Книга по химии для домашнего чтения - Борис Степин

Купоросами называли в прошлые века сульфаты железа, меди, цинка и некоторых других металлов, содержащие химически связанную «кристаллизационную» воду. «Купорос зеленый», или «железный купорос», — вещество состава FeSO4∙7Н2O (см. 1.46), современное название его — гептагидрат сульфата железа(II). Слово «купорос» применительно к сульфату железа, вероятно, связано со способом получения его из рудничных вод, содержащих «медный купорос» (см. 1.47), обработкой их железной стружкой (англ, слово медь — «копэ»):

CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.

Вот какое определение всем «купоросам» давали в учебнике по химии в 1782 г.: «Купорос есть минералическая соль и в самом основании своем не что иное как серный спирт, одетой в металлическое или минералическое тело».

«Зеленый купорос» применяли для лечения венерических болезней, чесотки, гельминтоза, а также опухолей желез.

3.20. И СНОВА «ЯМЧУГ»…

Какой химический состав имели вещества, которые в XVII в. называли в России «ямчуг», «минеральный хрусталь», «азотно-кислый поташ», «селитра»?

Так называли одно и то же вещество — нитрат калия KNO3, соединение, крайне необходимое для производства дымного пороха (см. 1.33, 1.34).

3.21. ШАРАДЫ В РУКОПИСИ ЛОМОНОСОВА

Как расшифровать текст в рукописи Ломоносова «Первые основания горной науки»: «Квасцы… очень кислы, еще и через перегонку дают весьма кислый спирт… с купоросной кислотой одной натуры и те же свойства имеет»?

Термин «квасцы» употребляют в России с XV в., он происходит от корня «квас» (отсюда «квашение», «квасить»). «Кислота» по-украински и по-польски называется и теперь «квас» (например, серная кислота по-украински — «сернячий квас»).

Во времена Ломоносова квасцами называли сульфат алюминия-калия KAl(SO4)2∙12Н2O (см. 151). Квасцы при растворении в воде ведут себя как смесь сульфата калия K2SO4 и сульфата алюминия Al2(SO4)3; последний подвергается обратимому гидролизу:

Al2(SO4)3 + 12H2O↑ ↔ 2[Al(H2O)5OH]SO4 + H2SO4.

Образующаяся в небольшом количестве серная кислота и придает квасцам кислый вкус. При нагревании квасцов в реторте реакция гидролиза становится необратимой, так как происходит отгонка серной кислоты:

2KAl(SO4)2∙12Н2O = K2SO4 + Al2O3 + 3H2SO4↑ + 9Н2O↑.

Серную кислоту в то время называли «кислым спиртом» или «купоросной кислотой» (см. 1.49).

3.22. ЕЩЕ РАЗ О НАЗВАНИЯХ ВЕЩЕСТВ

Русский профессор химии М.Ф. Соловьев однажды с горечью заметил: «Многие из почтеннейших наших соотечественников… неотступно держатся номенклатур иностранных и часто без всякой нужды употребляют в русском языке иноземные названия» (1836 г.).

К сожалению, и сейчас, когда прошло 150 лет и действует принятая во всех странах современная номенклатура, у некоторых наших соотечественников осталось стремление строить названия веществ архаическим образом, механически перенося в русский язык порядок слов, принятый в англоязычной литературе и требующий именовать вещества «по ходу формул» (NaCl — «натрий-хлорид», CuSO4 — «медь-сульфат» и т. п.). Однако в русском химическом языке принят более выразительный вариант «обратного чтения формул», причем электроотрицательная (анионная) часть формулы приводится в именительном падеже, а электроположительная (катионная) часть — в родительном: NaCl — хлорид натрия, CuSO4 — сульфат меди. Думается, что от этой традиции химикам не стоит отказываться.

Примечание. Михаил Федорович Соловьев (1785–1856) — физикохимик, член-корреспондент Петербургской академии наук.

3.23. РАЗНЫЕ ИЗВЕСТИ

В технической литературе и в быту часто встречаются такие названия веществ: «воздушная», или «негашеная известь», «гашеная известь», «известковое молоко», «известковая вода», «белильная известь».

«Воздушная», или «негашеная известь», — это оксид кальция CaO, получаемый при обжиге известняка или мела — карбоната кальция CaCO3:

CaCO3 = CaO + CO2↑.

«Гашеная известь» — гидроксид кальция Ca(OH)2, образующийся при обработке оксида кальция CaO водой («гашение»):

CaO + H2O = Ca(OH)2.

В этом процессе, протекающем с большим выделением теплоты, куски оксида кальция растрескиваются и превращаются в тонкий и подвижный белый порошок («пушонку»).

«Известковое молоко» — суспензия гидроксида кальция в воде, применяемая для побелки потолков и стен.

«Белильная известь» образуется при обработке гидроксида кальция хлором Cl2:

Ca(OH)2 + Cl2 = CaCl(ClO) + H2O.

Современное название этого продукта — хлорид-оксохлорат(I) кальция (см. 5.19, 6.43).

3.24. НЕОЖИДАННЫЙ ВЗРЫВ

Студенту было дано задание изучить реакцию взаимодействия солей хлорной кислоты с серой. Он взял банку с надписью «хлорат калия», смешал кристаллы этой соли с серой и стал нагревать смесь в фарфоровом тигле. Раздался взрыв, фарфоровый тигель разорвало на мелкие кусочки. Студента спасло лишь то, что в момент взрыва он отошел от своего места за щипцами.

Студент, не зная номенклатуры неорганических веществ, совершил грубую ошибку, которая могла бы дорого ему обойтись. Соли хлорной кислоты носят название «перхлоратов», а не «хлоратов». Хлорат (точнее, триоксохлорат) калия KClO3 — сильный окислитель и в присутствии горючих веществ очень опасен в обращении (см. 1.31, 1.32; 9.39). Уже при растирании его с серой (а тем более при нагреве) может произойти взрыв:

2 KClO3 + 3S = 3SO2↑ + 2КСl.

Соли хлорной кислоты — «перхлораты» (по современной номенклатуре — тетраоксохлораты), например KClO4, — это совсем другие вещества и по составу, и по свойствам. В частности, KClO4 взаимодействует с серой при нагревании без взрыва:

KClO4 + 2S = KCl + 2SO2↑.

3.25. «СУСАЛЬНОЕ ЗОЛОТО»

В школьном кабинете химии ученик увидел банку с надписью «сусальное золото», а в банке — золотистые чешуйки и очень удивился столь небрежному хранению ценного вещества — валютного металла, золота.

Полагают, что происхождение термина «сусальное золото» связано с древнерусским словом «сусало» — лицо. Говорим же мы теперь «облицовочный материал»! «Сусальное золото» — техническое название дисульфида олова SnS2, имеющего вид золотисто-желтых чешуек. Получают SnS2 нагреванием смеси изрезанной оловянной фольги с порошком серы и хлоридом аммония NH4Cl, который активирует реакцию:

Sn + 2S = SnS2.

Дисульфид олова применяют для «золочения» дерева, гипсовых изделий и для мозаичных работ.

Существовали и другие имитации золота. Например, известно так называемое «американское золото», представляющее собой сплав меди Cu, олова Sn, оксида магния MgO, гидротартрата калия KHC4H4O6, хлорида аммония NH4Cl и оксида кальция CaO.

«Сусальным золотом» называют также очень тонкие металлические листы, идущие на золочение поверхности различных металлических изделий, в том числе куполов церквей. Такие листы готовят либо из чистого («червонного», см. 3.42) золота, либо из сплава золота и серебра («зеленое золото»), а также из золота, положенного на серебро («двойник») или на медь («тальма»). Иногда листы для золочения и вовсе не содержат золота, а состоят из сплавов меди с различными металлами («поталь») и даже из лакированного серебра или алюминия — лишь бы цвет их был золотистым.

3.26. «ГРЕМУЧЕЕ СЕРЕБРО»

Что считать «гремучим серебром» — нитрид серебра Ag3N, азид серебра AgN3 или фульминат серебра AgCNO?

«Гремучим серебром» называли в прошлом столетии все три перечисленных вещества. Если хранить в открытом сосуде раствор гидроксида диамминсеребра [Ag(NH3)2](OH), то с течением времени стенки сосуда покрываются темной коркой нитрида серебра Ag3N, чрезвычайно взрывчатого даже во влажном состоянии. При сливании жидкости из сосуда, где образовалась такая корка, взрыв неизбежен. Азид серебра AgN3 и фульминат серебра AgCNO взрываются при трении и ударе, но во влажном состоянии они менее опасны. Азид серебра — это соль азидоводородной кислоты HN3, а фульминат серебра — соль «гремучей кислоты» — фульмината водорода HCNO.

Все соли «гремучей кислоты» ядовиты и взрывчаты, причем склонны к детонации (см. 2.46, 6.53).

3.27. БЫВАЮТ ЛИ КИСЛОТЫ ЖИРНЫМИ?

Жирными кислотами в старой номенклатуре органических веществ называли органические кислоты, образующиеся при разложении жиров — сложных эфиров карбоновых кислот и глицерина. Разложение протекает под действием хлороводородной HCl или серной H2SO4 кислот. Жиры при этом распадаются на глицерин (CH2OH)2CHOH и соответствующие одноосновные карбоновые кислоты состава CH3(CH2)xCOOH, где х > 8, получивших название «жирных». К ним относятся лауриновая (x = 10), пальмитиновая (x = 14), маргариновая (x = 15), стеариновая (x = 16) и другие кислоты. Впервые жирные кислоты сумел выделить из жиров французский химик Шёврель (см. 2.39).