Гази: ефірні створення [2]

1. 1. Веселящий газ
2. 2. Батарея Захарова
3. 3. «Зіпсований газ»
4. 4. Рудниковий газ
5. 5. Отруйний сюрприз
6. 6. Невідомий ворог
7. 7. «Вздувателі»
8. 8. Газ-перевертень
9. 9. Чужинець
10. 10. Народжений світлом
11. 11. Худий? Жирний?
12. 12. Розрахунок для водолаза
13. 13. А він небезпечний!
14. 14. Досліди Каблукова

(Продовження. Початок у №4 2017 )

1. Веселящий газ

Джеймс Вудхауз (1770-1809)
і Гемфрі Деві (1778-1829)

Американський хімік Джеймс Вудхауз в 1800 р вивчав взаємодію сірки з нагрітим розчином нітриту натрію NaNО2 в формамід HCONH2.

Раптово почалася бурхлива реакція з виділенням якогось газу зі слабким приємним запахом. Вудхаузу раптом стало весело, і він пустився в танок, співаючи пісні ...

На другий день, повернувшись в лабораторію, він виявив в колбі, де йшов досвід, кристали тіосульфату натрію Na2SО3S.

Майже в той самий час англійський хімік Гемфрі Деві проводив термічний розклад нітрату амонію NH4NО3. Як потім він згадував, помічник занадто близько нахилився до установки і кілька разів вдихнув газ з приємним запахом, що виходив з реторти. Раптом помічник вибухнув безпричинним сміхом, став судорожно рухатися, перекидаючи стільці, а потім звалився в кутку кімнати і тут же заснув.

Який газ отримали Вудхауз і Деві?

2. Батарея Захарова

Яків Захаров
(1765-1836)

У 1803 р селяни підмосковних сіл приходили подивитися на «установку» російського хіміка Якова Захарова, де він отримував якийсь газ.

«Установка» представляла собою піч, в яку були Вмазати п'ятнадцять чавунних труб, заповнених залізною тирсою. Через труби, розпечені до червоного, Захаров пропускав водяна пара з стояв тут же котла з киплячою водою.

Утворився в трубах газ проходив потім через судини з водою і водною суспензією гашеного вапна гідроксиду кальцію.

Який газ отримував Захаров, і навіщо потрібна була гашене вапно?

3. «Зіпсований газ»

Майже одночасно в 1772 р три хіміка - Карл Шеєле в Швеції, Генрі Кавендіш в Англії і Даніель Резерфорд в Шотландії - поставили один і той же досвід. Вони пропускали повітря через розпечене вугілля, а потім через водний розчин лугу - гідроксиду натрію.

Частину, що залишилася непоглощенние частина повітря вони зібрали в судини і відзначили, що в ньому гасли гарячі скіпки. Хіміки вважали, що розпечений вугілля «зіпсував» повітря, і назвали отриманий газ «задушливим повітрям», «отруйним повітрям» і навіть «насиченим флогистоном».

Який це був газ?

Так починалися роботи з хімії

4. Рудниковий газ

Майкл Фарадей (1791-1867)

У 1812 р на шахті поблизу Ньюкасла в Англії вибухом рудничного газу за кілька секунд було вбито більше ста шахтарів, а сотні залишилися каліками. Влада звернулася до відомого хіміку Гемфрі Деві.

Після численних дослідів, від яких у Деві і його помічника Майкла Фарадея особи і руки вкрилися подряпинами, було запропоновано захищати полум'я гірницьких ламп металевою сіткою.

Що таке рудничний газ і навіщо в лампах потрібна сітка?

5. Отруйний сюрприз

У 1830 р французький хімік Ежен Суберан спробував виділити миш'як з As2О3, діючи на нього цинком в середовищі соляної кислоти.

Під час досліду Суберан відчув неприємний часниковий запах, а коли він підпалив виходить з реторти газ, то замість майже безбарвного палаючого водню побачив блідо-синє полум'я невідомого походження. При цьому вихідний отвір реторти почорніло. Миш'як отримати так і не вдалося.

Через шість років англійський хімік-аналітик Джеймс Марш, використовуючи відкриття Суберана, запропонував метод виявлення миш'яку в різних об'єктах, який застосовується до цих пір.

Для цього досліджуваний зразок піддають дії водню (що утворюється при взаємодії цинку з соляною кислотою), а отримані газоподібні продукти пропускають через нагріту скляну трубку.

Сполуки миш'яку при підвищеній температурі розкладаються, і на холодних частинах трубки з'являється буро-чорне «дзеркало». Ця проба на миш'як носить назву «реакція Маршу».

Які процеси лежать в її основі?

6. Невідомий ворог

Хімічна лабораторія XVIII століття

Геологічна партія вела розвідку радіоактивних руд і мінералів і зупинилася на ночівлю в невеликій печері гористій місцевості в Алтайському краї.

Всі троє геологів і дозиметрист так втомилися, що лягли спати, не розводячи вогню. А вранці всіх почав мучити кашель. Озирнувшись, геологи виявили, що з щілини в стіні печери сочиться якийсь газ без кольору і запаху. Внесена в струмінь газу палаючий сірник згасла.

Дозиметрист жахнувся, коли виявив, що цей газ надзвичайно радіоактивний. Вся команда геологів негайно покинула печеру, захопивши з собою склянку з зразком газу.

Який це був газ?

7. «Вздувателі»

Дві півсфери - заготовки тенісних м'ячів з'єднують, попередньо поклавши всередину таблетки, зроблені з суміші нітриту натрію і хлориду амонію. А потім, склеївши півсфери, нагрівають їх.

Що створює в м'ячах підвищений тиск?

8. Газ-перевертень

На мідь подіяли кислотою і отримали безбарвний газ, який при контакті з повітрям став червоно-бурим. Коли його перетворили в рідину, вона виявилася безбарвної зі слабо-жовтим відтінком.

При внесенні в цю рідину невеликої кількості води вона стала синьою. Коли води додали більше, отримали безбарвну сильну кислоту; одночасно знову виділився безбарвний газ.

Який це газ?

9. Чужинець

Якийсь газ Е, взаємодіючи з фтором, дає ряд похідних: дифторид ЕF2, тетрафторид ЕF4 і гексафторид ЕF6. Гексафторид ЕF6 піддається гідролізу з утворенням ЕО3, який переходить в розчин у вигляді кислоти складу Н2ЕО4.

Виділений з розчину ЕО3 миттєво вибухає, перетворюючись в Е і кисень. Дія на К2ЕО4 озону, а потім концентрованої сірчаної кислоти дозволяє отримати похідні Е в ступені окислення + VIII, а саме К4ЕО6 і ЕО4.

Який газ і який хімічний елемент ховаються під літерою Е?

10. Народжений світлом

У 1811 р англійський хімік Гемфрі Деві провів наступний досвід. Він змішав в прозорому скляному посуді два газу і виставив посудину на яскраве сонячне світло на дві доби.

Після закінчення цього терміну жовто-зелене забарвлення зникла, суміш газів знебарвилася. Трохи відкривши посудину, Деві злегка помахав біля нього долонею і відчув задушливий запах прілого сіна та опалого листя.

Коли Деві влив в посудину водний розчин лугу і збовтати його, запах зник, а в рідини виявилися карбонат і хлорид натрію.

Які гази змішував Деві, і що з них вийшло під час досвіду?

11. Худий? Жирний?

Серед горючих газів виділяють болотний, рудничний, водяний, коксовий ...

А які гази носять назву «худий» і «жирний»?

12. Розрахунок для водолаза

Старовинний водолазний дзвін - це сталевий або мідний циліндр, закритий зверху і відкритий внизу. Всередині дзвони розташована лава для відпочинку водолазів. Вода не може проникнути в дзвін, так що цьому перешкоджає тиск знаходиться в ньому повітря.

Водолаз, що сидить в дзвоні з об'ємом повітря 8000 л (або 650 моль суміші азоту і кисню), вирішив опустити в ньому рівень води, щоб було тепліше ногам. Він розрахував, що для цього треба довести обсяг повітря в дзвоні до 10000 л.

Яка кількість (моль) суміші азоту і кисню треба ввести в дзвін, щоб довести обсяг сухої частини дзвони до заданого?

13. А він небезпечний!

У 1929 р німецький хімік Отто Руфф, діючи фтором на хлорид кобальту СоС12, отримав світло-коричневий порошок нового речовини.

Коли він став нагрівати його в струмені діоксиду вуглецю, щоб захистити продукт від дії кисню і вологи, виділився якийсь світло-жовтий газ. Руфф зібрав його в дві прозорі кварцові пробірки.

В одну він висипав стружку алюмінію, яка одразу ж спалахнула, і пробірка розлетілася на дрібні осколки. Іншу пробірку з невідомим газом Руфф закрив пробкою і залишив до завтра.

Вранці він побачив, що стінки пробірки стали матовими, а внесена в неї тліюча лучинка спалахнула.

Через 20 років німецький хімік В. Клем піддав дії фтором гранули марганцю і отримав речовину блакитного кольору. Щоб краще його розглянути, Клем підніс ампулу з отриманим речовиною до вікна, але зачепив рукою за якийсь предмет і впустив ампулу.

Вона розбилася, а речовина висипалася в чашку з гасом, що стояла на підвіконні. Пролунав сильний вибух.

Які речовини синтезували Руфф і Клем?

14. Досліди Каблукова

Іван Олексійович Каблуков (1857-1942)

Російський хімік Іван Каблуков славився своїми дивацтвами. Наприклад, він підписувався не інакше як «Каблук Іван». У 1882-1888 рр. він викладав на Вищих жіночих курсах у Москві, а з 1884 р - в Московському університеті.

Одного разу він показав студентам дивовижний досвід з чотирма газометр, наповненими ртуттю, де зберігалися чотири різних газу - два безбарвних, а інші два - червоно-бурого кольору.

Каблуків по черзі пропускав ці гази через трубки з розпеченої мідної стружкою і показував, що незалежно від складу вихідного газу відбуваються одні й ті ж продукти: оксид міді Сu2О і азот N2. Студенти губилися в здогадах - як таке стало можливим?

Допоможіть знайти пояснення дослідів Каблукова.

підглянути відповіді

Н.Г. Антонюк, кандидат хімічних наук, доцент, Національний університет «Києво-Могилянська академія»