Книга по химии для домашнего чтения

«Оловянная чума» — это не болезнь, а своеобразное явление, связанное с существованием двух аллотропных модификаций олова. У «серого олова» («модификация) кристаллическая структура сходна со структурой алмаза и устойчива ниже 13,2° С. «Белое олово» (β-модификация) имеет тетрагональную структуру. C этим оловом мы обычно имеем дело. При температуре 13,2° C обе модификации находятся в равновесии, а на сильном морозе β-модификация переходит в α-модификацию. Поскольку плотность и кристаллическая структура модификаций разные, оловянные изделия разрушаются. Остановить начавшийся процесс невозможно, поэтому его и назвали «оловянной чумой». Правда, этот процесс на слабом морозе идет медленно. Он быстро нарастает только при температуре ниже — 25° C и достигает максимальной скорости при — 48° C (см. 9.22).

5.37. ЕГИПЕТСКИЙ ГОРШОК

Как выплавляли золото в Древнем Египте?

Производство металлов, а особенно золота Au, в Древнем Египте считалось священным искусством, а металлургические знания были покрыты тайной. Много лет спустя выяснилось, что египтяне обрабатывали золотую руду расправленным свинцом Pb, растворяющим благородные металлы, и таким образом извлекали остатки золота (а заодно и серебра) из руд. Затем расплав подвергали окислительному обжигу в горшках, свинец переходил в оксид PbO. Главный технологический секрет этого обжига — материал горшков: их делали из костной золы. При плавке PbO впитывается в стенки горшка, увлекая с собой случайные примеси, а на дне остается очищенный сплав золота и серебра (см. 1–56; 10.9–10.13).

5.38. ИНДИКАТОР СЕРЕБРА

Для распознавания серебра на поверхность изделия наносят каплю слабого раствора дихромата калия в серной кислоте.

Серебро Ag — металл благородный, поэтому взаимодействия его при контакте с разбавленными кислотами не происходит. Иное дело, если в кислоте присутствует сильный окислитель — дихромат калия K₂Cr₂O₇. В этом случае серебро переходит в нерастворимый дихромат серебра Ag₂Cr₂O₇ ярко-красного цвета, по которому и распознают наличие в сплаве серебра:

6Ag + 7H₂SO₄ + 4K₂Cr₂O₇ = 3Ag₂Cr₂O₇↓ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7Н₂O.

Если серебра в сплаве меньше 25%, то дихромат серебра не образуется. Проба очень чувствительна и практически не портит изделия из исследуемого сплава, иногда, правда, остается светлое пятнышко там, где наносили каплю раствора.

5.39. ЗАГАДКА О ЦАРЕ МЕТАЛЛОВ

Два оксида реагируют между собой, и при этом получаются две кислоты, одна ~ сильная, другая — слабая, к тому же неустойчивая, при разложении превращающаяся в первую. Сильная кислота, если ее посолить, растворяет царя металлов. Какие оксиды вступили в реакцию?

Прежде всего определим, какой металл — «царь металлов». Это, безусловно, золото; растворить его можно в «царской водке» (см. 3.13) — смеси концентрированных азотной и хлороводородной (соляной) кислот [именно такая смесь получится, если посолить — добавить хлорид натрия NaCl (поваренную соль) — концентрированную азотную кислоту HNO₃]. Оксиды, о которых шла речь вначале, — это диоксид азота NO₂ и вода H₂O (оксид диводорода). Их взаимодействие и дает смесь сильной HNO₃ и слабой HNO₂ кислот:

2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂.

Слабая азотистая кислота постепенно разлагается с выделением монооксида азота NO, превращаясь в HNO₃:

3HNO₂ = HNO₃ + 2NO↑ + H₂O.

При добавлении хлорида натрия к HNO₃ протекает реакция

HNO₃ + NaCl ↔ HCl + NaNO₃.

Золото взаимодействует с полученной смесью кислот с образованием тетрахлороаурата водорода:

Au + HNO₃ + 4HCl = H[AuCl₄] + NO↑ + 2Н₂О.

5.40. ГДЕ ПРЕДЕЛЫ БЛАГОРОДСТВА ЗОЛОТА?

Золото может по праву гордиться своим упорным химическим характером (см. 10.9–10.13). Известно очень мало химических веществ, с которыми оно желает взаимодействовать. Прежде всего это смесь концентрированных азотной HNO₃ и хлороводородной HCl кислот (см. 5.39), водный раствор цианида калия KCN (см. 6.3), раствор хлора Cl₂ в хлороводородной кислоте, расплав селеновой кислоты H₂SeO₄ и водный раствор смеси иодида калия KI и дииодоиодата калия К[I(I)₂]. Последние две реакции протекают так:

2Au + 6H₂SeO₄ = Au₂(SeO₄)₃ + 3SeO₂ + 6Н₂O,

2Au + K[I(I)₂] + KI = 2K[AuI₂].

В первой реакции золото превращается в селенат золота Au₂(SeO₄)₃, а часть селеновой кислоты восстанавливается до диоксида селена SeO₂. Во второй реакции образуется дииодоаурат калия. Эту реакцию используют для извлечения золота из бедных по его содержанию руд.

5.41. ХРУПКОЕ ЗОЛОТО

Золото, содержащее всего 1% примеси свинца, при ударе разлетится на куски. Даже при содержании свинца 0,01% золото уже теряет свою замечательную ковкость.

5.42. СЕРЕБРЯНЫЙ ЛЕС