Интересные факты для любителей химии.
занимательные факты по химии (8, 9 класс)

СОДЕРЖАНИЕ

ИНТЕРЕСНОЕ     О    ВОДЕ

Пристли  вполне определенно заявил, что «вода не есть вовсе простое тело... но она может быть разложена и вновь соединена». Уатт узнал об этом объяснении Лавуазье и усмотрел в нем то, о чем он говорил ранее сам. С чувством горькой обиды он написал одному из своих друзей: «Лавуазье знал о моей теории, но не упомянул ни в малейшей степени обо мне... Богатым людям дозволено совершать низкие дела...». Уатт действительно первым высказал мысль о том, что вода — сложное вещество. Приоритет Уатта не хотели признавать ни Кавендиш, ни Лавуазье.

 ПРОДУКТ ОАЗИСА АММОНА

Аммиак NH3 бесцветный горючий газ с резким запахом — был известен еще в Древнем Египте за 1500—1000 лет до н. э.

Египетские жрецы добывали его из «нашатыря» (хлорида аммония NH4C1). Для его получения сажа, осаждающаяся в дымоходах печей, отапливаемых верблюжьим навозом, подвергалась возгонке в ретортах. Образующиеся бесцветные кристаллы арабы называли «нушадир». Нашатырь был также природным продуктом разложения мочи и испражнений верблюдов и других животных в оазисе Аммона, через который проходили многочисленные караваны. По имени этого оазиса и стали позднее называть такие вещества, как аммиак и соли аммония. Выделяли аммиак, нагревая хлорид аммония NH4C1 с гидроксидом кальция Са(ОН)2:

2NH4C1 + Са(ОН)2 = 2NH3  + СаС12 + 2Н2О.

По другим сведениям, аммиак получил свое название от древнеегипетского слова «аммониан». Так называли поклоняющихся богу Аммону. Во время своих ритуальных обрядов они нюхали нашатырь, который имеет запах аммиака.

Позднее аммиак стали получать в виде водного раствора («аммиачного сусла») при сухой перегонке без доступа воздуха природного азотсодержащего сырья (кожевенные отбросы, кости, кровь с боен и др.). Из одной тонны такого сырья удавалось выделить около 600 кг аммиачной воды, содержащей до 12% аммиака. Эту «воду» продавали как «нашатырный спирт». Промышленное его производство в России было организовано в XIX в. на заводе Лихачева (см. 1.22).

В XVII —XVIII вв. нашатырь ввозили в Россию из других стран. Только в 1710 г. был построен первый нашатырный завод боярского сына Нечаевского в Енисейской губернии, который стал выпускать около 5 т хлорида аммония в год. Нашатырь на этом заводе получали нейтрализацией водного раствора аммиака хлороводородной кислотой НС1:

NH3+HCl=NH,C1.

«ТУРЕЦКИЙ КУПОРОС»

В одной из московских торговых книг 1725 г. было записано о покупке «турецкого купороса» по цене один фунт за гривну.

«Турецким», «турским», «синим» или «медным» купоросом называли пентагидрат сульфата меди CuSO4-5H2O. До 1725 г. его ввозили в Россию из-за границы. А в 1725 г. его производство было организовано на медеплавильных заводах Урала. Сульфат меди получали прокаливанием на воздухе смеси кусков меди Си и серы S:

Cu + S + 2O2=CuSO4.

Белый продукт реакции CuSO4 обрабатывали водой, а полученный голубой раствор упаривали в котлах,  и затем охлаждали в деревянных корытах для кристаллизации CuSO4-5H2O. Продукт выделялся в виде крупных темно-синих кристаллов.

Медный купорос уже в 1679 г. применяли в медицине для составления мазей. Как считали в те времена, он «нечисть скорее объедает». Позднее медный купорос стали использовать для протравы семян и в борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.

Алхимики, не зная состава сульфата меди, считали, что его
водный раствор может превращать железо в медь. Если полоску
железа опустить в раствор CuSO4, то почти немедленно медь
отлагается на поверхности железа в результате реакции:

 CuSO4 + Fe = Cu   + FeSO4

Железо не превращается  в медь, а вытесняет медь из ее сульфата.

Современная технология производства сульфата меди состоит из стадий получения медных гранул (пустотелых шариков), окисления их паровоздушной смесью в специальных керамических башнях, орошаемых разбавленной серной кислотой, и кристаллизации CuSO4-5H2O из полученных растворов:

2Си + О2=2CuO;

CuO + H2SO4 = CuSO4 + Н2О.

ШАРАДЫ В РУКОПИСИ ЛОМОНОСОВА

Как расшифровать текст в рукописи Ломоносова «Первые основания горной науки»: «Квасцы... очень кислы, еще и через перегонку дают весьма кислый спирт... с купоросной кислотой одной натуры и те же свойства имеет»?

Термин «квасцы» употребляют в России с XV в., он происходит от корня «квас» (отсюда «квашение», «квасить»). «Кислота» по-украински и по-польски называется и теперь «квас» (например, серная кислота по-украински — «сернячий квас»).

Во времена Ломоносова квасцами называли сульфат алюминия-калия KAl(SO4)22H2O. Квасцы при растворении в воде ведут себя как смесь сульфата калия K2SO4 и сульфата алюминия A12(SO4) ; последний подвергается обратимому гидролизу:

Образующаяся в небольшом количестве серная кислота и придает квасцам кислый вкус. При нагревании квасцов в реторте реакция гидролиза становится необратимой, так как происходит отгонка серной кислоты:

2KA1(SO4)2 • 12Н2О = K2SO4 +А12О3 + 3H2SO4 + 9Н2О.

Серную кислоту в то время называли «кислым спиртом» или «купоросной кислотой» .

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.

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 СаО, получаемый при обжиге известняка или мела — карбоната кальция СаСО3:

CaCO3 = CaO +CO2.

«Гашеная известь» — гидроксид кальция Са(ОН)2, образующийся при обработке оксида кальция СаО водой («гашение»):

СаО + Н2О = Са(ОН)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 С12:

Са(ОН)2 + С12=СаС1(С1О) + Н2О.

Современное название этого продукта — хлорид-оксохлорат (1) кальция .

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 А1 и оксида железа Fe2O3. При ее поджигании протекает химическая реакция

2A]+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.

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 МпО2, 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: МпО2 вносят в расплав стекла как осветляющую добавку.

 ЕСТЬ ЛИ ЦЕМЕНТ В ЦЕМЕНТИТЕ!

Цементит — это карбид железа состава Fe3C, очень твердое вещество; он придает чугуну и стали высокую механическую прочность.

А строительный цемент — это смесь силикатов и алюминатов состава Ca2SiO4, Ca3SiO5, Са3А12О6 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.

«АНТИМОНИУМ» — ПРОТИВОМОНАШЕСКИЙ МЕТАЛЛ

Речь идет о серебристо-белом металле, легко истирающемся в порошок и называемом сурьмой Sb. Черный сульфид сурьмы Sb2S3, или «сурьмяный блеск», был известен в глубокой древности. Археологи установили, что уже в Вавилоне за 3000 лет до н. э. из сурьмы делали сосуды. В 1604 г. монах-алхимик Василий Валентин первый описал в своей книге «Триумфальная колесница антимония» получение сурьмы из ее соединений. Он вначале обжигал сульфид сурьмы и собирал летучий триоксид:

2Sb2S3 + 9О2 = 2Sb2O3 Т + 6SO2  ,

затем триоксид дисурьмы Sb2O3 смешивал с древесным углем и прокаливал:

2Sb2O3 + ЗС = 4Sb   +.3CO2    .

Василий Валентин применял соединения сурьмы «для очистки человеческого организма от вредоносных начал». Действие своих «лекарств» он испытывал на монахах бенедиктинского ордена, и некоторые монахи, приняв снадобье Валентина, умирали в муках. Отсюда пошло и другое название сурьмы — «антимониум», что означало «противомонашеский». В частности, в качестве рвотного средства Валентин применял вино, выдержанное некоторое время в чашах из сурьмы. Из сурьмы он готовил «вечные пилюли», которые после прохождения пищевого тракта монахов снова использовались для «врачевания».

Считают, что под псевдонимом «Василий Валентин» скрываются разные лица. В списках монахов ордена бенедиктинцев брат Василий Валентин никогда не числился.

СУРЬМА И КОСМЕТИКА.

Русское название элемента № 51 сурьма (символ Sb) берет свое начало от турецкого слова «сюрме», что переводится как «натирание», «чернение бровей». Вплоть до XIX в. в России бытовало выражение «насурьмить брови», хотя «сурьмили» их далеко не всегда соединениями сурьмы. Только одно из соединений сурьмы — черный сульфид сурьмы Sb2S3 — применялось как краска для бровей и ресниц. Интересно, что в средневековых книгах сурьму обозначали фигурой волка с открытой пастью. Вероятно, такой «хищный» символ дали элементу за то, что сурьма при плавлении растворяет («пожирает») многие металлы, образуя с ними сплавы .

«СВЕТОНОСЕЦ»

«Его огромная пасть... светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. Фосфор — сказал я».

(А. Конан-Дойл. «Собака Баскервилей»)

В 1669 г. солдат-алхимик Хённиг Бранд (1630—1710) в поисках «философского камня»  занялся упариванием человеческой мочи. Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм и упаривал ее до тех пор, пока не получил небольшое количество тяжелой и красной жидкости. Эту жидкость Бранд нагревал до полного превращения ее в твердый остаток. Затем он смешал остаток с углем и стал прокаливать. Вскоре Бранд заметил появление в сосуде белой пыли, которая ярко светилась в темноте. Так впервые было получено новое простое вещество — белый фосфор Р4.

Название «фосфор» в переводе с греческого означает «светоносец». Моча содержит ортофосфат натрия Na3PO4, карбамид (NH2)2CO и мочевую кислоту H4N4C5O3. Последние два вещества при прокаливании разлагаются на углерод, его диоксид и воду, аммиак NH3 и азот. Углерод восстанавливает ортофосфат натрия до парообразного фосфора Р2:

4Na3PO4  = 2P2    +6 Na2O + 10CO

При конденсации пара фосфора образуется белый фосфор, медленное окисление которого на воздухе вызывает зеленоватое свечение, связанное с выделением световой энергии .

До 1737 г. получение белого фосфора оставалось секретом алхимиков, которые считали, что ими открыт «философский камень». Они пытались при помощи фосфора превращать металлы/

ОБИДА РЭЛЕЯ

«Я хочу вернуться обратно от химии к физике. Человек второго сорта, по-видимому, лучше знает свое место». С чем связаны эти горькие слова лорда Рэлея, одного из первооткрывателей аргона?

Рэлей и Рамзай после открытия ими нового химического элемента аргона Аг  подверглись необоснованной критике со стороны ряда химиков, которые не могли поверить, что аргон действительно новый химический элемент, одноатомный газ с относительной атомyой массой, равной 40, большей, чем атомная масса следующего за ним элемента калия К. Между элементом хлором С1 и калием К для аргона не было места в Периодической системе. Даже Менделеев сказал, что относительную атомную массу аргона нельзя совместить с периодической классификацией, что, видимо, аргон — аллотропная форма азота, устойчивый трехатомный азот N3. Французский химик Бертло  сообщил, что присланные ему Рамзаем образцы аргона взаимодействуют с парами бензола. Рамзай пытался повторить опыты Бертло, но безуспешно. Рэлей, естественно, не мог согласиться с утверждением Менделеева и сообщением Бертло. Отсюда и появилось приведенное выше его высказывание.

ГАЛОГЕНЫ, СОЛЕРОДЫ ИЛИ ГАЛОИДЫ!

В 1811 г. редактор одного немецкого химического журнала И,-К. Швейгер (1779—1857) предложил элемент хлор называть галогеном, произведя это слово от греческих слов «соль» и «рождаю», так как было известно соединение хлора с натрием — поваренная соль NaCl. Для соединений же хлора с неметаллами Швейгер предложил общее название галоиды, что в переводе с греческого означало «похожий на соль».

С легкой руки Швейгера фтор F, бром Вг и иод I также стали называть в Европе галогенами, и это название превратилось в групповое. В России академик Герман Иванович Гесс (1812—1850), один из основоположников термохимии, ввел в 1831 г. в употребление вместо слова «галогены» его русский перевод — «солероды». Групповое название элементов от фтора до иода «солероды» сохранилось в России до 1870 г. Но параллельно со словом «солероды» стали применять по непонятным причинам как синоним этого слова совершенно бессмысленное слово «галоиды», забыв, что в переводе это слово означает «похожий на соль». Разве хлор или бром похожи на соль? Тем не менее это «мусорное» слово употребляют до сил пор.

Номенклатурная комиссия ИЮПАК с 1957 г. закрепила за элементами VIIA группы Периодической системы только одно групповое название — галогены.

 «НЕЧИСТЫЙ ГАС»

Впервые азот получили почти одновременно два химика: швед Шееле  и англичанин Кавендиш  в 1772 г., пропуская воздух через раскаленный уголь, а затем через водный раствор гидроксида натрия  NaOH

 C +O2             СО2         NaOH +  СО2  =  NaHCO3 

Уголь связывал кислород воздуха в диоксид углерода СО2, который поглощался раствором гидроксида натрия с образованием гидрокарбоната натрия NaHCO3. В оставшемся газе гасла горящая лучина, это был азот, не принимавший участия в приведенных выше реакциях.

Оба химика своевременно не опубликовали результаты своих исследований. В том же 1772 г. шотландский химик, ботаник и врач Даниэль Розерфорд (1749—1819) написал в своей диссертации «О так называемом фиксируемом и мофитическом воздухе» о получении и некоторых свойствах азота. Слово «мофитический» означало «испорченный». Резерфорду и была приписана честь открытия азота .

В России ни один элемент не имел в XVIII—XIX вв. столь многочисленных названий, как азот: нечистый гас, удушливый гас, септон, мофитический воздух, огорюченный воздух, селитро-род, гнилотвор, смертельный гас, нитроген, испорченный воздух и др. В это же время применяли и название азот, которое и закрепилось постепенно в химической литературе.

НЕУГАСИМОЕ ПЛАМЯ

Есть целый ряд веществ, которые нельзя потушить струей СО2 (углекислым газом). В первую очередь это смеси, содержащие твердый окислитель: для их горения не требуется кислород воздуха. Например, черный порох (смесь нитрата калия KNO3 с серой и углем) горит за счет твердого окислителя — нитрата калия :

2KNO3 + S = SO2    + 2KNO2;           2KNO3 + C=CO2     + 2KNO2.

Если загорелся металлический магний (калий, цезий, алюминий, лантан и т. п.), потушить пламя диоксидом углерода не удастся уже по другой причине — это вещество поддерживает горение перечисленных металлов:

2Mg+CO2=2MgO + C.

Итак, если ваша работа может быть связана с активными металлами, припасайте для их тушения песок и асбестовое одеяло.

А если вы имеете дело с неметаллами? Некоторые из них тоже «неравнодушны» к диоксиду углерода. Так, водород с СО2 реагирует уже при 200° С, если присутствует катализатор процесса — оксид меди СиО:

СО2 + 4Н2= СН4     + 2Н2О.

При нагревании с диоксидом углерода окисляются также бор В, кремний Si, фосфор Р и углерод С:

5СО2 + Р4  =Р4О10 + 5С, СО2 + С = 2СО  , и т. п.

Правда, эти реакции не переходят в горение с образованием пламени, но все же идут.

ПОЖАР ПОД ВОДОЙ

Под водой горит белый фосфор Р4 . Если несколько его кусочков поместить в холодную воду, а затем нагреть смесь, чтобы фосфор расплавился, можно, пропуская в воду струю кислорода О2, этот фосфор поджечь; он вспыхивает и горит, постепенно окрашиваясь в красно-фиолетовый цвет. Под водой протекают следующие реакции:

Р4 + 5О2=Р4О10,   Р4О10 + 6Н2О= 4Н3РО4,   Р4 = 4Р,

Первая реакция отвечает горению фосфора, вторая — образованию ортофосфорной кислоты Н3РО4, а третья — превращению белого фосфора в красный.

«ЛЮБОВЬ» МОНООКСИДА АЗОТА К КИСЛОРОДУ.

На воздухе, в обычных условиях, N0 легко присоединяет кислород:

2NO + O2=2NO2.

Но при температуре выше 500° С монооксид азота разлагается на азот и кислород с выделением энергии в форме теплоты. Поэтому при 900° С зажженный фосфор продолжает гореть в монооксиде азота, отнимая кислород и превращаясь в оксид фосфора с выделением азота:

4P+10NO = P4O10 + 5N2      .

 ЗЕЛЕНЫЙ ОГОНЬ

Удивительный зеленый цвет пламени костра озадачил путешественников, остановившихся на ночлег. Как вы считаете, чем могла быть вызвана необычная окраска пламени?

Зеленая окраска пламени может быть обусловлена наличием примесей в топливе или материале очага. Зеленый цвет пламени сообщают соединения меди Си, бария Ва и бора В.

Производные бора так и обнаруживают в испытуемом материале в химической лаборатории: для

получения летучего борно     - этилового эфира сначала добавляют к образцу этанол С2Н5ОН и серную кислоту H2SO4:

B(OH)3 + 3C2H5OH = B(C2H5O)3    +ЗН2О,

а потом поджигают смесь, которая горит красивым зеленым пламенем:

2В(С2Н5О)3 + 18О2=B2O3 + 12CO2 + 15H2O. Возможно, под костром путешественников оказались борсо-держащие минералы.

САТАНИНСКИЕ ОГНИ

Двое мальчишек забрались ночью на старое кладбище посмотреть на привидение, о котором давно говорили в их деревне. Когда их глаза привыкли к темноте, то они увидели, как вспыхнул и погас огонек на одной могиле, затем он появился на другой, потом на третьей. Мальчики застыли в ужасе.

Появление блуждающих огней на старых кладбищах и болотах вызвано воспламенением на воздухе выделяющихся гидридов фосфора: дифосфана Р2Н4 и фосфина РН3 . Эти газы образуются при разложении органических соединений, содержащих фосфор. На воздухе дифосфан самовоспламеняется и зажигает фосфин:

2Р2Н4 + 7О2=Р4О10+4Н2О;      4РН3 + 8О2 = Р4О10 + 6Н2О.

Продуктом их сгорания является декаоксид тетрафосфора Р4О10, ;   который при взаимодействии с влагой воздуха образует мельчайшие  капельки тетраметафосфорной кислоты, дающие неясные, размывающиеся белые контуры «приведения»:

Р4О10 + 2Н2О = (НРО3)4.