Книга по химии для домашнего чтения

Степин Борис Дмитриевич

5.49. ЗАГАДКА ДИХЛОРИДА

Химик обнаружил в шкафу запечатанную банку без надписи с кристаллами зеленого цвета внутри. Сохранился лишь обрывок этикетки со словом «дихлорид». При контакте этих зеленых кристаллов с водой раствор оказался фиолетовым; потом из этой фиолетовой жидкости начали выделяться пузырьки газа, а спустя несколько секунд она стала зеленой. При смешивании раствора сульфата меди CuSO₄ с теми же зелеными кристаллами выделились крупинки металлической меди… Какой дихлорид был в банке?

Не так уж много дихлоридов имеет зеленый цвет. Это, во-первых,

тетрагидрат хлорида железа FeCl₂•4Н₂O, гексагидрат хлорида никеля NiCl₂•6Н₂O, безводные дихлориды меди CuCl₂, иридия IrCl₂ и платины PtCl₂ и безводный дихлорид ванадия VCl₂. Дихлориды иридия и платины в воде практически нерастворимы, дихлориды железа, меди и никеля дают зеленый (для железа — быстро желтеющий на воздухе) водный раствор, газы при этом не выделяются. Значит, дихлорид ванадия? Действительно, зеленые кристаллы VCl₂ образуют фиолетовый раствор, из которого выделяется водород, а окраска раствора становится зеленой:

2VCl₂ + 2Н₂O = 2VOCl + 2HCl + H₂^.

Очевидно, ванадий в степени окисления (+II) настолько сильный восстановитель, что выделяет водород даже из воды. Не удивительно, что он осаждает и медь Cu из раствора сульфата меди CuSO₄, превращаясь в хлорид оксопентаакваванадия(IV):

VCl₂ + CuSO₄ + 6Н₂O = Cu + [V(H₂O)₅O]Cl₂ + H₂SO₄,

окрашивающего раствор в синий цвет.

5.50. ЧТО ТАКОЕ КРАСНАЯ АЗОТНАЯ КИСЛОТА?

Термин «дымящая красная азотная кислота» использовался вплоть до сороковых годов нашего века (см. 1.48). Это раствор диоксида азота NO₂ в азотной кислоте HNO₃. Он может быть получен как насыщением концентрированной азотной кислоты диоксидом азота, так и путем взаимодействия компонентов смеси, содержащей 2 моль нитрата натрия NaNO₃ и 1 моль серной кислоты H₂SO₄ при нагревании. Сначала при 100-110oC, согласно уравнению

NaNO₃ + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HNO₃^,

из смеси выделяется и перегоняется чистая азотная кислота HNO₃. Если повысить температуру до 150–170°С, то в реакцию вступает образовавшийся в растворе гидросульфат натрия NaHSO₄:

NaHSO₄ + NaNO₃ = HNO₃^ + Na₂SO₄

и одновременно большая часть азотной кислоты начинает разлагаться с выделением диоксида азота и кислорода:

4HNO₃ = 2Н₂O^ + O₂^ + 4NO₂^.

Диоксид

азота, растворяясь в первых порциях отгоняемой азотной кислоты, и сообщает ей красно-оранжевый цвет. Никакого другого красителя здесь нет.

5.51. ДО ПОСИНЕНИЯ…

Каждая хозяйка и каждый школьник знают: крахмал, на который попал иод, синеет. Почему?

Крахмал состоит из длинных полимерных молекул, построенных из фрагментов глюкозы:

и закрученных по спирали так, что глюкозные шестиугольники образуют длинный цилиндрический канал. Молекулы иода I₂ «забираются» в этот канал, превращаются в нем в линейные анионы [I₅]-, отрывающие от фрагментов глюкозы электроны и выстраивающиеся длинной цепочкой:

…[ I₂—I^– —I₂] … [I₂— I^– —I₂]…

Так образуется соединение включения, называемое иногда «канальным» соединением, оно-то и имеет синюю окраску.

5.52. ЧЕМ ПРИМЕЧАТЕЛЬНЫ «БУРГУНДСКАЯ» И «БОРДОСКАЯ ЖИДКОСТИ»?

Оба препарата применяются садоводами и огородниками для борьбы с возбудителями грибковых болезней плодовых, овощных и декоративных культур. Обе жидкости готовят добавлением к водному раствору сульфата меди CuSO₄•5Н₂O (медного купороса, см. 1.47), либо порошка гидроксида кальция Ca(OH)₂ (гашеной извести, см. 323), либо карбоната натрия Na₂CO₃ (соды, см. 1.19–1.22):

CuSO₄ + Ca(OH)₂ = Cu(OH)₂V + CaSO₄V,

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O = (CuOH)₂CO₃V + 2Na₂SO₄ + CO₂^.

В первой реакции образуется суспензия гидроксида меди Cu(OH)₂ и сульфата кальция CaSO₄, называемая «бордоской жидкостью», во второй — суспензия основного карбоната меди (CuOH)₂CO3, получившая название «бургундской жидкости».

5.53. «ФИЛОСОФСКАЯ ШЕРСТЬ»

При горении парообразного цинка на воздухе появляется сине-зеленое пламя и образуются белые хлопья оксида цинка ZnO. В Средние века этот оксид называли «философской шерстью» из-за его волокнистого строения и способности участвовать во многих не всегда понятных реакциях.

Оксид цинка в виде белого порошка используется для приготовления цинковых белил. Однако, применяя эту краску, помните, что оксид цинка при нагревании желтеет, правда, при охлаждении желтизна медленно исчезает. Кстати, если в краску, наряду с оксидом цинка, добавить карбонат цинка ZnCO₃ (тоже белое вещество), то краска приобретет свойство антипирена, огнезащитного вещества: при сильном нагреве начнется ее разложение с выделением диоксида углерода CO₂: