ПОЛОНИЙ

Наука » Химия

Шестую группу элементов периодической системы завершает эле­мент полоний (от лат. Polonia — «Польша»), обнаруженный в 1898 г. Марией Склодовской-Кюри в урановой смоляной руде. Он был назван в честь родины исследовательницы.

Полоний представляет собой мягкий серебристо-серый ме­талл (tпл=254 °С, tкип=962 °С). Все его изотопы радиоактивны, наиболее долгоживущий 209Ро имеет период полураспада 102 года.

Полоний — активный металл: он взаимодействует с соляной кислотой с выделением водорода: Ро+2HCl=PoCl22­. Об­разующийся в результате реакции хлорид полония (II) (раствор красного цвета) легко окисляется до хлорида полония (IV) (жёл­тый раствор).

Изотоп полония 210Ро используется в атомных батареях кос­мических аппаратов в качестве источника энергии.

СЕЛЕН

Наука » Химия

Селен был открыт в 1817 г. Й. Я. Бер­целиусом в отходах сернокислотно­го производства. Наименование своё, образованное от греческого «селе­не» — «луна», элемент получил по аналогии с теллуром, который был выделен 40 годами ранее из золото­носной руды и назван в честь «мате­ри Земли» (от лат. tellus — «земля», «планета»).

Селен существует в нескольких аллотропных формах. Наиболее устойчивым является серый селен — твёрдое вещество с металлическим блеском и свойствами полупроводника (tпл=217 °C, tкип=685 °C. Crорая на воздухе, он образует оксид SeO2 — белый порошок, легкорастворимый в воде; его водный раствор — слабая се­ленистая кислота H2SeO3.

КИНОВАРЬ

Наука » Химия

Киноварь — сульфид ртути HgS — из­древле использовалась в качестве ярко-красной краски. Этот минерал редко встречается в природе, поэтому уже в Средние века киноварь получали искус­ственно. Приведём описание этого процесса, взятое из «Малого алхимиче­ского свода» Альберта Великого (XIII в.): «Киноварь делают из ртути и серы так. Возьми две части ртути, а третьей частью да будет сера. Смесь размель­чи... Помести в стеклянный сосуд с уз­ким горлом. Обмажь верх сосуда сло­ем глины толщиной в палец и, высушив, поставь сосуд на треножник. ещё раз проверь, хорошо ли закупорен сосуд, и полдня нагревай на медленном огне.

Потом усиль огонь, прокаливая уже це­лый день, покуда не углядишь красные дымы, кои воскурятся над сосудом (пары киновари — она летуча. — Прим. ред.). Охлади, а потом и вскрой сосуд, вынув из него содержимое. Доб­рая и ясная киноварь будет этим содер­жимым. Итак, работа завершена, а ис­тина — в твоих руках».

СЕРА

Наука » Химия

Сера принадлежит к числу веществ, известных человечеству испокон ве­ков. Ещё древние греки и римляне нашли ей разнообразное практи­ческое применение. Куски само­родной серы использовались для со­вершения обряда изгнания злых духов. Так, по легенде, Одиссей, воз­вратившись в родной дом после дол­гих странствий, первым делом велел окурить его серой. Много упомина­ний об этом веществе встречается в Библии.

В Средние века сера занимала важ­ное место в арсенале алхимиков. Как они считали, все металлы состоят из ртути и серы: чем меньше серы, тем благороднее металл. Практический интерес к этому веществу в Европе возрос в XIIIXIV вв., после появле­ния пороха и огнестрельного оружия.

«РАЗЛИЧНЫЕ МЕЖДУ АНТИФЛОГИСТИКАМИ И УПРЯМЫМИ ФЛОГИСТИКАМИ УЧЁНЫЕ СПОРЫ»

Наука » Химия

После опытов А. Л. Лавуазье, прове­дённых в 1774—1777 гг. и положивших начало опровержению теории флогис­тона, идеи учёного широко распростра­нились в Европе. Эксперименталь­ной проверкой этих идей занимались не только химики, но и физики. Одним из них был академик Петербургской академии наук Василий Владимирович Петров. Самые знаменитые его экспери­менты связаны с построенной в 1802 г. гигантской батареей из 4200 гальвани­ческих элементов (см. дополнительный очерк «Огромная наипаче батарея»). Гораздо менее известны химические опыты Петрова. В 1797 г. он обратил внимание на факт, на первый взгляд противоречащий кислородной теории Лавуазье. Некоторые вещества могли го­реть не только на воздухе, но и в безвоз­душной среде. Это были порох, грему­чее золото и гремучее серебро — соли гремучей кислоты HCNO. Сжигая по­добные вещества в вакууме с помощью сфокусированного солнечного света, учёный сделал вывод, что в данном случае горение происходит за счёт кисло­рода, или, как он писал, «кислотворного вещества», входящего в состав ука­занных соединений.

Труд Петрова «Собрание физико-химических новых опытов и наблюде­ний» был опубликован в 1801 г. Текст его выдержан в лучших традициях учё­ных трактатов. Автору присуши посто­янные сомнения в правильности сделан­ных выводов и стремление разрешить эти сомнения на основе беспристраст­ных экспериментов. Он многократно повторяет одни и те же опыты, чтобы избежать случайных помех, не считает возможным замалчивать «неудобные» результаты опытов и обязательно ис­пользует все имеющиеся эксперимен­тальные данные.

«Когда я читал Физикохимические бессмертного Лавуазье сочинения... — пишет Петров, — я иногда был побуж­дён к принятию антифлогистического учения, а иногда, оставаясь ещё в сом­нениях об оном, с возможным внима­нием и беспристрастием размышлял, должно ли, или не должно смело после­довать оному...

КИСЛОРОД

Наука » Химия

Древние философы относили воздух к числу важнейших стихий, из кото­рых построен мир. Леонардо да Вин­чи (1452—1519), изучая процессы го­рения, отмечал, что воздух состоит из различных «частей» (веществ), но только одна из них расходуется при горении. Подобную мысль высказыва­ли и другие учёные XVI—XVIII вв. Однако кислород открыли лишь в 70-х гг. XVIII столетия неза­висимо друг от друга англий­ский химик Джозеф Прист­ли и его шведский коллега Карл Шееле.

МЫШЬЯК, СУРЬМА, ВИСМУТ

Наука » Химия

Мышьяк. Его природные соедине­ния необычайно красивы. Это суль­фиды — красный реальгар As4S4 (от араб, «рахдж аль гхар» — «пыль пе­щеры, рудника») и золотисто-жёлтый аурипигмент As2S3, которые упомина­ются уже античными авторами. Алхи­мики считали, что мышьяк является составной частью всех металлов. Осо­бое отношение к мышьяку в Средние века объясняется не только тем, что многие его соединения ядовиты, но также и способностью этого элемен­та «превращать медь в серебро». Ког­да в расплавленную медь добавляют мышьяк, она приобретает белый цвет, становясь похожей на серебро. Выде­ление мышьяка в виде простого ве­щества традиционно связывают с именем теолога и алхимика XIII в. Аль­берта Великого. Русское название эле­мента — это, по-видимому, иска­жённое «мышиный яд», «мышь-яд». Латинское Arsenicum происходит от греческого наименования сернистых соединений мышьяка. «Арсеникон» по-гречески означает «сильный», «мужественный» — такую дань благогове­ния воздали древние исключительно ядовитым соединениям мышьяка.

СПЛАВЫ-ОДНОФАМИЛЬЦЫ

Наука » Химия

Пожалуй, самое известное применение висмута — легкоплавкие сплавы на его основе. Чаше других используют сплав Вуда, содержащий 50 % висмута, 25 % свинца и по 12,5 % олова и кадмия. Плавится он уже при 69 °С, хотя каж­дый из исходных металлов имеет зна­чительно более высокую температуру плавления (Bi — 271 °С, Pb — 327 °С, Sn — 232 °С, Cd — 321 °С). Подобные сплавы применяют в качестве легко­плавких припоев, предохранителей в электрической аппаратуре.

Все знают, как трудно свернуть в кольцо или спираль металлическую тру­бочку с тонкими стенками, не сплющив её. Если же предварительно залить в слегка разогретую трубочку сплав Вуда, то после застывания ей можно без тру­да придать нужную форму. А затем,

снова разогрев, вылить легкоплавкий состав.

Рассказывают о шутнике, который изготовлял из сплава Вуда чайные лож­ки. В руках ничего не подозревающих простаков они неожиданно стекали на дно стакана с горячим чаем.

СЛЕДЫ НЕВИДАННЫХ ЧАСТИЦ

Наука » Химия

Чтобы зафиксировать ядерные реакции, рождение и гибель эле­ментарных частиц, используют сложные физические приборы, позволяющие увидеть это в особой среде, например в переохла­ждённых парах воды или спирта. Пролетающая частица вызыва­ет вдоль своего пути конденсацию охлаждённых паров в виде кро­шечных капелек тумана. В электрическом или магнитном поле следы заряженных частиц — треки — искривляются. Их можно сфотографировать. Один из таких снимков был сделан в 1952 г. Очень похожая «фотография» была получена в домашних условиях школьником из Красноярска Александром Сироткиным. Вот что рассказал юный химик:

«Фотографию „деления ядра" я сделал дома, без всяких при­боров. И каждый желающий может повторить мой опыт. Нужны только порошок сурьмы да пара листов бумаги. Порошок мож­но приготовить из куска сурьмы, измельчив его в ступке или же разбив молотком, — ведь это вещество хрупкое. В клочок газет­ной бумаги размером примерно 1,5х2 см надо завернуть немно­го порошка и туго закрутить наподобие кулька. На пол положи­те лист белой бумаги. Взяв кулёк пинцетом за свободный конец, поднесите зажжённую спичку к тому месту, где находится сурь­ма, и не убирайте, пока она не расплавится и не начнёт окислять­ся, выделяя белый дым. Всё это проделывайте над чистым листом белой бумаги, на который раскалённая сурьма и должна упасть, разбегаясь огненными шариками. При этом на листе останутся следы, похожие на треки заряженных частиц. Огненные шарики сурьмы, скользящие по бумаге на газовой подушке, просто-на­просто обугливают её. И пол при этом не портится — следы от горящей сурьмы лег­ко стираются тряпкой. И всё же, конечно, лучше его не пачкать, подложив под лист бумаги фанерку или картон».

СBETOHOCEЦ ФОСФОР

Наука » Химия

(XII в.) открыл фос­фор при перегонке мочи в смеси с глиной, известью и углём. Однако достоверное открытие и описание свойств этого вещества принадлежит гамбургскому алхимику-любителю Хеннигу Бранду (около 1630—1730). В 1669 г. Бранд был занят поиском ма­гической жидкости, с помощью кото­рой можно превращать неблагород­ные металлы в золото. В одном из экспериментов он пытался получить её из большого количества мочи, предварительно собранной в солдат­ских казармах. При нагревании этой жидкости Бранду удалось выделить тя­жёлое красное масло, которое перего­нялось с образованием твёрдого ос­татка. Нагревая последний без доступа воздуха, он заметил образование бе­лого дыма, оседавшего на стенках со­суда и ярко светившегося в темноте. Бранд и назвал полученное им веще­ство фосфором, что в переводе с гре­ческого означает «светоносец».

Следующий за азотом элемент пятой группы, фосфор, был открыт на несколько столетий раньше своего предшественника по подгруппе. По иронии судьбы фосфор открывали несколько раз, причём всякий раз получали его из... мочи. Есть упомина­ние о том, что арабский алхимик Альхильд Бехиль

РЕЦЕПТ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРТОФОСФАТОВ

Наука » Химия

Ортофосфорная кислота является трёхосновной кислотой, средней силы по первой ступени и слабой по второй и третьей.

Всем этим трём анионам (РО43-, НРО42-, Н2РО4-) соответствуют различные соли — кислые, средние или основные.

При смешении растворов хлорида кальция и ортофосфата натрия (среда сильнощелочная в результате гидроли­за соли) образуется осадок основного фосфата кальция — минерал апатит:

РЕЦЕПТ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРТОФОСФАТОВ

Строение ортофосфорной кислоты и метафосфорных кислот.

БЕСКОНЕЧНАЯ МЕТАФОСФОРНАЯ КИСЛОТА

Наука » Химия

Оксид фосфора(IV) и фосфорную кислоту получил и иссле­довал немецкий химик Андреас Cuгизмунд Маргграф. Оксид фосфора (V) жадно поглощает воду, переходя в метафосфорную кислоту НРО3, — на этом основано его ис­пользование в качестве осушителя. Известно несколько метафосфорных кислот с обшей формулой (НРО3)x, где х=4 (тетраметафосфорная кислота), 6 (гексаметафосфорная кислота) или бесконечности (полиметафосфорные кисло­ты). При кипячении раствора метафосфорных кислот свя­зи между отдельными фосфор-кислородными тетраэдрами разрываются, и метафосфорная кислота переходит в ортофосфорную кислоту H3PO4. В растворе для фосфорных кислот (в противоположность азотной кислоте) проявление окислительных свойств не характерно.