCO-, в котором атом кислорода замещен на атом серы (NCS-). Такое название отражает состав иона и является поэтому предпочтительным.
3.34. ЧТО ТАКОЕ «ТЕНАРОВА СИНЬ»?
Тенарова синь – двойной оксид алюминия и кобальта состава (CoAl2)O4 – тетраоксид диалюминия-кобальта. Не так давно тенарову синь считали алюминатом кобальта и записывали ее состав формулой Co(AlO2)2. Вещество это получило свое название по имени французского химика Тенара (см. 1.45), предложившего реакцию образования этого оксида для обнаружения алюминия в минералах. Если, например, оксид алюминия смочить несколькими каплями водного раствора нитрата кобальта Co(NO3)2 и затем прокалить, то появляется красивая синяя окраска:
2Co(NO3)2 + 2Аl2O3 = 2(СоАl2)O4 + 4NO2↑ + O2↑.
3.35. ГЛАУБЕРОВА СОЛЬ
В медицинских руководствах до сего времени встречаются такие названия: «горькая соль», «слабительная соль», «глауберова соль».
«Горькая», «слабительная» или «глауберова» соль – это одно и то же вещество, декагидрат сульфата натрия Na2SO4∙10H2O. Он встречается в природе в больших количествах в виде минерала мирабилита (см. 10.44). Особенно много мирабилита добывается в заливе Кара-Богаз-Гол на Каспийском море. Сульфат натрия был получен впервые Глаубером (см. 8.12) при действии серной кислоты H2SO4, которую он назвал «ацидум олеум витриоли», на хлорид натрия (см. 1.52 и 10.51):
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2НСl.
Остаток твердого вещества после окончания реакции Глаубер растворил в воде и оставил для кристаллизации Na2SO4∙10H2O, а хлороводород НСl, выделившийся в результате прокаливания, при поглощении водой дал хлороводородную кислоту, которую, кстати, долгое время называли «дымящим соляным спиртом Глаубера» (см. 3.10). Позже ее стали называть соляной кислотой (см. 3.12).
3.36. «СЕНЬЕТОВА СОЛЬ»
В 1665 г. алхимик аптекарь Эли Сеньет (1632–1698) получил вещество, которое стали впоследствии называть «сеньетовой солью».
«Сеньетова», или «сегнетова», соль – это калиево-натриевая соль винной кислоты (см. 3.30). Она имеет состав KNaC4H4O6∙4Н2O и образует бесцветные большие кристаллы, легко растворимые в воде. Современное название этой соли – тетрагидрат тартрата натрия-калия.
«Сегнетова соль» была первым «сегнетоэлектриком»: если ее кристалл подвергнуть механическому сжатию или растяжению, то на его противоположных гранях появляются электрические заряды разных знаков (пьезоэлектрический эффект). Наоборот, при наложении на кристалл «сегнетовой соли» электрического поля происходит изменение его размеров. Такие кристаллы нашли широкое применение в микрофонах, телефонах, адаптерах, слуховых аппаратах, ультразвуковых локаторах.
3.37. «КРОВЯНЫЕ СОЛИ»
Как появились названия «турнбулева синь», «берлинская лазурь», «желтая» и «красная кровяная соль»?
«Желтая и красная кровяные соли» получили свое название от способа их производства. Соли получали из животных отбросов, в том числе и из крови, собираемой на бойнях (см. 1.15). Кристаллы «желтой кровяной соли» состава K4[Fe(CN)6]∙3Н2O имеют желтый цвет, а «красной кровяной соли» K3[Fe(CN)6] – красный. Современное название этих солей – гексацианоферрат(II) калия и гексацианоферрат(III) калия.
При взаимодействии гексацианоферрата(III) калия с сульфатом железа(II) выделяется синий осадок гексацианоферрата(III) железа(II)-калия:
K3[Fe(CN)6] + FeSO4 = KFe[Fe(CN)6]↓ + K2SO4.
Этот осадок получил название «турнбулевой сини». Дед Рамзая (см. 2.27) по фамилии Турнбуль в 1780–1790 гг. владел заводом, на котором производились вещества, применяемые для крашения тканей. Он впервые получил синюю краску – «турнбулеву синь», или, как тогда ее еще называли, «турнбульскую лазурь». Технология окраски тканей по методу Турнбуля заключалась в протравливании ткани раствором сульфата железа FeSO4 и затем в обработке ее раствором K3[Fe(CN)6].
О «берлинской лазури» следует прочитать разд. 1.16.
3.38. «ПРЕЦИПИТАТЫ»
Слышали ли вы что-нибудь о таких веществах, как «плавкий белый преципитат» и «неплавкий белый преципитат»?
Названия этих веществ произошли от латинского слова «преципитатум» – осадок. При пропускании аммиака NH3 через водный раствор, содержащий хлорид ртути HgCl2 и хлорид аммония NH4Cl, выпадает белый кристаллический осадок, плавящийся при нагревании без разложения. Этому осадку алхимики дали название «плавкий белый преципитат»:
HgCl2 + 2NH3 = [Hg(NH3)2] Cl2↓.
Современное название этого вещества – хлорид диамминртути(II).
Если же аммиак вводить в водный раствор хлорида ртути при отсутствии хлорида аммония, то выпадает белый кристаллический осадок, темнеющий на воздухе, который алхимики назвали «неплавкий белый преципитат»:
HgCl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl↓ + NH4Cl.
Это вещество разлагается при нагревании, не плавясь, причем получаются при разложении хлорид ртути(I), аммиак и азот:
6Hg(NH2)Cl = 3Hg2Cl2 + 4NH3↑ + N2↑.
Современное название вещества с составом Hg(NH2)Cl – хлорид– амид ртути(II). Считают, что Hg(NH2)Cl ввел в медицину Парацельс (см. 2.6). Хлорид-амид ртути применяют и до сих пор как антисептическое и противовоспалительное средство при заболеваниях кожи – в виде мазей и присыпок.
Преципитатом еще называют фосфорное удобрение состава CaHPO4∙2Н2O – дигидрат гидроортофосфата кальция.
3.39. «АЛКАЛЬ»
Что за вещество скрывается под названиями «алкаль», «едкая щелочная соль», «каустик», «каустическая сода»?
Так называли в разные времена в России гидроксид натрия NaOH. До сих пор сохранилось старое название его – «едкий натр», предложенное еще в 1807 г. русским химиком Шерером (см. 3.10). В быту гидроксид натрия именуют каустической содой, хотя к соде Na2CO3 он никакого отношения не имеет: уж лучше его называть просто «каустиком» (от греческого слова «каустикос» – жгучий, едкий). Водный раствор гидроксида натрия кое-где продолжают называть «натровым щелоком» (см. 6.44–6.46).
Гидроксид натрия образует белые непрозрачные игольчатые кристаллы, хорошо растворимые в воде с большим выделением тепла. Его раствор обладает сильной щелочной реакцией из-за высокой концентрации гидроксид-ионов ОН-. Раствор и кристаллы NaOH очень опасны в обращении: при поступлении в пищевод человека всего 0,01–0,02 г наступает смерть в первые же часы или сутки. На коже он вызывает глубокие и долго не заживающие ожоги.
3.40. КАКАЯ РАЗНИЦА МЕЖДУ АНГИДРИДОМ, АНГИДРИТОМ И АНГИДРОНОМ?
Ангидрид – это старое название кислотного оксида, при взаимодействии которого с водой образуется кислота. Например, пентаоксид диазота («азотный ангидрид») при действии воды превращается в азотную кислоту:
N2O5 + H2O = 2HNO3.
Ангидриды карбоновых кислот рассматривают как продукты, образующиеся при отщеплении одной молекулы воды от двух молекул таких кислот. Например, уксусная кислота в такой реакции дает уксусный ангидрид:
2СН3СООН = (CH3CO)2O + H2O.
Ангидрит – это безводный сульфат кальция CaSO4 (см. 5.9). Ангидрон – перхлорат магния Mg(ClO4)2 – прекрасное водоотнимающее средство, используется для осушки газов.
3.41. ЧЕМ СХОДНЫ И ЧЕМ РАЗЛИЧАЮТСЯ СИЛАН И СЕЛАН?
Силан SiH4 и селан H2Sex – водородные соединения неметаллов кремния и селена. Этим и еще малой устойчивостью ограничивается их сходство.
Силан получается при взаимодействии силицидов металлов (например, силицида магния) с кислотой или водой:
Mg2Si + 4HCl = SiH4↑ + 2MgCl2,
Mg2Si + 4Н2O = SiH4↑ + 2Mg(OH)2.
Газообразный силан при контакте с воздухом самовоспламеняется:
SiH4 + 2O2 = SiO2↓ + 2Н2O.
Селан H2Sex – это полиселенид водорода. Его молекула включает цепочку атомов селена:
Для получения H2Sex нагревают суспензию селена в концентрированном водном растворе Na2Se (селенида натрия):
Na2Se + (х—1)Se = Na2Sex
Из полученного раствора при обработке его охлажденной концентрированной хлороводородной кислотой HCl можно выделить жидкие селаны H2Se2, H2Se3, H2Se5.
3.42. МОЖЕТ ЛИ ЗОЛОТО БЫТЬ ЧЕРВОННЫМ?
Слово «червонный» родственно слову «червь», а червонный цвет – это красный, рубиновый, киноварный цвет, цвет бычьей крови. Кстати, краску киноварь на Руси называли «червонью» (см. 1.10; 1.13). А насекомое кошениль, из которого добывали темно-красную краску (пурпур), называли в России «червецом».
Червонное золото – это не то золото, из которого чеканят золотые монеты – «червонцы». Червонное золото – это сплав золота Au с медью Cu в отношении 9:1 по массе. Такой сплав красного цвета.
Во времена Платона (см. 4.2) в природе находили самородный сплав золота и меди – «медистое золото», ковкий и мягкий сплав, испускающий «огнистое блистание». Находят такие самородки и теперь (см. 10.12).
3.43. КАКОЕ ОТНОШЕНИЕ К ТЕРМИТАМ ИМЕЕТ ТЕРМИТНАЯ СМЕСЬ?
Слово «термит» происходит от греч. «терме» – жар, тепло, а слово «термиты» от латинск. «термитис» – отряд «общественных» насекомых.
Термитная смесь состоит из порошков алюминия Al и оксида железа Fe2O3. При ее поджигании протекает химическая реакция
2А1 + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3
с выделением большого количества теплоты, позволяющего достичь температуры порядка 2500° С. При такой температуре железо легко плавится. Поэтому термитную смесь используют для сварки железных изделий, например рельсов, и в зажигательных снарядах.
3.44. БЕЛАЯ И ЧЕРНАЯ…
«Белая» и «черная» магия – это колдовство с добрыми или, наоборот, злыми намерениями. В химии еще недавно использовали термины «белая магнезия» и «черная магнезия».
«Белая магнезия» – это карбонат магния MgCO3 и оксид магния MgO. Оксид магния – рыхлый белый порошок (его еще называют «жженой магнезией»). Важная область применения MgO – изготовление огнеупорных материалов. Кроме того, он в смеси с MgCO3 входит в состав порошка, которым пользуются спортсмены – гимнасты, тяжелоатлеты – для обработки ладоней' и ступней, чтобы уменьшить потоотделение. Белую магнезию используют и для медицинских целей.
«Черная магнезия» – диоксид марганца MnO2, самый устойчивый из оксидов марганца. В природе он встречается в виде минерала пиролюзита, а в лаборатории может быть получен из нитрата марганца Mn(NO3)2 термическим разложением:
Mn(NO3)2 = MnO2 + 2NO2↑.
Диоксид марганца используется в химических источниках тока (элементы Лекланше). Черный цвет этой магнезии не мешает ей «белить» и делать более прозрачным стекло: MnO2 вносят в расплав стекла как осветляющую добавку (см. 1.24).
3.45. ЕСТЬ ЛИ ЦЕМЕНТ В ЦЕМЕНТИТЕ?
Цементит – это карбид железа состава Fe3C, очень твердое вещество; он придает чугуну и стали высокую механическую прочность (см. 530; 6.31, 6.32).
А строительный цемент – это смесь силикатов и алюминатов состава Ca2SiO4, Ca3SiO5, Ca3Al2O6 и др., которая при смешивании с водой превращается в гидраты силикатов кальция и затвердевает в прочную массу. Цемент – составная часть бетонов и строительных «растворов», которые используют при кирпичной кладке стен.
3.46. УЧАСТВУЕТ ЛИ ЦЕМЕНТ В ЦЕМЕНТАЦИИ?
Под цементацией понимают различные процессы. В одном случае цементацией называют процесс насыщения углеродом и азотом Поверхностного слоя металла. Его ведут, нагревая металлическое изделие в присутствии угля (или газообразного монооксида углерода СО) и азотсодержащих веществ. В результате такой цементации поверхностный слой металла толщиной 0,2–2,0 мм приобретает твердость и прочность (см. 5.26; 5.30).
В цветной металлургии термин «цементация» применяют к процессам выделения (восстановления) металлов из растворов их солей цинком, например кадмия из водных растворов сульфата кадмия:
CdSO4 + Zn = Cd↓ + ZnSO4
или золота из раствора дицианоаурата натрия:
2Na[Au(CN)2] + Zn = 2Au↓ + Na2[Zn(CN)4]
(см. 6.3).
3.47. ВСЯКОЕ ЛИ МАСЛО ПРИГОДНО ДЛЯ СМАЗКИ?
Различные непищевые масла (машинное, веретенное и др.), как это следует из их названий, служат для смазывания различных трущихся частей машин и аппаратов. Такие масла состоят из смеси углеводородов. Не зря бытуют поговорки «не подмажешь – не поедешь», «поехал как по маслу»… А есть ли «масла», вовсе не пригодные для смазки?
Есть. Это прежде всего химически активные маслообразные жидкости, которые в старину называли «маслами» за их высокую вязкость. Например, «купоросное масло» – это концентрированная серная кислота H2SO4, которую получали перегонкой железного купороса (см. 1.49). «Мышьяковое масло» – хлорид мышьяка AsCl3 – бесцветная маслообразная жидкость, «сурьмяное масло» – хлорид сурьмы SbCl3 – бесцветное вещество консистенции коровьего масла (см. 8.12). А вот еще экзотическое «масло виннокаменное чрез осырение»: насыщенный раствор поташа K2CO3, полученного прокаливанием гидротартрата калия KHC4H4O6 («винного камня») (см. 3.30). Поташ в сыром воздухе расплывается, превращаясь в маслоподобную жидкость, – отсюда и название.
Ни одно из упомянутых «масел» не пригодно для смазки металлических трущихся поверхностей, так как они реагируют с металлами, разрушая их.
3.48. МОЖНО ЛИ ПОЛУЧИТЬ «БАРИТОВУЮ ВОДУ», РАСТВОРЯЯ БАРИТ В ВОДЕ?
Барит – это минерал состава BaSO4, химическое название которого сульфат бария (см. 4.18). Он практически нерастворим в воде. А «баритовая вода» – это концентрированный водный раствор гидроксида бария Ba(OH)2, содержащий около 1,5 г этого вещества в 100 г воды. Этот реактив применяют для качественного и количественного определения содержания диоксида углерода CO2 в газах в соответствии с реакцией
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + H2O.
Появление осадка карбоната бария BaCO3 свидетельствует о наличии в анализируемом газе диоксида углерода.
3.49. ПРАВДА ЛИ, ЧТО KETEH – СЫН КЕТОНА?
Если химик обладает поэтическим складом ума, то он вполне может считать кетен потомком, например, сыном, кетона. Так, простейший кетон – ацетон (CH3)2CO при 700° C разлагается на два газообразных вещества: метан CH4 и кетен H2C…—C…—O. Кетен – весьма реакционноспособное соединение, по токсичности приближающееся к фосгену (см. 9.28).
3.50. «ЗОЛОТАЯ» СОЛЬ
Существуют ли в природе «золотая», «платиновая» или «железная» кислоты и «золотые соли»?
«Золотой солью» называли одно время дигидрат тетрахлороаурата(III) натрия Na[AuCl4]∙2H2O. Наименование «золотая», «платиновая», «железная» кислоты имели когда-то соединения состава AuO(OH), H2[Pt(OH)6] и H2FeO4 соответственно. Современные названия этих веществ – метагидроксид золота, гексагидрооксоплатинат(IV) водорода и тетраоксоферрат(VI) водорода. Все три вещества в той или иной степени обладают кислотными свойствами.
3.51. МАНГАНИН И МАНГАНAT
Манганин – сплав на основе меди Cu, содержащий 12% марганца Mn и 2% никеля Ni. Манганин применяют в виде проволоки для изготовления эталонных электрических сопротивлений. Проволока обладает большим удельным электрическим сопротивлением, равным 0,43 Ом∙см. Для сравнения: проволока из серебра Ag имеет электрическое сопротивление всего 1,5∙10-6 Ом∙см при той же температуре.
Манганаты – соли не существующей в свободном состоянии кислоты тетраоксоманганата(VI) водорода H2MnO4. Они образуют кристаллы зеленого цвета, например K2MnO4.
3.52. БОРАЗОН – ИЛИ БОРАЗИН – ИЛИ БОРАЗОЛ?
Даже опытные химики не всегда могут дать правильный ответ на вопрос, являются ли боразин, боразон, нитрид бора и боразол одним и тем же веществом!
Боразин (тривиальное название «боразол») – вещество, имеющее, как и бензол, циклическую структуру:
Боразин – легкокипящая (как и бензол) бесцветная жидкость. В отличие от бензола боразин медленно разлагается водой на водород H2, аммиак NH3 и борную кислоту B(OH)3.
Боразон – полиморфная модификация нитрида бора (β-BN), уступающая по твердости только алмазу и имеющая черный цвет.
3.53. В ЧЕМ РАЗЛИЧИЕ МЕЖДУ ГИДРОКСИЛОМ И ГИДРОКСИДОМ?
Гидроксид – название соединения состава М(ОН)n, где M – катион металла со степенью окисления n, а ОН- – гидроксид-ион.
Гидроксил – химически активная нейтральная частица ŌН, является неорганическим радикалом, имеющим в атоме кислорода один неспаренный электрон (указан точкой). Гидроксил – важнейший радикал в химии атмосферы. Он образуется как продукт фотохимической реакции (см. 7.7):
O + Н2O = 2ŌН.
Гидроксил может вступать в реакции с самыми разными примесями в атмосфере, например с метаном CH4 или монооксидом углерода СО:
