Книга по химии для домашнего чтения - Борис Степин

Так была обнаружена естественная радиоактивность соединений урана, а затем и тория Th. Наблюдения Беккереля послужили для Пьера и Мари Кюри (см. 2.26) основанием для поиска в минералах урана новых, более радиоактивных химических элементов. Найденные ими полоний и радий (см. 157) оказались продуктами радиоактивного распада атомов урана.

9.26. ЛАКМУС

Как-то английский химик Бойль (см. 2.4) приготовил водный настой лакмусового лишайника. Склянка, в которой он хранил настой, понадобилась для хлороводородной кислоты НСl. Вылив настой, Бойль залил в склянку кислоту и с удивлением обнаружил, что кислота стала красной. Тогда он добавил несколько капель настоя к водному раствору гидроксида натрия NaOH и увидел, что раствор стал синим. Так был открыт первый кислотно-основный индикатор, названный лакмусом. Впоследствии Бойль, а затем и другие исследователи стали пользоваться бумажками, пропитанными настоем лакмусового лишайника и потом высушенными. Лакмусовые бумажки становились синими в щелочном и красными — в кислом растворе.

9.27. ОТКРЫТИЕ БАРТЛЕТА

Канадский студент Нил Бартлет (р. 1932) решил очистить гексафторид платины PtF6 от примеси бромидов, пропуская над ним газообразный фтор F2. Он считал, что выделяющийся бром Br2 должен превратиться в присутствии фтора в светло-желтый трифторид брома BrF3, который при охлаждении стал бы жидкостью:

NaBr + 2F2 = NaF + BrF3↑.

Вместо этого Бартлет увидел выделение большого количества красного пара, превращающегося в красные кристаллы на холодных частях прибора. Ответ на это необычное явление Бартлету удалось найти только через два года. Гексафторид платины долго хранился на воздухе, и. будучи очень сильным окислителем, постепенно взаимодействовал с кислородом воздуха, образуя кристаллы оранжевого цвета — гексафтороплатината диоксигенила:

O2 + PtF6 = O2[PtF6].

Катион носит название катиона диоксигенила. При нагревании в токе фтора это вещество возгонялось в виде красного пара. Анализ этого случайного явления привел Бартлета к выводу о возможности синтеза соединений благородных (инертных) газов. В 1961 г. Бартлет — уже профессор химии, — смешивая PtF6 с ксеноном Xe, получил первое соединение благородных газов — гексафтороплатинат ксенона Xe[PtF6].

9.28. ФОСГЕН

В 1811 г. английский химик Дэви (см. 2.44), забыв, что в сосуде уже находится монооксид углерода CO — газ без цвета и запаха, — впустил в этот сосуд хлор Cl2, который он хотел сохранить для опытов, намеченных на следующий день. Закрытый сосуд остался стоять на лабораторном столе около окна. День был яркий и солнечный. На следующий день утром Дэви увидел, что хлор в сосуде потерял свою желтовато-зеленоватую окраску. Приоткрыв кран сосуда, он почувствовал своеобразный запах, напоминающий запах яблок, сена или разлагающейся листвы. Дэви исследовал содержимое сосуда и установил присутствие нового газообразного вещества CCl2O, которому дал название «фосген», что в переводе с греческого означает «рожденный светом». Современное название CCl2O — оксиддихлорид углерода. В сосуде, оказавшемся на свету, протекала реакция

CO + Cl2 =hν= CCl2O.

Так было открыто сильное отравляющее вещество общетоксического действия, широко использованное в первую мировую войну.

Способность в самых ничтожных концентрациях постепенно поражать организм сделала фосген опасным ядом при любом его содержании в воздухе.

В 1878 г. обнаружили, что фосген образуется из смеси CO и Cl2 в темноте, если в этой смеси присутствует катализатор — активированный уголь.

При действии воды фосген постепенно разрушается с образованием угольной H2CO3 и хлороводородной HCl кислот:

CCl2O + 2Н2O = H2CO3 + 2НСl.

Водные растворы гидроксидов калия KOH и натрия NaOH разрушают фосген моментально:

CCl2O + 4КОН = K2CO3 + 2КСl + 2Н2O.

В настоящее время фосген применяют в многочисленных органических синтезах.

9.29. СУРИК

Это событие произошло более 3000 лет тому назад. Прославленный греческий художник Никий ожидал прибытия заказанных им белил с острова Родос в Средиземном море. Корабль с красками прибыл в афинский порт Пирей, но там неожиданно вспыхнул пожар. Пламя охватило и корабль Никия. Когда пожар погасили, расстроенный Никий подошел к останкам корабля, среди которых увидел обгоревшие бочки. Вместо белил он обнаружил под слоем угля и золы какое-то ярко-красное вещество. Пробы Никия показали, что это вещество — превосходная красная краска. Так пожар в порту Пирей подсказал путь изготовления новой краски, названной впоследствии суриком. Для ее получения стали прокаливать белила или основный карбонат свинца на воздухе:

2[Pb(ОН)2∙2PbСO3] + O2 = 2(Pb2IIPbIV)O4 + 4СO2↑ + 2H2O↑.

Сурик — это тетраоксид свинца(IV)-дисвинца(II) (см. 1.11; 1.14).

9.30. ОГНИВО ДЁБЕРЕЙНЕРА

Явление каталитического действия платины было открыто случайно. Немецкий химик Дёберейнер (см. 4.9) занимался химией платины. Он получил губчатую, очень пористую платину («платиновую чернь»), прокаливая гексахлороплатинат аммония (NH4)2IPtCl6]:

(NH4)2[PtCl6] = Pt + 2NH3↑ + 2Сl2↑ + 2НСl↑.

В 1823 г. во время одного из опытов кусочек губчатой платины Pt оказался около прибора для получения водорода H2. Струя водорода, смешавшись с воздухом, попала на платину, водород вспыхнул и загорелся. Дёберейнер сразу оценил значение своего открытия. Спичек в то время не было. Он сконструировал прибор для зажигания водорода, получивший название «огниво Дёберейнера», или «зажигательной машинки». Этот прибор вскоре стали продавать по всей Германии.

Платину Дёберейнер получал из России с Урала. В этом ему помог его друг И.-В. Гёте, министр Веймарского герцогства во время правления Карла-Августа. Сын герцога был женат на Марии Павловне, сестре двух русских царей — Александра I и Николая I. Именно Мария Павловна была посредницей в получении Дёберейнером платины из России (см. 10.14).

9.31. ГЛИЦЕРИН И АКРОЛЕИН

В 1779 г. шведский химик Шееле (см. 2.7) открыл глицерин НОСН2СH(ОН)CН2ОН. Для исследования его свойств он решил освободить вещество от примеси воды. Добавив к глицерину водоотнимающее вещество, Шееле стал перегонять глицерин. Поручив эту работу своему помощнику, он вышел из лаборатории. Когда Шееле вернулся, помощник лежал около лабораторного стола без сознания, а в комнате стоял резкий острый запах. Шееле почувствовал, как его глаза из-за обилия слез перестают что-либо различать. Он быстро вытащил помощника на свежий воздух и проветрил помещение. Только через несколько часов к помощнику Шееле с трудом вернулось сознание. Так было установлено образование нового вещества — акролеина, что в переводе с греческого означает «острое масло».

Реакция образования акролеина связана с отрывом двух молекул воды от глицерина:

C3H8O3 = CH2(CH)CHO + 2Н2O.

Акролеин имеет состав CH2(CH)CHO и является альдегидом акриловой кислоты. Он представляет собой бесцветную легко кипящую жидкость, пар которой сильно раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, обладает токсическим действием. От образования ничтожных количеств акролеина зависит общеизвестный запах подгоревших жиров и масел, затухающей сальной свечи. В настоящее время акролеин широко используют при получении полимерных материалов и в синтезе различных органических соединений,

9.32. УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ

Английский химик Пристли (см. 2.11) обнаружил, что в «испорченном воздухе» (так он называл диоксид углерода CO2) животные погибают. А растения? Он поставил под стеклянный колпак маленький горшок с цветами и рядом поместил зажженную свечу, чтобы «испортить» воздух. Вскоре свеча потухла из-за практически полного превращения кислорода, находящегося под колпаком, в диоксид углерода:

C + O2 = CO2.

Пристли перенес колпак с цветком и потухшей свечой к окну и оставил его до следующего дня. Утром он с удивлением заметил, что цветок не только не завял, но рядом на ветке раскрылся еще один бутон. Волнуясь, Пристли зажег еще одну свечу и быстро внес ее под колпак и поставил рядом с первой свечой. Свеча продолжала гореть. Куда же исчез «испорченный воздух»?

Так впервые была открыта способность растений поглощать диоксид углерода и выделять кислород. Во времена Пристли не знали еще состава воздуха, не знали и состава диоксида углерода (см. 3.15).