Книга по химии для домашнего чтения

Французский химик Пруст (см. 1.64) изучал действие кислот на природные минералы. В некоторых опытах неизменно выделялся отвратительно пахучий газ сероводород H₂S (см. 6.48; 7.47). В один из дней, действуя на минерал сфалерит (сульфид цинка ZnS) хлороводородной кислотой HCl:

ZnS + 2HCl = H₂S↑ + ZnCl₂,

Пруст заметил, что голубой водный раствор сульфата меди CuSO₄ в стоявшем рядом стакане покрылся коричневой пленкой. Он подвинул стакан с голубым раствором ближе к стакану, из которого выделялся H₂S, и, не обращая внимания на запах, стал перемешивать голубой раствор. Вскоре голубой цвет исчез, а на дне стакана появился черный осадок. Анализ осадка показал, что он является сульфидом меди:

CuSO₄ + H₂S = CuS↓ + H₂SO₄.

Так, видимо, впервые было обнаружено образование сульфидов некоторых металлов при действии сероводорода на их соли.

9.34. АЛМАЗНАЯ ЛИХОРАДКА

Месторождение алмазов в Бразилии было открыто случайно. В 1726 г. португальский шахтер Бернард да-Фонсена-Лабо на одном из золотых приисков увидел, что рабочие во время карточной игры отмечают счет выигрыша или проигрыша с помощью блестящих прозрачных камней. Лабо узнал в них алмазы. У него хватило выдержки утаить свое открытие. Он взял у рабочих несколько наиболее крупных камней. Однако во время продажи алмазов в Европе свою находку Лабо скрыть не удалось. В Бразилию хлынули толпы искателей алмазов, началась «алмазная лихорадка».

А вот как были открыты месторождения алмазов в Южной Африке, поставляющей сейчас на международный рынок их основную массу. В 1867 г. Джон О’Релли — торговец и охотник — остановился ночевать на ферме голландца Ван-Никерка, стоявшей на берегу р. Вааль. Его внимание привлек прозрачный камешек, которым играли дети. «Кажется, это алмаз», — сказал О’Релли. Ван-Никерк рассмеялся: «Можете взять его себе, таких камней здесь множество!». В Кейптауне О’Релли определил у ювелира, что это действительно алмаз, и продал его за 3000 долларов. Находка О’Релли стала широко известна, и ферму Ван-Никерка буквально разнесли по кусочкам, перерыв всю окрестность в поисках алмазов (см. 10.4–10.8).

9.35. КРИСТАЛЛЫ БОРА

Французский химик Сент-Клер-Девилль (см. 4.51) вместе с немецким химиком Вёлером (см. 2.18) поставили опыт по получению аморфного бора В при взаимодействии оксида бора B₂O₃ с металлическим алюминием Al. Они смешали два этих порошкообразных вещества и стали нагревать полученную смесь в тигле. При очень высокой температуре началась реакция

B₂O₃ + 2Аl = 2В + Al₂O₃

Когда реакция закончилась и тигель остыл, химики высыпали его содержимое на фарфоровую плитку. Они увидели белый порошок оксида алюминия Al₂O₃ и кусочек металлического алюминия. Коричневого порошка аморфного бора не было. Это химиков озадачило. Тогда Вёлер предложил растворить оставшийся кусочек алюминия в хлороводородной кислоте НСl:

2Аl(В) + 6HCl = 2АlСl₃ + 2В↓ + 3Н₂↑.

После окончания реакции они увидели на дне сосуда черные блестящие кристаллы бора.

Так был найден один из методов получения кристаллического бора — химически инертного материала, не взаимодействующего с кислотами. Одно время кристаллический бор получали сплавлением аморфного бора с алюминием с последующим действием на сплав хлороводородной кислоты. Потом оказалось, что полученный таким образом бор всегда содержит примесь алюминия, видимо, в виде его борида AlB₁₂. Кристаллический бор по твердости занимает среди всех простых веществ второе место после алмаза (см. 10.5).

9.36. АГАТЫ

Один немецкий пастух в 1813 г. нашел около заброшенной каменоломни желтоватые и серые камни — агаты. Он решил подарить их жене и положил на время около костра. Каково же было его удивление, когда утром он увидел, что одни агаты стали красными, а другие получили красноватый отлив. Пастух отнес один из камней знакомому ювелиру и поделился с ним своим наблюдением. Вскоре ювелир открыл мастерскую по изготовлению красных агатов, а позднее продал свой рецепт другим немецким ювелирам. Так был найден способ изменения окраски некоторых драгоценных камней при их нагревании. Заметим, что цена красных агатов была в то время вдвое больше, чем желтых, а тем более серых их разновидностей (см. 10.35).

9.37. ЭТИЛЕН

Немецкий алхимик, врач и изобретатель-фантазер Иоганн-Иоахим Бехер (1635–1682) в 1666 г. проводил опыты с серной кислотой H₂SO₄ (см. 1.47). В одном из опытов он вместо добавления к нагретой концентрированной серной кислоте еще одной ее порции в рассеянности прилил этанол C₂H₅OH, который находился рядом в стакане. Бехер увидел сильное вспенивание раствора с выделением неизвестного газа, похожего на метан CH₄. В отличие от метана новый газ горел коптящим пламенем и обладал слабочесночным запахом. Бехер установил, что его «воздух» более химически активен, чем метан. Так был открыт этилен C₂H₄, образующийся по реакции

C₂H₅OH = C₂H₄↑ + H₂O.

Новый газ назвали «маслородным газом», его соединение с хлором стали называть с 1795 г. «маслом голландских химиков». Только с середины XIX в. газ Бехера получил название «этилен». Это название и осталось в химии до наших дней (см. 8.37).

9.38. ВЗРЫВ В ОППАУ

В 1921 г. в г. Оппау (Германия) произошел взрыв на заводе, выпускавшем удобрения — смесь сульфата и нитрата аммония — (NH₄)₂SO₄ и NH₄NO₃. Эти соли долго хранились на складе и слежались; их решили раздробить небольшими взрывами. Это вызвало детонацию во всей массе вещества, считавшегося ранее безопасным. Взрыв привел к гибели 560 человек и большому числу раненых и пострадавших, полностью были разрушены не только город Оппау, но и некоторые дома в Мангейме — в 6 км от места взрыва. Более того, взрывной волной выбило стекла в домах, стоявших в 70 км от завода.

Еще раньше, в 1917 г., на химическом заводе в Галифаксе (Канада) произошел чудовищный взрыв из-за саморазложения NH₄NO₃, стоивший жизни 3000 человек.

Оказалось, что нитрат аммония опасен в обращении, является взрывчатым веществом. При нагревании до 260°C NH₄NO₃ разлагается на оксид диазота N₂O и воду:

NH₄NO₃ = N₂O↑ + 2H₂O↑.

Выше этой температуры реакция усложняется:

SNH₄NO₃ = 2NO₂↑ + 4NO↑ + 5N₂↑ + 16H₂O↑

и приводит к резкому нарастанию давления и взрыву, которому может способствовать спрессованное состояние вещества и присутствие в нем примеси азотной кислоты HNO₃.

9.39. БЕРТОЛЛЕ И СПИЧКИ

Взрывчатые свойства триоксохлората калия KClO₃ Бертолле (см. 2.41) обнаружил случайно. Он начал растирать кристаллы KClO₃ в ступке, в которой на стенках осталось небольшое количество серы, не удаленное его помощником от предыдущей операции. Вдруг произошел сильный взрыв, пестик вырвало из рук Бертолле, лицо его было обожжено. Так Бертолле осуществил впервые реакцию, которую много позднее станут применять в первых шведских спичках (см. 1.31, 1.32):