(Продолжение. Начало в №4, 2017)

1. Веселящий газ

Американский химик Джеймс Вудхауз в 1800 г. изучал взаимодействие серы с нагретым раствором нитрита натрия NaNО₂ в формамиде HCONH₂.

Внезапно началась бурная реакция с выделением какого-то газа со слабым приятным запахом. Вудхаузу вдруг стало весело, и он пустился в пляс, распевая песни...

На другой день, вернувшись в лабораторию, он обнаружил в колбе, где шёл опыт, кристаллы тиосульфата натрия Na₂SО₃S.

Почти в то самое время английский химик Гемфри Дэви проводил термическое разложение нитрата аммония NH₄NО₃. Как потом он вспоминал, помощник слишком близко наклонился к установке и несколько раз вдохнул газ с приятным запахом, выходивший из реторты. Вдруг помощник разразился беспричинным смехом, стал судорожно двигаться, опрокидывая стулья, а потом свалился в углу комнаты и тут же уснул.

Какой газ получили Вудхауз и Дэви?

2. Батарея Захарова

В 1803 г. крестьяне подмосковных деревень приходили посмотреть на «установку» русского химика Якова Захарова, где он получал некий газ.

«Установка» представляла собой печь, в которую были вмазаны пятнадцать чугунных труб, заполненных железными опилками. Через трубы, раскаленные докрасна, Захаров пропускал водяной пар из стоявшего тут же котла с кипящей водой.

Образовавшийся в трубах газ проходил затем через сосуды с водой и водной суспензией гашеной извести гидроксида кальция.

Какой газ получал Захаров, и зачем нужна была гашеная известь?

3. «Испорченный газ»

Почти одновременно в 1772 г. три химика — Карл Шееле в Швеции, Генри Кавендиш в Англии и Даниель Резерфорд в Шотландии — поставили один и тот же опыт. Они пропускали воздух через раскаленный уголь, а потом через водный раствор щелочи — гидроксида натрия.

Оставшуюся непоглощенную часть воздуха они собрали в сосуды и отметили, что в нём гасли горящие лучины. Химики посчитали, что раскалённый уголь «испортил» воздух, и назвали полученный газ «удушливым воздухом», «ядовитым воздухом» и даже «насыщенным флогистоном».

Какой это был газ?

4. Рудничный газ

В 1812 г. на шахте близ Ньюкасла в Англии взрывом рудничного газа за несколько секунд было убито более ста шахтеров, а сотни остались калеками. Власти обратились к известному химику Гемфри Дэви.

После многочисленных опытов, от которых у Дэви и его помощника Майкла Фарадея лица и руки покрылись ссадинами, было предложено защищать пламя горняцких ламп металлической сеткой.

Что такое рудничный газ и зачем в лампах нужна сетка?

5. Ядовитый сюрприз

В 1830 г. французский химик Эжен Суберан попытался выделить мышьяк из As₂О₃, действуя на него цинком в среде соляной кислоты.

Во время опыта Суберан почувствовал неприятный чесночный запах, а когда он поджёг выходящий из реторты газ, то вместо почти бесцветного горящего водорода увидел бледно-синее пламя неизвестного происхождения. При этом выходное отверстие реторты почернело. Мышьяк получить так и не удалось.

Через шесть лет английский химик-аналитик Джеймс Марш, используя открытие Суберана, предложил метод обнаружения мышьяка в различных объектах, который применяется до сих пор.

Для этого исследуемый образец подвергают действию водорода (образующегося при взаимодействии цинка с соляной кислотой), а полученные газообразные продукты пропускают через нагретую стеклянную трубку.

Соединения мышьяка при повышенной температуре разлагаются, и на холодных частях трубки появляется буро-черное «зеркало». Эта проба на мышьяк носит название «реакция Марша».

Какие процессы лежат в её основе?

6. Невидимый враг

Геологическая партия вела разведку радиоактивных руд и минералов и остановилась на ночевку в небольшой пещере гористой местности в Алтайском крае.

Все трое геологов и дозиметрист так устали, что легли спать, не разводя огня. А утром всех начал мучить кашель. Осмотревшись, геологи обнаружили, что из щели в стене пещеры сочится какой-то газ без цвета и запаха. Внесенная в струю газа горящая спичка погасла.

Дозиметрист ужаснулся, когда обнаружил, что этот газ чрезвычайно радиоактивен. Вся команда геологов немедленно покинула пещеру, захватив с собой склянку с образцом газа.

Какой это был газ?

7. «Вздуватели»

Две полусферы — заготовки теннисных мячей соединяют, предварительно положив внутрь таблетки, сделанные из смеси нитрита натрия и хлорида аммония. А потом, склеив полусферы, нагревают их.

Что создает в мячах повышенное давление?

8. Газ-оборотень

На медь подействовали кислотой и получили бесцветный газ, который при контакте с воздухом стал красно-бурым. Когда его превратили в жидкость, она оказалась бесцветной со слабо-жёлтым оттенком.

При внесении в эту жидкость небольшого количества воды она стала синей. Когда воды добавили больше, получили бесцветную сильную кислоту; одновременно снова выделился бесцветный газ.

Какой это газ?

9. Чужак

Некий газ Э, взаимодействуя со фтором, даёт ряд производных: дифторид ЭF₂, тетрафторид ЭF₄ и гексафторид ЭF₆. Гексафторид ЭF₆ подвергается гидролизу с образованием ЭО₃, который переходит в раствор в виде кислоты состава Н₂ЭО₄.

Выделенный из раствора ЭО₃ мгновенно взрывается, превращаясь в Э и кислород. Действие на К₂ЭО₄ озона, а затем концентрированной серной кислоты позволяет получить производные Э в степени окисления +VIII, а именно К₄ЭО₆ и ЭО₄.

Какой газ и какой химический элемент скрываются под буквой Э?

10. Рожденный светом

В 1811 г. английский химик Гемфри Дэви провел следующий опыт. Он смешал в прозрачном стеклянном сосуде два газа и выставил сосуд на яркий солнечный свет на двое суток.

По истечении этого срока жёлто-зеленая окраска исчезла, смесь газов обесцветилась. Чуть приоткрыв сосуд, Дэви слегка помахал около него ладонью и ощутил удушливый запах прелого сена и опавшей листвы.

Когда Дэви влил в сосуд водный раствор щёлочи и взболтал его, запах исчез, а в жидкости обнаружились карбонат и хлорид натрия.

Какие газы смешивал Дэви, и что из них получилось во время опыта?

11. Тощий? Жирный?

Среди горючих газов выделяют болотный, рудничный, водяной, коксовый...

А какие газы носят название «тощий» и «жирный»?

12. Расчет для водолаза

Старинный водолазный колокол — это стальной или медный цилиндр, закрытый сверху и открытый внизу. Внутри колокола расположена скамейка для отдыха водолазов. Вода не может проникнуть в колокол, так как этому препятствует давление находящегося в нем воздуха.

Водолаз, сидящий в колоколе с объемом воздуха 8000 л (или 650 моль смеси азота и кислорода), решил опустить в нём уровень воды, чтобы было теплее ногам. Он рассчитал, что для этого надо довести объем воздуха в колоколе до 10000 л.

Какое количество (моль) смеси азота и кислорода надо ввести в колокол, чтобы довести объём сухой части колокола до заданного?

13. А он опасен!

В 1929 г. немецкий химик Отто Руфф, действуя фтором на хлорид кобальта СоС12, получил светло-коричневый порошок нового вещества.

Когда он стал нагревать его в струе диоксида углерода, чтобы защитить продукт от действия кислорода и влаги, выделился какой-то светло-жёлтый газ. Руфф собрал его в две прозрачные кварцевые пробирки.

В одну он высыпал стружку алюминия, которая тотчас же вспыхнула, и пробирка разлетелась на мелкие осколки. Другую пробирку с неизвестным газом Руфф закрыл пробкой и оставил до завтра.

Утром он увидел, что стенки пробирки стали матовыми, а внесенная в неё тлеющая лучинка вспыхнула.

Через 20 лет немецкий химик В. Клемм подверг действию фтором гранулы марганца и получил вещество голубого цвета. Чтобы лучше его рассмотреть, Клемм поднес ампулу с полученным веществом к окну, но задел рукой за какой-то предмет и уронил ампулу.

Она разбилась, а вещество высыпалось в чашку с керосином, стоявшую на подоконнике. Раздался сильный взрыв.

Какие вещества синтезировали Руфф и Клемм?

14. Опыты Каблукова

Российский химик Иван Каблуков славился своими чудачествами. Например, он подписывался не иначе как «Каблук Иван». В 1882–1888 гг. он преподавал на Высших женских курсах в Москве, а с 1884 г. — в Московском университете.

Однажды он показал студентам удивительный опыт с четырьмя газометрами, наполненными ртутью, где хранились четыре разных газа – два бесцветных, а другие два – красно-бурого цвета.

Каблуков поочередно пропускал эти газы через трубки с раскаленной медной стружкой и показывал, что вне зависимости от состава исходного газа получаются одни и те же продукты: оксид меди Сu₂О и азот N₂. Студенты терялись в догадках – как такое стало возможно?

Помогите найти объяснение опытам Каблукова.

 

Подсмотреть ответы

 

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