Книга по химии для домашнего чтения

Be(OH)₂ + 2HCl = BeCl₂ + 2Н₂O.

6.8. ПАТРОНЫ СВЕЖЕГО ВОЗДУХА

Герои романа Жюля Верна «С Земли на Луну» Барбикен и его два спутника во время полета использовали для регенерации кислорода нагревание бертолетовой соли KClO₃, а для поглощения углекислого газа (диоксида углерода CO₂) — гидроксид натрия NaOH. Каким способом сейчас удаляют из воздуха замкнутых помещений (подводные лодки, космические корабли) образующийся при дыхании людей углекислый газ?

Разложение при нагревании триоксохлората калия KClO₃ (бертолетовой соли) протекает с выделением кислорода O₂:

2КСlO₃ = 2КСl + 3O₂^,

а поглощение диоксида углерода CO₂ (углекислого газа) гидроксидом натрия приводит к образованию карбоната натрия Na₂CO₃:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O.

В современных системах регенерации дыхательного воздуха и удаление CO₂, и возмещение убыли O₂ совмещены в одном процессе, протекающем без энергетических затрат:

2Na₂O₂ + 2СO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂^,

4NaO₂ + 2СO₂ = 2Na₂CO₃ + 3O₂^.

В первом случае используют пероксид натрия Na₂O₂, а во втором — надпероксид натрия NaO₂.

6.9. МЕТАЛЛ МЕНЯЕТ АКТИВНОСТЬ

При взаимодействии активных металлов с разбавленными кислотами выделяется водород:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂^.

Могут ли менее активные металлы, такие как ртуть или медь, вытеснять из кислот водород?

Общеизвестно, что и ртуть Hg, и медь Cu взаимодействуют с кислотами-окислителями, например с концентрированной серной H₂SO₄ и азотной HNO₃. При этом выделяется не водород, а оксиды серы (SO₂) или азота (NO₂):

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂^ + 2Н₂O,

Hg + 4HNO₃ = Hg(NO₃)₂ + 2NO₂^ + 2Н₂O.

Из кислот-неокислителей — разбавленной серной, хлороводородной и других — ртуть и медь не вытесняют водород, так как эти металлы в электрохимическом ряду напряжений стоят правее водорода и имеют положительный электродный потенциал. Однако выделение водорода все же будет наблюдаться, если взять для реакции бромистоводородную HBr или иодистоводородную HI кислоту:

2Cu + 4HBr = 2H[CuBr₂] + H₂^,

Hg + 4HI = H₂[HgI₄] + H₂^.

Обратите внимание на продукты реакции: в обоих случаях получаем достаточно устойчивые комплексные соединения — дибромокупрат водорода H[CuBr₂] и тетраиодомеркурат водорода H₂[HgI₄]; катионы меди Cu⁺ и ртути Hg²⁺ в растворе оказываются в ничтожно малой концентрации, и электродный потенциал металла в таких условиях становится отрицательным.

А если комплексообразующий реагент приводит к образованию очень устойчивых комплексов, то выделение водорода может наступить и при взаимодействии с водой. Так, в присутствии цианид-ионов CN~ медь превращается в дицианокупратный комплекс KfCu(CN)₂], восстанавливая водород из воды:

2Cu + 4KCN + 2Н₂O = 2K[Cu(CN)₂] + 2КОН + H₂^.

Учтем также, что электродный потенциал меди в неводной среде может сильно отличаться от обычного значения. Например, в ацетонитриле CH₃CN он становится равным не +0,34 В (как в воде), а -0,28 В. Поэтому медь вытесняет водород из хлороводородной кислоты HCl в ацетонитрильном растворе, превращаясь в этих условиях в хлорид меди CuCl:

2Cu + 2HCl = 2CuCl + H₂^.

6.10. НЕОБРАТИМЫЙ ГИДРОЛИЗ ХЛОРИДА НАТРИЯ

Известно, что соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, не подвергаются гидролизу. Всегда ли это так?

Если вести процесс гидролиза хлорида натрия NaCl в жестких условиях — при температуре 500° C и давлении 1 МПа, с применением воды в виде перегретого пара, — то хлорид натрия все же гидролизуется. Хлороводород начинает удаляться с паром, и парадокс становится явью:

NaCl + H₂O -> NaOH + HCl^.

6.11. ПАРАДОКСЫ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ