Книга по химии для домашнего чтения - Степин Борис Дмитриевич (читать книги онлайн бесплатно полностью без .txt) 📗

CO₂ + 4H₂ =^(кат.)= CH₄↑ + 2H₂O.

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

5СO₂ + P₄ =P₄O₁₀ + 5С,

СO₂ + С = 2СO↑, и т. п.

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

6.13. ПОЖАР ПОД ВОДОЙ

Под водой горит белый фосфор P₄ (см. 4.26). Если несколько его кусочков поместить в холодную воду, а затем нагреть смесь, чтобы фосфор расплавился, можно, пропуская в воду струю кислорода O₂, этот фосфор поджечь; он вспыхивает и горит, постепенно окрашиваясь в красно-фиолетовый цвет. Под водой протекают следующие реакции:

P₄ + SO₂ = P₄O₁₀, Р₄О₁₀ + 6Н₂О = 4Н₃РO₄, xР₄ ↔ 4Р_x.

Первая реакция отвечает горению фосфора, вторая — образованию ортофосфорной кислоты H₃PO₄, а третья — превращению белого фосфора в красный (см. 5.72).

6.14. «ЛЮБОВЬ» МОНООКСИДА АЗОТА К КИСЛОРОДУ

На воздухе, в обычных условиях, NO легко присоединяет кислород:

2NO + O₂ = 2NO₂.

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

4Р + 10NO = P₄O₁₀ + 5N₂↑.

6.15. 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 Cu, бария Ba 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 C₂H₅OH и серную кислоту H₂SO₄:

B(OH)₃ + ЗС₂Н₅ОН = B(C₂H₅O)₃↑ + 3H₂O,

а потом поджигают смесь, которая горит красивым зеленым пламенем:

2В(С₂Н₅O)₃ + 18O₂ = B₂O₃↑ + 12СO₂↑ + 15Н₂O↑.

Возможно, под костром путешественников оказались борсодержащие минералы.

6.16. МОЖЕТ ЛИ ГОРЕТЬ САХАР?

Сахар, или сахароза, C₁₂H₂₂O₁₁ (см. 1.61) в обычных условиях не горит. Если поднести к куску сахара зажженную спичку, то сахар будет плавиться, но не загорится. Но если на кусок сахара насыпать совсем немного пепла от сигареты или папиросы и снова поднести огонь, то сахар загорится синевато-желтым пламенем с небольшим потрескиванием:

C₁₂H₂₂O₁₁ + 12O₂ = 12СO₂↑ + 11H₂O↑.

Суть происходящего изменения в поведении сахарозы состоит в том, что зола табака, содержащая соли щелочных металлов, в основном карбонаты, катализирует процесс горения этого вещества. Считают, что главная роль здесь принадлежит катализатору карбонату лития.

6.17. «ФАРАОНОВЫ ЗМЕИ»

Получение «фараоновых змей» — это очень эффектный опыт. Тиоцианат ртути Hg(NCS)₂ при поджигании дает желто-серый объемистый продукт горения, который принимает порой самую причудливую форму, подобную змее. Тиоцианат ртути разлагается на сульфид ртути HgS, нитрид углерода C₃N₄ и дисульфид углерода CS₂:

2Hg(NCS)₂ = 2HgS + C₃N₄ + CS₂.

Дисульфид углерода сгорает, образуя диоксид серы SO₂ и диоксид углерода CO₂:

CS₂ + 3O₂ = CO₂↑ + 2SO₂↑.

Кстати, подобный эффект можно получить, и не используя ядовитых солей ртути. Для этого надо смешать и растереть в ступке дихромат калия K₂Cr₂O₇, нитрат натрия NaNO₃ и сахар C₁₂H₂₂O₁₁. Затем смесь следует увлажнить и смешать с коллодием. Если теперь поджечь смесь с одной стороны, то вспыхивает едва заметный огонек и начинает «выползать» сначала черная, а после остывания — зеленая «змея»:

K₂Cr₂O₇ + 9NaNO₃ + C₁₂H₂₂O₁₁ = 12СO + 9NaNO₂ + Cr₂O₃ + 2KOH + 10H₂O.

Если поджечь смесь дихромата аммония и нитрата аммония, то из нее начинает «выползать змея» зеленого цвета. При увеличении доли нитрата аммония «змея» растет медленнее. При нагревании дихромат аммония и нитрат аммония разлагаются:

(NH₄)₂Cr₂O₇ = Cr₂O₃ + N₂↑ + 4Н₂O↑,

NH₄NO₃ = N₂O↑ + 2Н₂О↑,

но сначала влажный нитрат аммония плавится, скрепляет частицы зеленого оксида хрома Cr₂O₃, а затем уже начинает разлагаться с выделением газа — оксида диазота N₂O.

6.18. «ГРЕМУЧАЯ РТУТЬ»

Некоторые соединения ртути могут не только гореть, но и «греметь». «Гремучая ртуть… есть образец всех взрывчатых соединений»

(Менделеев).

«Гремучая ртуть», или называемый теперь фульминат ртути, Hg(CNO)₂ много лет выполняла роль инициатора взрывов. Одно время она входила в состав «говардова пороха» — капсюльного состава в артиллерии. Алхимики еще во времена Авиценны (см. 1.2) были знакомы со взрывчатой способностью этого вещества. Но только английский химик Эдвард Говард (конец XVII в.) впервые детально изучил синтез и физико-химические свойства Hg(CNO)₂. Говард получал Hg(CNO)₂ прямым взаимодействием ртути Hg, азотной кислоты HNO₃ и этанола C₂H₅OH:

Hg + 4HNO₃ + 2C₂H₅OH = Hg(CNO)₂ + N₂↑ + 2CO₂↑ + 8Н₂O.

Разложение со взрывом Hg(CNO)₂ происходит даже при случайном касании, а тем более при ударе, трении, нагреве:

Hg(CNO)₂ = Hg + N₂↑ + 2СO↑.

Интересно, что сильно увлажненный фульминат ртути взрывобезопасен.