| ТВОРЧЕСТВО ЮНЫХ |
По страницам старых журналов
(Химия и жизнь, 1965)
Атомарный водород
Каждый, кто хотя бы немного знаком с химической литературой, наверняка встречал выражение: вещество «в момент выделения» или по-латыни «in statu nascendi». Особенно часто так говорят о водороде. Чем же отличается «свежевыделенный» водород от обыкновенного? Ведь, казалось бы, свойства веществ не должны зависеть от времени, прошедшего с момента их получения. Однако это не всегда верно. Дело в том, что водород (как, впрочем, и некоторые другие вещества), получающийся в результате химических и электрохимических реакций, выделяется в виде отдельных атомов, которые немедленно объединяются попарно, образуя молекулы. Индивидуальные атомы водорода очень активны, чего нельзя сказать о молекулах.
Для того, чтобы использовать химические свойства атомарного водорода, нужно «поймать» одиночные атомы раньше, чем они соединятся в молекулы Н2. Значит, вещество, которое мы хотим подвергнуть их действию, должно находиться непосредственно в том месте, где эти атомы образуются.
Проследить деятельность атомов водорода можно в нескольких очень простых опытах.
Возьмите обычную пробирку и налейте в нее бурый раствор хлорного железа FeCl3, затем прилейте туда же разбавленной соляной кислоты и бросьте кусочек металлического цинка. Вы заметите, что вскоре раствор из бурого станет бледно-зеленым.
В пробирке протекает следующий процесc:
Zn + 2НCl = ZnCl2 + 2Н.
Часть атомов водорода прежде, чем соединиться между собой, встречает на своем пути ионы Fe3+. Происходит реакция:
H + Fе3+ = Fе2+ + Н+
или в молекулярной форме:
Н + FeCl3 = НCl + FeCl2.
Ионы Fе2+ и придают раствору светло-зеленую окраску. Если через такой же раствор пропустить «готовый» (молекулярный) водород, цвет раствора не изменится. Отсюда ясно, что столь сильными восстановительными свойствами обладают атомы, а не молекулы водорода.
Викторина
Легче легкого. Когда на смену первым воздушным шарам – монгольфьерам, наполненным горячим воздухом, пришли водородные шары Шарля, которые летали выше и поднимали бо?льший груз, – все же нашлись недовольные. Они говорили: «Вот если бы придумать газ еще легче, чем водород, да наполнить им воздушный шар – тогда бы действительно можно было поднять много груза!»
А в самом деле, предположим, что ученым удалось обнаружить такой невероятный газ, который был бы в десять раз легче водорода. На сколько увеличилась бы грузоподъемность шара объемом в кубический метр?
На берегу ртутного моря. Представьте себе, что существует планета, на которой роль воды играет ртуть. Ртутные реки на этой планете текут в ртутные моря, из туч льют ртутные дожди…
Какой, по-вашему, климат будет на берегу ртутного моря – морской или континентальный?
Сначала на небе. Какие два химических элемента были обнаружены сначала на звездах и только затем – на Земле?
Ответы к викторине |
Легче легкого. Грузоподъемность шара увеличилась бы всего на 80 г. По закону Авогадро одна грамм-молекула (моль) любого газа занимает объем 22,4 л, значит, в кубическом метре (1000 л) содержится
1000: 22,4 = 44,6 моль.
Один кубометр воздуха весит 1291 г. Подъемная сила 1м3 водорода (молекулярная масса – 2 г/моль) составит:
1291 – 2•44,6 = 1202 г.
Подъемная сила предполагаемого газа:
1291 – (2•44,6) : 10 = 1282 г,
1282 – 1202 = 80 г.
На берегу ртутного моря. Если бы море было ртутное, то климат на побережье был бы континентальным. Дело в том, что особенности морского климата на нашей планете объясняются необычайно высокой теплоемкостью воды. Летом море поглощает очень много тепла, которое постепенно отдает зимой. У ртути теплоемкость примерно в 30 раз меньше, чем у воды.
Сначала на небе. Гелий и технеций. Правда, сначала технеций был изготовлен искусственно и лишь затем обнаружен в природе – в атмосфере некоторых звезд, а потом и на Земле.