Книга по химии для домашнего чтения

Обменные реакции типа «соль + кислота = новая соль + новая кислота» идут до конца в том случае, если в результате реакции получается новая кислота, более слабая, чем исходная. Можно ли себе представить, чтобы слабая кислота вытесняла из соли… сильное основание?

На первый взгляд процесс такого рода кажется неправдоподобным. Однако борная кислота B(OH)₃ (см. 3.14) с весьма слабыми кислотными свойствами реагирует с фторидами щелочных металлов так:

B(OH)₃ + 4 KF = K[BF₄] + 3КОН.

В результате взаимодействия действительно выделяется сильное основание — гидроксид калия КОН. А происходит это потому, что сначала образуется трифторид бора BF₃:

B(OH)₃ + 3KF = BF₃ + 3КОН,

а затем получается чрезвычайно прочный комплекс — тетрафтороборат калия K[BF₄]:

BF₃ + KF = K[BF₄].

6.12. НЕУГАСИМОЕ ПЛАМЯ

Есть целый ряд веществ, которые нельзя потушить струей CO₂ (углекислым газом). В первую очередь это смеси, содержащие твердый окислитель: для их горения не требуется кислород воздуха. Например, черный порох (смесь нитрата калия KNO₃ с серой и углем) горит за счет твердого окислителя — нитрата калия (см. 1.33 и 1.34):

2KNO₃ + S = SO₂^ + 2 KNO₂;

2KNO₃ + C = CO₂^ + 2KNO₂.

Если загорелся металлический магний (калий, цезий, алюминий, лантан и т. п.), потушить пламя диоксидом углерода не удастся уже по другой причине — это вещество поддерживает горение перечисленных металлов:

2Mg + CO₂ = 2MgO + C.

Итак, если ваша работа может быть связана с активными металлами, припасайте для их тушения песок и асбестовое одеяло (см. 5.7, 10.27).

А если вы имеете дело с неметаллами? Некоторые из них тоже «неравнодушны» к диоксиду углерода. Так, водород с CO₂ реагирует уже при 200°C, если присутствует катализатор процесса — оксид меди CuO:

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: