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 процесс: Zn + 2НСl = ZnСl2 + 2Н. Часть атомов водорода прежде, чем соединиться между собой, встречает на своем пути ионы Fе3+. Происходит реакция: Н + Fе3+ = Fе2+ + Н+ или в молекулярной форме: Н + FеСlз = НСl + FеСl2. Ионы Fе2+ и придают раствору светло-зеленую окраску. Если через такой же раствор хлорного железа пропустить «готовый» водород, цвет раствора не изменится. Отсюда ясно, что столь сильными восстановительными свойствами обладают атомы, а не молекулы водорода.
Если у вас есть любая растворимая соль ванадиевой кислоты (КVОз, NаVОз, NН4VОз), то, прилив к ней соляную кислоту и бросив кусочек цинка, вы увидите уже несколько переходов окраски, причем каждый новый цвет соответствует определенной степени восстановления ванадия. Эти превращения также объясняются большой восстановительной активностью атомарного водорода, вытесняемого цинком из кислоты.
ПРОБА БЕЙЛЬШТЕЙНА
Молекулы многих органических веществ содержат галогены. Есть очень простой способ распознавания таких веществ — проба Бейльштейна.
Для того чтобы провести пробу Бейльштейна, вам потребуется специальный прибор, который легко сделать самому. Это — медная проволочка длиной примерно в десять сантиметров. На одном конце проволочки сделайте петлю, другой воткните в корковую или резиновую пробку.
Чтобы подготовить его к работе, требуется одно — прокалите кольцо в пламени газовой горелки, чтобы выжечь с его поверхности возможные загрязнения (признаком исчезновения этих загрязнений будет бесцветность пламени, в котором вы будете прокаливать кольцо; в начале процесса пламя может принимать самые разнообразные цвета и оттенки). Остывшую петлю, покрывшуюся черным налетом окиси меди, опустите в испытуемое вещество, затем проволочку с небольшим количеством вещества вновь внесите в пламя горелки. Если в вещество входят галогены, появится характерная ярко-зеленая окраска пламени.
Проба Бейльштейна — очень простой и надежный способ обнаружения галогенов в органических соединениях. Суть процесса состоит в том, что галогены, входящие в состав органического вещества, взаимодействуют с окисью меди, давая летучий продукт, который и окрашивает пламя. Опыт можно проводить с любым органическим веществом, содержащим атомы галогена, например с дихлорэтаном, хлороформом, бром-бензолом.