/
Text
КРАТКІЙ КУРСЪ
X И М I И
ПО ПРОГРАММ* ЩЕТШХЪ КОРПУСОВ!.
СОСТАВИЛИ
В. Ипатьевъ я А. Сапожннковъ.
профессора Михайловской АртнллерійсИоЙ Академіи.
Съ риеункаии вь текетѣ.
ЧЕТВЕРТОЕ ПЕРЕСМОТРЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ ИЗДАНІЕ.
->&Ц<
ПЕТРОГРАДЪ.
Тнпо-лзтографія М.П. Фроловой. Галррная, 6.
1915.
В В Е Д E H I E.
Въ окружающей насъ природѣ мы вндямъ цѣлый рядъ
разнообразны» изиѣненій, который совершаются съ тѣлами. Эти
измѣненія, происходящая во времени, называются явленіями. Зная
законы механика, мы можемъ не только понять, но и изслѣдо-
вать наогія яшіевін, какъ, напр., паденіе камня, полетъ артил-
лерІйскаго снаряда, движеніе небесныхъ свѣтилъ и т. п.
Зная законы физики, мы можемъ отдать себѣ отчетъ въ цѣ-
лонъ рядѣ другихъ, такъ назы-ваемыхъ физнческихъ явленій.
Последними, какъ учить насъ физика, называются такія явленія,
ори которыхъ природа тѣлъ не измѣняется. Это значить, что
природа тѣлъ, при физическихъ явленіяхъ, не претерпѣваетъ
никакихъ коренныхъ изиѣненій. Если мы пронзведемъ съ каквкъ-
нибудь тѣломъ опыть, который Еызоветъ физическое явленіе,
нанримѣръ, нагрѣеиъ ато тѣло до извѣстыой температуры, или
яропустимъ череаъ него электрическій токъ, то хотя это тѣло
пріобрѣтетъ или потеряетъ при нашемъ опытѣ нѣкоторыя
свойства, но тѣмъ не менѣе, удаливъ причину вызваннаго явленія,
мы получинъ снова прежнее тѣло со всѣви принадлежащими ему
свойствами.
Но въ прародѣ замѣчается много такихъ явленій, при кото-
рыхъ происходить коренное измѣненіе вещества тЬлъ, и который,
рѣвко отличаясь отъ ыеханическихъ и физическихъ явленій,
подчиняются законамъ, излагаемьшъ въ особой наукѣ, извѣстной
подъ вазваніеиъ зтти. При зтихъ явленіяхъ, называемыхъ
химическими, иногда происходить даже исчезновеніе тѣла, и чело-
вѣкъ, не знакомый съ химіей, можетъ думать, что тѣло это
совершенно нропадаетъ, какъ бы уничтожается.
Такъ, аапрамѣръ, когда горитъ свѣча или дерево и при
этомъ происходить образование теплоты и свѣта, то свѣча эта
или дерево убываютъ мало-по-малу до нолнаго исчезновения. Что
же сдѣлалось со свѣчой? куда дѣвалось то вещество, изъ кото-
1*
_ 4 —
раго она составлена? Подобные вопросы невольно воаникаютъ,
когда видишь передъ собой такое явленІе.
Въ противоположность предыдущему прниѣру, гдѣ вещество
какъ бы уничтожается, можно привести я такой примѣръ,
который невольно вызываетъ вопросъ: откуда берется вещество?
Зерно, попавшее въ землю, прорастаетъ и с-ь теченіемъ времени
даетъ цѣлое растеніе, вмѣющее иногда громадные корни и стволъ
съ многочисленными вѣтвями и листвой. Откуда же берется
такое большое количество вещества, образующее дерево, .тогда
какъ вѣсъ зерна незначителенъ?
Но прежде чѣмъ отвѣтимъ на вопросы, откуда берется и
куда пропадаетъ вещество, постараемся охарактеризовать хамв-
ческія явленія, для чего обратимся къ примѣрамъ.
1. Если возьмемъ въ опредѣленной пропорціи два тѣла: мелкія
опилки желѣза и порошокъ сѣры и тщательно перемѣшаемъ
ихъ въ етупкѣ, то, какъ бы долго мы ни производили это смѣ-
шиваніе, мы всегда будемъ имѣть въ результатѣ простую
механическую смѣсь взятыхъ вещеетвъ; если бы нашъ глазъ и не въ
состояніи быль различать отдѣльныя крупинки желѣза и сѣры,
то, вооруженный микроскопомъ, онъ легко яаыѣтилъ бы
неоднородность приготовленнаго порошка. Этотъ цорошокъ образовался
часто механическямъ путемъ, и потому иы можемъ механически
же раздѣлить его на составныя части. Всѣмъ изеѣстно, что же-
лѣзо притягивается ііагиитонъ, и потому изъ тщательно
приготовленной смѣси нашей мы можемъ посредствоиъ магнита
выбрать всѣ желѣзныя опилки, а въ остаткѣ получить с'ьрный
порошокъ.
Но если такую смѣсь сѣры и желѣзныхъ опилокъ помѣстимъ
въ стеклянный пробирный цилнндръ и нагрѣемъ надъ пламенемъ
газовой или спиртовой горѣлки, то мы замѣтимъ слѣдующее
явленіе. Коыец-ь пробирки, будучи вагрѣтъ до краснаго
накаливания, продолжаетъ, послѣ снятія съ огня, самъ собой накалн-
ваться на протяженіи всей смѣси сѣры и желѣэа, и при этомъ
развивается такое количество тепла, что стекло плавится. По
оковчавш явленія, мы имѣемъ черный кусокъ какого-то новаго
вещества, которое не походить, по своимъ свойствамъ, на
первоначально взятия вещества. Ни минроскопъ. ни магнить не
позволятъ намъ доказать прнсутствіе крушшокт. сѣры и опилокъ
желѣза, и никакой механической силой нельзя разд-ѣлнть
полученное тѣло на составныя его части. Совершилось коренное
измѣненіе взятыхъ вещеетвъ, и въ реэультатѣ получилось- новое
тѣло, совершенно непохожее, по своаиъ свойствамъ, на перво-
_ 5 —
пачальныя вещества. Оно явилось отъ взаинодѣйстаія желѣаа н
сѣры, который соединились между собою особымъ образомъ—
химически; такинъ образомъ, мы имѣемъ передъ собою
химическое явленіе, которому можемъ дать названіе химичеекаю
соединения, такъ какъ нзъ двухъ тѣлъ получили одно, болѣе
сложное — сѣрнистое желѣзо. Это химическое соединение выразимъ
равенствомъ:
Жѳлѣзо -f сѣра = сернистое желѣзо.
Заиѣтимъ, что взаныодѣйствіе частичекъ сѣры и желѣаа оро-
исходитъ при тѣснѣйшемъ соприкосновеніи вещеетвъ, и что силы,
который побуждаютъ ихъ вступать въ соединеніе, дѣйствуютъ
на неизнѣрвмо малыхъ разетояніяхъ.
Полученное тѣло— сѣрнистое желѣэо— можетъ быть
разложено на его составныя части, но это можетъ быть совершено
только химический!, путемъ.
Кроыѣ того, слѣдуетъ обратить вниманіе на то, что если для
образования соединенія было взято излишнее количество какого-
нибудь вещества, то этотъ избытокъ останется послѣ взаимо-
дѣйствія скободнымъ и можетъ быть легко отдѣленъ отъ полу-
ченнаго нова го тѣла.
Вещество вступаетъ въ соединевіе только въ сщюю опредѣ-
лентлхъ пропорціяхъ, и этимъ химическое соединеніе рѣзко
отличается отъ физвческихъ емѣеѳй, въ которыхъ процориія смѣши-
яаемыхъ вещеетвъ ножетъ быть совершенно произвольной.
2. Если- воэьмеы-ь бѣлый порошокъ мѣла или мрамора и
сильно накалимъ его, то онъ разложится на газъ, который мы
можеиъ собрать отдѣлыю, и на твердое тѣло бѣлаго цвѣта,
называемое известью. Газъ, который выдѣлитея при разложении
взятаго порошка, называется углекислымъ, и онъ же образуется
при горѣнія угля или топлива. Въ этомъ опытѣ нзъ одного тѣла
-образуется два новыхъ тѣла: углекислый газъ и известь,
который, по своимъ свойстванъ, совершенно непохожи на
первоначально взятое тѣло. Поэтому происходящее здѣсь явленіе мы
можемъ назвать, въ противоположность первому, химическихъ раз-
мзюеніемъ и выразать его слѣдующиыъ уравненіемъ:
Мѣлъ (известь углекислая) = известь -j- углекислый газъ.
3. Если мы возьмемъ синій растворъ иѣднаго купороса и опу-
стимъ въ него желѣзвый ножъ, то, послѣ нѣкотораго времени,
замѣтииъ, что ножъ покрывается слоемъ кѣди, а растворъ мало-
по-налу теряетъ свой синій цвѣть, и, вяѣсто яѣднаго купороса,
въ растворѣ образуется желѣзный купорось. Здѣсь также
происходить коренное взиѣненіе свойствъ, такъ какъ изъ двухъ
— 6 —
тѣлт. получаются два вовыя, отличныя, по своимъ свойстванъ,
огь первоначально взяты хъ.
Обозначимъ это измѣненіе такъ:
Мѣдный кугіоросъ -\- желѣзо = железный купоросъ -\- иѣдь.
Таков химическое явленіе можно назвать химическимъ зажѣ-
щеніемъ, такъ какъ два металла, желѣзо и мѣдь, помѣнялись
своими местами.
Теперь охарактеризуемъ химическое явленіе и дадинъ опре-
дѣленіѳ науки химіи.
Химическим* явленіемъ мы называем* такую перемлну въ тѣ-
лахъ> при которой происходить глубокое измѣненіе природы ихъ
вещества, при чет пом/чаются новых тѣла, свойства которых^
коренным* образомъ отличаются оть первоначально взятыжъ, Хими-
ческія явленія. называемыя также химическими реакциями,
совершаются при тѣснБйшекъ соприкосновен! и веществъ. Они могутъ
быть раздѣлены на три класса: химичеекія соединения, разложемя
и дкдадам замѣщенія.
Химія занимается изученгемъ однородны?* eeufecnm, ияъ кото-
рыхъ составлены воѣ тѣла нашею міра, превращенгемъ этих»
веществъ друіъ въ друиі и явленгями, сопровождающими эти
превращения.
Законъ сохраненія матеріи. Проетыя
и сЛожныя тѣла.
Химія опредѣляется какъ наука, занимающаяся изученіемъ
только однородныхъ тѣлъ, т.-е. такихъ, которыя имѣють по
всѣмъ направленіямъ одинаковый составь. Такъ, напринѣръ,
поваренная соль, металлы, стекло, сахаръ могутъ служить пред-
метомъ изученія въ химіи; неоднородный тѣла, которыхъ число
громадно, какъ, напримѣръ, гранить, молоко, кровь, листъ,
изучаются другими естественными науками;'но понятно, что
вещества, изъ которыхъ они состоять, также могутъ изучаться въ химіи.
Въ химіи мы изучаешь матерІальння тѣла и ихъ превращения
и, прежде всего, обращаемъ вниманіе иа вопросъ о томъ, изъ
чего и какъ составлены тѣла, и что дѣлается съ вешествомъ при
хвмнческнхъ его измѣненіяхъ.
Мы уже говорили о химическихъ явленіяхъ: горѣніи свѣчи и
ростѣ дерева. Съ перваго взгляда кажется, что при этихъ
явленіяхъ вещество куда-то исчезаетъ или откуда-то появляется. Но
для полната изученія химическихъ явпеній нельзя ограничиваться
— 7 -
только вядвмыни измѣненіяни; научное изслѣдонаніе
какого-нибудь явленія требуетъ всесторонняго раасмотрѣнія, согласно вы-
работанйому въ наукѣ способу изучевія, или методу, и только
при такоиъ условін явленіе можетъ быть понято и правильно
объяснено.
Для того, чтобы показать иа.примѣрѣ, какъ въ химіи ияслѣ-
дуются явленія, вы вояьиемъ известный нрииѣръ: горѣніѳ свѣчи
или дерева, и постараемся на Этомъ примѣрѣ указать, что дѣ-
лаетея съ веществомъ свѣчи, когда она горитъ.
Когда хотятъ изслѣдовать явленіе, необходимо заставить его
совершаться въ такихъ условіяхъ, при ко торы хъ мы не иогли
бы упустить изъ виду какихъ-нибудь его подробностей- Такое
искусственное воспроизведете явленія вообще называется опытожъ.
Мы заставвмъ нашу свѣчу горѣть въ большой колбѣ, куда и
опустпкъ ее на согнутой проволокѣ; тогда мы эамѣтнмъ, что
св-вча продолжаетъ горѣть въ колбѣ гакъ же, какъ н на откры-
гомъ воздухѣ. Но если горло колбы закрыть пробкой, то легко
замѣтить, что въ непродолжительность времени с&ѣча начинастъ
горѣть менѣе ярко и, наконецъ, совсѣмъ погасаетъ. Это проис-
ходитъ оттого, что горѣніе идвтъ на счеть одной изъ соотавныхъ
частей воздуха, такъ что, съ орекращеніемъ свободваго доступа
воздуха, прекращается н самое горѣніе. Если будемъ производить
опытъ горѣнія свѣчи въ сухой колбѣ, то легко замѣтиыъ, что
еъ сама го начала явленія на стѣнкахъ колбы появляется влага,
которая подъ конепъ явленія собирается въ капли и стекаетъ
на дно сосуда; если же, вынувъ свѣчу, вольенъ въ колбу
известковой воды (растворъ извести въ водѣ) и взболтаемъ эту воду
въ колбѣ, то мы замѣтимъ, что, вслѣдствіе образованія нераство-
римаго въ водѣ бѣлаго порошка—мѣла, она помутится.
Образование этого порошка могло произойти только отъ нахожденія въ
колбѣ, послѣ горѣнія свѣчи, особаго газа, называемаго углекнс-
лынъ и дающаго съ известковой водой всегда бѣлый оеадокъ (мѣлъ).
Итакъ, наше нзслѣдованіе прнводитъ къ важному заключение,
что вещество свѣчи не пропало, а превратилось въ два новыхъ
тѣла: воду н углекислый газъ, при чемъ выдѣлилось
значительное количество тепла и свѣта. Это измѣненіе вещества свѣчи
совершилось на счеть той составной части воздуха, которая
называется кисяородомѣ, и безъ которой не можетъ совершаться
явленіе горѣнія. Но для полнаго объясненія даннаго явленія
необходимо произвести точное изелѣдованіе вѣса образующихся
продуктом, горѣнія: воды и углекислаго газа и сравнять съ вѣ-
сомъ сгорѣвшей смѣси и того количества газа кислорода, кото-
— 8 —
рое пошло на ея горѣніе. Чтобы произвести подобное изелѣдо-
ваніе, необходимо обратиться къ помощи всѣнъ хорошо нзвѣст-
наго инструмента, вгьсовъ, которые въ химіи играютъ громадную
роль и при помощи которыхъ бьглъ открыть первый основной
законъ химіи. Понятно, что вѣсы, употребляемые въ химли, должны
отличаться замѣчательною точностью, которая доходить до
Ѵгц миллиграмма; они носить названіе химыческшя вгьсовъ. Если
по средством ъ взвѣшиванія мы провѣримъ явлѳніе горѣнія свѣчи,
то убѣдимся, что вѣсъ сгорѣвшѳй свѣчи вмѣстѣ съ вѣсомъ
кислорода, поглощевнаго изъ воздуха, кань разъ раі*въ вѣсу
полученной воды и углекислаго газа, Этотъ в другіе опыты
показываюсь наиъ, что количество вещества во всѣхъ превращеніяхъ
остается неизмѣннымъ; вещество ножетъ только перемѣннть свою
форму, измѣнять свои свойства, но вѣсъ его остается всегда не-
измѣпнымъ, при чеыъ оно не творится и не пропадаешь.
Этотъ принѣръ превращеній вещества есть одинъ изъ
множества такихъ принѣровъ, которые праводятъ насъ ігь
заключенно, что вещество, или матерія неизменна; эта истина, которую
мы моженъ провѣрить на любонъ химичесномъ явленіи,
составляете важнѣйшій законъ природы и называется захонож
сохранения матеріи. Законъ этотъ былъ открыть въ концѣ ХѴП сто-
лѣтін (въ 1770 году) франдувскимъ ученымъ Антуаномъ Лавуазье,
благодаря введенному имъ въ хнмію инструменту, вѣсамъ,
позволяющему точно измѣрять количество вещества, и это былъ
первый законъ, съ установленіемъ котораго началась наука ятмія.
Съ его открытіемъ, въ химіи является правильный и точный ме-
тодъ иаслѣдованія явленій.
Законъ еохравевія матеріи читается такъ: сумма вгьсовъ тѣлъ
длйспщющихъ равна сумжп тъсовъ тѣлъ происходящыхъ. Пусть
А, В, С и т. д. обозначаютъ вѣса тѣлъ дѣйствующихъ, а А„ В1( Сх
и т. д.—вѣса тѣлъ происходящихъ; тогда приведенный выше за-
конъ мы можемъ представить такъ:
A + B + C + ... = A1-f-B, + C1 + ...
На основании этого закона, мы можѳнъ каждое химическое
превращеніе выразить посредствомъ уравненія, которое принято
называть яимичеекимъ. Хишжь, выражая, при своихъ наслѣдо-
ваніяхъ, то или другое химическое явленіе уравненіемъ, не про-
пуекаетъ ни одного тѣла и легко ножетъ опредѣлить вѣсъ одного
язь тѣлъ дѣйствующихъ или провсходящихъ, если остальныя
будутъ извѣстны.
Для того, чтобы лучше видѣть важность закона сохранения
натеріи при изслѣдоваиш химических* явленій, обратимся къ
нѣкоторымъ прдаѣрамъ:
1. Когда жедѣао находится на вяажжшъ воздухѣ, то оно
ржавѣетъ, т.-е. покрывается слоемъ окиси, имѣющей землистый
бедъ и похожей на ту руду, изъ которой добывается само же-
лѣзо. Чтобы понять, что такое ржавленіе желѣза, необходимо,
опираясь на законъ сохраневія матеріи, првбѣгнуть къ вѣсаиъ.
Тогда опыты взвѣшиванія покажутъ намъ, что желѣзо ори
ржавлен! и увеличивается въ вѣсѣ, и при тоиъ на столько, сколько
вѣситъ кислородъ, поглощенный желѣзомъ изъ воздуха для
образовали ржавчины. Ясно, что полученная ржавчина сложнѣе
Рис. 1.
взятаго желѣза, и ея образовавіе можетъ быть названо химиче-
скимъ соедияевіемъ, такъ какъ произошло отъ соединения металла
желѣяа съ кнслородомъ воздуха. Такое соединеніе называютъ
окисленіемь. Не взвѣшивая дѣВствующихъ и пронсходящахъ тѣлъ
и не выражая этого химическаго явленія посредствомъ уравненія,
мы легко могли бы упустить изъ виду участіе воздуха и притти
къ совершенно ложному объяененію яьпенія.
2. Красный порошокъ окиси ртути при нагрѣванів сооеобеиъ
разлагаться на металлическую ртуть и газъ кислородъ. Чтобы
разложить окись ртути, дѣлаютъ слѣдующій опыть. Берутъ
пробирный цилиндре къ (рис. 1) изъ тугоплавкаго стекла, изогнутый,
какъ показано на чертежѣ, и кладутъ въ него красную оквсь
ртути, а въ горло его вставляютъ посредствомъ пробки
газопроводную стеклянную трубку, открытый конецт, которой погружается
— 10 —
въ ванну, наполненную водой. Ёали будемъ нагрѣвать окись ртути,
то замѣтинъ, что въ ваннѣ сначала выделяются пузырьки
воздуха, расширившегося отъ нагрѣванія, а потокъ, послѣ вытѣсне-
аія воздуха, вшодитъ особый газъ—кислородъ. Чтобы собрать
этотъ газъ, мы наполяинъ водов стеклянный цилиндръ, закроемъ
его пришлифованной стеклянной пластинкой и, опрокянувъ его
въ ваннѣ, удалимъ пластинку; вода не будетъ выливаться изъ
цилиндра, потому что этому мѣшаетъ атмосферное давленіе. Если
подвести подъ цилиндръ съ водой стеклянную трубку,
проводящую кислородъ, то пузырьки газа будутъ подниматься кверху и
вытѣснять воду. Поелѣ наполнеяія цилиндра газоиъ, надо сначала
закрыть его подъ водою пришлифованной пластинкой, а потонъ
вынуть изъ воды и перевернуть. Чтобы убѣдиться,- что
полученный газъ есть кислородъ, овуетимъ въ цилиндръ тлѣющую
лучинку: она тотчасъ вспыхнетъ я будетъ горѣть гораздо ярче, чѣмъ
на воздухѣ. Кислородъ обладаетъ способностью производить го-
рѣніе и этимъ отличается отъ другихъ газовъ. Въ изогнутой
части пробирнаго цилиндрика мы замѣтимъ капельки жидкой
ртути, которыя будутъ скопляться по кѣрѣ хода разложенія окиси
ртути. Если взвѣсимъ окись ртути, а затѣмъ ртуть и кислородъ,
то »ы увидимъ полное подтвержденіе закона сохранения натеріп.
Простыл и сложных тгъла. Законъ сохраненія натеріи, какъ
мы ввдѣлв, управляетъ количествонъ веществъ, вступающихъ въ
хихическія реакцін, но этотъ законъ не указываетъ еще намъ на
то, что превращаемость веществъ другъ въ друга имѣетъ предѣлъ.
Действительно, мы поражаемся громаднымъ множествокъ разно-
образныхъ хвмическихъ превращен!!! однвхъ тѣлъ въ другія, а
въ то же время знаенъ, что нѣкоторыхъ превращений одного
тѣла въ другое мы не въ состоя нш достигнуть ни при какихъ
условіяхъ.
Но со времени Лавуазье было окончательно установлено, что
для превращаемости однихъ тѣлъ въ другія существуетъ
предѣлъ — нельзя всякое тѣло превратить въ любое другое.
Тѣла, которыя не могутъ быть превращены въ какія-лнбо
другія, называются простыми; они не могутъ быть составлены
изъ чего-либо и, при настоящемъ состояніи науки, не могутъ
быть разложены на болѣе простая части.
Изъ понятія о простомъ тѣлъ- вытекаетъ, что количество
простого тѣла въ химнческихъ превращеніяхъ остается постоянныяъ,
и что, при разложенін сложнаго тѣла, мы можевъ получить только
такія простыл тѣла, которыя входятъ въ его составъ.
Число извѣстныхъ до снхъ поръ простыхъ тѣлъ доходить до
— II —
80-ти. Нѣкоторын изъ этихъ тѣлъ находятся въ очень иеболь-
шомъ ноличествѣ, другія встрѣчаются на зеилѣ въ грокадныхъ
кодичествахъ. Всѣ простьм тѣла могуть быть раздѣлены на
два класса: одни обладаютъ особыиъ металлическинъ блескоиъ,
электро-и теплопроводностью, способны давать сплавы; ихъ' на-
зываютъ металлами, каковы, напримѣръ, шелѣзо, натрій; другія
тѣла, у которыхъ нѣтъ танихъ прязнаковъ, нааываютъ не-метал-
лами, или металлоидами, каковы, наорикѣръ, сѣра, уголь, язотъ
и т. п. Но установить точное раздѣленіе всѣхъ сростыхъ тѣлъ
на такіе два класса нельзя, потому что есть такія тѣла, у
которыхъ означенные призеаки выражены не достаточно рѣзко.
Чтобы химическія превравденія можно было выражать
уравнениями, для проетыхъ тѣдъ приняты особый обозначенія, состоя-
шія изъ началышхъ буквъ ихъ латанскаго наиненованія. 1'акъ,
напримѣръ, для водорода—Н (Hydrogenium), для кислорода — О
(Oxygenium), для ртути — Hg, для желѣэа — Fe; другая буква
прибавляется вснкій разъ, когда уже есть одинаковая заглавная
буква въ нааваніи другого простого тѣла, напр., фтора, для ко-
тораго принять знакъ F, т.-е, та же буква, съ которой
начинается латинское названіе желѣза (ferrum).
Мы помѣщаеиъ ниже перечень нѣкоторыхъ проетыхъ тѣлъ
съ соотвѣтственныни знаками.
Названія.
Водородъ. •
Углеродъ . .
Кислородъ .
Натрій. . .
Алюминій. .
Желѣзо . .
Знаки.
. . Н
. . С
N
. . 0
Na
. А\
. Fe
Zn
Наатнія,
Кремній .
Фосфоръ.
Сѣра. ,
Хлоръ .
Калій. .
Кальцій .
Мѣдь. .
Марганец ъ
Знаки
. . . Si
. . . Р
. . S
. . С1
'. . К
. . Са
. . Си
. . Ми
Для того, чтобы написать сложное тѣло, ставать рядомъ
буквы, обозначающая простыя тѣла, изъ которыхъ оно соетоить.
Напримѣръ: HgO, FeO и т. д. Такое обозначеніе сложнаго тѣла
называется формулой. Мы увидинъ далѣе, что химическая
формула покааываегъ не только качественный, во и количественный
составт., и притомъ не только вѣсовой, но и объемный. Такииъ
образомъ, въ хинін для выраженія химичеснихъ превращеній при-
влтъ особый языкъ, общій для химиковъ всѣхъ стравъ и потону
въ высшей степени удобный для изученія науки.
— 12 —
Мы опредѣляемъ сложное тѣло, какъ состоящее изъ нѣеколь-
кнхъ простыхъ тѣлъ. Но какъ мы должны понимать, что
простое тѣло входить въ составъ сложнаго? Такъ, напрнм-връ, если
мы имѣемъ сложное тѣло HgO, т.-е. окись ртути, и говоримъ, что
въ не а есть квслородъ, то значить ли это, что кислородъ, какъ
простое тѣло, какъ газъ, находится въ этомъ сложномъ тѣлѣ?
Нѣтъ, это значить только, что изъ окиси ртути мы можемъ вы-
дѣлить кислородъ въ видѣ газа; въ окиси же ртути нѣтъ газа—■
кислорода, какъ вѣтъ въ ней металла—ртути, а есть только
вещество ртути. Вообще, ооредѣляя составъ сложнаго тѣла изъ
простыхъ, мы только указываемъ на тѣ простыя тѣла, которыя
были взяты для его образованія, и которыя .могутъ быть вновь
изъ него выдѣлены; но мы не должны думать, что само простое
тѣло находится въ сложномъ, а должны допустить, что оно не-
замѣтнымъ для насъ образомъ входить въ составъ сложнаго вт>
особомъ, неизвѣстномъ наиъ, отстояніи. Это вещество простого
тѣла мы наэыеаемъ эмментомъ.
Такинъ образомъ, нужно принять, что сложный тѣла состоять
изъ элементов!., а не изъ простыхъ тѣлъ.
Ученіѳ объ энергіи. Химическая
энергія.
Въ природѣ повсюду совершаются много численны я измѣиенія
съ различными тѣлвми, какъ, наир., движеніе, тепловыя, электри-
ческія и свѣтовыя явленія и т. п. Для того, чтобы объяснить
причину такихъ измѣяеній въ тѣлахъ, мы должны допустить су-
ществованіе въ нияъ особаго начала, которое ие амѣетъ мате-
ріальняго характера.
Мы должны допустить, что, кронѣ матеріи, которая остается
неизнѣнной при веѣхь процессахъ. есть еще нѣчто такое,, что
характеризуется свойствами ненарушаемости и несоздаваеиости,
и что мы называемъ энераей.
Мы говоримъ, что тѣла обладаютъ энерііей, если они
способны совершить работу; чѣмъ больше они способны совершить
работы, тѣмъ болышй запаса экеріім ияъ присущъ. Такъ, напри-
мѣръ, если происходить движеніе снаряда, то онъ при паденіи
можетъ совершить работу, величина которой заввситъ отъ
скорости полета снаряда и отъ его массы; чѣмъ большую скорость
имѣетъ снарядъ, тѣмъ больше у него аапасъ энергіи. Мы
можемъ назвать энергію у движущегося снаряда энергіей движенія.
— 13 —
Разсмотрѣніе различныхъ явленій приводить насъ къ
заключению, что ^еуществуетъ цѣлын рядъ различныхъ формъ энергІи,
которая бываетъ двоякаго рода: одна энѳргія — явная, которая
легко можеть быть нами эамѣчена; она называется также
кинетической энергіей; другая энергія носить названіе потенціалъной,
или скрытой;' оримѣрами посдѣдней могутъ служить согнутая
пружина, лежащій на подставкѣ камень, аккумуляторъ
электричества, энергія массъ, притягивающихся по закону всемірваго
тяготѣнія.
Кинетическая энергія, въ свою очередь, можеть существовать
въ видѣ нѣсколькихъ форнъ, каковы: 1) энергія ввиженія, или
такъ называемая механическая, 2) тепловая энергія, 3) лучистая
энергія. 4) электрическая янѳргія.
Потенпіальная, или скрытая энергія можеть явиться вслѣд-
ствіе извѣстнаго взаимнаго положенія двухъ или нѣсколыгахъ
тѣлъ. Такъ, два какія угодно тѣла, вслѣдствіе существующаго
между ними тяготѣнія, обладаютъ потенціальной энергіей, иногда
очень большой, какъ это имѣетъ кѣсто для солнпа и земли.
Къ ряду формъ потевціальной энергІи относится химическая
энергія, которая составляетъ причину химическаго соединенія
различныхъ тѣлъ между собой.
Два тѣла, который могутъ вступить въ химическое вэаямо-
дѣйствіе, обладаютъ, вслѣдствіѳ запаса химической энергін,
способностью производить работу. Такъ, напримѣръ, при горѣніи угля,
т.-е. соединеніи его еъ киелородомъ воздуха, освобождается
большое количество тепловой энергія, которая способна совершить
какую угодно работу, приводя въ дввженіе паровую машину.
Оба рода знергіи, а также всѣ формы ея, обладаютъ
способностью переходить одна въ другую. Такъ, напримѣръ, энергія
движенія переходить въ тепловую, электрическая въ свѣтовую,
химическая въ тепловую, а эта послѣдняя въ механическую и
т. д. Но превращенія одной формы энергІи въ другую подчинены
принципу сохраненія энещк. который инѣетъ такое же важное
зпаченіе для физики и химіи, какъ и заковъ сохраневія, натеріи.
Чтобы выразить заковъ сохранения знергіи, мы назовемъ
эквивалентными количествами различныхъ формъ знергіи такія вхь
количества, который способны произвести одинаковую работу.
Тогда законъ еохраиенія энергіи будетъ состоять въ елѣдующемъ:
Энергія не исчезаешь « не образуется вновь; но энергія одной формы
можешь перейти въ эквивалентное количество энергіи другой формы.
Такъ, тепловая энергія можеть превращаться въ
механическую и обратно; при чемъ опытъ показываетъ намъ, что нагрѣ-
_ 14 _
вавіе 1 килограмма воды на 1° соотвѣтствуетъ такому количеству
механической работы, которая была бы произведена, если бы
1 кило воды упалъ съ высоты 427 нетровъ. Наоборотъ, если бы
ны захотѣли поднять 1 кило воды аа высоту 427 метровъ или
427 хилогр. на 1 метръ, то пришлось бы затратить количество
тепла, необходимое для нагрѣвавія 1 килограмма воды на Г; это
число 427, устанавливающее эквивалентность между тепловой н
механической энергіеи, называется механическимъ эквивалентом!,.
Вообще, въ нриродѣ мы повсюду видимъ превращеніе одной
формы энергіи въ другую- Такъ, вапримѣръ, когда тѣло падаетъ,
то мы замѣчаемъ переходъ потевдіальной энергіи въ энергію дви-
женія, а затѣиъ, при ударѣ,— въ тепловую эвергію. "
Химической эвергіеЁ угли мы можемъ воспользоваться для
иолученія тепловой энергіи, которая переходить въ
механическую для приведенія въ движеніе частей машины и станковъ.
Наименѣе извѣстна намъ химическая энеркя, которую иногда
называють внутренней. Подъ этой фирмой энергіи мы должны
подразумѣвать ту, которая побуждаетъ тѣла вступать въ
химическая превращевія. Измѣрить количество химической эиергіи въ
различных^ тѣлахъ природы мы не въ состонніи. Предполагаютъ, что
во всѣхъ тѣлахъ природы находятся, въ большемъ ели меныпемъ
коли'іествѣ, запаеъ химкческой энерііи, который расходуется на
образованІе какого-либо соедипенія и на удержаніе элементовъ
въ сложномъ тѣлѣ; при чемъ у нѣкоторыхъ тѣлъ этотъ запаеъ
химической энергіи больше того количества ея, котораго
достаточно для образованія соединенія, такъ что часть ея
превращается въ тепловую энергію, которая и выдѣляется при реакція.
Такъ, напримѣръ, когда мы пропустимъ искру череяъ емѣсь
водорода и кислорода, то образуется вода; опытъ показываете, что
при образован!и воды выдѣляется очень большое количество тепла.
Реакдіи, которыя вдуть съ выдѣленіѳмъ тепла, называются
шзотерм1#и:екими реакція ми, а тѣла, которыя образуются при
этомъ, называются зкзтгермичажгши тѣлажи. ТакІя тѣла прочны,
потому что оав содержать въ себѣ меньшій запаеъ энергіи, чѣмъ
первоначально взятия, и, чтобы ихъ разложить на систавныя
части, надо затратить столько же тепла, сколько было затрачено
дчя вхъ образования.
Если же запаса химической энергіи у двухъ тѣлъ не
достаточно для ихъ соединенія, то на реавцію необходимо затратить
извѣстное количество тепловой энергіи, которая, превратись въ
химическую, пополнить этотъ недостатокъ, и реакпія совершится.
Реавши, которыя совершаются съ поглощеніемъ тепла, нааы-
— 15 —■
ваются эндотермическими. Тѣла, который получаются при этоиъ,
называются, эндотермическими тѣлами; они непрочны, потону
что содержать болыпій запасъ химической энергіи, чѣмъ
первоначально взятыя; при ихъ разложенІи, .выдѣляется столько же
тепла, сколько его пошло на ихъ образование.
Разобранные нами примѣры показываютъ нанъ, что, при хи-
мическихъ соеднненіяхъ и разложеніяхъ, химическая энергія
способва превращаться въ тепловую, и по количеству выдѣлен-
ной или поглощенной тепловой янергіи мы можемъ только отчасти
судить о запасѣ химической энергіи, бывшей въ тѣлахъ до реак-
пів. Химическая энергія обладаете еще следующими свойствами:
1) она можетъ сохраняться въ тѣлахъ неопределенно долгое
время: сколько бы то или другое тѣло ни пролежало, аапасъ
химической энергіи не измѣнится, и 2) химическая энергія для
даннато тѣла пропорпіональна его массѣ.
О строеніи вещества.
Чтобы объяснить различный физическія, свойства тѣлъ, какъ,
напр., скважность, раеіішреніе тѣлъ отъ нагрѣвѳлія л пр., въ
наукѣ необходимо было составить представлете о томъ, какое
строеніе имѣютъ находящаяся въ природѣ тѣла.
Однако, дать точный отвѣтъ на этоть вопросъ представилось
совершенно невозможнымъ, несмотря на то, что дѣлались съ
этой пѣлію различный попытки. Когда не удается посредствомъ
ооытовъ установить точное объясненіе наблюдаемыхъ яшіеній,
то въ наукѣ прибѣгаютъ къ построенію іипотезь. Но гипотеза
въ наукѣ только тогда можетъ быть плодотворной, когда она
не только просто объясняетъ явленш, но и даетъ возможность
выводить слѣдствія, который могутъ подтвердиться опытомъ. Для
объясненія строенія матеріи въ наукѣ въ настоящее время принята
гипотеза, которая называется атомно-молекулярной, и которая
можетъ быть названа вполнѣ научной, такъ какъ оказала фиаикѣ
и, въ особенности, хгагіи громадную услугу при изученіи хями-
чеекихъ явленій.
Согласно съ этой гипотезой, всѣ простыл тѣла состоять изъ
малѣйщихъ недѣлимыхъ въ реальномъ сиыслѣ (но не въ геоме-
трическомъ) частичекъ, которыя были еще древними философами
названы атомами. Эти атомы даннаго простого тѣла всѣ
одинаковы и ииѣютъ опредѣленный вѣсь. Предполагают^ что атомы
въ тѣлѣ не существуютъ самостоятельно каждый порознь, а
— 16 -
всегда слагаются ио нѣскольку въ группы, образуя частицу, или
молекулу тѣла. Такимъ образомъ, проетыя тѣла состоять изъ
частацъ, или иолекулъ, который, въ свою очередь, слагаются изъ
нѣсколькихъ (двухъ, трехъ, четырехъ) однородныхъ атомовъ. Въ
химіи есть достаточное подтверждение такому толкоеанію строе-
нія матеріи, что и будетъ показано ниже. Сложный тѣла также
состоять изъ иолекулъ, или частицъ, которыя слагаются и здѣсь
изъ атомовъ, по послѣдніе бунутъ разнородные, потому что
сложное тѣло состоитъ всегда иаъ различных^ элементовъ.
Молекулы, или частицы, въ тѣлахъ не наполняют», сплошь
даынаго пространства, а раздѣлены промежутками, и, кроиѣ того,
какъ сами молекулы постоянно находятся въ движевіи, такъ и
атомы въ молекулахъ, вѣроятно, ямѣютъ свое особое движеніе.
Строеніе иолекулъ тѣлъ невольно можно сравнить съ строеиіемъ
солнечной системы, которая представляеть собою какъ бы
частицу, а планетЫ( кометы — атомы элементовъ.
Если бы мы стали сильно нагрѣвать сложное тѣло, то оно,
при извѣстной температурѣ, начало бы разлагаться на проетыя
тѣла; поэтому молекулы еложнаго тѣла при разложеніи расаа-
лись бы на атомы тѣхъ эдеиентовъ, которые входили въ еоетавъ
этого еложнаго тѣла. Точно такъ же, если бы мы стали дѣлить
сложное тѣло, то предѣломъ дѣлимости еложнаго тѣла была бы
молекула, потому что, при дальнѣйшемъ дѣленіи, послѣдняя
распалась бы на атомы. Поэтому можно сказать, что предѣлъ
физической дѣлимости еложнаго тѣла есть молекула; далѣе молекулу
можно только разложить химически на атомы. На основании та-
кихъ воазрѣшн на строеніе матеріи, мы подъ молекулой, или
частицей, подразумпваемь то наименьшее количество вещества,
которое способно существовать отдѣлъмо; атдмъ есть наименьшее
количество мроямои) тѣла, входящее въ составь частицъг.
Такое оиредѣленіе молекулѣ дается въ физвкѣ; въ хнміи,
какъ увидимъ далѣе, дается молекулѣ иное опредѣленіе,
выводимое на основании опытнаго ияученія реакпІй хнмичеекихъ
соединен ій.
Атомы элементовъ обладаютъ опред-іъленнъиш свойствами, не-
измѣчнЫ; и имъ приеущъ постоянный вѣсъ; они могутъ
соединяться только въ цѣлыхъ числахъ, такъ какъ они недѣлимы.
Абсолютнаго вѣса атомовъ мы не знаеиъ, а можемъ только
опредѣлить относительные вѣса атомовъ, прннявъ за единицу
вѣсъ атома какого-нибудь элемента; атомный вѣсъ всякаго
другого элемента выражается отвлечекнымъ числомъ, обозначающинъ
его отношеніе къ згой единицѣ; такъ, атомный вѣсъ водорода
— 17 —
есть 1. Хиѵическіе знаки простыхъ тѣлъ выражаютъ всегда одинъ
атомъ элемента, а потому, когда пишутъ анакъ водорода, всегда
подразумѣваютъ, что взята одна вѣсовая единица водорода: Н=1;
точно также атомный вѣсъ кислорода есть 16, и, следовательно,
при написаніи хини ческа го знака кислорода, мы подразумѣваемъ,
что берется 16 вѣсов- един.: 0 = 16.
Для обагначенія молекулъ химическихъ соединении пишут*
химическая формулы, который составляются взъ химическихъ знаковъ,
выражаюшвяъ атомы элементовъ, входящихъ въ составъ слож-
наго тѣла. Таковы формулы: воды Нг0, еѣрной кислоты BgSOt;
указатели, которые ставятся внизу у химическихъ знаковъ, озна-
чаюгь, сколько атомовъ элементовъ входить въ составъ
молекулы ело ж наго тѣла. Чтобы узнать вѣсъ молекулы, или,- какъ го-
ворятъ, молекулярный ила частичный вгыя даннйю соединенія, надо
сложить вѣса атомовъ элементе*, входящих* въ ея составъ. Такъ,
вѣсъ молекулы сѣрной кислоты равенъ 98 вѣс. един.:
H2S04=HH-S+04=lX;i+32+16X4=98 вѣс. ч.
Слѣдовательпо, каждая зеимическая формула обозначаешь всегда
молекулу химического еоедияенія.
Свойства атомовъ рааличныгь элементовъ, которые входятъ въ
составъ молекулы даанаго слоншаго тѣла, опредѣляютъ харак-
теръ хямическаго соединенія, и, зная составъ молекулъ различ-
ныхъ соедияеній, можно судить объ ихъ химических!, и физ и
чески хъ свойствахъ.
Вода.
Изъ всѣхъ жидкостей наиболѣе распространенной и наиболѣе
важной является мода.
Въ природѣ вода можеть находиться въ трехъ различныхь
состояяіяхъ: въ газообразномъ (паръ), жидкоиъ (собственно вода)
и твердомъ (ледъ).
Въ естественныхъ водахъ рѣкъ, озеръ я морей содержатся въ
вядѣ раствора различный вещества, въ особенности соля, и, смотря
по количеству аослѣднихъ, эти воды называются или прѣсными
ила солеными. Для питья употребляютъ только прѣсную воду
рѣкъ и озеръ, въ который, количество растворений х-ь солей
очень мало; морская же вода, въ которой растворено около 3'/г%
солей, имѣеть горько-соленый вкусъ и не можетъ быть
употребляема для питья. Чтобы убѣдитьсн въ томъі что вода содержать
въ себѣ раствореиныя соли, надо выпарявать ее въ каконъ-нвбудь
кратшй кгрсъ хвміи.
— 18 —
сосудѣ; послѣ удалешя воды посредствомъ выпариванія, на днѣ
сосуда получится твердый остатокъ различвыхъ солей, характеръ
которыхъ будетъ зависѣть отъ того, какая вода была взята.
Нахождение эгихъ солей въ водѣ объясняется тѣмъ, что ручьи
и рѣки, протекая по яемной поверхности или въ почвѣ, встрѣчаютъ
на своемъ пути ила соли, растворимый въ водѣ, или такія
горный породы, который ею разлагаются, при чемъ вода забираетъ
оъ собою то, что можетъ въ ней раствориться. Если подземный
ручей сильно насыщается какой-нибудь солью, количество которой
въ обычныхъ водахъ ничтожно, то, вытекая на земную
поверхность, онъ получаегь' названіе минерального источника, который
можетъ быть и теплымъ, нагрѣваясь подъ землей вслѣдствіе
какихъ-нибудь вулканическихъ вліяній. Въ зависимости отъ
характера солей в соединеній, который преобладаютъ въ минеральном^
источникѣ, ему дается соотвѣтственное названіе: желѣвястаго,
сѣрнаго, щелочнаго и т. д. Если вода подземнаго ручья была
насыщена подъ давленіемъ углекислаго газа, то такой источникъ.
выходя на земную поверхность, сильно кипитъ, что происходить
оттого, что часть раствореннаго углекислаго газа освобождается,
такъ какъ, подъ давленіеиъ атмосферы, вода ножегь растворять
только опредѣленное количество углекислаго газа. Тавовъ у наеъ
на Кавказѣ источникъ Нарзанъ.
Вода, употребляемая для питья, не должна содержать въ себѣ
большого количества растворенныхъ солей, въ особенности
углекислой извести, которая дѣлаетъ воду жесткой, т,-е. неспособной
хорошо разваривать овощи и хорошо мылиться и образующей
иного накипв въ самоварахъ и котлагъ. Вода, употребляемая для
питья, тѣмъ лучше, чѣмъ менѣе въ ней находится растворенныхъ
органичеекихъ веществъ, который придаютъ ей буроватый двѣгъ.
Такая вода быстро портится—дѣлается тухлой. Во всякой водѣ
растворены газы, главныиъ образомъ — воздухъ и углекислый
газъ. Если воду нагрѣть, то эти газы выделятся; но если такую
воду оставить стоять на воздухѣ, то упомянутые газы снова въ
ней растворятся. Присутствіе воздуха въ водѣ имѣетъ громадное
значеніе въ природѣ, такъ какъ безъ него невозможна была бы
жизнь рыбъ я другвхъ водяныхъ животныхъ.
Естественныя воды не представляютъ собою такъ называемой
химическы-чистой воды, для получешя каковой надо обыкновенную
волу подвергнуть очищенію. Если воду процѣдить черезъ
фильтровальную бумагу или черезъ слой толченаго угля, то вода
освободится отъ неханическихъ примѣсѳй, красящнзъ веществъ и
газовъ, которые легко поглощаются углемъ, но послѣ фильтраши
— 19 —
вода сохранить въ себѣ растворенный соля, и, чтобы освободить
отъ нихъ воду, ее слѣдуетъ подвергнуть пѳрегонкѣ, т.-е. обратить
въ пары, которые нужно охладить в собрать въ особомъ пріемникѣ.
Въ лабораторіяхъ и въ аптекахъ', гдѣ приходится вмѣть дѣло
съ химически-чистой водов, перегонку производятъ въ иѣдныхъ
лужеиыхъ кубахъ съ крышкой и шлемомъ, изъ котораго водяные
пары проходить по изогнутой трубкѣ, называемой амѣевикомъ;
послѣдній охлаждается водой, циркулирующей въ сосудѣ, который
носить названіе холодильника; ваъ змѣевика вода стекаетъ въ под-
ставленный сосудъ. Вода эта называется дистиллированной, или
перегнанной водой, но и она не совеѣмъ химически-чистая; дли
полученія же совершенно химически-чистой воды требуется очень
иного предосторожностей, и приходится производить перегонку
въ платиновыхъ сосудахъ, а горячую воду, во избѣжаніе раство-
ренія въ ней газовъ, охлаждать въ бѳавоздушномъ пространств*;
такая вода употребляется только для особенныхъ опытовъ и
для опредѣленія ея физическихъ свойствъ.
Фиаическія свойства воды слѣдующія. Температура таянія
льда 0", а температура кипѣнія, при давлеиіи 760 мм., 100° по Ц.;
скрытая теплота плавленія воды 79,25 ед. тепла, а скрытая теплота
парообравованія ея 537 ед. тепла. При охлажденіи плотность
воды увеличивается только до иэвѣстной температуры, а именно
до + 4° но Ц. При этой температурь-, вода им-ветъ наибольшую
плотность, которая, при дальнѣйшемъ охлажденіи, уменьшается,
такъ что вода делается легче и остается на поверхности. Это
обстоятельство инѣетъ громадное значеніе въ природѣ, такъ какъ
при охлажденіи верхніе слои воды дѣлаются болѣе плотными, чѣмъ
нижніе, и потому могутъ опускаться на дно рѣкъ и озеръ только
до температуры-]- 4° Ц.; при дальнѣйшемъ же охлажденіи, они,
дѣлаяеь болѣе легкими, чѣмъ нижніе слои, остаются на
поверхности и обращаются въ ледъ при 0"'. Такъ какъ ледъ плохой
проводникъ тепла, то нижніе слои воды рѣкъ и озеръ не могутъ
промерзнуть до самаго дна, и потому въ водахъ умѣренныхъ
странъ сохраняется жизнь рыбъ и другихъ водяныхъ животныхъ.
Вѣеъ куйическаго сантиметра воды, при температурь-
наибольшей ея плотности, принять равнымъ одному грамму. За единицу
плотности принять удѣльный вѣсъ воды нри температурѣ + 4° Ц.
За единицу тепла, или малую калорію, мы прияимаемъ
количество тепла, которое нужно затратить, чтобы нагрѣть 1 граммъ
воды на Iе Ц. Большая калорія—это количество тепла, потребное
для того, чтобы нагрѣть 1 кило воды на 1° Ц.
2*
— 20 —
Растворы.
Вода способна растворять? еъ еебѣ различный вещества:
газообразный, жіідкія и твердый, и получающіяея жидкости
называются растворами. Растворы яграютъ большую роль какъ въ
лабораторіяхъ, такъ и въ проиышлевности; оян имѣютъ большое
значеніе въ природѣ, такт, какъ пвтаніе раетевій минеральными
солями можетъ совершаться только при ижъ помощи. Чтобы
выяснить ту роль, которую играетъ вода въ растворахъ, мы раз-
сиотрииъ послѣдоввтельно те явленія, которыми сопровождается
растворе ніе тѣлъ.
Если возьмемъ крѣпкій растворъ какого-нибудь тѣла, напрн-
мѣръ, поваренной соли, и осторожно, поередствоиъ пипетки,
выльемъ его подъ водой, понѣщевной въ стакан-ь, избѣгая при
йтомъ смѣшенія раствора съ водой, то мы получимъ два слоя:
нижній, болѣе тяжелый слой раствора поваренной соля, в верх-
ній — водный. Если мы поставимъ етаканъ въ тихомъ мѣстѣ и
время отъ временя будемъ брать пробы верхняго воднаго слоя,
то замѣтимъ, что оиъ со дер жить въ себѣ поваренную соль;
содержаніе послѣдней будетъ съ теченіемъ времени увеличиваться
до тѣкъ поръ, пока все содержимое сгакана не будетъ
представлять однороднаго раствора. Этотъ оиытъ показываегъ намъ, что
тяжелыя частицы поваренной соли поднимаются съ извѣсгной
силой кверху и стремятся равяомѣрно распределиться по всей
маееѣ воды. Далъаѣйшія пробы покажутъ, что наступившее рав-
вовѣсіе уже не нарушается. Способность проникновения и равно-
мѣр&аго раснредѣленіи растворенньгхъ тѣлъ въ маесѣ
растворителя носить назвоніе диффузіы растворовъ. Диффузія совершается
даже еъ томъ случаѣ, когда растворы отъ растворителя отдѣлены
органическими перепонками, и мы можемъ, аъ послѣднѳмъ елучаѣ,
иамѣрить скорости диффузіи различныхъ растворовъ и сдѣлать
нодраздѣленіѳ твердыхъ тѣлъ по ихъ способности прохожденія
черезъ органическія перепонки. Приборъ, служащій для этой
пѣли, носить назвавіе діалиаатора. Онъ состоитъ изъ цилин-
дрическаго сосуда, въ который погружается бездонный циливдръ;
у этого [юслѣішяго, вмѣсто дна, натянута какая-нибудь
органическая перепонка или пергаментная бумага. Если въ соеудѣ будетъ
вода, а въ цнлвндрѣ растворъ какой-нибудь соли, то, по
истечении нѣкотораго времени, въ водѣ окажется соль, которая
прошла черезъ органическую перепонку. Равновѣсіе наступить тогда, ■
когда крѣвость раствора будегь одинакова какъ въ сосудѣ, такъ
— 21 —
и въ цилиндрѣ. Иамѣряя количество двффундирующихъ солей въ
равные промежутке времени, ложно составить таблицу скоростей
диффузіи для рааличныхъ тѣлъ. Опыты показывают*, что тѣла,
которыя быстро диффундвруютъ, имѣютъ всегда кристаллическое
сложеніе 3); поэтому они называются кристаллоидами; наоборотъ,
тѣла, которыя диффуняирують очень иедленно, икѣютъ аморфное
строеніе и называются коллоидами. Прииѣроыъ первыхъ гѣлъ
служить всѣ соли, примѣромъ вторыхъ—бѣлокъ, крахмаль, клей в т. п.
Растворяя тѣло, мы эамѣчаеиъ, что въ опредѣленномъ коли-
чествѣ жидкости, при извѣстной температурѣ и давленіа, не мо-
ж«ть раствориться болѣѳ нѣкотораго опредѣленнаго количества
этого тѣла, такъ что, при данныхъ условіяхъ, всегда существуетъ
извѣстный предѣлъ растворимости даннаго вещества. Когда этотъ
предѣлъ достигнута, растворъ называютъ насыщенным*. То
количество тѣла, которое способно раствориться въ 100 вѣсовыхъ
единипахъ воды при вѣ которой опредѣленной температурѣ (0°,15°)
называется коэффиц&нтомъ растворимости.
Для большинства тѣлъ, еъ увелиіеніемъ температуры, коэффи-
ціенгы растворимости увеличиваются, т.-е. при нагрѣванів вода
способна растворять большее количество соли, чѣмъ при
обыкновенной температурѣ. Но есть такія соли, у которызъ
коэффициента растворимости почти не изменяется; Такова поваренная
соль; есть и такія соли, у которых-*, коэффищентъ растворимости
при нагрѣваніи то увеличивается, то уменьшается; такова, напри-
мѣръ, глауберова соль, или сѣраокислый натрій.
Въ растворахъ мы можекъ произвольно измѣнятъ количество
воды, иначе говорл, произвольно разбавлять растворъ; что же
касается другой составной части растворовъ — раетвореннаго тѣла,
то здѣсь мы имѣемъ предѣлъ, и больше извѣстнаго его
количества мы не вт. состояніи растворить въ данномъ объемѣ воды.
Послѣднее обстоятельство заставляетъ смотрѣть на растворы
иначе, чѣмъ на мехапическія сиѣси, въ когорыхъ каіичество со-
ставныхъ частей мы иожемъ измѣнять въ какихъ угодно отно-
шеніяхъ.
Для ознакомяенія съ растворами мы разсыотрииъ нѣкоторыя
нвленія, замѣчаемыя при растаореніи тѣлъ въ водѣ.
Выдѣдтге тепла при раствореніи. Ори раствореніи тѣлъ въ
водѣ, мы часто наблюдаемъ выдѣленіе тепла, иногда очень зна-
*) Кристаллическими тѣлаии называются такія, которыя ияѣютъ
правильное очертпніе геометрически*ъ тѣ.іъ и при разбивайся колются на куски,
сохравяющіе правильное очерташе; аиорфныя же тѣла не емізють правиль-
наго очертанія.
— 22 —
чительнаго; очень характерный примѣръ — это растворенІе сѣр-
аоя кислоты въ водѣ: оно сопровождается выдѣленіемъ чрезвычайно
большого количества тепла. "Ьдкое кали и ѣдкій натръ, при
растворен! и въ водѣ. также выдѣляютъ тепло.
Повышент точки кипѣнія и пониженіе точки замерзанія
растворовъ. Замѣчено, что точка шпгѣнія растворовъ всегда бываетъ-
выше точки кипѣнія воды, и что температура ихъ кипѣнія воз-
растаетъ съ увеличеніемъ ихъ коицеитрадіи, нодъ которой разу-
мѣютъ крѣпость раствора, т.-е. процентное содержаніѳ соли въ
растворѣ. Замѣчено также, что температура замерзанія
растворовъ бываетъ ниже О" Ц., и что точка ихъ замерзанія пони-
жается пропорционально ихъ концентраціи.
Сжатіе при раствореніи. При смѣшеніи извѣстнаго объема
крѣпкаго раствора соли съ опредѣленнымъ объемомъ воды, часто
можно наблюдать, что полученный объемъ новаго раствора не
равенъ сунмѣ первоначально взятыхъ объемовъ, и при этомъ
обнаруживается сокращеніе объема, или, какъ говорять, сжатіе
растворовъ. Замѣчательво наглядными прамѣрами этого сжатія
иогутъ служить растворы сѣрной кислоты и спирта въ водѣ;
такъ, напримѣръ, 50 куб. сант. спирта съ 50 куб. сант. воды
даютъ только t)6 куб. сант. раствора, вмѣсто 100 куб. сант.
Выдѣленге изъ растворовъ кристаяловъ соли, содержащие- кри-
сталлизаціонную воду.
Когда мы имѣемъ насыщенный растворъ какой-нибудь соли,
то, при его испареніи. тотчасъ же начинается выдѣленіе изъ
раствора крнсталловъ соли, которые падаюгъ на дно сосуда. Эти
кристаллы, вначалѣ чрезвычайно наленыпе, могутъ съ теченіемъ
времени, по нѣрѣ испаревія воды иаъ раствора, расти, такъ какъ
на нихъ отлагаются тѣ частицы соли, который выдѣляютсн изъ
раствора. Кристаллы мвогнхъ солей, выдѣляясь изъ растворовъ,
содержать въ себѣ воду. Для того, чтобы показать, что эта вода,
удерживаемая кристаллами, соединена съ ними химически, мы
обратимся къ примѣру и на немъ нзслѣдуеиъ это я влете.
Насыщенный раетворъ мѣднаго купороса (химическая формула
молекулы котораго есть CuS045HaO) при испареніи выдѣпяетъ
большіе призматические кристаллы синя го цвѣта, которые
содержать въ себѣ воду. Дѣйствительно, если мы отдѣлимъ
кристаллы отъ наеыщеннаго раствора, просушимъ ихъ между
листами пропускной бумаги и опредѣленное, взвѣшенное количество
ихъ будекъ нагрѣвать продолжительное время при 100° Ц., тс*
заыѣтимъ, что они измѣнятъ свой цвѣтъ на зеленый и, вслѣд-
ствіе потери воды, уменьшатся въ вѣсѣ. Но ори этой темпера-
— 23 —
турѣ, не вся вода ыожетъ быть удалена иэъ кристалловъ; если
нагрѣвать соль до 250°, то можно получить порошокъ бѣлаго
цвѣта, не содержащей вовсе воды. Опыть покааываетъ, что мѣл-
ныа купорось способент. удерживать всегда определенное
количество воды, которая при нагрѣваніи до 250° вся удаляется. Если
бѣлый порошокъ мѣднаго купороса облить водой, то онъ жадно
соединится съ вею, пріобрѣтетъ снова синій цвѣтъ, и количество
присоединившейся воды всегда будетъ постояшшиъ; кристаллы'
мѣднаго купороса всегда будутъ содержать 64% соли и 36%
воды. Эти данный вполнѣ поаволяютъ считать соединеніе соли
CuS04 съ водой настоящимъ хиивческинъ соединеиіемъ, такт,
какъ оно образуется съ выдѣленіемъ тепла, составная части, его
образующія, входятъ въ строго опредѣленныхъ вѣсовыхъ отно-
шеніяхъ, и, крЬмѣ того, мы наблюдаенъ здѣеь изиѣненіе свойствъ
вещества, а именно;—переходъ бѣлой сѣрномѣдной соли въ сваіе
кристаллы мѣднаго купороса. Вода, вошедшая въ составь
кристалловъ, носить пазваніе хршжаллызаціонной воды, я она хини-
чески соединена съ солью. Такая вода непрочно удерживается
въ кристаллахъ, и очень часто можно наблюдать, что, при ле-
жаніи ихь на вовдухѣ, она улетучивается язь ннхъ; такое явлевіе
называютъ вывѣтриваніежъ.
Такилъ обравоиъ, изъ насыщевныхъ растворовъ ногутъ вы-
дѣляться кристаллы солей, содержание часто крнеталлиэаціов-
ную воду, которая химически связана съ солями; эти еоедлненія
являются вполнѣ опредѣленными химическими тединеніямц.
Раетвореяіе шзавъ въ водѣ. Газы, приходя въ соприкосновение
съ водой, ногутъ въ неб растворяться, подобно твердынь и жид-
кимъ тѣламъ.
Коэффиціентомъ растворимости газа называется объеиъ газа,
способный раствориться въ единицѣ объема воды про 0° Ц. и 760 ми.
давленія.
Растворимость газовъ зависитъ отъ природы газовъ, оть
температуры и отъ давленія. Газы, легко сгущаемые въ жидкость,
лучше растворяются въ водѣ, чѣяъ газы, трудно сгущаемые. Съ
повышеніемъ температуры, растворимость газовъ уменьшается.
При нагрѣванія воды, растворенные въ ней газы, входящіе въ
составь воздуха, выдѣляются, потому что, сь повышеніемъ
температуры, ихъ растворимость въ водѣ уменьшается; въ кипящей
всйѣ совсѣмъ нѣтъ газовъ, что доказывается тѣмъ, что если
кипящую воду охладимъ въ безвоздушноиъ простралствѣ, то она
не будетъ содержать въ себѣ никакихъ газовъ. Растворимость
газовъ въ водѣ увеличивается съ увеличеніемъ давленія. Принѣ-
— 24 —
роаъ тому могуть служить иногіе факты. Такъ, вода можетъ
растворять только одииъ объемъ углекислаго газа, если онъ-бу-
детъ находиться надъ жидкостью подъ давленіекъ одной
атмосферы; въ сельтерской водѣ находится раствореннымъ въ едн-
нпцѣ объема около і-хь объемовъ этого газа, и такой
растворимости достигаютъ, заставляв углекислый газъ растворяться въ
водѣ еодъ давленіевъ нѣсколькихъ атмосферъ. При откупори-
вавіи бутылки, растворенный газъ будетъ выходить изъ
сельтерской воды, потому что онъ будетъ находиться подъ давленіемъ
одной атмосферы.
Соетавъ воды и ея разложение. Законъ
постоянства состава.
Еще во второй половиегб XVIII столѣтія думали, что вода
представляетъ собою простое тѣло, которое мы не въ состоянія
разложить на болѣе простыя составныя части—элементы, и что
ее нельзя получить иаъ каквхь-либо другихъ простыхъ тѣлъ.
Но англійсшй ученый лордъ Кавендишъ въ 17S1 году впервые
показалъ, что вода можетъ быть получена при горѣнія гааа
водорода въ атиосферѣ газа кислорода, и что, такимъ образомъ,
ее слѣдуетъ считать за сложное тѣло, состоящее изъ двухъ ве-
ществъ. Лавуазье подтвердилъ сложность воды и доказалъ это
также посрѳдствоиъ синтеза воды, т.-е. посредствомъ образован!я
ея изъ газовъ кислорода и водорода; при чемъ было показано, что
вѣсъ воды въ точности равняется вѣсу газовъ водорода а
кислорода, изъ которыхъ она образовалась.
Во сложность воды можетъ быть доказана также и
посредством дѣйствія, обратнаго синтезу, а именно посредствомъ
анализа, иначе говоря, посредствомъ разложенія опредѣленнаго
количества воды на ея составныя части.
Въ началѣ прошлаіо столѣтія удалось разложить воду
посредствомъ гальваническаго тока. Частая вода оказывается пло-
химъ нроводнякомъ электричества и не пропускаете электри
ческа го тока слабого напрнженія; по если воду подкислять,
прибавив ъ немного сѣрной кислоты, то она сдѣлается хорошинъ
проводкикомъ электричества, и токъ, при своемъ прохожденш,
разложить воду на два газа: кнслородъ и водородъ. Эти гавы
можно собрать отдѣльно, если употребить приборъ, который
ииѣетъ указанное на рисувкѣ (2) устройство, и который
называется волътамещюмъ.
_ 25 —
Приборъ состоитъ тъ трубки, изогнутой въ видѣ буквы U;
концы трубка снабжены стекл&нвыы? кранами; эта трубка
соединена еъ особой вертдкальвой трубкой, оканчивающейся
шарю иъ. Въ колѣньяхъ U-обраэноЙ трубке видны платиаовдя
проволоки, къ которыкъ припаяны платвяовыя пластинки, служащія
электродами.
Если наполниыъ весь приборъ водой, подкисливъ ее сѣрной
кислотой, и соединииъ длатиновыя проволоки еь полюсами
батареи, то на электродахъ начнется тотчасъ выдѣлевіе пузырысовъ,
которые будутъ собираться въ верхнвхъ частнхъ U-образной
трубки. Это—два газа; одинъ изъ нихъ будетъ собираться на
отрицательноиъ электродѣ, а другой на положи тел ьномъ; перваго
газа будетъ, по объему, вдвое бол-Ье, чѣиъ второго; первый гааъ
способенъ горѣть и называется водородомъ, а другой газъ, не
будучи въ состонніи горѣть, энергично поддерліиваетъ горѣніе, такъ
что тлѣющая лучина моментально въ немъ загорается. Послѣдній
газъ, выдѣляющійся, при электролизѣ воды, на положительномъ
злектродѣ, называется кислородомъ, который, какъ намъ уже
взвѣстно. входить въ соетавъ воздуха. Такимъ образокъ, при
разложении воды, получаются только два газа: водородъ и квсло-
родъ, и на два объема водорода приходится одинъ объеыъ
кислорода; снѣеь этих-ь двухъ газовъ, въ указанноиъ объемпомъ от-
— 26 —
ношеніи, называется хремучит, юзам», потому что отъ зажиганія
или отъ электрической искры оиа даетъ сильный варнвъ, вслѣд-
ствіе сгоранія водорода на счетъ кислорода, и продуктомъ реакців
является скова вода.
Вода способна разлагаться на свои составныя части дѣйствіемъ
одного жара, при температур* около 1000°; но ери гораздо бо-
лѣе низкой температурѣ происходить разложение воды, если ея
пары пропускать череэъ трубку, въ которую положены нѣкото-
рые металлы, напр., цинкъ, желѣво; изъ воды выдѣляется
водород ъ, а кислородъ соединяется съ неталломъ, который находится
въ трубкѣ. Нѣкоторые металлы, напр., калІй, натрій, раалагаютъ
воду при обыкновенной температурѣ, какъ увидимъ это далѣе.
Итакъ, вода есть сложное тѣло, опредѣленное химическое со-
единеніе, состоящее изъ двухъ элеыентовъ: водорода и кислорода,
и ея составь, накъ мы видѣли, подтверждается и синтевомъ и
анализонъ ея. О сиптезѣ воды мы будеыъ говорить впослѣдствіи,
и тогда установимъ точное вѣсовое отнопіеніе составныхъ ея
частей. Теперь мы уже знаемъ, что, при анализѣ воды посредствомъ
электролиза, приходится на 2 объема водорода одннъ объемъ
кислорода. Въ хихіи для выражения состава еложнаго тѣла, какъ
мы видѣли ранѣе, пвшутъ его формулу; химическія формулы вы-
ражаютъ составь молекулъ тѣлъ, а вѣсъ молекулы составляется
изъ вѣсовъ атомовъ элементовъ, которые входятъ въ ея составъ.
Такимъ образомъ, чтобы написать формулу воды, необходимо
узнать число атоновъ водорода и кислорода, входятцихъ въ
молекулу воды, и вѣсъ нослѣдней.
Изъ анализа мы нашли, что въ водѣ на одннъ объемъ
кислорода приходится два объема водорода. Знай плотности атихъ га-
зовъ (Н = 1, а О = 16). легко вычислить, что въ водѣ на 2 вѣ-
совыя части водорода приходится 1(І вѣсовыхъ частей кислорода.
Впослѣдствіи мы у знаемъ, что вѣсъ всякой молекулы равняется
удвоенной плотности пара по отношенію къ водороду; для воды
плотность пара но отношенію къ водороду равна 9-ти, и, слѣдо-
вательно, вѣсъ молекулы воды 18. Поэтому въ составъ молекулы
воды входить 2 вѣсовыхъ части водорода и 16 вѣсовыхъ частей
кислорода. Такимъ образомъ, формула воды такова: НгО; она
показываетъ также, что для образования воды нужно взять одинъ
объемъ кислорода и два объема водорода. Слѣдовательио, каждая
химическая формула, выражая вѣсовыя отношенія составныхъ
частей еложнаго тѣла, въ то же время даетъ возможность опре-
дѣлить и ихъ объемное соотношение; а если прибавить къ этому,
что мы, какъ увидимъ впослѣдствіи, ножемъ, смотря на формулу,
_ 27 -
прочитать различная важнѣйшія фвзическія- и химичеекія
свойства тѣза, то станетъ вполнѣ понятнымъ, какое громадное эна-
чевіе въ хвмін икѣютъ формулы, а потону умѣнье пользоваться
яш й правильно писать ихъ вполнѣ необходимо для изученія
химіи.
Для образованІя воды необходимо, какъ мы видѣлн, ваять на 2
вѣсовыхъ частя водорода 16 вѣсовыхъ частей кислорода; если бы
какого-нибудь газа мы взяли болѣе указанны хъ колвчествъ, то
иябытокъ его остался бы, послѣ образованІя воды, свободнымъ.
На этонъ примѣрѣ слѣдуетъ видѣть подтвержден!© важнѣйшаго
закона хихіи, управляющаго вѣсовыми количествами тѣлъ,
образу ющихъ химичеекія соединенія, и называема го законом
постоянства состава.
Въ опредгьленныхь химических» еоедѵмешяхъ тьеовое отношеніе
частей постоянно.
Водород ъ.
Въ природѣ свободный водородъ встречается рѣдко и ири-
томъ въ ничтожныхъ количествахъ; такъ, его находить въ га-
захъ, извергаеиыхъ изъ вулкановъ, и въ метеорныхъ камняхъ;
на эемлѣ же водородъ находится, главнымъ обравохъ, въ соеди-
неніи съ кислородомъ въ видѣ воды, а также въ разнообразныхъ
органвческихъ соеданеніяхъ, которая вюдятъ въ составь тѣла
растеній и животных-ь.
Чтобы добыть водородъ изъ воды, надо отнять отъ вея кисло-
родъ; для чего слѣдуетъ подѣйствовать на воду однимъ изъ та-
кихъ тѣлъ, который ииѣюгъ большое сродство къ кислороду;
таковы легкіе металлы: калій, натрій, которые такъ легко
соединяются съ кислородомъ, что ихъ надо хранить не на воздухѣ, а
подъ керосиномъ, въ которомъ они тонуть.
Металлъ натрій, будучи погруженъ въ воду, тотчасъ разла-
гаетъ ее; при чемъ половина водорода выдѣляется изъ воды въ
своводномъ соетояніи, а, вмѣсто него, въ воду становится натрій;
эту реакцію можно выразить слѣдуюшимъ уравненіемъ:
Na + Hs0 = Н + NaHO.
Опытъ шказываетъ, что 23 вѣсовыхъ части натрія вытѣс-
няютъ изъ воды одну вѣсовую часть водорода; въ результатѣ
получается вещество, которое называется ѣдкимъ натромъ. Эта
реакція натрія (или калія) на воду идетъ очень энергично, съ
выдѣленіемъ большого количества тепла, такъ что иногда выдѣ-
- 28 —
ляющійся водородъ загорается и, окрашенный паровъ натрія (или
калія), горнтъ жедтыжъ {ели фіалетовымъ) пламевемъ. Чтобы
собрать водородъ при разложенік воды натріемъ, поступаютъ такъ:
берутъ пил индръ, наполняюсь его водой, опрокидьщаютъ его подъ
нею и подводятъ подъ цилиндръ посредствомъ ложки кусочекъ
натрія; тогда тотчаеъ же начинается выдѣлевіе водорода,
который и собирается надъ водой въ верхней части цилиндра.
Другіе металлы, каковы, напринѣръ, желѣзо, цинкъ, могутъ
разлагать воду и замѣшатъ въ ней водородъ только при высокой
температурѣ; вѣдъ, серебро, евинедъ не способны вовсе
разлагать воду ни при какой температур*. Но если, вмѣсто воды, мы
возьмемъ вещества, называемые кислотами, въ которыхъ
содержится водородъ, то окажется, что многіе металлы способны вы-
дѣлять изъ нихъ водородъ еъ большою легкостью, при
обыкновенной темлературѣ, и становиться, выѣето него, во взятую для
реакцін кислоту, подобно тому, какъ это мы видѣли при дѣйствія
натрія на воду. Такъ, если мы возьмеиъ цинкъ или желѣзо и
обольемъ ивь сѣрной кислотой, называемой въ оСщежитіи купо-
роснывъ маслокъ, то замѣтимъ тотчаеъ же начало реакцін,
проявляющейся въ обильномъ выдѣленія пузырьковъ гааа водорода,
уходящаго изъ сѣрной кислоты; на мѣето же этого водорода въ
кислоту будетъ становиться- металлъ цвикъ или желѣзо.
Вещество, которое получается отъ замѣны водорода въ кислотѣ ме-
талломъ, называется солью. Реакція полученія водорода изъ
сѣрной кислоты посредством!, цинка можетъ быть выражена слѣ-
дующимъ ураввеніеиъ;
Zn + H2SO, = ZnS01 + Ha.
При дѣнствіи сѣрной кислоты на гшккъ, мы нолучаемъ двѣ
вѣсовыя части водорода и соль, которую называютъ цянковымъ
купоросомъ, или сѣрнокиелымъ цинкомъ. Эта реакція полученія
водорода представляѳтъ примѣръ реакщи замѣщенія, такъ какъ
здѣсь водородъ в цинкъ, какъ шжазываетъ ураененіе, мѣняются
мѣетами. Реакція идетъ равномѣрно, и весь цинкъ вступаетъ во
вааимодѣйствіе съ кислотой только въ томъ случаѣ. когда
кислота разбавлена водой, въ которой растворяется і-Ьрвоцинновая
соль, по мѣрѣ своего образованія; въ противноиъ. случаѣ, она
облѣпитъ кусочки цинка, я они будутъ предохранены отъ
дѣйствія на ннхъ кислоты. Для добыванія водорода въ лаборато-
ріяхъ употребляютъ различные приборы, но самый простой н
употребительный приборъ состоитъ, какъ показано здѣсь {рис. 3),
взъ двухъ стклянокъ А я В, ииѣющихь отверстія около дна
• _ 29 —
С a J) (тубулусъ), въ который вставлены пробки съ
стеклянными трубочгамв, соединенными между собою каучуковой труб*
кой. Въ етклянку В наливается разбавленная сѣрная кислота,
а въ етклянку Л кладутъ зерненый цвнкъ и првкрываютъ ее
пробкой, въ которую вставлена стеклянная трубка съ краноиъ.
Если хотятъ получить водородъ, то етклянку В помѣщаютъ выше
стклянки Л; тогда кислота входить въ етклянку А, разлагается
цааномъ, и раявивающійся водородъ мы можемъ вьшустить изъ
врвбора, открынъ кранъ М. Чтобы лишить водородъ влажности,
необходимо пропустить его черезъ етклянку съ сѣриою
кислотой, которая, какъ уже извѣстно, шгЁегь большое сродство къ
водѣ и легко отнииаегь ее отъ разныхъ газовъ. Когда іотятъ
прекратить ныдѣленіѳ водорода, то яакрываютъ кранъ М или
Рис. 3.
опускаютъ внизъ етклянку В; тогда сѣрная кислота стечеть съ
цинка, и реакція окончится.
Водородъ представляетъ собою газъ безцвѣтный, безъ аапаха
н самый легкІй изъ всѣхъ извѣствыхъ до сихъ поръ газовъ; онъ
въ 14.44 раза легче воздуха и, вс.тѣдетвіе своей малой плотности,
инѣетъ наибольшую скорость диффузіи. Отъ воздуха онъ
отличается еще своею горючестью. Если мы инѣемъ наполненный
водоридомъ цнлиндръ н поднесемъ зажженную свѣчу къ
обращенному вниаъ дну цилиндра, то водородъ тотчасъ загорится и
будетъ горѣть блѣднымъ пламеиемг; если же мы зажженную
свѣчу ваесемъ въ цилппдръ, то она тотчасъ же погаснетъ. Этотъ
опытъ съ водородомъ показываетъ вамъ, что водородъ споеобенъ
горѣть, но не можетъ ноддерживать горѣнІе.
— 30 —
Долго не могла обратить водородъ въ жидкое состоите, и
только недавно англійсвій физнкъ Дыоаръ получилъ его въ видѣ
жидкости, а въ настоящее время его можно обратить даже въ
твердое еоетонніе.
Мы вндѣли, что водородъ способенъ горѣть, т.-е. соединяться
съ кислородомъ, который овъ беретъ изъ воздуха, и образовать
воду. Это и есть синтезъ води, т.-е. образовавіе ея изъ
составляющие ее газовъ: водорода и Шклорода. Чтобы занѣтить
образованіе воды при горѣнІи сухого водорода, стоить поставить надъ
его пламенеяъ воронку, которая соединена съ трубкой а, какъ
показано на чертежѣ (рис. 4). Если мы будемъ просасывать воз-
дугь череаъ воронку и трубку, то черезь- никоторое время ва-
мѣтимъ, что въ трубкѣ собрались капли воды.
Водородъ способенъ отнимать кислородъ оть многихъ тѣлъ
въ особенности отъ окисей металловъ; въ послѣднемъ случаѣ,
остается металлъ, а кислородъ, соединяясь съ водородомъ, даетъ
воду. Такое дѣйствіе водорода на окислы металловъ называется
возспшновленіем ъ.
Такъ, наоримѣръ, если черезъ накаленную окись мѣди
пропускать сухой водородъ, то она отдаетъ свой кислородъ я
превратится въ металлическую кѣдь, а кислородъ съ водородомъ
образуетъ воду:
СиО + На = Си + И,0.
Такое возстановленіе водородомъ ииѣетъ иѣсто не для всѣхъ
окисей металловъ; для тѣіъ оиисей, металлъ которыхъ способенъ
— 31 —
разлагать воду, возстановленіе не ножеть произойти. Такъ, на-
примѣръ, окиси неталловъ кал£я, натрія, кальція вѳ иогутъ быть
восстановлены водородомъ, такъ какъ эти металлы ииѣютъ больше
сродства къ кислороду, чѣиъ водородъ, и способны отнимать его
у воды, выдѣляя свободиыиъ водородъ.
Кислород ъ.
Кроиѣ водорода, въ составь воды входить другой газъ—кисло-
родъ, являющійся поэтому самымъ расироетраненнымъ элементомъ
на землѣ. Онъ обраауетъ съ различными элементами землистый
и каменистыя вещества, который составляюгь главную массу
земной коры, а въ соединеній съ углеродонъ, водородомъ и азотонъ
обраауетъ громадное количество оргавическихъ соединеній, ео-
ставлягаишхъ тѣло нсивотвып. и растеній; наконецъ, онъ
находится въ свободнонъ состояніи въ воздухѣ, образуя сыѣсь <гь
другимъ газомъ, который называется азотомъ.
Кислородъ очень энергичный элеиентъ, т.-е. легко вступаетъ
въ соединения съ другими элементами, и, кронъ- того, играетъ
громадную роль въ жизни животных!, и растеній. Животныя
вдыхаютъ изъ воздуха квслородъ іюсредствомъ своего дыхатель-
наго аппарата, откуда кислородъ, попадая въ кровь и въ неб
растворяясь, разносится ею но всѣиъ частянъ организма, вступая
потомъ въ реакціи съ различными сложными органическими
соединениями; при чемъ выдѣляется то тепло, которое нужно для
поддержания жизни организма н для производства всякой работы;
при этихъ реакціяхъ кислородъ большею частію отнимаегь отъ
органа чес кихъ соединеній углеродъ, образуя углекислый газъ,
который, растворяясь въ крови (такая кровь называется
венозной), выбрасывается легкими въ атмосферу при процессѣ дыханія.
Такнмъ образоиъ, животныя берутъ для своей жизни изъ
воздуха кислородъ и выдыхаютъ углекислый газъ; послъ-дняго могло
бы накопиться на землѣ слишкоиъ много, если бы растенія для
своей жизни не брали его изъ воздуха. Въ конпѣ ХѴШ сто-
лѣтія Пристлей показалъ, что зеленый части растенія, подъ влія-
ніемъ солиечнаго свѣта, раэлагаютъ углекислый газъ, съ отдѣ-
леніемъ углерода въ видѣ органическихъ соединеній въ тѣлѣ
растенія и съ выдѣленіемъ свобод наго кислорода. Растительный
міръ пополняешь, такимъ образомъ, убыль кислорода,
причиняемую животнымъ царствомъ, и потому въ теченіе многихъ вѣковъ
количество кислорода на землѣ останется постоянным-!..
Для полученія кислорода нельзя воспользоваться воздухоиъ,
— 32 —
гдѣ онъ находится въ свѣси ~сь азотомъ, потому что вев тѣла,
который нѳ соединяются съ азотомъ, встуааютъ въ соединеніѳ и
съ квслородонъ. Для этой цѣли слъ-дуетъ брать богатыя кисло-
родоиъ вещества, которыя при нагрѣваніи легко выдѣляють
кислородъ; кронѣ того, какъ мы уже знаемъ, можно брать окись
ртути, которая, разлагаясь при нагрѣваніи, выдѣляегъ кислородъ:
HgO = %+£>.
Но гораздо выгоднѣе и легче получить кислородъ разложеніемъ
бертоллѳтовой соли:
КСЮ3 = КС1+30.
Эта соль при вагрѣваніи, въ особенности въ присутствін
перекиси марганца МпОа, вещества, тоже богатаго кнслороцомъ, легко
выдѣляетъ кислородъ и даетъ въ остаткѣ хлористый калій. На
Рве. 5.
прилагаемомъ расункѣ (5) показано расположение прибора для
полученія кислорода изъ бертоллетовой соли.
Кислородъ есть безцвѣтный гааъ, плохо растворикый въ водѣ.
Кислородъ легко вступаеть со всѣми элементами, за исключе-
ніемъ только одного фтора, въ соединевія, которыя нааываютъ,
просто, окислами. Однако, очень небольшое количество тѣлъ
соединяется съ кисло род омъ ори обыкновенной температурь, но
зато громадное количество тѣлъ соединяется съ кислородомъ въ
накаленноиъ состонніи. При такомъ условіи, реакція соедивенія
кислорода съ тѣломъ совершается очень' быстро, съ выдѣленіемъ
большого количества тепла и свѣта, и носитъ нааваніе юрѣнія.
Для того, чтобы горѣніе началось, необходимо накалить тѣло до
извѣстной температуры, и если горѣніе начнется, то она будетъ
— 33 -
продолжаться само собою, потону что выдѣляющагося тепла
будете достаточно для того, чтобы происходило накалнваніе не-
сгорѣвшвхь еще частей вещества. Такое горѣніе тѣлъ
совершается въ атмосферѣ чистаго кислорода, но можетъ
происходить и на воздухе, хотя оно будетъ ненѣе энергично, такъ какъ
кислородъ составляетъ, по объему, только Ѵ6 воздуха, а осталь-
ныя */б, по объему, приходятся на долю азота, который не при-
нинаетъ никакого участія въ горѣніи. Явленіе горѣнія тѣлъ въ
чистомъ кислородѣ можно видѣть въ елѣдующихъ опытахъ.
Уголь, будучи раскаленъ на воздухѣ и предоставленъ самому
себѣ, въ скоромъ времени тухнетъ; во если раскаленный уголь,
прикрѣпленный къ желѣзной проволокѣ, опустить въ стклянку,
наполненную кислородонъ, то уголь сильно накаливается и
гореть ярко, образуя углекислый газъ, который, какъ уже мы ви-
дѣли, выдыхается животными и образуется при горѣшн всѣхъ
органическихъ тѣлъ. Когда почти весь кислородъ израсходуется
на горѣніе и превратится въ углекислый газъ, то горѣніе углп
прекратится, и онъ потухнетъ. Горѣніе угля можно выразить
уравненіенъ:
с + оІ = соІ.
Если посте опытоеъ влить въ стклянку синей лакмусовой
настойки 1), то она отъ присутствія углѳкислаго газа, или такъ
называемой угольной кислоты, привимаетъ красно-вишневый цеѣтъ,
такъ какъ лакмусъ инѣетъ способность окрашиваться отъ кяе-
логь въ красный двѣтъ.
Сѣра, гашѣщевная въ желѣзной чашечкѣ, нрикрѣпленной
къ проволокѣ, будучи расплавлена, зажжена я погружена въ
стклянку съ кислородомъ, горитъ фіолетовымъ пламеаемъ очень
энергична, между тѣмъ какъ на воздухѣ горѣніе ея совершается
съ очень наленькикъ синеватымъ шіаменемъ. Продуктомъ горѣнін
сѣры въ кислородѣ является еѣрнистый газъ, или сѣрнистый
авгидридъ:
s + o2=so»,
который окрашнваетъ синій лакмусъ въ красный цвѣтъ в имѣетъ
кислыя свойства.
Фосфоръ горитъ въ кислородѣ ослѣпительнымъ бѣлымъ пла-
менемъ, образуя бѣлый порошокъ фосфорнаго ангидрида:
Р2 + 50 = РА.
') Лавмуеь еегь синяя краска, которая извлекается нзг растенія — пи-
шаевъ; она отъ дѣйгавія кислотъ окрашивается въ красный цвѣтъ.
НРАТЮЙ КУРСЪ ЖИИШ- 3
— 34 -,
который растворяется въводѣ и оврашвваеть синій лакнусъ въ
красный ввѣтъ.
Бели металлъ натрій расплавить въ желѣаной чапгечкѣ и
зажечь, то на воздухѣ овъ едва горить; въ кислородѣ же онъ го-
рить яркинъ жедтымъ плаиевеиъ в обравуетъ окись натрія:
Na^ + O^NajO,
которая окрашиваетъ красный лакмусъ въ синій цвѣтъ и обла-
даетъ щелочными свойствами.
Желѣзная тонкая проволока или часовая пружина, будучи
зажжена посрѳдствонъ кусочка трута въ етклянкѣ еъ кислоро-
домъ, горятъ такъ энергично, что отъ горящей части желѣза
или стали разлетаются во всѣ стороны искры окалины, т.-е- на-
калевнаго окисла желѣза, образовавшегося отъ соединенія жѳ-
лѣза еъ кислородомъ.
Всдородъ, будучи зажженъ въ кислородѣ, точно такъ же, какъ
на воздухѣ, горить блѣднымъ планенемъ, развивающииъ
громадную температуру. По вычислешяиъ, эта температура должна быть
около 6800°. Но въ действительности она достигаетъ только 2800°
при горѣвіи водорода въ кислородѣ и около 2000°—на воздухѣ,
потону что, при такой высокой температурѣ, происходить дис-
соціація воды, и, следовательно, только часть водорода и
кислорода можетъ вступать въ соединеніе.
Пламя, развивающееся при горѣніи водорода въ кислородѣ,
ииѣетъ такую высокую температуру, что всѣ металлы, даже пла-
Рис. в.
тина, иогутъ въ немъ^плавиться. Если же направить такое пламя
на кусокъ извести или магнезіи, то, вслѣдствіе своей неплавкости,
аагнезія или известь сильао накаливается и даетъ такой яркій
свѣтъ, что послѣдніи употребляютъ для маяковъ; свѣтъ этотъ
называется друимондовымъ свѣтомъ. Горѣлка для полученія друм-
ыондова свѣта показана на ирилагаѳионъ рисункѣ (6).
Въ этой горѣлкѣ Бодородъ проходить "по наружной трубкѣ,
а кислородъ яо внутренней; газы эти смѣпшваются только по
выходѣ изъ горѣлки, н притокъ ихъ можно регулировать по-
средствомъ крановъ.
— 35 —
Продуктомъ горѣаія водорода въ кислородѣ или въ воздухѣ,
какъ уже извѣсгно изъ предыдущего, всегда бываетъ водаі
Смѣсь газовъ водорода я кислорода, называемая іремучѵлп
шзояѣ, будучи аажжена посредствомъ гррящаго тѣла или
электрической искры, сильно взрывается, потопу что образующаяся вода
въ видѣ пара аанимаетъ отъ высокой температуры объемъ,
очень большой сравнительно съ тѣмъ объемоиъ, который
вода принимаетъ по охлажденін; это явленіе взрыва
сопровождается сильнымъ звукоыъ.
Чтобы удобно было произвести взрывъ гремучаго газа,
уиотребляютъ особый приборъ, которые называется эвдіо-
метромъ, в который представляеть собою стеклянную
трубку, раздѣленную на кубическіе сантиметры и
запаянную съ одного конца (рве. 7). Въ верхнюю запаянную
часть эвдіоиетра впаяны платиновый проволоки, концы
которыгь не касаются другь друга. Эвдіометръ
наполнять ртутью и помѣщаютъ въ ртутную ванну. Бели
въ звдіоиетръ ввести определенное число кубическихъ
сантвиетровъ водорода и кислорода (конечно, при отсчетѣ
объема надо принимать во вниманіе давленіе и
температуру) и, плотно эакрывъ его пробкой, соединить ушки
платиновыхъ лроволокъ со спиралью Румкорфа, то
электрическая искра между концами платиновыхъ проволокъ
произведетъ взрывъ гремучаго газа, и въ результате
получится капля воды; такъ какъ объемъ ея ничтоженъ,
то въ эвдіометрѣ произойдетъ сокращевіе объема, н если
послѣ взрыва вынуть пробку, то ртуть поднимется въ Рис. 7.
эвдіометрѣ. Бели ввести въ эвдіометръ точно 2 объема
водорода и 1 объекъ кислорода, то послѣ взрыва ртуть должна
подняться до самаго верха трубки; въ случаѣ же иного объем-
наго соотношения этихъ газовъ, останется объекъ избытка одного
изъ нихъ.
Количественное опредѣлѳніе состава
воды.
Возможность производить взрывъ гремучаго газа въ эвдіометрѣ
позволяешь воспользоваться имъ для опредѣленія состава воды
такъ называемымъ объеннымъ способоиъ, такъ какъ газы,
которые берутся для полученіл воды, т.-е. для ея синтеза, отмѣря-
ются по объему. Первое объемное опредѣленіе состава воды было
сдѣлано Гей-Люссакомъ.
и
— 36 —
Предположит,, что мы ввели въ эвдіометръ 20 куб. сант.
сухого водорода н 15 куб. савт. сухого кислорода в произвели
взрывъ; въ такомъ случаѣ, послѣ взрыва, объект, оставшегося
газа кислорода окажется- равнымъ 5 куб. сант., в, таквмъ обра-
зомъ, обнаружится, что для образования воды потребовалось
20 куб. сант. водорода и 10 куб. сант. кислорода. Отъ этихъ
чвселъ, выражающихъ объемныя отнопаенія газовъ, для опре-
дѣленія состава воды слѣдуетъ перейти къ вѣсовымъ количе-
ствамъ, для чего нужно воспользоваться формулой
Р = U АЛ,
которая выражаеть, что вѣс-ь газа Р равняется занимаемому га-
зомъ 'объему U, умноженному на его плотность d и на вѣсъ
кубическое единицы Д того газа, относительно котораго
определена эта плотность. Въ данномъ случаѣ имѣемъ:
Вѣсъ водорода = 20 X 0,069 X 0,00129 ■= 0,00179 = А
Вѣеъ кислорода=10Х1,1056X0,00129 = 0,0143 = В
Если мы сложимъ вѣса кислорода В в водорода А, то полу-
чимъ вѣсъ образовавшейся воды С, и тогда изъ пропорціи легко
уже опредѣлнть въ % составъ воды. Въ еамомъ дѣлѣ, если въ
С вѣсовыхъ частяхъ воды заключается А частей водорода (В
частей кислорода), то въ 100 вѣсовыхъ частяхъ воды будетъ %
частей водорода {у частей кислорода):
С .... А) С . . . . В1
«=11,13% } у = 88,87%.
100 ... хі - 100 ... у)
Изъ этихъ чиселъ слѣдуетъ, что на одну вѣсовую часть
водорода требуется для образовавія воды, пѣлымъ числомъ, 8
вѣсовыхъ частей кислорода, а потому 2 вѣсовыхъ части водорода
соединяются съ 16 вѣсовыыи частями кислорода для образовавія
18 вѣсовыхъ частей воды.
О юрѣпіа тѣлъ. Явяеиіе пламени. Мы назвали горѣніемъ
быстрое соединеніе тѣла съ кнслородонъ, совершающееся съ вы-
дѣленіемъ тепла в евѣта. При горѣиіи различныхъ тѣлъ, мы на-
блюдаемъ, что оно часто сопровождается особымъ явленіеиъ,
которое называется пламемемъ. Такъ, ивпринѣръ, сѣра, фосфоръ,
дерево при горѣніи даютъ пламя, между тѣмъ какъ уголь, же-
лѣзо не развиваютъ пламени при горѣніи своемъ. Причина
пламени заключается въ томъ, что при горѣніи тѣлъ образуются,
какъ продукты ихъ нсшренія или разложенія, пары и газы,
которые сами способен горѣть, такъ что пламя есть горящіе и
— 37 —
накаленные пары и газы. Мы з&аѳнъ, что у нѣкоторыхъ тѣлъ
при горѣнія развивается яркое пламя, а у другихь тѣлъ пламя
получается слабо-свѣтящѳеся. Яркость пламени зависать отьпри-
еутствія въ немъ раскаленныхъ твердый, чястнцъ; если же въ
пламени такихъ твердыкъ частйцъ тѣла нѣтъ, то пламя будетъ
блѣднымъ и пало будетъ давать свѣта. Доказательствомъ этому
можетъ служвть то обстоятельство, что всякое блѣдвое пламя,
напримѣръ, пламя водорода, можно сдѣлать яркимъ, если ввести
въ него какое-нибудь твердое тѣло, напрвмѣръ, платиновую
проволоку или кусочекъ извести. Пламя фосфора ослѣпительио
потону, что въ иеиъ носятся частичка фосфорнаго ангидрида,
представляющего собою бѣлый порошокъ. Пламя дерева и свѣчи
ярко оттого, что въ немъ носятся частички не успѣвшаго еще
сгорать угля, происшедшаго отъ разложенія вещества дерева
или свѣчи. Легко доказать присутствие этихъ частйцъ угля въ
пламени свѣчн; стоить только внести въ это пламя холодный
предмегь, и онъ покроется копотью, которая в есть не что иное,
какъ частицы угля.
Если внимательно разсмотриыъ какое-нибудь плаыя, напри-
мѣръ, пламя стеариновой свѣчи, то увидимъ, что оно неоднородно;
оно соетоитъ изъ трехъ конусовъ: внутренняго—тем-
наго, средняго—яркаго и наружнаго—блѣднаго. При- Д"
чина неоднородности плаиени объясняется тѣмъ, что /д\
притокъ кислорода къ внутрешпшъ и наружнымъ ча- JHh
стявъ пламени не можетъ быть одинаковъ. Первый— §шМ
темный конусъ имѣетъ самую низкую температуру, по- вЯД
тому что, вслѣдствіе недостатка кислорода, здѣсь нахо- ІН|9
дятея, главнымъ образомъ, продукты разложенія ве- щЖ/г
щества свѣчи (углеводороды, т.-е. соедяненія углерода [аШЯяч
и юдорода), и горѣніе не происходить. Въ средней ЩИИ
части пламени, гдѣ притокъ кислорода уже болѣе, ЩР^
происходить сгораніе этвхъ продуктовъ равложеніи, и Рнс- 8-
такъ какъ водородъ сгораетъ легче углерода, то въ
этой части пламени преимущественно горитъ водородъ, а частицы
угля остаются не сгорѣвшими и, раскаливаясь въ пламени, при-
даютъ ему яркость. Накоиецъ, въ наружнонъ конусѣ, гдѣ
притокъ кислорода вполнѣ достаточный, происходить уже полное
сгораніе углерода' въ углекислоту, пламя получается блѣдное,
едва видимое, и температура его наивысшая.
Подобное мы моженъ наблюдать и въ пламени обыкновенной
газовой горѣлки, употребляемой въ лабораторіяхъ и носящей
назван іе горѣлки Вунзена. На этой горѣлкѣ легко показать, что,
— 38 —
при достаточномъ притокѣ воздуха, происходить полное сгораніе-
чаетяцъ углерода въ ереднемъ, свѣтящемся копусѣ пламени, и мы
получаемъ блѣдвое пламя, во очень высокой температуры. Свѣтиль-
ныв гааъ, выходя въ горѣлкѣ Бувзева (рис 9) взъ тонкаго отверетія
а и сиѣшивансь съ воадухокъ въ трубкѣ с, которая привинчена
къ горѣлкѣ, н въ которую воздухъ входить череэъ боковое
отверстие Ь, горитъ надъ верхннмъ отверстіенъ горѣлки блѣдвыят,
и горнчимъ пламенемъ. Если же иы закроемъ отверетіе Ь, то воз-
духъ не будетъ смѣшвваться съ свѣтвльнымъ газомъ ранѣе
воспламенения, и потому его будетъ недостаточно для полного сго-
ранія всѣхъ чаетицъ углерода,
вслѣдствіе чего мы получить
пламя свѣтящееея, коптящее и ме-
вѣе горячее.
Для восплаиеиевія тѣла
необходимо, чтобы оно было на-
грѣто до извѣстной температуры;
какъ только началось воспяане-
неніе, тѣло горитъ само собой,
потону что тепло, которое выдѣ-
ляется при горѣнш, нагрѣваетъ
слѣдуюпоя частицы тѣла.
Поэтому, если ввести въ пламя
большое количество холодваго газа
или холодный предметъ, хорошо
проводи щій тепло, то можно
потушить горящее тѣло.
рне. Э, До сихъ поръ ны разбирали
случаи такого соеднневія тѣлъ
съ кислородонъ, которое совершается въ короткій промежутокъ
времени съ сильнымъ выдѣленіемъ тепла и свѣта, и такія явле-
нія мы называемъ собственно іорѣніет. Но въ пряродѣ повсюду
есть много процессовъ такого соединенія тѣлъ съ кислородоиъ
воздуха, при котором, мы не наблюдаенъ ни выдѣленія теплая, ни вы-
дѣленія свѣта; процессы эти происходятъ часто въ теченіе очень про-
должительнаго времени. Примѣракв такихъ процессовъ могутъ
служить ржавленіе металловъ, екнеаніе вина, разложеше и гніеніе
остатковъ животнаго и растительнаго міра и т. п. Такія явленія
медленнаго соединенія кислорода съ тѣлаин мы ножемъ назвать
медленным* горѣніемъ, ила окислеиіемъ. Опытъ показываеть, что
эти процессы недлевиаго горѣнія совершаются также съ выдѣде-
ніенъ тепла; только, вслѣдствіе медленной реакціи в незамѣтнаго
— 39 —
повышенія температуры, иы не аанѣчаеиъ этого выдѣлѳнів, Такъ,
при скисаніи вина, и обращеніи его въ уксусъ, которое
обусловливается тѣиъ, что внно поглощаетъ кислородъ изъ воздуха,
нельзя эамѣтить повышеніе тенпературы, если екисаніе происхо-
двтъ въ небольшою количествѣ; но стоить только носнотрѣть
на приготовленіе уксуса на заводахъ такъ называемый, скорыиъ
соособонъ, чтобы убѣдигься въ выдѣленіи тепла. Остатка живот-
ныхъ и растетд, подъ вліяшеиъ кислорода, тоже медленно горятъ,
или, какъ говорять, пгіюгь, при чемъ ихъ твердыя и жидкІя
части превращаются въ газы.
Металлы, находясь въ воздухѣ, способны, въ болышнствѣ
случаевъ, въ особенности въ присутствіи влажности, соединяться
съ кислородоиъ воздуха, т.-е. окисляться; въ общежитіи это явленіе
называется ржавленіенъ, и оно представляетъ собою тоже одинъ
изъ видовъ недденнаго горѣнія.
Химическая номенклатура. Схема
киелородныхъ соединеній.
Элементы образуютъ съ кислородомъ соеднаешя, которымъ
даво общее назвашѳ окчсловь. Эти окислы могутъ быть раздѣлены
на два разряда: тѣ окислы, которые способны соединяться съ'
другими, называются еолеобратлми окислами (такое шзвааіе дано
имъ потону, что изъ пять образуются соли); а тѣ окислы,
которые не способны соединяться съ другими, называются
безразличными окислами.
Солеобразные окислы представляютъ собою прочныя соеди-
ненія, а безразличные окислы—непрочный, дегко разлагающіяся
соединенія; прикѣрами послѣдинхъ служить перекиси, недокиси.
Такова, наприиѣр-ь, перекись барія BaOj.
Безразличные окислы, по своей малой прочности и малой
способности вступать въ соединенія между собой, не представляютъ
интереса, а потому иы займемся раземотр-вніеиъ однихъ еолеоб-
разаыхъ окисловъ.
Какъ извѣстно, элементы, по свонмъ фазическимъ и химиче-
скнмъ евойствамъ, могуть быть раздѣлѳны на двѣ группы: одни
элементы мы называемъ металлами, напришѣръ: мѣдь, натрій, же-
лѣзо и т. п.; другіе элементы называются не-металлами, или
металлоидами, напримѣръ: сѣра, хлоръ, фосфоръ. Металлы,
соединяясь ст. кислородомъ, образуютъ преимущественно группу
окисловъ, которынъ присвоено яазваніе оенованій или основныхъ <жм-
- 40 -
слот; напр.: CuO, K20, NajO, FeO, BaO, CaO, PbO; металлоиды,
вступая вть соедияеніе съ кислородом^ даютъ другую группу
окисловъ, которые навиваются шиидридамм, или кислотными
окислами; напр.: SOa, PA. NBOs, СОг, {ЗД,.
Члены каждой изъ этихъ двухъ группъ между собой не
соединяются, но способны соединяться съ членами другой группы.
Если элементъ образуетъ одинъ основной окиселъ, то оыъ
называется окисью, наорииѣръ: окиеь натрія, окись барія, окись
свинца; если же алеиентъ образуетъ два основныхъ окисла, то
низшее соединеніе называютъ закисью, высшее — окисью; напри-
мѣръ: FeO—закись желѣза, a F^O^—окись жѳлѣза, Си20 —
закись мѣди, a CuO — окись мѣди.
Если элементъ (аеталлоидъ) образуетъ одаяъ кислотный оки-
селъ, или ангидридъ, то его называютъ такъ: беругь отъ
названия элемента прилагательное съ окончаніеиъ вый или ныіі и при-
бааляютъ слово аюмдридъ; такъ, напр.: Si02 — кремніевый
ангидридъ, SOB—сѣрный ангидридъ. Если элементъ им-йетъ нѣсколько
ангидридовъ, то прилагательныя имѣютъ оковчанія, начиная съ
нвзшаго: оватистыв, истый, овашый, ный, а затѣыъ слѣдуетъ
слово ангидридъ. Наприиѣръ: хлорноватистый ангидридъ ClgO,
хлористый ангидридъ С^Ощ злорноватый ангидридъ С1г06,
хлорный ангидридъ С1г07.
Какъ основанія, такъ и ангидриды образуютъ съ водой
химическая сбединеяія, называемый гидратами, которые при нагр-в-
ваніи распадаются на окиселъ и воду. Гидраты ангидридовъ
взываются кислотами, потону что обладаюгь кнслыыъ вкусомъ,
если растворены въ аодѣ; кислоты окрашвваютъ лакмусовую
бумажку изъ синяго въ красный пвѣтъ. Лишь очень неыногіе
гидраты основаній расдворшш въ водѣ; растворимые гидраты
оснований называются щелочами, ибо ииѣютъ щелочный вкусъ; они
окрашиваютъ красную лакмусовую бумажку въ саній пвѣтъ.
Такъ какъ вода способна соединяться съ основаніями и
ангидридами, то вода есть солеобразный- окиселъ, но ее нельзя
отнести ни къ основанія иъ ни къ ангидриданъ, потому что,
соединяясь съ ними, она даетъ гидраты. Вода поэтому есть
представитель особой группы окисловъ, которые называются
промежуточными. Такіе окислы, подобно водѣ, соединяются и съ
основаніями и съ ангидридами; таковы: глиноземъ AkOa, двуокись
олова 8tiOs и т. и.
Солеобразные окислы, по способности ихъ соединяться друіъ
съ другом*, можно расположить въ непрерывный рядъ, у котораго
на одномъ конпѣ будутъ находиться окислы, неспособные еоеди-
— 41 —
пяться съ основешіяки, а на другомъ концѣ—кислотные окислы,
въ промеж уткѣ же будутъ помѣщаться тѣ, которые могутъ
соединяться съ тѣми и другими и между собою; рядъ этогь бу-
детъ приблизительно такой: Na20, К20, СаО, ВаО, MgO, CuO,
РЬО... НгО, А1гО„, SnOE...COj, ClaO„ NB0B, S03. Чѣмъ болѣе
удалены другъ отъ друга члены въ зтомъ ряду, тѣмъ энергичвѣе
они дѣйствуютъ другъ ва друга, и тѣмъ болѣе прочныя соедн-
иенія они образуютъ.
Когда основные окислы соединяются съ ангидридами, то
получаются твердый тѣла, называемый солями. При дѣйствіи гидра-
товъ названныхъ окисловъ, происходить тѣ же соли, при чемъ
выделяется вода. Такъ:
СаО + SO, = CaSO„
Са(НОЬ + HaSO« = CaSOj + 2НаО.
Однако, на практик* получать соли иепосредственныиъ дѣй-
ствіеиъ окисловъ другъ на друга очень трудно, потому что всѣ
основные окислы представ л я ютъ собою твердыя тѣла, т.-е.
находятся въ формѣ, неудобной для реакціи. Химическое взаино-
дѣйсгвіе всегда происходить при тѣенѣйшемъ солрвкосновенія
реагирующихъ тѣлъ, а потону соли получаются лучше всего,
когда мы беремъ гидраты окисловъ, въ особенности если послѣд-
ніе растворимы въ водѣ; тогда подвижность ихъ частвпъ
увеличивается, и реакція происходить быстро п легко, при
обыкновенной температурѣ.
Возьмемъ водный растворъ какой-нибудь кислоты въ опредѣ-
ленномъ количествѣ и подкрасимъ лакмусомъ; тогда растворъ бу-
детъ краснаго цвѣта; если къ такому раствору станеыъ прибавлять
щелочь, то сначала красный цвѣтъ будетъ оставаться безъ из-
мѣневія, но, при дальнѣйшеиъ првливанш раствора щелочи,
наступить ыоиенгь, когда одна капля щелочи окрасить растворъ
въ фіолетовый цвѣтъ. Такое иэмѣненіе цвѣта есть признакъ но-
ваго соединенія, въ воторомъ щелочь насытила кислоту; процессъ
образованія этого соединенія называется наеыщенійіъ, или
нейтрализации, такъ какъ полученный растворъ не ииѣетъ ни
кислое ни щелочной реакціи: растворъ втотъ — пейтральный.
Въ немъ находится новое вещество, которое обладдетъ
нейтральными свойствами, и которое называется солью. Полученная
соль действительно преаставляегь собою настоящее химическое
соединеніе, потому что, при ея образован!и, можно наблюдать
выдѣленіе тепла, а при выпариваніи раствора, ова получится въ
вид* твердаго, чаще всего кристаллическаго остатка съ иными
— 42 —
свойствами, чѣнъ щелочь в кислота, взятия для реакціи. Итакъ,
соль происходить отъ взаимодѣйсгвія основашя в кислоты,
который берутся въ опредѣлѳнныхъ вѣсовыхъ отвошевіяхъ.
Солсобразяые вкмлы-
всмввые омелы, или
вемованіа.' Na,0,CuO.
Проиежуточиые; Кнелоные ѲКНМЫ. или
HtO,Al10„SnO!. UTBftBKIW Р,06,808,СО,.
4-
Кислоты:
Растворимые гидраты Нерастворимые
(щелочи) NaHO. гидраты Fe(OH),.
СОЛЬ.
Основавіе + авгидрвдъ = соль
Гидратъ основ. -f- кислота = соль -f- вода-
Вышеприведенная схема кислородныхъ соединѳній охватываеть
собою большое число хииическихъ соединеніЕ е уетанавливаетъ
— 43 —
характеристику и способъ образования важнѣйшаго класса
соединена—солей; послѣднимъ суждено играть громадную роль какъ
въ минеральномъ, такъ и въ животнокъ в растнтельномъ царствѣ.
Соли ны находимъ повсюду: и въ организмагь жявотныхъ, и
въ растеніяхъ, куда онѣ оопадаютъ изъ почвы, и въ моряхъ,
океанахъ и озерахъ, гдѣ онѣ находятся въ гронадныхъ колнте-
етвахь. Во было бы не совсѣмъ правильно трактовать о соляхъ,
какъ о соедвненіяхъ, получающихся только взаимодѣйствіеиъ
основанія и ангидрида. Мы уже видѣли въ нѣкоторыхъ случаяхъ,
напр., при добываніи водорода, что соль ыожетъ получиться отъ
взаимодѣйетвія самаго металла и кислоты; таково дѣйствіе цинка
(или желѣза) иа сѣрнуго кислоту, при чеиъ:
Zn + B,S04 -= ZnS04 + НВ.
Здѣсь получаенъ сѣрноцинковую соль, или цинковый куноросъ,
& водородъ выдѣляется, и, виѣсто него, становится иеталлъ.
Кромѣ того, есть иного солеи, который не содержать въ своей,
составѣ кислорода. Такова, напринѣръ, поваренная соль, или
хлористый натрій, которая состоитъ иаъ натрія и хлора — NaCl.
Эти случаи заставляютъ дать солякъ болѣе широкое опредѣлепіе,
которое могло бы охватить всѣ имѣющіеся способы образован! я
солей. Соль можно разсматришпп, какъ кислоту, въ которой
водородъ замѣщенъ мемалложъ.
Такое опредѣленіе позволяетъ легко написать соль любой
кислоты; стоить только, вместо водорода, подставить иеталлъ, и
обратно: нмѣя формулу еоли, легко написать соотвѣтственную
кислоту— стоитъ только подставить, виѣсто металла, водородъ.
Поэтому въ онредѣлевіи понятія о кислотѣ, выводима го изъ
схемы кислородныхъ соедииеній, мы должны тоже сдѣлаіъ
поправку: въ каждой шслотѣ необходимо долженъ быть водородъ,
способный замѣщатъся металлами.
Такъ, есть кислоты, который вѳ содержать въ своемъ составѣ
кислорода, какъ, напримѣръ, хлористоводородная НО, которой
отвѣчаетъ поваренная соль NaC'I; но она есть дѣйстаительио
кислота, потому что содержать водородъ, способный занѣщаться
металлокъ. Такое понятіе о кислотахъ и вытекающее изъ него
понятіе о соляхъ даетъ намъ возможность раздѣлить соли на
слѣдующія группы: если въ кислотѣ весь водородъ замѣщенъ
металлом^ то полученная соль будешь средняя; если же часть
водорода въ кислотѣ остается не замѣщенной, то такая соль
называется кислой. НавршгЬрь: Na2S04—средняя соль натрія сѣрной
кислоты, NaHSOi—кислая соль натрія сѣриой кислоты.
- 44 —
Назваиіе солѳй производить такъ: называютъ иеталлъ и при-
бавляютъ прилагательнынъ назваиіе кислоты; вапрвнѣръ: NasSOt—
натрій сѣрнокислый, KNOa—калій азотнокислый (HNOg—азотная
кислота), КСЮВ —калій хлорноватокислый (НСЮа — хлорноватая
кислота)- Если у металла два основныхъ окисла, то въ названіи
соли упоыинаютъ и степень окисленія; напримѣръ, говорить: сѣрно-
кислая соль закиси желѣза FeS04... (FeO), сѣртжисшя соль окиси
жемъза ¥е3 (ЭОД... (FeaO,).
Соли являются наиболѣе распространенными и важными со-
единеніямя для всѣхъ элементовъ неорганической химіи, потону
что онѣ способны легко вступать въ различный хямическія
реакции и, въ особенности, <л реатіи двойною разложены. Последняя
способность для солеи очень характерна. Если мы обозначит.
металлы двухъ солей черезъ М и N, . а остатки кислотъ, съ
которыми они соединены, черезъ X и Y, то реакція двойного
разложения этихъ солей иожетъ быть выражена слѣдуюншмъ урав-
неніеиъ^
MX + NY = МУ + NX,
откуда видно, что металлы мѣняются своими нѣстаии. Чтобы при-
мѣшггь это общее уравнение къ какому-нибудь случаю, возьмемъ
уже знакомый намъ примѣръ дѣйствія поваренной соли на
азотнокислое серебро:
NaCI + AgNOj = NaNO„ + AgCl.
Здѣсь M = Na, N = Ag, C1 = X и NO, = Y.
Такія двойныя раэложенія идутъ очень легко, когда обѣ соли
находятся, въ растворахъ; въ даннонъ случаѣ, изъ двухъ солей,
растворимыхъ въ водѣ, мы получимъ въ растворѣ новую соль —
азотнокислый натрій; другая же соль—хлористое серебро AgCl—
получится въ видѣ осадка, нерастворимаго въ водѣ.
Къ числу характерныхъ сюйствъ еолей слѣдуетъ также
отвести ихъ способность разлагаться подъ вліяніемъ гальваническою
тока. Вообще, соли, находясь въ водвомъ растворѣ, подъ
вліяніемъ гадьваническаго тока, разлагаются такъ, что на отрица-
тельеонъ полюеѣ выдѣляется металлъ, а на полонштельноыъ—
всѣ остальныя части соли, т.-е. галоидъ.
Озонъ. Перекись водорода. Законъ
кратныхъ отношеній.
Озонъ. Если въ сухой кислородъ, находящиеся въ стеклянной
трубкѣ, пропускать рядъ электрическихъ искръ, то онъ пріобрѣ-
таетъ особый запахъ и дѣлается способньшъ вступать въ такія ре-
_ 46 —
акціи, коіорыя не свойственны обыкновенному кислороду.
Измененный такикъ образомъ кислородъ называется озоном». Онъ споео
бенъ окислять, при обыкновенной температурь, уголь, ртуть, золото,
въ чемъ в состоитъ его рѣзкое отлнчіе отъ кислорода. Что озонъ
есть видоизмѣненный кислородъ, п не другое вещество, вшшо
изъ того, что онъ образуется изъ киелорода при дѣйствіи на по-
слѣдній однѣхъ только электраческихъ искръ, и изъ того, что,
при нагрѣваніи до 250°, онъ превращается снова въ
обыкновенный кислородъ. Для того, чтобы кислородъ перешелъ въ озонъ,
необходимо затратить внѣишюю знергію, такъ что озонъ является
тѣлонъ эпдомермичешшъ. Опить показываетъ, что, при
образовании озона, происходить уменьшение объема, и, слѣдователыю,
озонъ плотнѣе кислорода; опытомъ дознано, что озонъ въ 1 Ѵа Р33*
плотнѣе кислорода, н. его молекула состоитъ изъ трехъ атоиовъ
кислорода. Поэтому формула озона будеть 03, между тѣнъ какъ
частица кислорода выражается формулой 02 и, следовательно,
состоять изъ двухъ атомовъ кислорода.
Самое образоваше озона показываетъ, что частица его,
полученная съ затратой энергіи, будеть непрочна и легко ножетъ
разлагаться, освобождая вошедшія въ нее третій атонъ
кислорода; при ченъ разложеше частицы озона должно сопровождаться
вьідѣленіенъ всего того тепла, которое было затрачено на ея об-
разоваиіе. Рааложевіе озона можно выразить слѣдующнкъ
уравнен! емъ;
Og = 0а + О -+- тепло.
Какъ видно изъ уравнения, частица озона разлагается на
частицу кислорода и одинъ атоыъ кислорода, который выдѣляется
въ особонъ состояніи, называемомъ въ химіи такъ: въ жвовыдѣяен-
нвмъ, или въ рождающемся, состояніи; этотъ кислородъ, не успѣвшій
еще сложиться въ частицы, обладаетъ громадное энергіѳй, и
потому онъ является споеобнымъ окислять такія тѣла, на который
обычный кислородъ, при обыкновенной температурь, не
производить никакого дѣйствія, каковы: ртуть, уголь и т. п.
Озонъ образуется ври многихъ реакціяхъ медленнаго окисле-
нія, въ которьгаъ постепенно выделяющаяся теплота идеть на
озоиврованіе- участвующаго или выдѣляющагося кислорода. Такъ,
напрпнѣръ, при окислеши скипидара, фосфора всегда образуется
озонъ.
Озонъ способенъ убивать различные міазмы, которые
находятся въ воздухѣ н часто служатъ причиною различныхъ бо-
лѣзней человѣка н животныхъ. На этоиъ основано примѣненіе
озона, какъ дезинфекціоннаго средства. Въ природѣ образованіе
— 46 —
озона, хотя и въ ничтожныхъ количествахъ, можегъ происходить
при хногнхъ процессахъ окпслевгія, а также в при раэрядахъ
атносфернаго электричества.
Перекись водорода. Водородъ образуетъ съ кислородомъ, кромѣ
вод», другое соединеніе, называемое перекисью водорода. Она
представляетъ собою тяжелую жидкость, растворимую въ водѣ.
Перекись водорода имѣетъ составь Нв02 и, слѣдовательно,
отличается отъ воды лишнимъ атоионъ кислорода. Чтобы ввести лиш-
ній атомъ кислорода въ частицу воды, необходимо затратить
тепло, а потону перекись водорода является тѣлоиъ эндотерыи-
ческимъ и епособньшъ, подобно озону, разлагаться, согласно съ
уравиеніенъ:
Н,02 = НвО -f- О + тепло,
на воду и на кислородъ; этотъ поелѣдній выдѣляется въ
рождающемся состояиіо; въ номентъ его выдѣленія, обнаруживается
большое количество тепла, и потону онъ обладаетъ большою
энергіей и окисляетъ такІя вещества, на который кислородъ, на-
ходящійея въ- газометрѣ, при обыкновенное теипературѣ, совсѣмъ
не дѣйствуетъ.
Перекись водорода очень непрочное соединеніе и, подобно
озону, является снльнымъ окислителемъ; нѣкоторыя тѣла въ раз-
дробленнонъ состоянін только отъ одного соприкосновен]я съ
перекисью водорода, не претерпѣвая никакого изиѣнешя, разла-
гаютъ ее на воду и кислородъ.
Въ природѣ перекись водорода образуется, вѣроятно, при
различишь реакщяхъ иедленнаго окисленін, но количество ея
въ воздухѣ ничтожно; она находится также въ дождевой водѣ
и въ сн-вгб, но также въ ничгожвомъ количествѣ.
Если сопоставимъ формулу воды и перекиси водорода н опре-
дѣлимъ, въ какихъ вѣсовыхъ количествахъ два
элемента—кислородъ и водородъ—вступаютъ въ соедвненіе для образованы этихъ
веществъ, то получит, сдѣдующее:
Н30 ... на 2 вѣсов. единицы Н приходится взять 16 вѣс. един. О
Н20Е... „ 2 , . Н , . 32 „ „ О.
Изъ этого сопоставленія видно, что на одно и то же
количество водорода приходится въ перекиси водорода какъ разъ
вдвое болѣе кислорода, чѣвъ въ водѣ, т.-е.т что вѣсовыя
количества кислорода въ обонхъ соединеніяхъ находятся въ проетомъ
краттмъ отвошеніи 1: 2.
Возьмемъ другой примѣръ. Азотъ образуетъ съ кислородомъ,
какъ увидимъ шослѣдствіи, такія соединешя:
_ 47 —
NgO ... на 28 вѣс. един, азота приходится 16 вѣс. ед. О;
КО ..
ад,..
N02 ...
NA...
- и
ш 28
. 14
. 28
Я
Я
я
X
р
9
гі
It
N
N
N
N
*
it
Ш
»
16
48
32
80
Ч
*
н
*
. о
. О
. о
, о
Написанныя числа, выражающія вѣсовыя отношения, въ ко-
торыхъ азотъ и кислородъ вступаютъ ш> соединенія,
непосредственно не приводить кг общему закону, которому подчиняются
эти соединения. Но стоить только принять вѣсовое количество
какого-либо элемента, напр., азота, за постоянную величину, и
мы тотчасъ увидвмъ, какъ иакѣняютея вѣсовыя количества
кислорода. Положимт,, что въ соеднненіе съ кислородомъ будетъ
вступать всегда 28 вѣсовыхъ едкаицъ азота; тогда нашъ рядъ со-
единеній напишется такъ:
NB0 ... на 28 вѣс. ед. N приходится 16 вѣс. ед. О
■к г\ !>а м *>о п
2XNO =NaOs-
NEOa ... NaOs..
2XNO, =NS04..
NA... N20B..
. 28
. 28
. 28
. 28
71
n
4
T»
. N
- N
, N
, N
*
и
V
я
32
48
64
80
И
п
п
р
ш О
„ о
п О
„ о
Теперь видно, что вѣсовыя количества кислорода, который
соединяются съ 28 вѣсовыми количествами азота, находятся въ
простыть кратныіъ отношѳшяіъ, какъ 1:2:3:4:5.
Изъ этихъ примѣровъ выясняется законъ химіи, открытый въ
началѣ прошлаго етолѣтія англійскимъ ученынъ Дальтономъ,
который назвалъ его закономъ кратныхъ отношеній. Этотъ законъ
гласить: Если два тѣла образуютъ между собою насколько
соединены, то, принят вѣсовое количество одною тѣла за велтину
постоянную, мы полушмъ, что впеовыя количества друіш тѣла бу-
дутъ находиться между собою въ кратных* отношеніяхъ.
Надо замѣтвть, что законъ кратныхъ отаошеаій н законъ
постоянства состава являются строго точными законами природы,
не ииѣющини никакихъ исключены!.
Законъ кратныхъ отношении вавелъ Дальтона на слѣдующій
вопросъ; почему же къ опредѣлешгаму количеству одного
вещества присоединяется другой элеиентъ только въ такихъ
количествах!., который образуютъ кратныя отношенія? Такъ, мы ви-
дѣли, что къ двумъ вѣсовымъ чаетямъ водорода присоединяется
или 16 вѣсовыхъ частей кислорода или 32 вѣсовыхъ части, т.-е.
какъ разъ вдвое болѣе; если бы у водорода было еще третье
соеднненіе, то ааранѣе можно было бы сказать, что къ тому же
— 48 —
количеству водорода присоединится 48 вѣсовыхъ частей
кислорода, т.-е. ровно въ три раза болѣе, чѣмъ. въ первомъ случаѣ.
Къ объяененію своего закона Дальтонъ приложить
атомистическую гипотезу, которая уже была нами изложена при раз-
сиотрѣніп строенія вещества. Дальтонъ заимствовал!, ученіе объ
атохахъ у греческихъ философовъ. Еще въ дрерніе вѣка ихъ
интересовалъ вопросы дѣлимо ли вещество до бесконечности или
нѣтъ? Демокригь высказалъ предволоженіе, что вещество нельзя
дѣлитъ до безконѳчноств, что существуетъ извѣетный предѣлъ
дѣлимости его; послѣднія недѣлиныя частички и были названы
атомами (иедѣлииыми).
Чтобы объяснить законъ кратныхъ отношѳній, Дальтонъ,
признавая, что тѣла состоять изъ атомовъ, предполагаеть слѣдую-
щее: і) атоыъ каждаго простого тѣла имѣетъ свою природу; 2) ему
присущъ неизмѣнвый вѣсъ, и 3) атонъ, какъ нѣчго нѳдѣлнмое,
ножѳтъ вступать въ соединеніѳ съ другимъ атомомъ только цѣ-
лой сваей массой.
Недѣлвмость атона слѣдуетЬ понимать не такъ, какъ
понимали ее древиіе философы. По ихъ воазрѣвіямъ, атонъ нецѣлимъ
въ геоиетрическомъ ошслѣ; а мы въ настоящее время прнзнаемъ,
что атомы нашихъ простыхъ тѣлъ недѣлимы въ реальномъ смыслѣ,
такъ какъ мы уподобляемъ ихъ индивицуувгамъ. Каждый инди-
видуунъ геометрически дѣлимъ, а въ реальномъ смыслѣ не мо-
жеть быть дѣлимъ. Такъ, человѣкъ, планета, какъ индивидуумы,
дѣяимы только геометрически, во не иначе. Наши атомы тоже
индивидуумы, которые недѣлимы ни физически ни химически, и
они суть тѣ единицы, иаъ который, слагаются всевозможный
простая и сложныя тѣла. При таквхъ признакахъ атоиовъ,
становятся совершенно понятными законъ постоянства состава и
законъ кратныхъ отношешя.
Въ санонъ дѣлѣ, исходя иаъ понятія объ атоыѣ, мы при-
знаеиъ, что одикъ атомъ одного тѣла соединяется только съ однихъ
тпоможь другого тѣла; такъ какъ у каждаго атома есть свой
нензмѣнный вѣсъ, то понятно, что два эти тѣла соединяются
только въ опредѣленныхъ вѣсовыхъ отношетяхъ (законъ
постоянства состава).
Одинъ или два атона одного элемента ногутъ соединяться съ
двумя, тремя и т. д. атомами другого элемента; понятно, что вѣ~
совыя количества тѣла, присоединяющегося къ другому,
увеличиваются въ цѣлое число разъ — объясненіе закона кратныхъ
отношения.
— 49 —
ГРУППА ГАЛОИДОВЪ.
X л о р ъ.
Иаученіе хнннчеекихъ элементовъ будетъ значительно
облегчено, если ны будемъ описывать ихъ не порознь, а соединяя
ихъ, на оенованіи сходства, въ отдѣльныя группы; тогда часто
быеаетъ достаточно изучить только одного представителя группы,
чтобы понять и предсказать свойства остальныхъ элементовъ
этой группы.
Элементы, составлявшие группу и сходные по свонмъ своВ-
ствамъ, называются въ хвиіи аналогами. Она имѣютъ однѣ и тѣ
же формулы кислородвыхъ в водородныхъ соединѳніі. Впослѣд-
ствіа мм увидимъ взаимное положеше грунпъ, на который ножво
раздѣлить всѣ 70 элементовъ; теперь же иы начиемъ ихт. опн-
саніе съ группы галоидовъ, въ составъ которой входять элементы:
хлоръ, бромъ, іодъ в фторъ, каковые, по свонмъ свойствамъ, суть
металлоиды. Такъ какъ хлоръ является элеыентоыъ, наиболѣе
распространевнымъ н характернымъ сравнительно съ остальными,
то мы его опишеиъ возможно подробнее.
Свободнаго хлора въ природѣ нѣтъ. Въ првродѣ онъ
находится въ соединеніи съ различными металлами; хлорныя
соединения металловъ называютъ солями, потону что они обладаютъ
всвми характерными признаками солей. Самая распространенная
хлористая соль есть обыкновенная поваренная соль, или
хлористый натрій NaCl; она является исходи ымъ веществ о иъ. изъ ко-
тораго мы можемъ получить всѣ соединенія хлора, а также и
самый хлоръ.
Въ приролѣ поваренная соль въ малыхъ количествахъ
находится во всякой водѣ; въ моряхъ и океанахъ ея содержаніе
доходить до 2,5%; въ нѣдрахъ земли находятъ громадный залежи
поваренной соли, которая за свой плотный видъ получила на-
званіе каменной солы. Татя залежи каменной соли извѣетны у
насъ, въ Россіи, въ Илецкой защитѣ и въ Е катерн нос лавской
губернін (около Бахнута), въ Пруссіи — около Магдебурга и въ
Австрін—въ Величкахъ. Каменная соль отличается своей чистотой
и потому послѣ ивиельченія прямо можетъ нтти въ дѣло. Въ
морской водѣ поваренная соль находится вмѣстѣ съ другими
солями, и потому если бы ны удалили морскую воду выпариваніемъ,
то получили бы изъ нея не чистую поваренную соль, а смѣшав-
КРАТН1Й курсъ хлши. 4
— 5tt —
вую съ другими солями и потону негодную ни для пищи ни для
различныгь химнческихъ цѣлей.
Чтобы изъ морской воды получить чистую поваренную "соль,
необходимо, чтобы всшреше воды происходило медленно, и чтобы
соли, въ ней растворенный, выдѣдялиеь изъ раствора послѣдо-
вательно, одна за другой. Это бываетъ при естественномъ нспа-
реніи морской воды, потону что растворенный въ ней соли обла-
даютъ различной растворимостью. Въ вачалѣисаарешя морской
воды, изъ нея выдѣляется наиыенѣе растворимая соль — гипсъ
CaSOj, а потонъ около половины всей ииѣющейся въ ней
поваренной соли; при дальнѣйшенъ испареиіи воды, выдѣляется
поваренная соль вмѣстѣ съ горькой солью—сѣрнокислымъ магніенъ
(MgS04); потонъ выдѣляются хлористый соли калія и магнія.
Вотъ, примѣрно, порядокъ послѣдовательнаго выдѣленія солей
изъ морской вОды, и сообразно съ нимъ мы ножемъ собрать
такую порцііо осѣвшей поваренной соли, которая бы отличалась
наибольшей чистотой.
Изученіѳ пластовъ каменной соли приводить къ тому, что
образование ея въ прарод-в шло совершение такииъ же путенъ,
какъ это дѣлается теперь, при искусственнонъ получении
поваренной соли изъ морской воды.
Поваренная соль кристаллизуется изъ водныхъ растворовъ въ
Еидѣ кубовъ; коэффиціевтъ ея растворимости мало изкѣняется
съ увеличешемъ температуры. Будучи накалена, поваренная соль
плавится, а при дальнѣйшемъ нагрѣваніи улетучивается.
Хлористый натрШ, по своцмъ химическинъ свойствахъ, пред-
ставляетъ настоящую соль, потому что имѣетъ всѣ признаки
солей. Въ самомъ дѣлѣ, поваренная соль имѣетъ кристаллическое
сложеніе, есть, тѣло нейтральное и способна разлагаться, подъ
вліяніемъ гальвалаческаго тока, на металлъ иатрій и галоидъ
хлоръ; разложеніе поваренной соли на ея состашыя части,
называемое въ хиніи аналиаомъ, вполнѣ точно устднавливдетъ ея
составь изъ" металла натрія и галоида хлора. 'Дѣйствіе, обратное
анализу, называемое синтезомъ, т.-е. образование соедвненія изъ
его составЕыхъ частей, служитъ въ химіи, въ свою очередь, под-
твержденіемъ состава поваренной соли; такъ, если внести въ
атмосферу газа хлора иеталлъ натрій, то послѣдній янергично
соединится съ хлоромъ, в въ резулыатѣ получится хлористый
натрій. Хлористому натрію, какъ всякой соли, отвѣчаетъ своя
кислота, которую легко написать; стоить только, вмѣсто металла
натрія, въ формулу соли подставить атомъ водорода:
NaQ НС1-
51
Эта кислота называется хлориетымъ водородомъ, или
хлористоводородной кислотой; подѣйетвовавъ на эту кислоту металлоиъ
натріемъ, мы получили снова соль — хлористый натрІй, а
водородъ выдѣлится. Наконецъ, поваренная соль способна на мно-
гія реакціи двойного разложения. Мы раэемотримъ теперь одну
нзъ реакціи двойного разложения поваренной соли, позволяющую
получить изъ нея хлористый водородъ.
Если поваренную соль, шмѣщенвую въ колбѣ, облить крѣп-
кой сѣрной кислотой, то тотчасъ же начнетъ выдѣляться
удушливый газъ, который называется хлориетымъ водородонъ:
NaCl + HsSO, = НС1 + NaHS04.
Въ этой реакціи, вмѣсто металла натрія, въ поваренную соль
вступилъ водородъ, и потопу образовался хлористый водородъ;
каждый атонъ вытѣсненааго металла встуиилъ, вмѣсто одного
атома водорода, въ сѣрную кислоту, вслѣдствіе чего получилась
кислая соль сѣрной кислоты—кислый сѣрнокислый натрій. Раз-
сяатрвваехая реакдія есть реакпія двойного разложения, или
двойного обмѣна, потому что водородъ и натрій помѣнялись мѣ-
стаяи; были взяты соль хлорвстаго водорода и сѣрная кислота,
а получились хлористый водородъ и . соль сѣрвой кислоты, —
короче сказать, сѣрная кнслота вытѣснила хлористый водородъ
язь соли хлорнстаго натрія. Почему же произошло такое выдѣ-
леніе хлористаго водорода азъ соли? Не объясняется ли это
Оольшимъ химнческимъ сродствоиъ натрія къ сѣрной киелотѣ, а
водорода—къ хлору? Теченіе этой реакціи мы можемъ объяснить
здѣсь не разлвчіемъ въ количествахъ химической энергіи у дѣй-
етвующихъ тѣлъ, а яхъ различными физическими свойствами:
сѣрная кислота есть жидкость, высоко кипящая (около 330°), а
хлористый водородъ есть гавъ; вслѣдствіе различія физическяго
состоянія этихъ тѣлъ и происходить выдѣленіѳ газообразнаго
хлористаго водорода изъ соли яосредстномъ трудно-летучей
сѣрной кислоты; обратааго теченія реакціи, т.-е. выдѣленія сѣрной
кислоты изъ ея солей посредствомъ хлористаго водорода,
произойти не можетъ.
Разобранный примѣръ, а равно и другіе опыты полученія кис-
лотъ изъ нхъ солей приводить къ стдуищещ общему правилу:
чтобы получить кислому, надо взять соль этой кислоты к dn.il-
сигвовать на нее кислотой, менѣе летучей. Слѣдуетъ помнить, что
одна кислота можетъ быть вытѣсняеиа другой кислотой, потому
что кислотные окислы между собою неспособны вступать въ
соединен ія.'
4*
— 52 —
Получаемая при добываніи хлориетаго водорода кислая сѣрно-
кислая соль натрія, кань содержащая еще въ себѣ остатокъ
кислоты, иожетъ сама вытЬенять иаъ NaCl хлористый водородъ:
NaHS04 + NaCl = NasS04 + HCl;
но это бываетъ только при накаливаніи, и въ результат*
получается средвнлсоль—сѣрнокислый натрій—н хлористый водородъ.
Если же вести реакцію еѣрной кислоты на поваренную соль сразу
при нагрѣваніа, то обѣ выше упомянуты я реакцін идутъ одно-
вреиенно, и для выражения ихъ хинвческимъ уравненіемъ слѣ-
дуетъ формулы ихъ сложить:
2NaCl + H2S04 = NasSOt + 2HC1.
Хлористый водородъ представляетъ собою безпвѣтный
удушливый газъ, легко сгущаемый въ жидкость; онъ способенъ сильно
растворяться въ водѣ, и растворъ хлориетаго водорода въ водѣ
называютъ соляной кислотой, потому что онъ обладает!, всѣми
свойствами квелотъ и дѣйствуетъ, какъ газообразный хлористый
водородъ. Соляная кислота окрашиваетъ лакнусъ въ красный
цвѣтъ и насыщаетъ щелочи, при чеиъ получается соль и
выделяется вода:
NaHO -f- HCl = NaCl +HaO.
При дѣйствіи металловъ на соляную кислоту, происходить вы-
дѣлеаіе водорода, и образуются соли хлористоводородной
кислоты, который для простоты называются хлористыми:
, Na + HCl = NaCl + Н,
Zn + 2НС1 — ZnCla + 2H,
Sb + 3HCl = SbCla+3H.
Получаеныя соли называются: хлористый натрій, хлористый
цинкъ и хлористая сурьма.
Ученіе о валентности.
Раясиатривая реакцік полученія солей хлориетаго водорода,
мы замѣчаемъ, что для образованія различных^ солей требуется
различное количество частицъ хлориетаго водорода, и что частица
получаема го хлориетаго металла содержвтъ разное количество
атомовъ элемента хлора: то одинъ, то два и т. д. При дѣиствш
металла натрія на соляную или сѣрпую кислоту, также
выявляется изъ частицы только одинъ атомъ водорода, а при дѣй-
— 53 —
ствій металла цинка на эти кислоты, изъ частицы выявляется
всегда два атома водорода, замѣщаеные однинъ атомонъ цинка:
Na + Н^04 = NaHSO« + Н,
Zn + HSS04 = ZnS04 + Ha.
Чтобы разобраться въ при веде ни ыхъ фактахъ, мы должны
ознакомиться еъ ученіеиъ объ атомности, или валентности ѳлементш,
которое крайне важно и необходимо для правильного составлен»
химически хъ формулъ, выражающихъ, какъ намъ уже нэвѣстно,
соетавт; тѣлъ.
Подъ атомностью, или валентностью, разумѣютъ способность
атома элемента удерживать или замѣщатъ одинъ «ли нпеколъко
атомовъ водорода; валентность водорода привимаютъ аа единицу
и счнтаютъ его за элементъ одновалентный.
Атомъ хлора сиособенъ удерживать только одинъ атонъ
водорода для образован!» частицы хлористаго водорода, и потому
хлоръ является элементомъ одновалентнымъ; кислородъ есть
элементъ двувалентный, потому что атомъ его удерживаетъ два атома
водорода, образуя въ соѳдинвнін съ ними частицу воды; цинкъ
есть элементъ двувалентный, потому что атомъ его вытѣсняетъ
два атома водорода ияъ сѣрвой кислоты при образовании частицы
соли ZuSOj, и, кроиѣ того, атомъ цинка соединяется съ двумя
атомами хлора. Предполагаютъ, что атомъ водорода, какъ
элемента, иыѣеть едишцу хымтесхаш сродства.
При твкомъ предположен!и, у другихъ элементовъ, сообразно
нхъ валентности, существуетъ нѣсколько единицъ сродства; чтобы
представить это графически, каждую единицу еродства обозначаютъ
черточкой, которую ставить около химическаго знака элемента.
Такъ, у водорода—одна черточка, у хлора—тоже одна, у кисло-
р'ода—двѣ, у цинка—двѣ, а у сурьмы—три черточки, потому что
она трехвалентна и, слѣдовательно, имѣетъ три единицы сродства:
Н—; С1—; — О—; — Zn—, — Sb<
Когда происходить соединеніе между элементами, то всегда
единица сродства атома одною элемента насыщается единицей
сродства атома друюіо элемента.
Поэтому атомъ кислорода, имѣющій двѣ единицы сродства,
соединяясь съ водородомъ, требуетъ для своего насыщенія двухъ
атомовъ водорода; атомъ иинка (двувалентный элементъ) вмѣетъ
двѣ единицы сродства, а потому требуетъ "для своего насыщевія
двухъ атомовъ хлора.
Н —CI; Na—СЦ Н —О —Н; С1 — Zn — CI; CI —Sb<
- 54 —
Итакъ, чтобы правильно написать формулу любого хлористаго
металла, необходимо знать его валентность. ,Мы праводимъ рядт.
формулъ хлористый, металловъ:
одновалентные двувалентные трехвалентные четырехвалентные (элементы).
NaCl CaCls .Д1С1, SnC^
ксі Zncij, sbcis Pta4
AgCl FeCla FeCla
SnCla
Для нѣкоторыхъ металловъ l) существують различный соеди-
ненія съ хлоромъ; такъ, напримѣръ, для желѣаа есть соедяненіе
съ 2-мя атомами хлора; въ этомт. случаѣ, желѣзо будетъ дву-
валеитнымъ; въ другомъ соединеніи атомъ желѣза связывается
съ 3-мя атомами хлора — здѣсь желѣзо будетъ трехвалентнымъ.
Зная валентность элементовъ, мы леп<о можемъ написать кисло-
родныя соединения ихъ. Такъ, если элемеитъ одновалентный,. то
атомъ кислорода будетъ удерживать два его атома; атомъ дву<-
валентнаго элемента удерживаетъ одинъ атомъ кислорода, и т. д.
Na
No; Са=0; Zn = 0.
Na/
Чтобы написать кислородное соединѳніе трехвалентнаго
элемента, надо обозначить 2 атома этого элемента, имѣющіе оба
виѣстѣ 6 единнщ. сродства, и присоединить къ нимъ три атома
кислорода, которые имѣютъ также шесть'единицъ сродства; это
можно представить такъ:
Окись ашмитя д||—>(q gjj—*]q Окись сурьмы
AHZ^fO Sb\ZZ\0
i{=3|o
Формулы, которыя показываютъ, какъ элементы связаны въ
соединеніи, называются формулами строенш.
Приводиыъ ниже кислородныя соединенія тѣхъ элементовъ,
для которыхъ выше были показаны ихъ хлористые соединения:
одновалентные двувалентные трехвалентные четырехвалентные (элененты).
КвО СаО А1203 SnO.,
NaB0 ZnO SbaOa Pt02
Ag20 FeO FeB03 C02
SnO
') Впослѣлствіи ыы увядимъ, что валентость для элементовъ не всегда
есть величина постоянная.
— 55 —
Мы знаекъ, что, про дѣйетвІя воды на кислородный соединв-
вія металловъ, называвшая. основавіями, получаются гидраты.
Тань, напримѣрь:
Na20 + Нг0 =На(ОяН2 =• 2Na{OH),
СаО + Н20 = СаНа02 =Ca(OH)g,
Д]гО, + ЗНяО = А12НвОе = А12(0Н)І = 2А1(0Н)а,
SnOa + maO = Sn(04H*) = Sn(OH)4.
Внимательное разсмотрѣніе формулъ гидратовъ различныхъ
металлов!, приводить къ заключению, что всѣ эти гидраты
характеризуются присутствіенъ въ ниіъ особой группы ОН, которая
называется воднымъ остатхсжь, или ъидрокеыломъ.
Въ формулѣ строенія воды (Н—О—Н) мы можеиъ выдѣлить
эту группу; она есть группа одновалентная, потому что
соединяется съ однвмъ атоікжъ водорода.
Изъ приведениыхъ выше формулъ видно, что атоиъ однова-
левтнаго металла удерживаетъ одинъ гидроксилъ, двувалентнаго—
два гидроксила, и т. д.; поэтому, зная валентность металла или
глядя на его кислородное соединеніе, мы легко можеиъ написать
гвдратъ этого металла. Првмѣры:
К(ОН) CafOHJa АЦОЗД Sn(OH)t
Na(OH) Zn(OH)2 Sb(OH)B
Ag(OH) Fe(OH)2 FefOH^
Наконецъ, зная валентность, мы иоженъ правильно писать
формулы солей, даже не запоминая этихъ формулъ.
Такъ какъ натрій—одновалентный элементъ, то, при
образовании солей, атомомъ его замѣщается въ кислотахъ одннъ атомъ
водорода:
Кислоты; НСІ B2SO(
' Соли: NaCl NaaS04
КалъшВ, пинкъ, желѣзо закиси (FeO) — двувалентные
элементы, и потому атомъ каждаго изъ няхъ замѣщаетъ два атома
водорода. Для образованія хлористыхъ солей этихъ металловъ
необходимы двѣ частицы хлористоводородной кислоты, а для
образованія частицы сѣрнокислой соли нужна только одна частица
еврной кислоты (HjSOJ:
2ВСІ = Н2С12 H2S04
СаС1г CaS04
Fed, ZnSO*
ZnCls FeS04
— 5(1 —
Металлы алюмипій и желѣзо окиси (FeaOa)— трехвалентны;
поэтому атоыъ каждаго изъ ыихъ замѣщаетъ три атома водорода.
Для образованія какой-либо хлористой соли одного изъ этихъ
иеталловъ нужны три частицы хлористаго водорода, а для
образованія сѣрнокислыхъ солей тѣхъ же металловъ необходимы
три ') частицы сѣрной кислоты:
ЗНСІ = Н3С1а 3H3SO, = He{S04)„
AleCl3 Al^SOi),
FeCla Fe^SOA
Такимъ образомъ, мы видимъ, что ученіе о валентности
даетъ намъ правила для того, чтобы писать хиыичесшя формулы,
которыя поэтому не нужно заучивать; надо только вспомвить
■валентность элемента, и тогда сейчасъ же налишемъ его
кислородное соедиііепіе, а по послѣдиему легко написать и всѣ его
прочія соединенія.
Получѳніе хлора.
Хлористый водородъ представляетъ собою прочное
химическое соедвненіе, и поэтому для его рааложенія требуется
затратить большое количество тепла. Электрическій токъ. при прохо-
жденіи черезъ крѣпкую соляную кислоту, разлагаетъ ее на гааы
водородъ, который собирается на отрицательно иъ полюсѣ, и
ялоръ, который выдѣляетея на положительном!, полюсѣ. Но
этимъ способомъ не пользуются для полученія хлора.
Обыкновенно хпоръ добываюсь изъ соляной кислоты, при дѣйствів на
нослѣднюю перекиси марганца МпОг.
При дѣйствіи соляной кислоты на перекись марганца,
получается хлористый марганецъ и вода, и выдѣляется атолъ
кислорода въ рождающемся состояніи (in statu nascendi):
МпОг -1- 2НС1 = MnCl2 4- НаО 4- О
Этотъ атомъ кислорода, обладая особой энергіей, будетъ въ
состояніи разложить хлористый водородъ и вмѣстѣ съ водоро-
домъ дастъ воду, а хлоръ выдѣлится въ свободеомъ состояніи:
2НС14-0 = Н.,0 + СІа.
Если уравненія этйхъ двухъ отдѣльныхъ реакцій, которыя
') Слѣдуетъ термины коэффиціентъ и указатель попинать іакъ: коэффи-
цІенгъ показываеть, сколько часгипъ взнто, а указатель обозначает!,, сколько
атоновъ элемента входитъ въ юетавъ одной частицы.
— &7 —
на самомъ дѣлѣ идутъ одновременно, сложить, то получится
слѣдующее уравненіе:
МпОа + 4НС1 = МпСІ8 + 2Н20 + СІ^.
На рисункѣ (10) показанъ првборъ, употребляемые въ
лаборатории для полученія хлора. Въ колбу кладутъ ререквсъ
марганца и затыкаютъ колбу пробной, въ которой имѣютея два
отверстія; черезъ одно отверстіѳ проходиі-ъ длинная воронка, а
въ другое отверстіѳ вставлена газоотводная трубка, конепъ
которой погруженъ въ ванну съ теплой водой.
При облвваніи перекиси марганца крѣпкой соляной кислотой
и при легкоыъ нагрѣваніи происходить выдѣленіе газа хлора,
Рис 10.
который собнраютъ въстклннку подъ теплой водой, такъ какъ въ
холодной вод-Ь хлоръ значительно растворимъ. Хлоръ есть газъ аелено-
желтоватаго цвѣта; вдыханіемъ его ничтожнаго количества
вызывается сильный кашель и воспаленіе слизистыхъ оболочекъ.
Въ водѣ хлоръ растворимъ; 1 объемъ воды раствориетъ
около 2 объемовъ хлора; такая вода называется хлорной водой,
Хлоръ не горючій газъ, но кногія тѣла могутъ горѣть въ
атмосферѣ хлора; водородъ также способенъ горѣть въ хлорѣ,
и продуктоыъ его сгоранія бываеть хлористый водородъ. На
рис. (П) показанъ опытъ горѣнія водорода въ атмосферѣ хлора.
— 58 —
На рис.' (12) предетавлент. опытъ обратяаго горѣнія: опытъ
горѣнія хлора въ водородѣ.
Въ послѣднемъ случаѣ, мы наблюдаемъ горѣніе хлора въ
атжосферѣ водорода, если у отверстія опрокинутаго цилиндра,
наполиевваго водородомъ, зажженъ водородъ, и если тотчасъ же
введена въ циландръ трубка, изъ которой выходить струя хлора;
тогда хлоръ загорается отъ водороднаго пламени и горитъ
внутри цилиндра. При горѣніи водорода въ хлорѣ и хлора въ
водородѣ, получается хлористый водородъ.
.Рис. П. Рис. 12.
Хлоръ способевъ, при дѣйствіи пряного солнечна™ свѣта,
равлагать воду, и въ результате разложения получается
хлористый водородъ и кислородъ въ нововыдѣлевномъ состоянін:
НгО + С12 = 2НС1 -f О.
Мы знаеиъ уже, что кислородъ, выдѣляющійся въ
рождающемся состояніи, разрушаетъ крася щія вещества, убиваетъ
яіазмы и совершаетъ многіе окислительные пропета, которые
не можетъ произвести обыкновенный кислородъ, а потому хлоръ,
въ присутствіи воды, является силышмъ окислителемъ и можетъ
быть употребляемъ для бѣленія тканей и для дезинфекпш жи-
лыхъ понѣщеній.
Многіе металлы, будучи введены въ атмосферу хлора, жадно
соединяются съ нвмъ, при чемъ выявляется такое количество
тепла, что они загораются, какъ, наприиѣръ, еурьяа. Про-
- .69 -
дуктами соединеаія хлора съ металлами бываюгь хлористый
соли, т.-е. солн хлориетаго водорода.
Синтезъ хлориетаго водорода.
Если, снѣшавъ равные объемы хлора и водорода, выставить
снѣсь на солнечный свѣтъ или подвергнуть ее дѣйетвію свѣта
горящаго магвія, то произойдегъ сильный взрывъ, подобный
взрыву гремудаго газа- Этотъ взрывъ является результатомъ
быстраго соединенія хлора съ водородоиъ и выдѣленія при этомъ
большого количества тепла.
На разсѣяннонъ свѣтѣ юдородь съ хлоромъ соединяются
медленно, безъ всянаго взрыва.
Въ обо ихъ случаяіъ, отъ соединенія одного объема хлора
съ однинъ объемонъ водорода происходить хлористый водородъ,
который занимаетъ тотъ же объемъ, какой занимала смѣеь этихъ
объемовъ, т.-е. 2 объема; следовательно, при образовала
хлориетаго водорода, не происходить никакого сжатія, въ чемъ легко
Рис. 13.
убѣдиться изъ слѣдующаго опыта. Если взять трубку (рис. 13),
закрытую съ обоихъ концовъ кранами и раздѣленяую третьимъ
кранонъ на двѣ половины, и, наполнивъ одну половину ея
водородоиъ, а другую хлоромъ, выставить на разсѣянный свѣтъ,
открывъ средній кранъ, то черезъ яѣкоторое время цвѣтъ хлора
пропадаетъ, и вся трубка будегь наполнена хлорнстымъ
водородоиъ.
Если теперь ату трубку опустимъ въ ванну съ ртутью, то
увндикъ, что ртуть не входитъ въ трубку, и это указываетъ на
отсутствіе какого-либо сжатія.
Зная объемы, въ яоторыяъ вступаеть хлоръ и водородъ въ
соедивеніѳ для образованія хлориетаго водорода, мы легко ио-
жемъ вычислить и ихъ вѣеовыя количества; въ самомъ дѣлѣ,
умноживъ ихъ объемы на плотность газовъ, получямъ, что
1 вѣс. ч. Н + 35,5 вѣс. част. С1 образуютъ 36,5 в. ч. НС1.
Если мы раземотрнмъ разнообразныя реакціи, на которыя
способенъ хлористый водородъ, то окажется, что наименьшее
— 60 —
количество хлористаго водорода, которое вступаеть въ соеди-
невіе, будетъ 36,5 вѣсовыхъ частей.
Наименьшее количество тѣла, способное вступать въ реанцію,
называется молекулой, или частицей въ химическом* смыслгь. Для
воды (НгО) это количество есть 18 вѣсовыхъ частей, для хлори-
стзго водорода (НС1) 36,5 вѣсовыхъ частей, для сѣрной кислоты
(HBSOt) 98 вѣсовыхъ частей.
Понятіе о молекулѣ въ хииіи устанавливается, слѣдовательно,
не произвольно, а путеыъ опыта.
Наименьшее количество простого тѣла, еходяи(ее въ составь
частицы, называется атомомъ.
Таю., менѣе 35,5 вѣсовыхъ частей хлора не входитъ ни въ
одно изъ извѣстныхъ веществъ, содержащихъ хлоръ, а потому
атомъ хлора вѣситъ 35,5 вѣсовыхъ единицъ, ирв условіи, что
вѣсъ атома водорода принять за единицу. У кислорода вѣсъ
атома равенъ 16 вѣсовымъ единицамъ, потому что менѣе этого
количества кислорода не входить ни въ одно изъ кислородныхъ
соединений.
Итакъ, еинтезъ хлористаго водорода ггоказываетъ, что его
молекула состоитъ изъ одного атоиа водорода и одного атома
хлора и вѣситъ 36,5 вѣсовыхъ частей; формула, ее выражающая,
будетъ НСІ.
Объемный законъ Гей-Люсеака.
Законъ Авогадро-Жѳрара.
До сихъ поръ мы говорили только о вѣсовыхъ количествахъ,
въ которыхъ тѣла вступають въ соединеніе, и занѣтили, что эти
вѣсовыя количества подчиняются закону постоянства состава и
закону кратныхъ отнощеній; оба эти закона легко объясняются
посредствовъ атомистической гипотезы.
Теперь раасмотримъ отношенія, въ которыхъ находятся
объемы паровъ и газовъ вростыхъ и еложныхъ тѣлъ, вступающихъ
въ соединеніе, а также и образующихся при химическихъ ре-
акиіяхъ.
Мы вндѣли, что для образования воды два объема водорода
соединяются съ одннмъ такимъ же объемомъ киелорода; hrh
ченъ получается, какъ показываетъ опытъ, два такихъ объема
водяного аара:
— CI —
1 объеиъ
1 объемъ
н
+ 1 об.
н
0 =
2 объела И.О.
Итакъ, изъ трехъ равныхъ объемовъ взятыхъ газовъ
получается только два такихъ объема водяного пара, т.-е. провсхо-
дитъ сжатіе.
Одинъ объеиъ водорода соединяется съ однинъ такнмъ же
объеномъ хлора, и получается два такихъ объема хлористаго
водорода:
1 об.
Н + і об.
С1 = 2об.—-
на.
Мы узнаемъ впослѣдствіи, что газъ азотъ, находящійся .въ
возлухѣ, соединяется съ водородонъ для образован!я амніака
NH3; при чемъ на 1 объемъ азота приходится три такихъ же
объема водорода, и въ результате получается 2 такихъ объема
анміака, т.-е. происходить также сжатіе объема:
И
1 об.
N + 3 об.
Н = 2 об. -
NB,
Н
Изъ этигъ примѣровь видно, что отношеніе между объемами
газовъ, встуггающехъ въ соедияеніе, а также отношеніе объема
образующагося сложнаго тѣла, въ парообт^азномъ или газообраз-
номъ соетояніи, къ объемамъ газовъ соединяющихся очень просты.
Подобные примѣры привели французскаго хииика Гей-Люсеака
въ началѣ прошлаго столѣтія къ открытію слѣдующаго закона:
Законъ Гей-Люсеака: Количества тѣлъ, в&щжющихъ въ
химическое взаымодпйствіе и образующихся при этомъ, занимаютъ, при
одишковяхъ фитческгш условіяль, въ іазообразномъ млм
парообразном* состоят» равные или кратные между собою объемы.
Какъ законъ постоянства состава в законъ кратныхъ отно-
шеній наводили на вопроеъ, почему масса элемента присоединяется
— 62 —
къ другому элементу всегда въ опредѣленныхъ простыхъ коли-
чественныхъ отношеніяхъ, такъ законъ Гей-Лгоссака, управляю-
щіа объемами еложныхъ тѣлъ, учаетвующихъ въ реакціи,
неизбежно приводить къ вопросу: почему существуетъ такая
простота въ объемныхъ отношеніяхъ реагиругощихъ тѣлъ?
Наиболѣе простое разъяененіе этого вопроса мы находимъ въ
той гипотезѣ, по которой наименьшая количества вешествъ,
вступаю щи хъ въ химическія реакціи для образования еложныхъ тѣлъ,
занимаютъ въ па*рообразномъ соетояніи равные объемы. А такъ
какъ наииеньшія количества тѣлъ, вступающія въ реакціи, мы
назвали химическими молекулами, или частицами, то ны моженъ
сказать, что молекулы различных* мзовь и паровъ, при одинаковызл
фиэычесхихъ условіяхь, занимаютъ равные объемы.
Эта гипотеза была высказана впервые въ 1811 году ученымъАво-
гадро и не сразу оказала услугу наукѣ въ дѣлѣ установления пра-
внльныхъ понятій о частицѣ и атоиѣ; только въ сороковыхъ годахъ
французский химикъ Жераръ, на осыованіи опытовъ, еынсішлъ ея
значеніе въ наукѣ и указалъ на тѣ важнѣйшія слѣдствія, который
привели къ точному опредѣлѳшю понятій объ атомѣ и молекулѣ
хны ячеек в хъ соедивеній. Поэтому нынѣ ны нмѣемъ право
гипотезу о равнообъемкости иолекулъ за вытекающія иаъ нея сдѣд-
ствія, который подтверждаются опытомъ, считать закономъ хиніи
и назвать его, по именамъ обоихъ ученыхъ, закономъ Авогадро-
Жерара. Если, по закону Авогадро-Жерара, всѣ молекулы равно-
объемны, то стоить только опредѣлить вѣсъ какой-нибудь
химической молекулы, в мы легко опредѣлимъ вѣса всѣхъ другихъ
иолекулъ.
Пусть Ы, Мі, Ма и т. д.—вѣса иолекулъ химическихъ соеди-
неній, d, di, d2 и т. д. — плотности атихъ газовъ по отношенію
къ водороду, а ѵ, Ѵц та и т. д.—объемы иолекулъ въ газообраа-
номъ соетояніи; тогда ны моженъ написать:
M = YdA, Mi = v1d]i, ^ = ¥20^4 и т. д.,
гдѣ А — вѣсъ кубической единили водорода.
Но такъ какъ объемы всѣхъ иолекулъ мы прннимаеыъ равными:
V — Vj = Ѵа И Т. Д.,
то имѣенъ:
d d,~ ds—--""ѵ •
гдѣ ѴД есть нѣкоторая постоянная величина, числовое значеше
которой зависеть отъ тѣхъ единицъ, которыя приняты для
взмѣренія велвчинъ Me d.
— 63 —
Еѣса ьюлекулъ М, М„ М, и г. д. равны суішѣ вѣеовъ ато-
ыовъ* еоставляющикъ молекулы. А такъ какъ подъ атомвымъ
вѣеоаъ мы разумѣемъ число, которое показывает., во сколько'
разъ атонъ даннаго тѣла тяжело приннтаго за 1 атоиа водорода,
то молекулярный вѣсъ выразится числомъ, прказываюпдимъ,, во
сколько разъ молекула даннаго тѣла тяжеле атома водорода; при,
измѣреаіа плотностей паровъ, за единицу прннимаютъ плотность
водорода.
Для нахожденія постоянной величины ѴД достаточно знать
только вѣсъ молекулы какого-нибудь соедииенія и плотность его
пара. На основании опытовъ, мы мошемъ принять, что
наименьшее количество хлористаго водорода НС1, которое способно
вступать въ реакдіи, есть 36,4 вѣс. части, и это количество хлори-
стаго водорода мы ваавали его молекулой; плотность пара хло-
ристаго водорода по отношенію къ водороду опредѣлена иаъ опыта
равной 18,2; поэтому
ѴД — 18,2 — ^
откуда видимъ, что постоянная величина ѴД равняется 2, н мы
ноженъ написать равенство:
M = 2d,
которое предстввляетъ важнѣйшее слѣдствіе закона Авогадро-
Жерара; оно должно быть прочтено такъ:
Вѣсъ молекулы какою-нибудь соедииенія ршехъ удвоенной
плотности ею пара, если последняя отнесена къ водороду.
Если мы береиъ плотность по отношенію къ воздуху, то мы
должны умножить ее на 14,44, потону что водородъ легче
воздуха въ 14,44 раза; тогда получимъ:
гдѣ di есть плотность по отношенію къ воздуху.
Теперь ясно видно, какое важное елѣдствіе вытекаетъ изъ
закона Двогадро-Жерара: зная плотность пара какою-нибудь
вещества, мы легко тжемъ определить молекулярный вѣсъ этою
вещества, и обратно: зная молекулярный вѣсъ тѣла, мы можемъ
легко опредѣлнть его плотность.
Такъ, напрнмѣръ, еелв мы знаемъ, что вѣсъ молекулы воды'
18
есть 18, то плотность ея пара будетъ -j~,T--e. 9, — число,
которое, въ предѣлахъ погрѣшности, дается опытомъ непосредствен-
наго опредѣленія плотности водяного пара.
Знаяіе вѣсовъ молекудъ въ высшей степени важно для того,
— 64 —
чтобы правильно пвсать химнческія формулы. Заслуга Жерара
и заключается въ тонъ, что онъ первый даль въ своемъ законѣ
крнтерій для повѣркн хнмичеснихъ формулъ, которыми
обозначаются молекулы химическихъ соединенШ, и который поэтому
называются частичными. Хнмія со временъ Жерара называется
частичкой, или молекулярной.
Мы покажемъ на лримѣрѣ, какое вначенІе имѣетъ ааконъ
Жерара для опредѣленія молекулярнаго вѣса и установления
правильной молекулярной формулы тѣла.
Аналиэъ воды показалъ нанъ, что она состоять язъ 88,88%0
в 11,12%Н. Чтобы отъ процентного содержанія перейти къ фор-
мулѣ, надо раздѣлить процентное содержание кажлаго тѣла на
вѣсъ его атома и полученное число поставить указателемъ у хи-'
мвческаго знака.
Для воды поэтому имѣемъ:
11,12 88,98 11,12 5,555
н ~г о ~іб"; н о
Если сдѣлаеяъ сокращеніе (здѣеь общій множитель — число
11,11), то получимъ слѣдующую формулу для воды:
НгО.
Спрашивается: единственная ли это формула для воды,
которая удовлетворяетъ показанному выше процентному содержанію,
или нѣтъ? Легко убѣдиться, что формулы НаО, Н4Ог, Нп03 и
т. д. всѣ удовлетворяютъ процентному содержанію 88,88°/о и
11,12%Н.
Мы можемъ выбрать настоящую формулу для воды только
тогда, когда будемт. знать вѣсъ молекулы воды, для чего надо
обратиться къ выведенному нами слѣдствію ияъ закона Жерара.
Вѣсъ молекулы мы узнаемъ, когда оаредѣлиыъ плотность пара и
умножвм-ь ее на 2. Для воды плотность ея пара по отношенію
къ водороду есть Э, а потону вѣсъ молекулы воды 18, и, слѣдо-
вательно, истинная молекулярная формула воды есть НгО.
Для простыхъ тѣлъ законъ Жерара также позволяеть
определять вѣсъ ихъ молекулъ и узнавать, изъ снолькпхъ атомовъ
состоить каждая изъ нйхъ. Для водорода, у котораго плотность
есть единица, молекулярный вѣсъ, по формулѣ
M=2d,
равняется 2, и, следовательно, въ молекулу водорода входить
два атома; молекулярная формула водорода На.
Для хлора плотность 35,5, а молекулярный вѣсъМ = 2.35,5 = 71
вѣс. части; такъ какъ атомъ хлора вѣситъ 35,5 вѣс. частей, то
— 65 —
число атомовъ въ ыолекулѣ хлора есть 2, и молекулярная
формула хлора СІ3.
Для кислорода, у котораго плотность есть 16, молекулярная
формула Оа; для озона, у котораго плотность 24, молекулярная
формула Os.
Такимъ образоиъ, мы видимъ, что молекулы простыхъ тѣлъ
составлены изъ нѣсколькихъ атоиовъ (мы увидинъ впослѣдствін,
что у нѣкоторыхъ тѣлъ, напр., у ртути, молекула состоитъ только
изъ одного атома), и что число этихъ атомовъ легко ооредѣляетея
по закону Жерара. Подтвержденіемъ того, что простыя тѣла
имѣютъ молекулы, служить тоть фактъ, что газъ кислородъ,
находящійся въ газометрѣ, не обладаетъ такой способностью
окислять, какъ кислородъ, который является въ нововыдѣленномъ
состояніи. Можно предполагать, что этотъ послѣдній еще
состоять взъ свободныхъ атоновъ; но кислородъ, находящейся въ
газометрѣ, уже составленъ изъ молекулъ.
Законъ Авогадро-Жѳрара оказалъ большую услугу наукѣ,
потому что установилъ правильное понятіе о молекулѣ и атомѣ
и даль возможность повѣрять химическія формулы, а также
атомные вѣса элементовъ. Если бы атомный вѣсъ какого-нибудь
элемента быль опредѣленъ невѣрно, то вто отравилось бы на вели-
чинѣ молекулъ какого-нибудь соединен]я этого элемента, чти а
послужило бы признакомъ неправильного опредѣленія даннаго
атомнаго вѣса.
Въ форыулѣ М = 2d оказались тѣсно связанными между собою
химическая молекула и физическое свойство тѣлъ — плотность
пара; иначе говоря, плотность пара перестала быть эмпирической
величиной, а пріобрѣла раціональный характеръ, и можетъ быть
вычисляема по молекулярному вѣсу соединенін.
Кромѣ того, если мы, будемъ помнить, что молекула водорода,
выраженная $ъ граммах*, т.-е. 2 грамма водорода (молекула
водорода состоитъ изъ двухъ атомовъ), занимаетъ объемъ 22,3 литра
при 0° и 760 мм. давленія; то мы легко можемъ переходить отъ
формулъ различныхъ тѣлъ къ вѣсамъ единицъ объемовъ ихъ
газовъ и паровъ, потому что и всѣ друіія молекулы, выраженных
въ граммахь, занимают*, при 0" и 760 ми. давл., тотъ оке объемъ
22,3 литра.
Такъ, напримѣръ, молекула хлора С12, выраженная въ гран-
махъ, имѣетъ вѣсъ 71 граммъ я занимаетъ такой же объемъ,
какъ и У грамма водорода, т.-е. 22,3; слѣдователыю, 1 граммъ
22 3
хлора занимаетъ объемъ: -~- = 0,314 литра; лвтръ хлора вѣевтъ
КРЛТШЙ КУРСЪ ХИМШ. 5
— 66 —
223 = 3,18 гранка. Молекула углекислаго газа С0а имѣетъ
молекулярный вѣсъ44{С=12,0 = 16);44граммаСО2.при0ои760мн.
давленія, занимаютъ объеиъ 22,3 литра; слѣдовательно, литръ
COj вѣситъ 1,97 грамма.
Кислородный соединѳнія хлора.
Хлоръ образуеть еъ водородоиъ одао соединеніе НСІ и, въ
этомъ случаѣ, оказывается элементомъ одновалентнымъ; но съ кис-
лородомъ хлоръ можетъ образовать несколько соединеній, в,
следовательно, его валентность есть величина □ерѳкѣнная. Вообще,
валентность элемента изнѣнчива, и для каждаго элемента она
достигаетъ извѣстнаго максимума.
Такъ, для хлора максимальная валентность по отношенію къ
кислороду достигаетъ 7. Если взять сумму валентностей по отношенію
къ водороду и къ кислороду, то мы получимъ 1 +7 = 8, число,
съ которымъ наиъ придется нѣскшько раэъ встрѣтиться.
Кислородныя соединенія хлора суть ангидриды, соотвѣтствев-
ныя кислоты которыхъ легко напишутся, если къ частицѣ хло-
ристаго водорода прибавлять последовательно по одному атому
кислорода:
Ангидриды-
Хлористый водор. . НСІ.
Хлорноватистая к. . НС10 . . . 2НС10 — Н20 = С120 оватнстый
Хлористая. . . . НСІОг . . . 2HC10g — НаО = С1г03 истый
Хлорноватая . . . НСЮа . . . 2НС103 —НаО = С1А оватый
Хлорная .... НС104 . . . 2HC10t — НвО = С1207 ный
Черезъ вычитаніе частицы воды изъ двухъ частицъ кислотъ
получаются соответственные ангидриды, показывающее, что
валентность хлора возрастаете отъ 1 до 7; эти ангидриды, за исключе-
ніенъ перваго С1гО, неизвѣстны. Прямо кислородъ съ хлоромъ не
соединяется; всѣ соединенія хлора еъ кислородомъ получаются съ
затратою тепла и потому являются соеднненіями эндотермическими
и непрочными; наибольшей прочностью обладаете кислота,
которая содѳржитъ наибольшее количество кислорода, т.-е. хлорная
кислота.
Приведенная выше кислоты не имѣютъ практическаго примѣ-
ненія, и мы ознакомимся только съ нѣкоторыии ихъ солями.
Наибольшее значеше имѣютъ соли хлорноватистой и
хлорноватой кислотъ, такъ кякъ онѣ въ значительномъ количествѣ
употребляются въ промышленности.
67 —
Соли хлорноватистой кислоты называются бплилънъти солями,
потому что онѣ обладаютъ способностью, подобно хлору, бѣлить ткани.
Самая употребительная соль—бѣлильшя известь—представляете,
собою кальціевую соль хлорноватистой кислоты: 2НС10 -* Са(С10)2.
Бѣлящее свойство этой соли зависать отъ того, что подъ дѣй-
ствіемъ всѣхъ кнслотъ (угольная, соляная и др.) изъ нея выдѣ-
ляется свободная хлорноватистая кислота, которая тотчасъ же
разлагается съ выдѣлевіѳмъ кислорода in statu nascendi, способ-
наго обезцвѣчдвать красящія вещества. Бѣлильяая известь
применяется для отбѣливанія бумажныхъ тканей передъ окраской
ихъ; она пригодна такте кань дезинфекціонное средство.
Каліевая соль хлорноватой кислоты называется бертвллетовою
солью: НС10,-* KC10S.
Бертоллетова соль богата кислородомъ, и потому она
употребляется въ лабораторіяхъ для добыванія кислорода. Брошенная
на горящій уголь, она даетъ вспышку; сиѣшаннвя съ сѣрон, она
сожигаегь послѣднгаю даже при ударѣ, производя при этомъ
взрывъ; эти эффекты объясняются большинъ количествомъ содѳр-
жащагося въ ней кислорода н легкостью, съ какою онъ иаъ нея
выдѣляется. Бертоллетова соль употребляется для приготовленія
ударныхъ составовъ, а также спичекъ.
ФТОРЪ (F = 19). БрОМЪ (Вг = 80). ІОДъ (J = 127).
Къ группѣ галоидовъ, кромѣ хлора, принадлежать еще
элементы фторъ, бромъ и іодъ. Всѣ эти элементы образуютъ съ
водородомъ галоидоводородныя кислоты: фтористый водородъ
(FH), бромистый водородъ (ВгН) и іодиетый водородъ (JH),
которые суть газы, хорошо растворимые въ водѣ и похожіе, по
своимъ свойстваыъ, на хлористый водородъ. При аамѣиѣ водорода
въ названныхъ кислотахъ металлами, получаются соли: фтористыя,
бромистый и іодистыя, сходный съ хлористыми солями.
Прежде чѣнъ мы приступимъ въ краткому оішсанІю свойствъ
атихъ элементовъ, обратимъ вниианіе на одну очень важную сторону
дѣла, а именно: сопоставвмъ измѣненіе свойствъ галондовъ съ
измѣненіемъ величины вхъ атомныхъ нѣсовъ. Опыты показали,
что химическая энергін у галоидовъ по отношенію къ водороду и
металламъ, по мѣрѣ увеличенія атомнаго вѣса. убываетъ; поэтому
въ бромѣ, а еще болѣѳ въ іодѣ, мы должны ожидать меньшей
способности къ соединенію съ указанными элементами, чѣмъ у
фтора и хлора. Наиболъ-е энергично соединяется съ водородомъ
фторъ, при чемъ онъ разлагаѳтъ воду при обыкновенной
темперу
— 68 —
ратурѣ; фтористые водородъ очень прочное соединен!е '). Хлоръ
съ водородомъ соединяется со взрывомъ только подъ вліяніемъ
солнечнаго свѣта, въ присутствии котораго онъ также разлагаетъ
воду; прочность хлористаго водорода уже несколько мевѣе. Броиъ
соединяется, съ водородомъ не такъ легко, хотя исъ выдѣленіемъ
тепла, а іодъ для соединенія съ водородомъ требуетъ уже участія
энергіи язвнѣ; бронь дѣйствуетъ на воду слабо, а іодъ вовсе не
разлагаеть ее. Бромистый, а въ особенности іодистый водородъ
соединенія непрочный.
На томъ же основан!и понятно, что фторъ вытѣсняетъ хлоръ изъ
его хлористыхъ солей; хлоромъ вытесняются броиъ и іодъ изъ ихъ
солей, а бромомъ вытѣсвяется только іодъ нзъ его соеднненій съ
металлами. Поэтому если подѣйствовать фторомъ на любой хлористый
металлъ, то хлоръ выдѣлится, а фторъ соединится съ металломъ:
NaCI + F = NaF+Cl.
Такая жѳ реакцін ииѣетъ мѣето и длл другихъ галоидовъ;
поэтому можно принять за правило, что въ соляхъ галоидоводо-
родныхъ кислотъ ииоидомъ а меньшим* апюмнымъ віьсомъ
вытѣсняется юлоидь съ больишмъ апюмнымъ вѣсомъ. Этимъ правиломъ
пользуются для добыванія галоидовъ изъ ихъ солей. Сродство
галоидовъ къ кислороду, по нѣрѣ увелнченія атомныхъ вѣеовъ,
наобороть, увеличявавтся.
Итакъ, изнѣнепіе хиннческнхъ свойствъ галоидовъ строго
слѣдуетъ язмѣвенію атомныхъ вѣсовъ. То же самое мы можемъ
вндѣть и въ нзнѣненіи фивическихъ свойствъ галоидовъ и ихъ
соединений; такъ, фторъ и хлоръ — газы, бронь — краснобурая
жидкость, а іодъ—твердое кристаллическое вещество.
Бромъ находится въ природѣ большею частію въ видѣ бро-
миетаго иатрія; вмѣстѣ съ хлористымъ натріенъ, но въ гораздо
меньшемъ количестве, онъ находится въ морской водѣ. Поел*
выкриеталлизованія поваренной соли изъ морской воды,
остающаяся жидкость содержитъ въ себѣ бромистый натрій въ рас-
творѣ. Если въ такой растворъ пропустить хлоръ, то онъ вытѣс-
нитъ изъ бромистаго натрія броиъ, который окрасить растворъ
въ оранжевый цвѣтъ:
2NaBr -j- Clg = Brs + 2NaCl.
Если этотъ раетворъ нагрѣть, то бромъ обратится въ
красно-бурые пары, которые при охлажденіи сгущаются въ красно-бурую
жидкость съ непріятнымъ и вреднынъ для дыхательныхъ орга-
новъ залахомъ.
') Фтористый водородъ ваэывается еще плавиковой кислотой, которую
употребллютъ для гравированія на стеклФ, потопу что она разъ^даетъ стевяо.
— в9 —
Іодъ получается изъ золы ыорскшсъ водорослей, которая
содержать, кромѣ другихъ солей (хлористаго натрія, соды в др.),
і од истый натрІй.
Іодъ есть твердое кристаллическое тѣло темносѣраго цвѣта;
въ водѣ іодъ плохо растворимъ; въ спнртѣ онъ растворяется
лучше, и растворъ его въ спиртѣ (10%) называютъ іодистой
тинктурой. Іоду присущъ особый запахъ, напоминающей вдішхъ
хлора, но ненѣе раздражающій слизистыя оболочки. Іодъ окра-
шиваетъ крахмальный клейетеръ въ синій цвѣтъ, и происходящая
при этоиъ реакція настолько чувствительна, что ее можно при-
иѣнять къ открытію иал-Б&шихъ слѣдовъ іода. Іодъ и его
соединения имѣготъ прикѣненіе въ медищгаѣ и фотографіи.
ГРУППА КИСЛОРОДА.
Сѣра (S = 32).
Къ группѣ- кислорода принадлежать сѣра S, селенъ Se = 79
и тѳллуръ Те = 125. По отношенію къ водороду эти элементы
двувалентны, а по отношенію къ кислороду они являются въ
высшемъ своем ъ кисло родномъ соединеніи шести валентными
элементам и. Такинъ образонъ, мы нмѣемъ слѣдующія формулы ихъ
водородныхь и высшихъ кислородныхъ соѳднневій (буква R
означаешь одинъ изъ этнхъ элементовъ):
RHE и ROs.
Мм видвиъ, что сунна валентностей для каждаго элемента по
отношенію къ кислороду и водороду равняется 8; это положеніе,
высказанное Менцелѣевымъ, даеть возможность легко вспомнить
высшее кислородное соединение элемента, если язвѣстно его
водородистое соедииеніе, и наоборотъ. Изъ элементовъ, относящихся
къ этой группѣ, мы уже ознакомились съ кислородомъ, а теперь
обратимся къ описанію сѣры и ея соединеніи; что же касается
селена и теллура, то, вслѣдстаіе сходства ихъ соединеніи съ
соединениями сѣры, а также и вслѣдсгвіе ихъ малаго значенія въ
жизни н промышленности, мы не будемъ описывать ихъ.
Сѣра представляетъ собою настоящій металлоидъ и является
значительно распространеинымъ элементомъ въ природѣ; она
встрѣчается въ евсбодномъ состояніи, а также и въ различныхъ
еоединеніяхъ. Въ послѣднемъ елучаѣ, она входить въ составь
сѣрнокислыхъ «еталловъ, каковы, напримѣръ, гипсъ CaS04,
глауберова соль NajSO^ сѣрнокислый магній и т. д., которые
находятся или въ видѣ растворовъ въ морской водѣ или въ ввд* отло-
— 30 —
женій въ нѣдрахъ земли. Въ природѣ много сѣры находится также
въ вядѣ такихъ соединеній ея съ металлами, который вообще
можно называть сѣрннстыми металлами. Желѣзный колчеданъ
FeS2 и свинцовый блескъ PbS являются представителями этого
типа соединеній сѣры.
Въ свободномъ состояніи сѣра находится иногда въ болыпихъ
количества хъ. Есть богаты я мѣсторожденія сѣры въ Сициліа и
въ Роесіи (въ Дагестанѣ, около Тетюшъ на Волгѣ, въ-Камчаткѣ).
Сѣра въ свободномъ состояніи большею частію встрѣчается около
погасшихъ или дѣйствующихъ вулкановъ въ смѣси съ
известняками и гипсомъ.
Для промышленности сѣру добываютъ всегда взъ самородныхъ
залежей. Чтобы отдѣлитъ сѣру отъ сопровождают и хъ ее земли-
стыхъ подмѣсей, пользуются ея плавкостью. Итальянцы для
выплавки сѣры, въ Сициліи, употребляютъ особыя простыя печи-
которьш называются калъкароне. Въ втихъ пѳчахъ часть сѣры
сгораетъ, развивая тепло, которымъ расплавляется остальная
масса сѣры; жидкая сѣра собирается въ особые лршыники.
Понятно, что такой способъ добыванія сѣры можетъ быть вримѣ-
няемъ только тогда, когда имѣются богатыя вал ежи сѣры.
Сѣра, полученная посредствонъ выплавки, называется, комовой.
Чтобы очистить сѣру, ее подвергаюсь перегонкѣ, для чего сущѳ-
ствуютъ особыя печи такого устройства, какъ изображено на
рис. (14).
Сѣру нагрѣваютъ въ чугунномъ котлѣ А, изъ котораго пары
сѣры идутъ въ кирпичную камеру В. Такъ кань стѣнки камеры
сначала холодный, то пары сѣры быстро охлаждаются и обра-
зуютъ на стѣнкахъ камеры налетъ, называемый сѣрнымъ цвѣ-
томъ. При дальнѣйшемъ ходѣ операціи, камера настолько нагрѣ-
вается, что пары сѣры сгущаются въ жидкость, собирающуюся
на дпѣ камеры; время отъ времени жидкую сѣру выпускаютъ въ
деревянный цилиндрическія формы, и такимъ образомъ полу-
чають сѣру, называемую черенковой.
Сѣра имѣетъ желтый пвѣтъ, хрупка, плохо проводитъ алек-
тричество. При температурѣ около 114°, она плавится и
обращается въ желтую жидкость, которая, при далънѣйшемъ нагрѣ-
вапіи до 200°, темнѣетъ и дѣлается настолько густою, что не
выливается изъ сосуда; при нагрѣваніи, еще болѣе сильномъ, сѣра.
опять становится жидкой ш при 448° кипитъ. Сѣра нерастворима
въ водѣ, но хорошо растворяется въ жидкости веиріятнаго
запаха, называемой сѣрнистыиъ углеродомъ. При испаренін сѣрни-
стаго углерода, сѣра выдѣляется изъ раствора въ видѣ кристал-
— 71 —
ловъ, похожихъ на октаэдры, и потому такую сѣру называютъ
октаэдрнческой сѣрой. Если же расплавленную сѣру вылить въ
глиняный тигель, охладить ее настолько, чтобы ея поверхность
покрылась затвердѣвшей корой, пробить эту кору и выпустить
оставшуюся жидкую сѣру, то получится отвердѣвшая сѣра въ
особыхъ кристаллахъ; тогда на стѣнкахъ тигля мы увидимъ
длинные призиатическіѳ кристаллы, которые ииѣютъ иной цвѣтъ н
иную плотность, чѣнъ кристаллы октаэдричѳскіе. Такимъ обра-
зомъ, сѣра способна имѣть дна рода кристалловъ, и потопу она
называется тѣлоиъ дилюрфнымь. Признатическіе кристаллы сѣры
съ течевіемъ времени переходятъ въ октаэдричеекіе, и этотъ пѳ-
реходъ сопровождается выдѣленіемъ тепла.
еще. 14.
Сѣра инѣетъ еще третье видоизмѣвеніе—аморфное. Для
получения аморфной сѣры выливаютъ расплавленную и нагрѣтую
выше 300° сѣру въ холодную воду; тогда сѣра получается въ видѣ
упругихъ нитей. Аморфная еѣра нерастворима въ сѣрнйстомъ
углеродѣ; она представляетъ собою также непрочное видоизмѣ-
неніе: съ течвшемъ времени аморфная сѣра переходить въ
кристаллическую.
По способности вступать въ соединеніе съ другими тѣлаии,
сѣра очень походить на кислородъ. При обыкновенной
температурив, сѣра не способна вступать въ соединеніе; но въ распла-
— 72 —
вленномъ или парообразномъ состояния она соединяется со всѣми
металлами, а также съ кислородокъ и углеродомъ. Соединенія
сѣры съ металлами, называемый сернистыми металлами, очень
сходны съ кислородными еоединенінми металлов*, что, конечно,
указываете на сходство элеиентовъ кислорода и сѣры.
Сѣрнистый водородъ и сѣрнистж металлы.
Подобно кислороду, сѣра соединяется съ двумя атомами
водорода н образует*, газъ сѣрнистый водородъ SaS. Зтотъ газъ
находятся въ природѣ въ вулканическихъ газахъ и въ водѣ втвкото-
рыхъ источииковъ. Онъ образуется при гніеніи различныхъ орга-
ническихъ веществъ, содержащихъ въ своеиъ соетавѣ сѣру, напр.,
бѣлковыхъ веществъ. При накаливаніи сѣры въ атмосфер*
водорода, происходить образованіе еѣрнистаго водорода; но такъ какъ
сѣрнистыи водородъ тѣло непрочное и при нагрѣвавіи легко дис-
соціируетъ, то получать его таккнъ образомъ неудобно, а потому
для добыванія сѣроводорода прибѣтаютъ къ обычному пріему
получения кнслотъ изъ солей. Сѣроводородъ HaS. по свонмъ своя-
стваиъ, представляетъ собою кислоту, подобно хлористому
водороду; сѣрнистые зке металлы, но отношенію къ сернистому
водороду, представляюгь собою соли этой кислоты; такъ, шшримъ-ръ:
HjS FeS-
Поэтому для полученія сѣрнвстаго водорода надо взять
сернистый металлг, напримѣръ, FeS (самый дешевый сѣрнистый ме-
таллъ), и подѣйствовать на него кислотой, напр., сѣрной:
Fey + HjS04 = H8S + FeSOv.
Сѣрная кислота вытѣсннтъ собою сѣрнистый водородъ (кислоту),
и получится желѣзный купорось, т.-е. произойдешь реакція
двойного разложения. Првборъ для полученія сѣриистаго водорода
точно такой же, какой употребляется для полученія водорода.
Сѣрнвстый водородъ—безцвѣтный гаяъ, съ запахомъ гнвлыхъ
яидъ, я довить, растворяется въ водѣ; зажженный на воздуятЬ, онъ
горитъ синеватымъ пламеиемъ, превращаясь въ сѣрниетый газъ
в воду:
H2S +30 = 1120 + 802.
(Сѣрнистый газъ SOg образуется ори горѣніи сѣры на воадухѣ).
Влажная синяя лакмусовая бумажка, подъ вліяшемъ
сѣроводорода, краснѣетъ, и это показываетъ, что онъ представляетъ
собою кислоту, которая способна насыщать щелочи и давать соли;
такъ, 'напримѣръ:
2NaOH + H,S = KaBS + 2На0.
— 73 —
Сѣрнистый водородъ тѣло очень непрочное; въ прнсутетвіи
воды, кислородъ отннмаетъ огь него водородъ, а сѣра
выявляется въ свобсднонъ состояніи; точно такъ же на него дѣйствуютъ
и галоиды хлоръ и бронъ. Сѣрнистый водородъ является силь-
нымъ вожтановителемъ, такъ какъ способенъ отнимать кислородъ
отъ многихъ тѣлъ, богатыхъ кислородомъ.
Если окислы иы можемъ раз сматривать, какъ воду, въ
которой водородъ замѣщенъ металломъ, то и на еѣрнистыѳ металлы
яы можемъ снотрѣть, какъ на соля еѣрнисгаго водорода, въ ко-
торонъ водородъ занѣщается металлами:
HaS . . . . Na,S, CaS, SnSa;
H20 . . . . NajO, CaO, SnCv
Кислородныя соединенія еѣры.
Сѣра образуетъ съ квслородонъ сдѣдующія соединенія:
SOj, сѣрнистый аагндридъ H^SOj сѣрниетая кислота
SOB сѣрный , HaS04 сѣрная „
Сѣрнистый ангидридъ S02, или такъ называемый сѣрнистый
газъ, образуется прямо при горѣнія еѣры на воздухѣ; онъ
обладаете ненріятнынъ, удушливынъ занахоиъ и походить, по своимъ
свойствам ъ, на угольный ангидридъ С0а, который, какъ извѣство,
получается также при горѣніи угля на воздухѣ.
Сѣрнистый ангидридъ вдвое тяжеле воздуха и легко
сгущается въ жидкость, для чего достаточно охлажденія до — 10°;
онъ хорошо растворимъ въ водѣ, и образующейся въ ней рас-
творъ его окрашиваетъ лакмусовую бумажку въ красный пвѣгь.
Но сѣрнистый ангидридъ не образуетъ съ водой ооредѣленнаго
прочнаго химическаго соединенія, т.-е. сѣрнистой кислоты H2SCy
при вагрѣваніи раствора сѣрнистаго газа въ водѣ, сѣрнистыа
ангидридъ весь выдѣляется. Такинъ образомъ, сѣрнистая
кислота въ свободномъ состояніи не извѣстна, но соли ея извѣстны,
и они могутъ быть двухъ родовъ: киелыя и ереднія:
HaS03... NaHSOa... Na2SOa.
Соль, обозначенная второю нзъ этихъ формулъ, называется
кислымъ сѣрнистокислымъ натріемъ, а соль, которую обозначаеть
третья формула, называется сѣрнистокислымъ натріеиъ. Эти соли
получаются прямо насыщеніемъ ѣдкаго натра еѣрнистымъ анги-
дридомъ:
NaHO-f SOa = NaBSCv
— 74 —
Сѣрниетый ангидридъ способенъ, въ присутствіи воды,
отнимать кислородъ отъ многихъ тѣлъ, т.-ѳ. дѣйствовать возетанови-
телъно, при чемъ онъ превращается въ сѣрную кислоту:
Многін красящія вещества, напримѣръ, индиго, обезцвѣчи-
ваютсв отъ сѣрвистаго ангидрида, и потому его употребляютъ
для бѣленія шерсти и шелка, которые нельзя бѣлить хлоронъ,
такъ какъ этимъ послѣднимъ они разрушаются. Слѣдуеть ва-
мѣтить, что обезцвѣчиваніе красокъ сѣрнистымъ ангидридомъ
основано на отнятіи отъ нихъ кислорода, тогда какъ бѣленіе
хлоромъ основывается на ихъ окисленіи.
Сѣрный ангидридъ и сѣрная кислота.
Сѣрнистый ангидридъ соединяется прямо съ кислородомъ для
образованія сѣрнаго ангидрида, но очень медленно; для того чтобы
ускорить эту реакцію, необходимо, чтобы еячъсь этихъ газовъ
проходила чѳрезъ накаленную губчатую платину:
so2 -t- о = soa.
Если образующіВся продуктъ пропускать въ охлажденный со-
еудъ, то на стѣнкахъ сосуда появится твердый кристаллический
сѣрный ангидридъ, съ т. плавлевія 16" и съ т. кипѣнія 46°.
Онъ жадно соединяется съ водой, съ выдѣленіемъ гроиаднаго
количества тепла, и въ результата получается сѣрная іщслота:
SOs-bHaO = H2S04.
Еслв бы мы ваяли воды ненѣе, чѣнъ частица на частицу, то
получили бы такъ называемую дымящуюся сѣряую кислоту
HjS04S03. Она называется дымящейся потому, что сѣрный
ангидридъ, выдѣляясь изъ такой кислоты в встрѣчаясь съ
водяными парами воздуха, даетъ дымъ (оаръ сѣрной кислоты).
Присоедивеніе атома ниелорода къ сѣрвистому ангидриду
можно воспроизвести также очень легко посредствомъ снльныхъ
окислителей; одяинъ изъ такихъ окислителей можегь служить
азотная кислота. Если окисленіе Судетъ совершаться въ
присутствіи воды, то мы получимъ прямо сѣрную кислоту.
Въ техникѣ '), гдѣ сѣрная кислота добывается въ громад-
номъ количествѣ, поступаютъ такъ; сѣрнистый ангидридъ,
получаемый посредствомъ сжиганія сѣры или желѣзнаго колчедана,
') Въ настоящее время въ промышленное!я много сѣрной кислоты
получается по жонтакпиющ способу, при подошв губчатой платаны.
— 75 —
пропускают? вмѣстѣ съ парами воды, азотной кислоты и воаду-
хонъ въ большія свннцовыя камеры.
Въ лабораторіяхъ камерный пронесет, добыванія сѣрной
кислоты ножетъ быть показанъ на слѣдующемъ опытѣ (рис. 15).
Вмѣсто свинцовой камеры, берутъ большую стеклянную колбу
А, въ горло которой помощІю пробки вставлено нѣсколько стек-
ляяныхъ трубонъ, соединенныхъ съ маленькими колбочками а, Ъ, с.
Въ колбочкѣ я (въ ней мѣднын стружки и H2S04) добывается
сѣрнистый ангидридъ, въ колбочкѣ Ь получаются окислы азота,
Рве. 15.
а еъ колбочкѣ с квпятятъ воду для образованія водяныхъ па-
ровъ. Трубка d служить для притока воздуха, а трубка е для
отвода избытка газовъ.
Черезъ нѣеколько времени послѣ начала реакціи, можно ви-
дѣть собирающуюся на днѣ колбы тяжелую жидкость — сѣрную
кислоту.
На днѣ камеръ получается сѣрная кислота, имѣющая крѣ-
пость въ 50° по Боме, что отвѣчаетъ содержанію 60% кислоты
и 40% воды. Для шлученія крѣпной кислоты каперную кислоту
сгущаютъ сначала въ свинцовыхъ, а потомъ въ стеклянныхъ или,
лучше, въ платиновыхъ ретортахъ. Въ прещажѣ, а также въ ла-
бораторіяхъ, употребляется сѣрная кислота, инѣюшая около 92%
кислоты, или 66° по Боне.
Для оеобыхъ хямическихъ цѣлей получаютъ безводную
сѣрную кислоту, отвѣчающую формулѣ HaS04.
Сѣрвая кислота представляетъ собою тяжелую маслянистую
жидкость съ удѣльныиъ вѣсоиъ около 1,84. При смѣшеніи
сѣрной кислоты съ водой выдѣляется такое большое количество
— 76 —
тепла, что для вабѣжанія моментальнаго обращенія воды въ
парь и разбрызгиванія жидкости необходимо вливать кислоту
въ воду, а не наоборотъ.
Сродство сѣрной кислоты къ водѣ такъ велико, что она от-
нииаеть элементы воды отъ нногнхъ органическихъ веществъ,
не инѣющихъ ея въ готовомъ состоявіи. Этикъ объясняется
обуглвваніе сѣрной кислотой бумаги, дерева, сахара- Сѣрная
кислота инѣетъ способность втягивать въ себя влажность явь
воздуха, и на этой ея способности основано принѣнете ея къ
высушивание газовъ.
Иаъ формулы строенія сѣрной кислоты мы видимъ, что бъ
ней находится два гидроксвла; такія кислоты называются
двуосновными: онѣ ииѣюгь два атома водорода, могущихъ закѣщаться
нетал лани.
Двуосновныя кислоты даюгъ два рода солей: кислыя и среднія:
Na04 NaO,
>S02 = NaH50t; >S02=Na,S04.
H<K Na(K
Сѣрнан кислота инѣетъ гронадвое значеніе въ техиикѣ; едва ли
можно найти другое вещество, которое имѣло бы такое
разнообразное прикѣненіе къ полученію различныхъ техничеекихъ и
химический, нродуктовъ, какое имѣетъ сѣрная кислота. Она идетъ
для приготовленія соды, различныхъ куиоросовъ, квасцовъ,
фосфора, стеарина и проч.
Иаъ солей сѣрной кислоты заслуживаешь внимавія гипсъ, или
сѣрнокиелый кальцій съ двумя частицами воды: CaS042H20; эта
соль очень распространена въ природѣ, и если ее обжечь при
200°, то она потеряешь всю воду и дастъ бѣлый порошокъ.
Обожженный гипсъ способенъ образовать съ водой гвсто, которое
съ течевіеиъ времени эатвердѣваетъ; затвердѣваніе его,
объясняющееся соединеніенъ двухъ частидъ воды съ безводной солью,
даетъ возможность дѣлать изъ гипса различный статуи, лѣпвыя
украшенія и т. п.
ГРУППА АЗОТА.
АЗОТЪ. (N=14, Ra=28).
Въ составь группы, которой представителенъ является азотъ,
входятъ элементы: фосфоръ Р = 31, мышьякъ As = 75, сурьма
Sb = 120 и виснуть Ві = 208.
— 77 —
Всѣ эти элементы имѣютъ высшее водородистое соедвненіе
RH3 и, слѣд'оватѳльно, по отношенію къ водороду трехвалентны
(галоиды по отношенію къ Н одновалентны, элементы группы
кислорода двувалентны); по отношенію къ кислороду
максимальная валентность этихъ элементовъ есть 5, и, следовательно,
высшее кислородное соединение вхъ есть R^Og.
Сумма валентностей по отношенію къ водороду и кислороду
равняется 8, т. е. такова же, какъ и для лредыдущихъ двухъ
группъ.
При изученіи элементовъ этой группы, мы увидимъ, что
металлоидальный свойства иіъ, по мѣрѣ увеличен!я атомнаго вѣса,
убываютъ, и, вмѣсто нихъ, появляются металличеекія свойства,
такъ, азоть и фосфоръ —настоящіѳ металлоиды; а въ мышьякѣ
начинаюгъ появляться металличеекія свойства, которыя въ сурьмѣ
настолько развиты, что сурьму считать за металлъ. Что же
касается висмута, то онъ представляегь собою настоящей металлъ,
и только въ небольшою, числѣ еоедвненій онъ играетъ роль
металлоида. Такимъ образомъ, величина атомнаго вѣса имѣетъ
большое вліяніе на хиническіл и физическІя свойства элементовъ.
Азоть (около */5 по объему) входить въ составь воздуха. По
своимъ свойствамъ, онъ является газомъ очень недѣятельнымъ
(на что и указываетъ его названіе), трудно вступающимъ въ со-
единеніе съ другими тѣлами и потому мало принимающимъ, по-
видимому, участія въ различныіъ жизненныхъ процессахъ расти-
те льна го и жввотнаго царствъ. Но его значеніе въ природѣ видно
уже азъ того, что животныя не могутъ жить въ чистомъ кисло-
родѣ; для дыхавія животныхъ необходимо, чтобы киелородъ былъ
разбавленъ каквмъ-нибудь недѣятельнымъ газомъ, и таковымъ,
какъ нельзя лучше, служить азоть. Кроаѣ такого значенія для
дыханія животныхъ, азотъ имѣетъ важное значеніе и для дру-
гихъ процессовъ, совершающихся въ органиэмахъ.
Подъ вліяніѳмъ электрической энергіи, азотъ ношетъ ветупать
съ кислородоиъ въ соединеніе, образуя различные окислы,
которые, въ присутствіи .воды, даютъ, какъ увидимъ ниже, азотную
кислоту. Послѣдняя, попадая виѣстѣ съ влагой въ почву, обра-
зуетъ съ основанінии азотнокнелця соли, которыя служатъ
пищей для растеній. Изъ растенш азотистыя соединенія попадаютъ
въ тѣло животныхъ. Чѣмъ совершеннѣе животныя и ахъ
зародыши, тѣмъ болѣе содержать они въ различны хт. частяхъ своего
организма азотистыхъ соедиееній, которыя отличаются большою
сложностью и легкой измѣняеыостью.
Непостоянство азотистыхъ еоедвненій и ихъ легкая измѣняе-
— 78 -
ыость обусловливают* разнообразіе взнѣненій, совершающихся
въ теченіе жизни жввотнаго. Въ растенінхъ, гдѣ жнаневныа от-
правленін гораздо проще, чѣмъ у животныхъ, ны не находимъ
уже какихъ-либо азотистыхъ соеднненій въ наруншыхъ оболоч-
кахъ, соетоящихъ изъ обыкновенныхъ растительныхъ клѣточекъ.
Но азотъ можѳтъ усвоиваться, или, какъ говорятъ,
ассимилироваться, пѣ которыми растеніями (мотыльковый а)
непосредствен ао еяъ воздуха- Новѣйшія изслѣдованія показываютъ, Что
на корняхъ такихъ растеній живутъ особые низшіе организмы,
которые служать передатчиками азота изъ воздуха растенію.
При разложения и гніевіи различныхъ остатковъ животныхъ,
получаются въ почвѣ также азотиетыя соединения, которыя иогуть
уевоиваться растеніями. Для хорошаго урожая того или другого
вида растевій необходимо возвращать почвѣ азотиетыя соедвненія,
которыя былк извлечены изъ нея предшествовавшими растеніями;
поэтому въ почву, какъ извѣстно, вводлтъ различный удобренія,
содержания въ себѣ азотиетыя соединевія.
'Изъ воздуха очень легко получить азотъ, потону что онъ
трудно соединяется съ другими тѣлани, между тѣмъ какъ другая
составная часть воздуха—кислородъ—легко вступаетъ въ соеди-
невіе со многими т-влаии. Если сжигать фосфоръ подъ колоко-
ломъ, нааолненнымъ воздухомъ в находящимся надъ водов, то
кислородъ воздуха, соединившись еъ фосфоронъ, дастъ
фосфорный ангидридъ, который растворится въ водѣ, а азотъ останется
свободнымъ и, по охлажденіи колокола, заиметь 4/, первоначаль-
наго объема. Если пропустить воздухъ черезъ раскаленную трубку,
наполненную мѣдью, то киелородъ соединится съ мѣдью, а азотъ
останется свободнымъ. Въ обовхъ случаяхъ, мы не получимъ
чистаго азота; по новѣйшимъ изелѣдованіямъ, оказывается, что
і;ъ азоту, добываемому изъ воздуха тѣмъ или другимъ путемъ,
примешиваются газъ аргонъ, въ количествѣ около і"/0 по объему,
и небольшое количество другихъ газовъ, природа которыгъ еще
недостаточно выяснена. Азотъ —газъ безцвѣтный, безъ вкуса и
запаха, мало растворимый въ водѣ и трудно сгущаемый въ
жидкость; онъ не поддерживаетъ ни горѣнія ни дыханія. При
высокой температурѣ, онъ способенъ соединяться съ металломъ
магніемъ, а также съ кремніемъ и другими элементами. Съ водо-
родомъ онъ соединяется подъ вліяніемъ электрической энергіи и
образуетъ амміакъ NHS.
Вьздухъ, какъ уже было упомянуто, представдяетъ собою смѣсь
кислорода, азота и вновь открытаго газа аргона. Нромѣ этихт.
газовъ, образуюшихъ главную составную часть воздуха, въ нет.
— 79 —
находятся еще слѣдующія вещества, который мы перечвслнмъ
бъ порядкѣ, отвѣчающемъ ихъ количествеяножу содержанію:
водяной парь, углекислый газъ, азотная кислота, анміачный газъ,
оаонъ, перекись водорода, пыль и зародыши ниатнхъ организ-
мовъ, называемые міаэмами.
Въ воадухѣ, взятомъ изъ развЬобразнѣйтихъ нѣстъ на
земной поверхности, всегда существуетъ постоянное количественное
отношеніе между кислородомъ, ааотомъ и арговонъ; что же
касается остальныхъ примѣсей, то количество ихъ въ воздухѣ
очень изнѣнчиво и ничтожно.
Многочисленны и и изслѣдованіями доказано постоянство
состава воздуха, которое объясняется совершающейся повсюду диф-
фузіей воздуха, постоянно перемѣщающагося иаъ одного мѣста
въ другое посредетвомъ вѣтровъ, Одвнъ кубическій сантиметръ
воздуха, при 0° и 760 мм. давлевія надъ уроваенъ хоря, подъ
сѣверной широтой въ 45°, вѣситъ 0,0012938 грамма, а литръ
воздуха вѣситъ, елѣдовательно, 1,2938 грамма. Давленіе,
производимое воздухомъ на земной поверхности, измѣрнется высотою столба
ртути въ 760 ииллиметровъ при 0°. Такъ какъ 1 кубическій сан-
тпметръ ртути вѣситъ 13,59 граммовъ, то 76 куб. сайт, вѣсятъ
1,033 килограмма. Это число выражаетъ давленіе, которое атмосфера
производить на 1 квадратный сантиметръ земной поверхности.
Воздухъ въ настоящее время легко можетъ быть обращенъ
въ жидкое состояніе. Въ промышленности сущеетвуютъ уже
громадный машины, дающія около 500 кило жидкаго воздуха въ
часъ. Жидкій воздухъ представляетъ собою слегка мутноватую
жидкость; причина ея ыутноватости заключается въ томъ, что въ
жидкомъ воздухѣ шіаваютъ твердая угольная кнслота и ледъ.
Отъ нихъ легко избавиться, если воздухъ пропустить черезъ
бумажный фильтръ; профильтрованный воздухъ представляетъ
совершенно прозрачную жидкость съ т. к.—191° при атиосфер-
нонъ давленіи и—-210° въ пустотѣ. Его лучше всего сохранять
въ посеребренныхъ стеклянныхъ колбахъ съ двойными стѣнкама,
иаъ пространства между которыми воздухъ выкачанъ. Изъ такихъ
сосудовъ очень удобно переливать жидкій воздухъ въ
обыкновенные стаканы; при чемъ, вслѣдствіе быстраго испаренія,
температура быстро понижается, и потому его можно сохранить на
нѣкоторое время. Если жидкій воздухъ станетъ медленно
испаряться, то сначала изъ него будетъ удаляться кипящій при бо-
лѣе низкой температурь- азотъ, котораго точка киаѣнія— 1Э4 ;
при чемъ воздухъ будетъ все болѣе и болѣе изобиловать
кислородоиъ и, вслѣдствіе этого, принимать голубоватый цвѣтъ. Ргуть
— 80 —
въ жидкокъ воздухѣ моментально застываетъ, а спиртъ замерзаетъ,
опущенный же въ него каучукъ становятся такимъ хрупкнмъ,
что разбивается молоткомъ, какъ стекло.
Ашлизъ воздуха заключается въ оаредѣленіи количества вхо-
дящихъ въ его составъ кислорода в азота; что же касается дру-
гвхъ принѣсей, то количественно можно опредѣлить содержание
въ немъ только водяныхъ паровъ и углекислаго газа; остальныя
прииѣси открываются только качественно, такъ какъ онѣ входятъ
въ ничтожнѣйшихъ количествахъ. Самое точное опредѣленіе.вѣ-
совыхъ огношеній между нислородонъ и азотомъ сдѣлали Дюаа
и Буссевго. На рисункѣ (16) изображено расположеніе прнбо-
ровъ для вѣсового анализа воздуха.
рис. 16.
Идея вѣсового анализа воздуха заключается въ томъ, что воа-
духъ, лишенный примѣсей, пршіускаютъ черезъ раскаленную мѣдь,
которая берѳтъ отъ воздуха кислородъ, превращаясь въ окись
мѣдн:
Cu + 0 = CuO,
а азотъ собирается отдѣльно и непосредственно взвѣшнвается.
Мѣдь взвѣшивается до опыта и послѣ опыта, и разность взвѣ-
шиеаній ея даетъ количество кислорода.
Для выполненія вѣсового анализа воздуха поелѣдній пропу-
скаютъ черезъ рядъ трубокъ А, В, С, наполнепныхъ различными
веществами, чтобы лишить его всѣхъ примѣеей (воды,
углекислоты и пр.); очищенный воздухъ постуиаетъ въ накаленную
трубку D, наполненную нѣдью; при чемъ кислородъ соединяется
съ мѣдыо, а азотъ вмѣстѣ съ аргономъ постуиаетъ далѣе въ
шаръ Е. Трубка D, закрытая съобоихъ концовъ кранами Ь и Ъи
и шаръ Е съ кранонъ К взвѣшиваются передъ янализомъ, послѣ
— 81 —
удаленіп изъ нихъ воздуха посредствомъ выкачиванія. При ана-
лизѣ открываютъ кравъ Ь; тогда воздухъ начинаетъ просасываться
черезъ очистительные аппараты, кислородъ поглощается
раскаленной мѣдыо, а азотъ собирается въ пустомъ шарѣ. Когда шаръ
наполнится азотомъ, то его, а также трубку D снова взвѣши-
ваютъ.
По новѣйшимъ изслѣдованіямъ, оказывается, что вѣсовой со-
ставъ воздуха слѣдующій:
76,8% азота 23,2% кислорода.
Въ количество азота входить около 1,3% аргона.
Аргонъ ножетъ быть отдѣлепъ отъ азота, если полученный
изъ воздуха азогь поглотить раскаленнымъ магніемъ; тогда газъ
аргонъ, какъ вещество, неспособное соединяться ни съ однимъ
изъ извѣстныхъ до сихъ поръ тѣлъ, останется свободным!.. Опыты
Рамзая и Реллея показали, что аргона находится въ воадухѣ, по
вѣсу, 1,3%.
Въ 100 объенахъ воздуха содержится 78,06 объемовъ азота
21,00 об. кислорода и 0,94 об. аргона,
Въ воздухѣ всегда находятся въ болыпенъ или меныпемъ ко-
личествѣ влажность, или водяные пары, и углекислый газъ СОг.
Чтобы оаредѣлить количество этихъ паровъ, пропускаютъ
определенный объемъ воздуха черезъ трубки, наполненный
веществами, хорошо поглощающими влажность; таковыми веще*
ствани яшшютея сѣрная кислота, хлористый кальцій и
фосфорный ангидридъ; взвѣшивая поглотительный приборъ до и послѣ
опыта, мы получаемъ вѣсовое количество водяныхъ паровъ.
Для опредѣленія количества углекислоты, которая находится
въ воздухѣ, пропускаютъ опредѣленный его объемъ черезъ рас-
творъ щелочи (ѣдкаго кали КНО); угольный ангидридъ
соединяется со щелочью, и если взвѣсить поглотительный приборъ до
и послѣ опыта, то разность взвѣшиваній дастъ количество угле-
кислаго газа въ воздухѣ. Оно колеблется въ очень незначителъ-
ныхъ предѣлахъ и составляетъ, по объему, 0,03%, т.-е. 3 объема
углекислаго газа находятся въ 10.000 объеаахъ воздуха.
Углекислый газъ образуется, главнымъ обрааомъ, при дыхапіи
животный, при горѣнІи дерева и угля и при окисленіи и гніеніи
органическихъ веществъ. Въ жилыхъ иомѣщеніяхъ, плохо про-
вѣтрнваеныхъ, количество углекислаго газа можетъ быть гораздо
болѣе, чѣмъ на открытоиъ воздухѣ. Когда его количество въ по-
мѣщевіи достигаетъ до 1% по объему, то такой воздухъ дѣлается,
какъ говорятъ, очень тяжкимъ для дыхянія. Человѣкъ въ сутки
НРІТВІЯ КУГСЪ ІВМЮ. в
— 82 —
требуетъ для своего дыхаяія около 1000 литровъ кислорода и
выбрасываетъ иаъ себя почти такой же объемъ углекислаго газа.
При горѣніи топлива, расходуется изъ воздуха кислородъ, и, ваа-
нѣнъ его, выдѣляется углекислый газъ. Несмотря на этотъ
постоянный расходъ кислорода и обогащеніе воздуха углекиелымъ
газоыъ, не происходит!, изиѣненія состава атмосферы и не за-
иѣчается убыли кислорода. Въ природѣ на ряду съ
окислительными процессами и дуть процессы возставовительные, которые
совершаются, главаымъ образомъ, въ растителыюмъ царствѣ.
Зеленый части растеніи, подъ вліяшемъ солнечнаго свѣта, раз-
лагаютъ поглощаемый ими углекислый газъ на углеродъ,
который отлагается въ тѣлѣ растевія въ' видѣ различныхъ
органически» соединеніб, н на кислородъ, который выдѣляется въ
атмосферу.
Въ составь воздуха входятъ въ незначителытонъ количествѣ
другія примѣси, которымъ суждено играть также большую роль
въ различныхъ жизвенныхъ процессахъ на зѳылѣ, Изъ этихъ
примѣсей особое значеніе имѣютъ міазны, или зародыши
различныхъ низший, оргавизновъ, сущеетвованіе которыхъ въ воздухѣ
было доказано впервые французски и ъ учены иъ Пастеромъ. Онъ
показалъ, что процессы гніенія и броженія (превращѳніе одвихъ
органическихъ веществъ въ другія) обусловливаются присутствіѳмъ
нвзшихъ организм о въ, растительныхъ и животныхъ. Ихъ
зародыши носятся въ воздухѣ и, попадая въ благопріятную среду,
развиваются, размножаются и сво£И жизненной дѣятельностію
порождають различные химвческіе процессы. Такъ, вапримѣръ,
сладкій виноградный сокъ, будучи оставленъ стоять на воздухѣ,
способе въ приходить въ броженіе, т.-е. превращаться въ спиртъ
и углекислый газъ. Причина этого броженія заключается въ томъ,
что въ виноградномъ сокѣ развивается особаго рода грибокъ,
зародыши котораго находятся на кожицѣ винограда, черезъ которую
они не могутъ пройти, но стоить только раздавить ягоду
винограда,—и зародыши попадутъ въ сокъ; тогда начнется разложе-
ніе его сахаристыхъ веществъ на спиртъ и углекислоту, анаднѣ
сосуда, гдѣ происходить такое броженіе, осядетъ цѣлая колонія
грибковъ, извѣстныхъ въ общежитіи подъ именемъ дрождей.
Процессы гніенія и тлѣнія различныхъ остатковъ жовотвыхъ и
растеніи совершаются также подъ вліяшемъ подобныхъ ыикро-
органвзмовъ, и отсюда понятно громадное аваченіе иосдѣднахъ
въ природѣ. Въ числѣ этихъ никроорганиамовъ находится
множество бактерій, который, попадая въ животные организмы, при-
чиняютъ болѣзни, какъ, налримѣръ, холеру, тифъ и т. и. Число
— 83 —
■этихъ никрооргавизиовъ въ городахъ доходить до очень боль-
шов величавы, и чтобы, по возможности, уменьшать вхъ число
въ воздухѣ, употребляютъ различный дезвнфенціонныя вещества,
напримѣръ, хлоръ, озонъ, который ихъ убиваютъ.
Водородистое соединеніе азота.
Амміакъ Щ,.
Водородъ, подъ вліяніѳмъ электрическихъ искръ, ножетъ
вступать съ азотонъ въ соединеніе в образовать анміачный газъ NH3.
Однако, слѣдуетъ замѣтить, что такинъ путемъ образуется
ничтожное количество аиміака, потому что электрическая искра
способна, въ свою очередь, разлагать его снова на водородъ и
азотъ.
Амміакъ образуется ори гніѳніи и раэложеаіа различныхъ
органачеекихъ веществъ, содержапдихъ азотъ. Такъ, въ конюш-
няхъ всегда чувствуется запахъ анніака, вслѣдствіе разложения
ночи и навоза. При добыванін свѣтильнаго газа на заводахъ,
прокаливаютъ каленный уголь, бѳзъ доступа воздуха, въ желѣз-
ныхъ ретортахъ; при этомъ происходить разложепіе каиеннаго
угля; такое разложевіѳ органическихъ веществъ (безъ доступа
воздуха) называется сухой перегонкой. Между продуктам сухой
перегонки каненваго угля находится и анніачный газъ, который
образуется изъ азотистыхъ соединеній, находящихся въ канен-
иомъ углѣ, и который содержится раетворевдыиъ въ водѣ,
получаемой при этой перегонкѣ.
Для того, чтобы извлечь изъ этой воды анніакъ, пользуются
щелочными свойствами анніака, а именно его способностью
соединяться съ кислотами. Обыкновенно амніачную воду насыщаютъ
соляной кислотой, и тогда получаютъ анміачиую соль соляной
кислоты, называемую нашатыремъ:
щ, + нсі = nh(q.
Нашатырь представляетъ собою твердое кристаллическое тѣло
и ииѣетъ веѣ свойства соли.
Чтобы получить анніакъ, на^о нашатырь нагрѣть со щелочью;
тогда щелочь соединится съ кислотой, а амміакъ выдѣлится сво-
боднымъ.
Зд-всь мы анѣемъ явленіе, подобное добыванію кислоты изъ
соли: кислота мало-летучая выгѣсняетъ изъ соли кислоту, болѣе
летучую; точно такъ же не-летучая щелть вытіъсняетъ ѵзь соли
летучую щелочь — амміакъ.
6»
_ 84 —
Обыкновенно берутъ нашатырь и нагрѣваютъ его въ колбѣ
съ гашеной известью, какъ съ наиболѣе дешевой щелочью:
2NH,C1 + Са(ОН)2 = 2NR, + СаСІ* + 2НгО.
Выдѣляющійся амніачный газъ нельзя сушить пропускавіенъ
черезъ сѣрную кислоту, потому что овъ съ ней соединяется; для
высушяванія аыміака пропускаютъ его череаъ ѣдкое кали и
собираюсь въ оялиндръ надъ ртутью (рис. 17).
Рис. 17.
Амміакъ есть беяцвѣтный газъ, съ сильными, ѣдкимъ запа-
хожь, легко сгущающийся въ жидкость. Въ водѣ аыніакъ
растворяется въ большомъ количествѣ, съ выдѣленіемъ тепла. Одинъ
объемъ воды растворяегь въ себѣ, при обыкновенной тенпера-
турѣ, около 700 объемовъ анніачяаго газа. Такой растворъ
называется нашатырныиъ швртомъ и обладаетъ всеми свойствами
газообразваго аииіака а потому употребляется въ лабораторІяіъ,
вмѣето послѣдннго.
Газообразный амміакъ,; а также и его растворъ окрашиваютъ
красную лакмусовую бумажку въ синій цвѣтъ; изъ этого заклю-
чаемъ, что анміакъ есть щелочь, которая способна соединяться съ
квслотами и образовать съ ними соли, называемый амміачныші
солями и сходныя съ солями металловъ (калін, натрія и т. п.).
Амміачныя соли образуются прямынъ соединеніемъ аыміака съ
кислотами; при чеиъ чнсло молекулъ амміака, которое нужно
прибавить для образования средней соли, опредѣляется числомъ ато-
мовъ водорода въ кие лотѣ,^ способна го замѣщаться металлами,
или, какъ уже было говорено, основностью кислоты:
на Hasot
NH, + НС1 = (NHJC1. 2NH3 + НгЭ04 = (NH4)sS04.
— 85 —
Эти соли очень сходны съ хлористыми в сѣриокислыни
солями иеталловъ калія и натрія:
КС1 KsS04
NaCf NasS04
NH4C1 (NHASO,
Изъ приведенныхъ формулъ видно, что въ амиіячныхъ соляхъ
иожно выдѣлить особую группу NH4, которая стоить на томъ
мѣстѣ, гдѣ въ обѣихъ металлическнхъ солнхъ стоить иеталлъ.
Эта группа NH4 называется аммоніемъ; она въ свободномъ состоя-
нІи нѳ существует!., но предполагают!., что она находится въ.
амміачныхъ соляхъ, потому что она участвуешь въ реакціяхъ
двойного разложвнія, на подобіе металловъ, т.-е. способна нѣняться
ііѣстани сь иеталлоыъ, какъ, напримѣръ:
NaCl + AgNO„ = AgCl -f NaNO,
NH4C1 + AgN03 = AgCl + NHtN03.
Группа амнонія есть группа одновалентная и поэтому способна
замѣщать одинъ атомъ водорода:
НС1. . . . NH4C1 H2S04. . . (NH4)2S04.
Названія амміачныхъ солей составляются такъ же, какъ н
названія металлическихъ солей. Такъ, напримѣръ: аимовій
хлористый, аммоній еѣрнокислый и т. д.
Амміакъ, растворяясь въ водѣ, выдѣляегъ большое количество
тепла, и это наводить на предположение, что амміакъ химически
соединяется съ водой; а такъ какъ водный растворъ амміака дѣй-
етвуетъ совершенно такъ же, какъ и щелочи, то мы можемъ его
уподобить гидратамъ калія, натрія и разсматривать его, какъ ім-
драть аммонія;
К(ОН>
NH, + На0 = NH4(0H); Na(OH)
<NB4)(OH).
Анміачныя соли отличаются своей летучестью и
непрочностью; при накаливаніи онѣ легко могугь раалагаться на
кислоту и амміакъ.
Киелородныя еоединѳнія азота.
Азотъ образуетъ цѣлый рядъ соединеній съ вислородомъ; въ
высшемъ нислородномъ соединеній ааоть является пятивалент-
нымъ элементшъ.
Na04 —азотный ангидридъ, N20B-j-HaO = 2HN03.
N204 —NOa . . . — двуокись азота,
— ы» —
NBOa — азотистый автидридъ, NaOB -f- HgO = 2HNOa
NaOB = NO . . . .—окись азота.
NB0 —азотноватистый ангидридъ, или закись азота.
Всѣ кислородный соедвяенія азота суть твла эндотериическія,
т.-е. образуются съ поглощеніемъ тепла, и потопу являются тѣ-
лаии непрочными, имѣющиыи болѣе запаса химической энергіп,
чѣиъ его имеется у азота и кислорода, взятыгь для ихъ обра-
зованія. Чтобы произошло соединение кислорода съ азотомъ,
необходимо въ эту смѣсь гаэовъ пропускать электрическія искры.
Всѣ окислы азота, ори избыткѣ кислорода и въ присутствІи воды,
превращаются въ азотную кислоту. Обратно: всѣ окислы азота
получаются азъ азотной кислоты; поэтому азотная кислота
является источникомъ для получевія всѣхъ кислородны хъ
соединение азота.
Азотная киелота HNOa.
Эта кислота образуется въ прародѣ въ ничтожпьгхъ количе-
ствахъ поолѣ грозы; вмѣстѣ съ дождевой водой она попадаетъ
въ почву, гдѣ, встрѣчая различный оеновавія (калія, кальція),
обраэуетъ съ ними азотнокислый соли, называемый селит}шми в
служащія пищею для растеній. Эти селитры образуются въ'почвѣ
также при разложеиіи, въ присутствіа щелочей, органически хъ
Ряс 18.
веществъ, содержащихъ азогь, подъ вліяніемъ особыхъ микро-
организиовъ; при гніенІи азотистыгь соединенш (навоза и т. п.),
всегда выдѣляѳтся аниіакъ, который окисляется, въ присутствие
щелочей, въ азотную кислоту, а она соединяется съ основаніяии,
находящимся въ почвѣ, и образуеть азотнокислый соли, или
селитры. Соль калія азотной кислоты ENOg называется обывно-
— 87 —
венной селвтрой, а соль натрія азотион кислоты NaNOs
навивается чилійской селитрой, потону что находится въ больпшхъ
количествахъ въ Чили, откуда и привозится въ Европу. Эти
залежи чилійской селитры образовались, вѣроятно, какъ продуктъ
окисленія животныхъ оетатковъ.
Для полученія азотной кислоты на заводахъ бѳрутъ чялійекую
селитру а нагрѣваютъ ее съ крѣпкой сѣрной кислотой въ
чугунный, ретортахъ (рис. 18):
NaNO„ -|- НгЭ04 = NaHS04 -f- HNOs.
Это уравненіе покаяываетъ, что адѣсь происходить вытѣсне-
віѳ азотной кислоты ивъ соли посредством^ нѳнѣе летучей
кислоты, т.-е. реакція совершается по той же причннѣ, по каков
происходить выдѣленіе хлористаго водорода изъ хлористаго
натрія: азотная кислота вытѣсняется изъ солей сѣрной кислотой,
потону что болѣе летуча, представляя собою жидкость съ точкой
кипѣшя 86°.
На рис. 18 буквою С обозначена вставленная въ шейку Б
реторты А глиняная трубка, въ которой идуть пары азотной
кислоты; изъ этой трубки пары кислоты поступаютъ въ рядъ вріем-
никовъ D, въ которыхъ происходить игь егущеніе.
Кислый сѣрнокислый иатрій при накаливанш можетъ выгѣ-
снять также азотную кислоту изъ селитры:
NaHS04 + NaN03 = HN03 + Na«S04.
Такъ какъ для этой реакціи требуется сильное яагрѣваніе
при котороиъ азотная кислота начинаетъ уже разлагаться, то,
въ этонъ случаѣ, получается кислота, окрашенная окислами азота
въ желтый цвѣть.
Въ настоящее вреия получаютъ азотную кислоту изъ воздуха,
пропуская послѣдвій черезъ пламенную электрическую дугу; при
этихъ условіяхъ небольшая часть азота (около 2°/0) соединяется
съ кислородонъ и образуегъ окись азота N0. Посл-ѣдній газъ,
обладая евойствомъ легко присоединять къ себѣ еще атоиъ
кислорода (какъ это будетъ видно далѣе), превращается въ
двуокись азота N0S, которая, поглощаясь водой, и даетъ азотную
кислоту.
Чистая азотная кислота представляетъ собою безцвѣтную
жидкость, съ т. к. 86° и удѣльнымъ вѣсомъ около 1,5. Она очень
непрочна; подъ вліяніемъ солнечнаго свѣта, она начинаетъ жел-
тѣть, всл-Ьдствіе раэложенія ея на низшіе окислы азота, окраши-
вающіе ее въ этотъ цвѣтъ; азотная кислота разлагается также
— 88 —
и при нагрѣваніи. Съ водой азотная кислота смѣшивается во
всѣхъ отношеніяхъ.
Азотная кислота растворяеть въ себѣ низшіе окислы азота,
и, въ такомъ случаѣ, она бываетъ окрашена въ краснобурый
цвѣтъ и называется «распой дымяк^ейся кыслотой-
Азотная кислота соединяется съ основаниями и гидратами ме-
талловъ и даетъ соли, которыя по большей части растворимы
въ водѣ:
HNOa + NaOH = HB0+ NaN03;
2HN03 + Са(ОН>2 = 2НйО -f- Ca(N03)B.
Азотная кислота есть сильный окислитель, потому что легко
отдаетъ свой кислородъ тѣламъ, способными окисляться,' уголь
горитъ въ азотной кислотѣ; краски обезцвѣчиваются ею; сѣра,
фосфоръ, а также почти всѣ металлы (кромѣ золота и платины)
окисляются азотной кислотой, а она сана, теряя киелородъ,
переходить въ низшіе окислы азота. Въ зависимости оть природы
металла, азотная кислота можетъ возстанавливаться до различ-
ныхъ окисловъ азота. Такъ, если мы дѣйствуемъ на азотную
кислоту нѣдыо, то возстаиовленіе ндетъ до окиси азота N0.
Тавимъ образомъ, при дѣйствіи метаяловъ на азотную
кислоту, водорода не выдѣляется.
Изъ остальныхъ окисловъ азота мы раземотримъ только окись
азота N0, потому что, благодаря евойствамъ этого окисла, легко
объяснить процеесъ образованія сѣрной кислоты въ свинцовыхъ
камерахъ.
Окись азота получается, какъ мы уже упомянули, при
дѣйствіи мѣдв на азотную кислоту. Окись азота есть газъ бещчѣт-
ный, и характериѣйшее ѳя свойство заключается въ томъ, что
она способна прямо соединяться съ киелородомъ воздуха и
давать высшій окиселъ — азотноватый ангвдридъ:
N0 + О = N02.
Приеоедииеніе атома кислорода къ окиси азота очень легко
замѣтять, потому что оно сопровождается измѣненіемъ цвѣта.
Если цилиидръ, наполненный безцвѣтной окисью азота,
опрокинуть отверстіеиъ кверху, то еейчасъ же можно замѣтить, какъ
газъ начнетъ принимать буроватую окраску: въ цшіиндрѣ на
счетъ кислорода воздуха образуется азотноватый авгидридъ N02,
пары котораго имѣютъ бурый цвѣтъ.
Теоргя жажрнаю производства сѣрной киелоты можетъ быть
вполнѣ понятна, если сопоставить свойства окиси азота со
свойствами азотяоватаго ангидрида.
- 89 —
Такъ какъ азотноватый ангидридъ есть сальный окислитель,
то онъ легко отдаѳгъ, въ присутствии воды, атомъ кислорода
сѣрнистому газу, который при этомъ переходить в* сѣрный ан-
гидридъ и сврную кислоту; азотноватый же ангндрвдъ
обращается въ окись азота:
SO, + NOa + Н20 = HaSO, + NO.
Окись азота, на счетъ кислорода воздуха, вдуваѳмаго въ
камеры, превращается опять въ азотноватый ангидридъ. Послѣд-
ній, въ праеутствіи воды, ыожетъ окислять въ сѣрную кислоту
вновь введенный въ камеру сѣрнистый газъ, а сайт, превращается
въ окись азота, и т. д.
Такнмъ образоиъ, неболынимъ количествонъ азотной кислоты
(азотноватый ангидридъ легко образуется иаъ азотной кислоты),
въ присутстши воды и воздуха, мы можемъ окислить большое
количество сѣраистаго газа въ сѣрную кислоту.
ФОСФОРЪ (Р = 8І, Р*=124).
Фосфоръ есть слѣдуюідій за азотомъ металлоидъ, нмѣющій,
подобно ему, высшее водородистое соединеніе PHS и высшее
ки с лородкое—Р8 05.
Фосфоръ прйнадлежнтъ къ числу распростравениыхъ на«землѣ
элементовъ; въ вид-в солей фосфорной кислоты онъ находится во
всякой почвѣ, и, хотя ихъ количество въ почвахъ ие велико,
тѣмъ не менѣе онѣ являются необходимою пищею для растенія.
Растеніе не можетъ произрастать въ почвѣ, лишенной фосфорно-
киелыхъ соединеній.
Изъ растеній фосфорныя: соеднненія попадаютъ въ тѣло жи-
вотныхъ, кости которыхъ состоять, главнымъ образоиъ, изъ каль-
ціевой соли фосфорной кислоты Саэ(Р01)2. [Фосфорная кислота
есть PHsOt, а средняя кальціевая еоль напишется, если замѣетигь
въ двухъ частицахъ кислоты: 2РНвО,=Нв(Р04)а водородъ метал-
ломъ калып'еыъ—Сая(Р04)в].
Кости и служатъ, главнымъ образомъ, для добыванія фосфора;
ихъ сначала обжигаютъ для удаленія органическихъ соединеній,
а затѣмъ изъ оставшейся золы, представляющей собою фосфорно-
кадыцееую соль, получаютъ самый фосфоръ.
Добываемый изъ костей фосфоръ есть обыкновенный желтый
кристаллически* фосфоръ. Онъ представляетъ собою воскообразное
ядовитое тѣло, растворимое въ сѣрнистомъ углеродѣ, рѣжущееся
ножокъ, легко воспламеняющееся на воздухѣ (нри 40°); поэтому
— 90 —
необходимо осторожно обращаться съ желты гь фосфоронъ и
хранить его подъ водов; достаточно небольшого тренія, чтобы
фосфоръ загорѣлся; ва этомъ основано примѣаеніе фосфора къ
приготовленію спнчекъ. При температурѣ около 44°, фосфоръ
плавится въ жидкость, которая кипитъ при темпе ратурѣ около 200°.
Фосфоръ вступаеть въ пряное соединеніе съ металлами, сѣ-
рою и хлорокъ. Въ темнотѣ ва воэдухѣ фосфоръ свѣтится.
Фосфоръ, подобно сѣрѣ, ножетъ являться въ нѣсколькихъ аллотро-
пическихъ видоизнѣненіяхъ. Такъ, кромѣ желтаго, существует*
еще красный фосфоръ, который не ииѣетъ кристаллическаго стро-
енія, и который поэтому называется аморфнымъ. Красный
фосфоръ можетъ быть полученъ иаъ желтаго, если поелѣдній на-
грѣвать въ атмосфер* углекнслаго газа до 290°. Красный
фосфоръ нѳ окисляется на воздухѣ, не свѣтится въ темвотѣ, не яди-
вить я не растворяется въ сѣрішстомъ углеродѣ. Красный фосфоръ,
обращаясь, при нагрѣваніи выше 260°, въ паръ и затѣмъ быстро
охлаждаясь, превращается снова въ желтый фосфоръ.
Масса фосфора идетъ для приготовленін спичѳкъ. На легкой
воспламеняемости желтаго фосфора основано праиѣненіе его къ
прнготовленію такъ называемыхъ сѣрныхъ отчет. Спичечный
палочки окунаютъ въ расплавленную сѣру, а затѣнъ покрываютъ
слоемъ желтаго фосфора, который защищаютъ лакомъ отъ
кислорода воздуха. При треніи фосфоръ воспламеняется, зажигаетъ
сѣру, а эта последняя—дерево.
Шведскія спички не содержать въ себѣ вовсе фосфора н
потому называются безопасными. Головка шведской спички покрыта
сиѣсыо бертоллетовой соли и сѣрнистой сурьмы; на бумажкѣ,
наклеенной на коробку, о которую производятъ треніе, помѣ-
щаютъ красный фосфоръ и порошокъ стекла.
Кислородный еоединенія ФОСФора.
Фосфоръ образуетъ съ кислородомъ слѣдуюпця важнѣйшія
еоединенія;
Рг03 . . . фосфористый авгидридъ,
Рг05 . - . фосфорный ангидридъ.
Для того, чтобы легко можно было писать формулы различ-
ныхъ кислотъ, полезно ознакомиться съ гѣми правяльностями,
которыя замѣчаются въ образовании выспшхъ квелородныхъ и
водороднетыхъ соединений металлоидовъ.
Сопоставляя формулы выствхь квелородныхъ кислотъ метал-
_ 91 —
лондовъ между собою, а также сь формулами высшигь
водородистый» соединеніи ихъ:
НС1 HCIO„B2S ..... H2SO„PHg. ... .PHs04,
мы замѣчаемъ, что одвнъ атонт. металлоида не можепѣ удержать
въ соединенш болѣе четырехь атомовъ кислорода; крокѣ того, видно,
что в* высшей кислотѣ всегда ваключается столько атомовъ
водорода, сколько ихъ находится въ высшемъ водородистом* соединеніи.
Эти правильности распространяются на всѣ металлоиды, и
потому, помня ихъ, ны легко можеиъ написать высшую кислоту
элемента, называемую нормальной, или орто-кислотой.
Чтобы написать нормальную кислоту элемента, надо къ ew
высшему водородистому соединснію прибавить четыре атома
кислорода.
Если ны отъ кислоты отннмемъ всю воду, то в-ь результате
получимъ ангидрндъ; если же отъ кислоты буденъ отнимать
только часть воды, то мы будень получать кислоты, которыя
вмѣютъ спеціальныя названія, въ зависимости отъ количества
отаятой воды.
Если отъ молекулы нормальной кислоты мы отнимет, молекулу
воды, то получимг мета-кислоту.
Для фосфорной нормальной кислоты инѣемъ:
PH„G4 — HaO = PHOg мета-фосфорная кислота.
Если отъ двухъ молекулъ нормальной кислоты мы отнимем
молекулу воды, то получится кислота, называемая шро-кислотою.
Для фосфорной кислоты внѣенъ:
2РН304 — НЕ0 = Р3Н40і — пиро-фосфорная кислота.
При взученіи кислородныхъ соединеніи азота, иы видѣли, что
нормальной, или орто-ааотной кислоты, коей формула должна
быть NH304, не еуществуетъ, и обыкновенно употребляемая
азотная кислота есть собственно мета-азотвая кислота:
ЩД, —H20 = HN03.
Сѣрвая кислота HSOi есть нормальная кислота; кислота H^SgOj,
содержащаяся, главнымъ обрааомъ, въ дымящейся сѣрной кислотѣ,
есть пиро-сѣрная кислота:
2НгБ0< — Hs0 = HsSjO,-
Для облегченія составленія формулъ кислотъ елѣдуетъ всегда
имѣть въ виду приведенный здѣсь правила.
Изъ кислородныхъ соединеніи укажеыъ только на фосфорный
оміидридъ РаОв, который образуется при горѣніи фосфора въ атмо-
— 92 —
сферѣ кислорода. Онъ представляегъ собою бѣпое, снѣгообразное
вещество, которое сильно притягиваетъ влагу и жадно соѳдивяегся
съ водой, при чемт. образуется фосфорная кислота. Фосфорный
ангидридъ употребляется для высушиванія газовъ.
Формы химичѳекихъ еоединеній. Періо-
дическій за к онъ Менделѣева.
Чтобы облегчить изученіе элементов!., намъ необходимо
систематизировать ихъ, т.-е. разбить ихъ на такія группы, въ
который входили бы элементы, одинаковые по своимъ физическимъ и
химическвмъ свойствамъ.
Но, чтобы составить такую классификацію эленентовъ, мы
должны выбрать какой-нибудь существенный и всѣмъ элементамъ
принадлежащей признакъ, по которому легко можно было бы
опредѣлять сходство или различіе элементовъ между собою.
Выбранный признакъ, или свойство элементовъ, на которомъ
мы желаемъ построить классификацию элементовъ, долженъ
удовлетворять извѣстнымъ у слові л мъ, а именно: J) быть измѣряемымъ,
2) принадлежать всѣмъ элементамъ и 3) быть главнѣйшимъ, т.-е.
таким-ь, чтобы отъ него зависали веѣ "остальныя свойства
элементовъ.
Къ числу измѣряемыхъ признаковъ для элементовъ или ихъ
еоединеній могутъ быть отнесены слѣдующіѳ: 1) кристаллическая
форма, 2) форма содеобразныхъ ихъ еоединеній и 3} измѣяеніе массы,
или впеа атомовг элементовъ, въ сравненіы съ измѣненіями осталь-
ныісъ ѵх» свойетвъ.
Разберемъ послѣдовательно каждый иаъ этвхъ признаковъ, и
тогда легко будеть видѣть, какой изъ нихъ надо взять для
состав ленія классификации эленентовъ.
Элементы и ихъ соединенія способны образовать кристалли-
ческія формы. Еще въ началѣ врошлаго столѣтів было замѣчено,
что каждому соединенію присуща особая кристаллическая форма:
сходственный соединенія образуютъ и сходственныя
кристаллическая формы. Такъ. панримѣръ, если мы возьмемъ фосфорную и
мышьяковую кислоты РН304 и AsH304, то соотвѣтствующія янъ
соли одникъ и тѣхъ же ыеталловъ будутъ давать кристаллы,
очень сходные между собою. А такъ какъ составъ солей ихъ
одинаковъ, то можно заключить, что сами элементы фосфоръ и
мышъякъ сходны между собою.
Такія соединенія, которыя одинаковы цо евоему еоставу (т.-е,
имѣютъ, кронѣ одного, всѣ остальные элементы общими), у кото-
-^ 93 —
рыхъ кристаллическая форма одннанова, и которыя способны взъ
растворовъ, если они находятся вмѣстѣ, выделяться въ однород-
ныхъ кристаллахъ, называются изоморфными соединениями. Если
двѣ какія-нибудь соли изоморфны, то, смѣшавъ растворы этихъ
двуяъ солей, мы получинъ кристаллы, въ составь которыхъ бу-
дугь входить обѣ эти соли.
Этимъ обстоятельство»!* давно уже пользовалась въ хлніи,
чтобы ооредѣлять сходство и разлнчіе элементовъ. Но очень часто
случается, что данное соединеніе способно имѣть двѣ или нѣсколько
кристаллы чеслихъ форнъ, т.-е. быть дижорфнымь ил я полиморфным*;
кромѣ того, есть еще и другія явленія, которыя усложняютъ уста-
новленіе отношенія между составомъ я кристаллической формой
тѣла, а потому этотъ привнакъ не можетъ служить для безуслоь-
наго и постояннаго суждѳнін о схпдетвѣ элементовъ.
Разнообразнѣйшія соединенія', которыя образуют* элементы, мо-
гутъ быть сведены къ ненногимъ основньшъ форма мъ.
Признакомъ для отнесенія даннаго соединеяія къ той или
другой основной формѣ служить валентность элемента.
Въ настоящее время мы имѣеыъ измѣненіе валентности отъ
1 до 8, и, следовательно, число основяыхъ формъ будетъ 8. Если
принять, что X обозначаетъ элементъ одновалентный, a R—эле-
нентъ, съ нимъ соединяемый, то гіолучвтся 8 основных* формы
RX|, RXg, RXg, RX^, nAg, RXe, RX;, RXg-
Каждый изъ элементовъ, ао своимъ соединѳніямъ, атвѣчаетъ
одной изъ этикъ формъ. Напримѣръ, мегаллъ Са, по евоимъ со-
единеніянъ, отвѣчаеть второй формѣ. потому что онъ образуетъ
соединеяія: СаС13, CaFa, CaS04, Ca(N03)2, Са8(Р04)3, въ которыхъ
Са—двухвалентный элементъ.
Отъ этихъ формъ легко перейти къ высшимъ кислороднымъ
соединениям ъ; надо только помнить, что киелородъ есть
двухвалентный элементъ:
R30, ЗДѴ ДА, R^ ВД, Rs06, R.O,. RaOB
RO R0a R0S RO,
— — — RH< RHS RH2 RH —
Элементы, принадлежащіе къ первынъ тремъ формаыъ,
неспособны образовать съ водородомъ соединения; начиная съ четвертой
формы, т.-е. съ четырехвалентныхъ элементовъ, имѣются соедине-
нія съ водородомъ, и иы замѣчаемъ, что, чѣмъ болѣе элементъ
удерживаешь кислорода, тѣмъ съ менышияъ числом* атомовъ
водорода онъ соединяется- Сумма валентностей по отношены кь
водороду и кислороду равна всегда Я.
— 94
Иаъ сопоставлевія кислородныхъ соединеній элеиентовъ съ ихъ
водородистыми соеданеніяии можно видѣть, что валентность ао
отвошенію къ водороду и кислороду нѳ одинакова.
По отношению къ водороду валентность элемента можно считать
величиной постоя вной; таиъ, вапримѣръ, С1 и S образуютъ только
такія соединенія съ водородомъ, въ которыхъ хлоръ всегда одно-
валентенъ, а сѣра двухвалентна; относительно же кислорода
валентность для каждаго элемента является перемѣнной величиной,
при чемъ она достигаетъ всегда извѣстнаго maximum а; для хлора
она иамѣняется отъ 1 до 7; для фосфора она доходитъ до 5,
для сѣры до 6 и т. д-
Поэтоиу валентность не есть свойство, подобное атомному
вѣсу: она зависитъ отъ природы соединяющихся тѣлъ и отъ
условій, при которыхъ происходить соединеніе.
На писанный 8 формъ кислородныхъ соединеній охватываютъ
собою всѣ иавѣстныя солеобраяныя соединенія элеиентовъ, и
потону мы иоженъ всѣ элементы раздѣлить на восемь группъ, при
чемъ каждая группа элементовъ б у деть принадлежать къ одной
изъ 8 основныхъ формъ. Тань какъ высшее кислородное
соединеніе, какъ это не разъ было говорено, является важнѣягпимъ
еоединеніеиъ для элемента, позволяющимъ судить о характерѣ
другихъ его соединеній, то необходимо разсмотрѣть свойства веѣхъ
восьми солеобравныгь основныхъ формъ:
RgO [гидраты—R(OH), соли — RX] есть, главнымъ образомъ,
основной окиселъ; элементы, образующіѳ этоть окиселъ, сутьме-
таллы; исключенія очень рѣдки.
RO [гидраты—R(OH)s, соли—RXa] есть также основной
окиселъ; только основныя свойства его развиты слабѣе, чѣмъ у пре-
дыдушей формы; элементы, отвѣчающіе формѣ RO, суть металлы.
R2Og [гидраты—R(OH)s, соли—RX3]—слабые основные окислы
и кислотные окислы; поэтому нѣкоторые окислы называются
промежуточными окислами (ALjOj, Sb203).
R40„ R02 Г гидраты—R(OH)4 — RH203, соли—RX*] — слабые
кислотные окислы; если вмѣются у нихъ основныя свойства, то
они слабо развиты; также много ннѣется среди нихъ промежу-
точныхъ окисловъ.
RgOg (гидраты—RHs04)—кислотные окислы, дающіе съ водою
кислоты.
RgOg и ВОд (гидраты-^ RHaOJ—настоящие ангидриды; окислы
же съ основнымъ характеромъ здѣсь составляютъ исключение.
RsOj (гидраты—RHOi)—также настоящіе ангидриды.
— 95 -
Ra08 и R04 — извѣстны только осміевый и рутеновый
ангидриды.
Если раздѣлимъ всѣ влементы на 8 группъ, согласно ихъ выс-
шннъ кислороднымъ соединеніямъ, то мы аамѣтинъ, что въ одну
и ту же группу попадутъ элементы,,хотя и сходные по своимъ
кислороднымъ формаиъ, но различные по остальнымъ своимъ
свойсгвамъ. Такъ, вапримѣръ, у сѣры, какъ мы зваеиъ, высшее
кислородное соединеніе есть S08—сѣрный ангидридъ,—и потому мы
должны помѣстить ее въ шестую группу, которая шіѣетъ высшую
кислородвую форму HOj, или RX,- Но есть другой элементъ —
хромъ, образующій хромовый ангидридъ СгОв, сходный, по формѣ,
съ SO.,, а потому хромъ долженъ быть поставленъ въ ту же,
шестую, группу; между тѣмъ сѣра и хромъ различаются между
собою другими свойствами, хотя бы, вапримѣръ, тѣмъ, что сѣра—
настоящій металлоидъ, а хромъ—вастоящій металлъ, похожій на
желѣзо.
Можно было бы привести не мало подобныхъ случаѳвъ, и
потопу классификация элементовъ по одпѣмъ только формамъ нхъ
солѳобразныхъ соединеній отличается неполнотою и не достаточно
опредѣляетъ сходство н различіе элементовъ.
При изученіи пѳрвыхъ трехъ группъ элементовъ, которые
принадлежать, по формамъ своихъ высшихъ кислородныхъ
соединеній, къ 7-ой, 6-ой и 5-ой гругшамъ мы уже видѣли, что измѣ-
неніе сеойствъ элементовъ происходить въ зависимости отъ величины
ихъ атомнто вѣса. Такъ и должно быть, потому что масса
вещества есть главвѣйшее свойство, отъ котораго должны зависѣть
всѣ остальныя физико-химическія свойства тѣлъ, а потому является
въ высшей степени интереснымъ прослѣдить для всѣхъ
элементовъ, какъ измѣыяются какія-лнбо свойства элементовъ, въ
зависимости отъ ихъ атомныхъ вѣсовъ.
Чтобы подмѣтить изнѣнеше свойствъ элементовъ, въ завися- -
мости отъ величины ихъ атомнаго вѣса, надо выбрать
какое-нибудь свойство, наприиѣръ, валентность, или, что все равно, формы
ихъ кислородныхъ соединеній, и написать послѣдовательно всѣ
элементы въ рядъ, по величинѣ нхъ атомнаго вѣса:
'■ а. 3. 4. 5. 6. 7- 8.
Н=1
Li « 7 Be = 9 В = 11 С = 12 N = 14 О = 16 F = 19 —
Na= 23 Mg= 24 Al= 27 Si = 28 Р = 31 S = 32 CI =36,2 —
К = 39 Са= 40 Sc= 44 Ті= 48 V = 51 Сг= 52 Мп'= 55 Fe=56
Cu= 63 Zn= 65 Ga= 70 Ge= 72 As^ 75 Se = 79 B/= 80
Rb= 85 Sr= 87 Y = 89 Zr= 90 Nb= 94 Mo= 96
Ag=108 Cd=112 In = 113 Sn=119 Sb=120 Те =136 J =126
— 96 —
Если мы будемъ писать элементы, со величинѣ ихъ атомнаго
вѣса, въ возрастающеиъ порядкѣ, то замѣтимъ, что, ао мѣрѣ
увеличен! я этого вѣса, валентность элементовъ последовательно
увеличивается до элемента натрІл. У натрія же валентность оказывается
равною единнцѣ, несмотря, на то, что у предшествующаго ему
элемента фтора валентность достигаетъ семи. При дальнѣйшемъ
увеличен]и атомнаго вѣса, опять замѣчаетея правильное
возрастите валентности, но тоже до язвѣстнаго предѣла: у калія опять
валентность есть единица, а затѣиъ она начинаетъ снова
увеличиваться, и т. д.
Изъ написанной таблицы элементовъ уже можно видѣгь
периодическое измѣненіе свойствъ элементовъ, въ зависимости отъихъ
атомныхъ вѣсовъ- Это и составляете, сущность періодическаго
закона, открытаго въ 1869 году профессоромъ Д. И. Менделѣевымъ.
Законъ этотъ читается такъ: свойства простыхъ тѣлъ, а также
формы и свойства соединены элементовъ находятся въ періодычесхой
зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуютъ періоди-
ческую функцію) отъ величины изъ атомншеъ вѣсовъ.
Изъ приведенной таблицы элементовъ уже видна ихъ класси-
фикація, потому что сходные элементы, каковы: галоиды, элементы
группы кислорода, элементы группы азота, находятся въ однахъ
столбцахъ и имѣютъ одинаковую высшую по отношенію къ
кислороду валентность, и т. д.
Д. И. Менделѣевъ для иллюстрація періодическаго закона по-
строилъ таблицу элементовъ. которая понѣщена въ началѣ этой
книги и называется періодической системой элементовъ. Чтобы ви-
дѣть періодическое изнѣненіе свойствъ элементовъ, нкъ было
выбрано одно изъ ихъ главныхъ свойствъ, а именно кислородный
формы элементовъ. Такъ какъ кислородныхъ формъ, сообразно
числу валентностей, 8, то мы видимъ вт. таблиц* 8 группъ; въ
первой группѣ помѣщаются элементы одновалентные, я ихъ
кислородная форма—RaO; во второй группѣ находятся двухвалентные
элементы, и ихъ кислородная форма—R0, н т. д. Элементы
располагаются въ 12 рндовъ; при чемъ. элементы, находящееся въ
четныхъ и нечетныхъ рядихъ, различаются своими свойствами,
хотя имѣютъ одинаковую кислородную форму. Такъ, можно за-
мѣтить въ таблацѣ, что элементы, стоящіе въ четныхъ рядахъ,—
металлы, а въ нечетныхъ—большею частію металлоиды. Поэтому
совокупность четнаго ряда съ нечетнымъ образуетъ періодъ; число
періодовъ, какъ видно изъ таблицы, 6.
Каждый періодъ начинается съ металловъ, а оканчивается
металлоидами, а между нити заключаются переходные элементы-
— 97 —
Такъ, иапримѣръ, въ первонъ періодѣ, въ началѣ его, стоить ли-
тій, а въ концѣ періода хлоръ; во второмъ пѳріодѣ, въ вачалѣ
его, стоить каліи, а въ концѣ броиъ, и т. д.
Элементы четныхъ иле иечѳтныхъ рядовъ сходны между
собою, т.-е. предетавляють собою аналоги, и образуютъ естественных
группы; таковы, напримѣръ, группа кислорода, группа галоидовъ
и т. д.
Во второмъ ряду находятся элементы съ малыми атомными
вѣсами, обладающіе особыми свойствами и названные Менделѣе-
вьшъ типическими.
При изучѳніи элементовъ, необходимо всегда пользоваться
упомянутой пѳріодической таблицей, потому что положеніѳ въ вей
любого элемента даетъ возможность кредвидтпъ в выводить его
признаки изъ свойствъ его аналоговъ, т.-е. элементовъ, стояпщхъ въ
рядахъ одинаковой съ нимъ значности, и изъ свовствъ элементовъ,
близкихъ къ нему по своамъ атомиьшъ вѣеамъ и етоящихъ по
еосѣдству въ одномъ и томъ же ряду. Чтобы читать свойства
элемента по перІодической таблипѣ, надо всегда имѣть въ виду
слѣдующее:
1) Валентность элемента, по кислороду, опредѣляется группой,
въ которой онъ находится; такъ, элемента, стоящій въ 7-й группѣ,—
семивалентный, въ третьей группѣ—трехвалентный.
Форма и хврактеръ высшаго кислороднаго соединенія элемента
определяются также группой, въ которой элемевтъ находится.
Въ каждомъ періодѣ находится два ряда: четный и нечетный;
такъ какъ періодъ начинается съ металловъ, а оканчивается
металлоидами, то элементы, стоящіе въ четныхъ рядахъ, болѣе
металлы, а элементы нечетныхъ рядовъ — болѣе металлоиды.
Кислородныя соединенія элементовъ четныхъ рядовъ илѵыотъ
болѣе основной характеръ, чѣиъ окислы элементовъ нечетныхъ рядовъ,
которымъ присущъ болпе кислотный характеръ. Кромѣ того,
кислотный характер* окнсловъ принадлежать в элементамъ четныхъ
рядовъ, съ налымъ атомнымъ вѣсомъ; окислы же элементовъ
нечетныхъ рядовъ, съ большимъ атоинынъ вѣсомъ, имѣюгь болѣе
основной характеръ.
Такимъ образоиъ, каждый эдементъ, находящейся въ
перІодической таблипѣ, опредѣляется координатами: группой,
обозначаемой римской цифрой, и рядомъ, обоаначаемымъ арабской цифрой.
Такъ, напримѣръ, сѣра S (VI, 3) стонтъ въ шестой группѣ, въ
третьемъ ряду. Чтобы рѣшить вопросъ о характерѣ ея высшаго
кислороднаго соединенія, надо имѣть въ виду флрмуяу окисла,
рядъ в величшу атомнаю вгъса. Для сѣры всѣ эти величины сла-
КРАТИІЙ КГРСЪ ІВНШ. 7
- 98 —
гаются такъ, что она есть металлоидъ, а ея высшее кислородаое
соединеніе есть настоя щій ангидридъ.
2) Чтобы пользоваться періодической таблицей при взученін
элементовъ, необходимо, послѣ олредѣленія положенія изучаенаго
элемента въ таблице, сопоставить его съ аналогами, т.-е. съ
элементами, находящимися въ одинаковыхъ съ нимъ, по значенію,
рядахъ, т.-е. четныхъ или нечетныхъ. Но такъ какъ измѣненіе
свойствъ элементовъ находится въ зависимости отъ величины ихъ
атомнаго вѣса, то для болѣе полнаго выясненія характера
изучаенаго элемента'надо принять во вшшаніе я свойства его еосвдеЯ,
т.-е. элементовъ, стоящихъ съ нимъ въ одномъ ряду, но
принадлежащие къ сосѣдннмъ группамъ.
Если обозначимъ черезъ X элементъ изучаемый, черезъ X, и
Хя его аналоги, а qepeзъ Yi и Yni его еосѣдей, то величина
атомнаго вѣса, а равно и физическія свойства элемента X могуть
быть выражены какъ среднее ариѳнетическое:
Х = ^(Х, + Ха + Ѵі + Тш).
Напрвмѣръ, если взять мышьякъ (V, 5), то его аналоги —
Р(Ѵ, 3) и Sb (V, 7), его сосѣди—Ge (гернаній, IV, 5) и Se (VI, 5);
атомный вѣсъ мышьяка будетъ 75, его водородистое соединеніе
AsHa будетъ сходно съ фосфористымъ и сурьмянистымъ водоро-
домъ и отличается отъ водородистаго германін н селенистаго
водорода составомъ (GeH4, AsHa, SeH2), какъ этого требуеть поло-
женіе мышьяка въ періодаческой таблицѣ.
Такія сопоетавленія свойствъ элементовъ, при помощи псріо-
дическаю закона, дают» возможность предугадывать свойства не-
щвѣстпыхъ еще элементовъ.
Менделѣевъ, послѣ открытія своего закона, предугадалъ
свойства трехъ, тогда еще невзвѣстныхъ элементовъ. Въ скоромъ
времени эти элементы были найдены и изучены; они названы
именами гѣхъ странъ, гдѣ были впервые открыты; эти элементы суть:
галлій, германій и скавдій. Въ этомъ обстоятельствѣ слѣдуетъ
видѣть подтвержденіе значенія періоди ческа го закона.
3) Водородистый соединеаія сущеетвуютъ только для
элементовъ не четны хъ рядовъ и высшихъ группъ, начиная съ четвертой-
4) Въ періо дичее ко мъ закон* должно видѣть новое средство
для повѣрки атонныхъ вѣсовъ. До сихъ поръ мы могли повѣрять
атомные вѣса элементовъ посредствомъ законовъ Авогадро-Же-
рара и Дюлонга и Пти. Періодическій законъ показалъ, что
атомные вѣса нѣкоторыхъ элементовъ были опредѣлены невѣрно,
Пѳрюдичѳеиая система элемѳнтовъ Мѳндѳлѣѳва.
Высшее водородное
соединен! е.
Высшій соляной
окиселъ.
Періоды; Ряды
Первый
Второй
Трегій
1-й .
2-й .
3-Й .
f 4-й .
t 5-й .
J 6-й .
( 7-й .
Четверт
■{
Пятый
8-й .
9-й .
| 10-й .
\ 11-й .
Шестой 12-й .
Группа
О.
Группа
I.
RsO.
Группа
И.
RO(R202).
Группа
Ш.
Группа
IV.
В, О,.
RH4,
R02(Ra04)
Группа
V.
RH,.
R,08.
Группа
VI.
RH,
ROa{RaO„)
Группа
VII.
RH.
R2O7.
Группа VIII.
R04(Rs08)
He 4
Ne20
Ar38
!
Kr81,8
Xe 128
H 1
Li 7
Na 23
К 39
Cu63
Rb 85,2
Ag 108
Cs 133
Au 197
Be 9
Mg 24
Ca40
Zn 65
Sr 87
Cd 112
Ba 137
Eg 200
Rd 224
В 11
Al 27
Sc 44
Ga 70
Y 89
In 113
La 138
ТЫ73
T1204
С 12
Si 28
Ti 48
Ge72
Zr 90
Sn 119
Ce 140
Pb207
Th Ш
N 14
P 31
V 51
As 75
Nb94
ЫЪ 120
Та 182
Bi 208
О 16
S 32
Cr 52
Se79
Mo 96
Те 127,5
W 184
U 239
F 19
CI 35,2
Mn 55
Br 80
J 127
Fe 65 Ni 58,5 Co 59
Rul02Rhl03Pdl06
Os 191 Ir 193 Pt 196
— 100 —
и Менделѣевъ, опираясь на свою периодическую систему, испра-
идъ атомные вѣса нногихъ элѳнентовъ, каковы: нндій, ураыъ и
другіе, для которыхъ не находилось мѣсга въ этой таблице.
Выведенный нзъ пѳріодичеекаго закона слѣдствія показы ваюгъ,
что періодическіВ эаконъ далъ возможность построить
естественную систематику элементовъ, позволяющую гораздо легяе, чѣмъ
прежде, изучать элементы неорганической химіи и вадѣть
сходство и разлачіе элементовъ тамъ, гдѣ они ускользали ранѣе отъ
нашего вниманія.
Дальнѣйшее изложеніе будетъ согласовано съ группами
періодической таблицы; при ченъ будетъ обращено вниманіе на
выяененіе свойствъ элементовъ, въ зависимости отъ положѳнія
ихъ въ этой таблвцѣ.
Разсиатривая таблицу періодической системы элеиентовъ, мы
занѣчаеиъ въ ней, крамѣ сени разобранныхъ уже группъ, еще
двѣ, а именно—ѴШ-ую и 0-ую; относительно происхожденія ихъ
въ системѣ и ихъ значенія можно указать слѣдующее.
Если прослѣдить по самой періодической снстемѣ весь ходъ
послѣдовательнаго измѣаешя свойствъ элементовъ, то можно
будетъ замѣтить, что ряды 2-й и 3-й, заключая въ себѣ но 7
элементовъ, представляють вмѣстѣ съ тѣмъ совершенно законченные
періоды, которые начинаются съ металла (Li и Na) и кончаются
галоидами (F и СІ). Начинаясь металломъ каліемъ, четвертый
рядъ на протяженіи 7 элементовъ не даетъ еще совершенно
законченного пѳріода, и нослѣ марганца (Мн = 55), находящегося
въ VII группѣ, слѣдующими элементами являются желѣзо, ник-
кель и кобальтъ, которые нельзя поставить по ихъ свойствамъ
въ 1-ую группу; вслѣдствіе этого, дѣлается предположеніе, что
этогь періодъ, начинаясь съ металла калія, захватывает* не 7, а
14 элементовъ и заканчивается только галоидомъ брононъ (Вг=80).
Элементы же — желѣзо, никкель и кобальтъ служатъ кавъ бы
связью между двумя рядами такого большого періода; то же самое
можно сказать и обо всѣхъ остальныхъ элементахъ ѴШ-ой группы.
Вслѣдствіе такого положения элементовъ ѴШ-й группы, они обла-
даютъ значительно меньшнмъ одяообразіемъ формъ образуемыхъ
ими соедвненій, чѣмъ всѣ другія группы періодической системы.
Что касается группы съ № 0, то въ ней заключаются всѣ
такъ называемые рѣдкіе газы группы apuma, которые были
открыты въ самое недавнее время и инѣютъ въ видѣ
отличительной черты — совершенное отсутствіе какитъ-ннбудь хиническихъ
соединений п вообще полную неспособность къ хинвческимъ реак-
піямъ. Благодаря совершенному отсутствію въ періодической си-
— 101 —
стемѣ какого-нибудь, подходящего для нихъ ыѣста, ихь и
пришлось по»ѣстить въ отдѣльную, вовую группу; небезъинтересно
ааиѣтать при этоиъ, что въ саномъ расположения ихь въ періо-
дической свстекѣ наблюдается также' періодичность, такъ какъ
каждый элементъ 0-ой группы находится передъ щелочаьшъ ме-
талломъ 1-ой группы.
IV ГРУППА ПЕРІОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЭЛЕМЕНТОВЪ.
Углеродъ. С= 12.
Кренній . Si = 28,3.
Олово. . Sn= 118,8.
Сванецъ . РЬ = 206,*.
Углеродъ и кремніб, назшіе по атомнымъ вѣсамъ элементы
ГѴ-ой группы, представляютъ собою металлоиды и въ свовхъ хи-
наческихъ соединевіяхъ имѣютъ ясно выраженную кислотную
природу. Олово же и свинецъ, обладая большими атомными вѣсами,
представляютъ собою настоящіе металлы, и если олово является
еще элементомъ еъ промежуточными химическими свойствами, то у
свинца въ важнѣйптехъ соединеиіяхъ ясно преобладаетъ природа
основная. Всѣ элементы этой группы имѣютъ высшій окиселъ формы
R0a, обладающій ангидридными свойствами; водородистое же со-
единеніе формы RH4 суіцествуетъ только у углерода и кремнія.
Углеродъ (С=12).
Углеродъ представляетъ собою одинъ ияъ самыхъ раепростра-
ненныхъ въ природѣ элементовъ и отличается большвмъ богат-
ствомъ и раэнообразіемъ принадлежащихъ ему соединеній. Въ
соединеніяхъ съ водородомъ и кислородомъ онъ является главной
и необходимой составной частью многочисленнызъ и крайне раэ-
нообразныхъ тѣлъ раститѳльнаго и животнаго царства, основнымъ
прианакомъ которыхъ является способность при нагрѣванін
обугливаться и аатѣмъ вполнѣ сгорать. Имъ очень богаты многія по-
лезныя нскопаемыя—торфъ, каменный уголь, нефть и всѣ вообще,
□ринѣняемые въ настоящее время, виды топлива, обезпечивающіе
дѣятельность безчисленяыхъ фабрякъ и. заводовъ.
Наконецъ, въ соединеній съ кислородомъ и металломъ кальціемъ
углеродъ обраэуетъ Ц'влын рядъ горныхъ породъ (известнякъ,
мраморъ, мѣлъ и др.), имѣющигь одинъ н тотъ же химически
— 102 —
составь CaCOg и обладающихъ способностью легко разлагаться
при накаливаніи, съ выдѣленіемъ углекислаго газа:
СаСОэ = СаО + С02.
Въ свободномъ состояніи углеродъ встрѣчаетея въ- природѣ
сравнительно рѣдко и извѣстѳнъ въ двухъ кристалл и ческяхъ видо-
измѣненіяхъ—а-імазѣ и ірафитіъ и одпоыъ аморфномъ, входящемъ
въ составь пѣлаго рода разнообразныхъ углей.
Алмазъ встрѣчается только въ неиногихъ мѣстахъ земного шара,
и наиболѣе богатыя мѣсторожденія его находятся въ Остъ-Ин-
діи, на островѣ Борнео и Южной Дфрикѣ- Природные алмазы
имѣютъ кристаллическую форму, прозрачны и безцвѣтвы али
окрашены въ различные цвѣта; хотя и рѣдко, но встрѣчаются также
совершенно непрозрачные и черные, какъ уголь, алмазы. Алиазъ
обладаетъ сильнымъ блескомъ и лучепреломленіемъ и изо всѣхъ
тѣлъ наибольшею твердостью; удѣльный вѣсъ его 3,5. Во всѣхъ
взвѣстныхъ растворите л яхъ алмазъ совершенно нерастворимъ. При
вагрѣвавіи въ вольтовой дугѣ онъ размягчается и переходить,
безъ взмѣненія своего вѣса, въ черное графитоввдное вещество,
прв сальномъ же накаливаніи (до 700—800° С.) въ струѣ
кислорода совершенно сгораетъ, превращаясь въ углекислый газъ—С02-
Въ нешлифованномъ видѣ алмазы првмѣняются для рѣзанія,
шлифованія и буренІя различныхъ твердыхъ натеріаловъ, въ шли-
фованноыъ же видѣ алмазъ называется брилліаитомъ и
применяется, какъ ааиболѣе драгоыѣнный камень, для украшенія.
Графить вредетавляетъ собою второе кристаллическое видо-
азмѣненіе углерода, въ природѣ распространенное уже въ
довольно аначительныхъ массахъ. Самородный графить встрѣчается
въ Россіи въ Алтайскихъ горахъ (алиберовскій) и въ Печерскомъ
краѣ, въ Богеміи и на островѣ Цейлонѣ. Иногда онъ встрѣчается
въ кристаллическомъ состояніи въ видѣ шестигранныхъ пласти-
нокъ, чаще же въ видѣ аморфной, сплошной массы стально-сѣ-
раго цвѣта, удѣльнаго вѣса 2,25; подобно алмазу онъ ни въ чемъ
нерастворимъ, отличается большой огнеупорностью и можетъ быть
сожженъ только при . сильномъ накаливаніи въ воздухѣ или ки-
слородѣ, превращаясь также въ углекислый газъ.
Въ чистомъ видѣ графить очень мягокъ и применяется для-
приготовления карандашей; кромѣ того, въ смѣси съ глиной онъ
употребляется для приготоаленія огнеупорвыхъ тиглей для плавки
стали и другвхъ металловъ.
Искусственное образованіе графита наблюдается при медлен-
номъ остываиіи расплавлѳннаго чугуна (желѣзо, содержащее около
— 103 —
4—5% углерода), при этомъ углеродъ, находившиеся въ раство-
ренномъ состояніи въ жидкомъ желѣзѣ, раньше, чѣиъ желѣзо
успѣетъ затвердѣть, выделяется огчасги въ видѣ пластинокъ
графита и придаетъ излому чугуна сѣрый цвѣтъ.
При прямомъ накаливавши аморфнаго угля при температурѣ
вольтовой дуги (около 2500 — 3000°) онъ тоже отчасти
переходить въ графить, который является, такииъ образомъ, наиболѣе
устойчивой оря высокихъ температурахъ формой углерода.
Способность аморфнаго угля переходить въ извѣстныхъ уело-
вІяхъ въ алмазъ и графить, а также переходъ алмаза въ гра-
фитовидное видоизмѣненіе ясно показ ываюгъ, что всѣ эти формы
свободнаго углерода представляютъ собою аллотропическая видо-
шмѣненгя его, подобно тому, какъ это имѣетъ мѣсто для фосфора
в сѣры.
Аморфный t/іояь входить въ составь цѣлаго ряда умей, яото-
рые представляютъ собою продукгъ обугливашя или разложения цо-
средствоиъ нагрѣванія различных-ь углеродистыхъ, оргаиическвхъ
веществъ. Назван!е утлеВ завысить отъ ихъ проиехожденія, при
чеиь извѣствы—уголь древесный, костяной, животный и затѣмъ
цѣлый рядъ ископаекыхь углей, куда относятся бурый уголь,
каменный уголь и антрацитъ. Всѣ эти угли, кромѣ аморфнаго угля,
содержать посторонни приыѣси, количество и іарактеръ кото-
рыхъ находятся въ зависимости отъ степени обугливанія или
разложенія исходнаго вещества.
Однинь изъ наиболѣе чистыхъ представителей аморфнаго
угля является сажа, получаемая сожиганіемъ, при малонъ
доступ* воздуха, богатыхъ углеродомъ веществъ — смолы,
скипидара и т. п.
Аморфный уголь въ чистомъ видѣ представляеть собою черное,
некристаллическое тело, уд. вѣсъ 1,5; онъ ни въ чеиъ иерас-
творииъ и при какалнваніа до очень высокой температуры
совершенно не плавится, едва размягчаясь при температурѣ
вольтовой дуги.
Древесный уюль, прн достаточной степени обжиганія дерева,
представляеть собою тоже вещество очень близкое къ чиетоиу
аморфному углероду. Для полученія его древесина, состоящая въ
главной массѣ изъ клѣтчатка C^iA, подвергается такъ
называемой сухой переюнхѣ, т.-е. накаливанію безъ доступа воздуха. Бо-
лѣе простые сорта угля получаются прямо обжиганіеиъ дровъ въ
кучахъ, оокрытыхъ, для уменыпенія доступа воздуха, землей и
дерномъ; болѣе же чистые сорта, примѣвяемые, напримѣръ, для
пороха, получатся накаливаніемі. дровъ въ закрытыхъ желѣз-
— 104 —
ныгъ ретортахъ. При этомъ, благодаря отсутствію кислорода,
древесина горѣть нѳ мошетъ и подъ вліяніеыъ жара разлагается,
съ обравованіемъ изъ элементовъ ея цѣлаго ряда развообразныхъ
продуктовт, въ видъ- горючаго газа, смолы и водянистой жидкости,
содержащей въ еебѣ уксусную кислоту и древесные спиртъ, и,
иаконецъ угля, Въ болыпихъ заводскихъ размѣрагь сухая
перегонка прииѣняется для добывавія изъ каменнаго угля свѣтиль-
наго газа.
Древесный уголь получается обыкновенно въ видѣ черной,
блестящей массы, напоминающей по строенш обжигавшійся про-
дуктъ; благодаря своему пористому строенію, онъ обладаетъ
способностью сильно поглощать газы.
Костяной уголь, получаемый обжнганіемъ костей, обладаетъ въ
значительнрй степени способностью поглощать красящія вещества,
почему снъ и находить себѣ обширное примѣненіе въ техннкѣ
(на сахарныхъ заводахъ) и химическихъ лабораторіяхъ, для обез-
цвѣчивавія окрашенныхъ растворовъ.
Образовавіе обширныхъ залежей ископаемыхъ углей
объясняется медлеанынъ раэложеніенъ остатковъ растительности от-
даленныхъ, геологическихъ эпохъ, совершавшимся подъ землей
при иалонъ доступ ѣ воздуха. Оставаясь на поверхности земли,
всѣ вещества растительшго и животваго происхождения
подвергаются игіенію, которое совершается при участіи кислорода
воздуха и приводить къ образован!» углекислаго газа, воды и нѣко-
торыхъ другнхъ иродуктовъ разложѳнія. Если же вещества эти
скрыты подъ землей, предохраняющей' ихъ отъ иоприкосеовешя
съ воздухоиъ, разложеніе ихъ идеть очень медленно и напоми-
наетъ отчасти сухую перегонку; чаеть элементовъ выдѣляется при
этомъ въ видѣ нѣкоторыхъ жидкихъ и гаэообразныхъ продук-
товъ, остающееся же вещество постепенно обогащается углеро-
домъ, относительное содержаніе котораго съ течевівмъ времени
дѣлается при этомъ все больше и больше. Однимъ изъ
представителей такихъ ископаемыхъ продуктовъ, сравнительно недаввяго
обравованія, является торфъ, образующей болыше пласты, зале-
гающіе въ болотистыхъ мѣстахъ на небольшой глубвнѣ; онъ
ииѣетъ еще всѣ признаки строен ія травянистыхъ растеній, изъ
которыхъ образовался, и наиболѣе бѣденъ углеродонъ (45%); въ
Нурот ум» нерѣдко встречается строеніе, напоминающее
древесину, и углерода въ пемъ содержится всего около 70%І <га
каменном» ушъ нѣтъ уже ничего напомннающаго растевія, и еодержаніе
углерода доходить до 90%, и, иаконецъ, такъ называемый аптра-
цить, продуктъ наиболее древняго происхождѳаія, представ-
— 105
ляетъ собою уже крайнюю степень превращены древесины и
ааключаегь въ себѣ 96—98% углерода.
Каменный уголь представляеть собою важнѣйшій видь топлива
нашего времени и добывается во всѣхъ странахъ въ громадныхъ
количествахъ; во всемъ мірѣ ежегодно сжигается его около 500 мил-
ліоаовъ тоннъ. Примѣняя каленный уголь для металлургическигь
операцій, его обыкновенно превращать предварительно въ кот,;
съ этой цѣлью каменный уголь обжигается при малоиъ доступ*
воздуха или прокаливается совеѣмъ бѳзъ доступа воздуха, при
ченъ онъ вамѣтно обогащается углеродонъ.
При обыкновенной тенпературѣ углеродъ представднетъ
собою крайне недеятельный элемента, совершенно неспособный кг
вэаинодѣйствію съ другими элементами; ори высокой температур*,
тапротнвъ, онъ очень легко соединяется съ нѣкоторыни ввъ
нихъ, именно съ кислородомъ, сѣрой и др. Интересно замѣтить,
что съ кислород онъ углеродъ соединяется не только тогда, когда
онъ находится въ свободвомъ соетоянін, но хотеть отнимать
его и отъ другихъ соединеній. На этомъ свойствѣ углерода
основывается, между прочнмъ, возстановленіе кногнхъ металловъ изъ
окисловъ ихъ, посредствомъ прокаливаиія ихъ съ углемъ, на-
примѣръ:
ZnO + С = СО + Zn.
По свонмъ хииическимъ соедвненіянъ углеродъ является ти-
пичныкъ элементонъ ІѴ-ой группы. Съ водородомъ онъ образуегь
высшее соединеніѳ формулы СН4, извѣстноеподъ названіекъ ме-
танъ, или болотный газъ, и еще цѣлый рядъ такъ называемыгъ
углеводородовъ. Высшвмъ кислороднымъ соединеніемъ его является
углекислый газъ СОг.
Соѳдинѳнія углерода съ водородомъ.
Углеродъ обладаѳтъ необыкновенно развитой способностью къ
обрааовааію химическвхъ соединеній съ водородомъ, который
носить общее вазваніе ушвод&родот. Большое число и раэнообразіе
углеводородовъ завесить отъ того, что самъ углеродъ обладаетъ
способностью къ образованію изъ свовхъ атомовъ очень слож-
ныхъ группъ, въ которыхъ оставшееся свободным* химическое
сродство насыщается соотвѣтственньгаъ числомъ атомовъ
водорода. Въ зависимости отъ состава всѣ углеводороды дѣлятся ва
нѣсколько классовъ, при чемъ наиболѣе богатымъ по числу
представителей и по своему разнообразно является классъ предѣлъ-
тлхь углеводородовъ.
— 106 —
Химически составъ всѣхъ предѣльныхъ углеводородовъ
выражается одной общей формулой вида CnHaJ1+2 и достаточно въ ней
ааиѣнять п равными цѣлыми числами, начиная съ единицы, для
того чтобы получать весь рядъ этихъ соединеній, аапрннѣръ:
СН4 — метанъ, или болотный газъ.
CjHe — этанъ.
CgH3 — пропанъ.
С4Н(0 — бутанъ и т. д.
Большая часть предѣльныхъ углеводородовъ встрѣчается въ
првродѣ въ готовомъ видѣ, ори чемъ первые члены этого ряда
отъ СН4 до С4Н,0 представляютъ газы, далѣе до С17Н36 —
жидкости и еще лалѣе — твердый тѣла.
По своимъ хииическимъ свойствамъ всѣ предѣльные
углеводороды представляютъ очень прочныя соединения и съ болышшъ
трудонъ поддаются дѣйствІю химическихъ реагентовъ; они
совершенно не способны соединиться съ какими-нибудь элементами, и
единственный путь къ полученію какять-нибудь производныхъ
ихъ состоитъ въ томъ, что одянъ или нѣсколько атомовъ
водорода валѣщаются еоотвѣтственнымъ чнсломъ атомовъ другихъ
элементовъ.
Простѣйшимъ представятелемъ ряда предѣльвыхъ
углеводородовъ является метанъ, или болотный газъ СН4. Въ природѣ онъ
весьма распространенъ и встрѣчается чаще всего въ болотахъ,
гдѣ онъ образуется какъ продуктъ недленнаго раяложенія
находящихся подъ водой нертвыхъ уже растеши. Затѣмъ оиъ не-
рѣдко выдѣлнется въ каменноугольныхъ копяхь подъ назваиіемъ
рудничнаго газа и оОразуетъ тамъ съ воздухомъ сильно взрывча-
тыя смѣси, который нередко' служатъ причиной больншхъ не-
ечастій. Наконецъ, въ нефтеносныхъ мѣстностяхъ очень часто
наблюдается обильное вьідѣленіе этого газа изъ трещинъ земли
(ірамъ огнешклонивковъ въ Баку).
Метанъ представлкетъ собою бѳзцвѣтныЯ газъ, въ два раза
легче воздуха; въ присутствіи кислорода или воздуха онъ легко
горитъ, давая углекислый газъ я воду:
СН4 + 202 = СОа -f 2НгО.
Подъ дѣйствіемъ гало идо въ атомы водорода въ метанѣ когутъ
замѣщаться тѣнъ же числомъ атомовъ хлора, брома и іода; важ-
нѣйшими изъ такихъ щлоидозамгыценпыхь метана являются хлоро-
форжь СНСІ3 и іодоформъ CHJa, принѣняемые въ значнтельныхъ
количествахъ въ недвцинѣ.
— 107 —
Нефть. Богатынъ источбикомъ для полученія всѣхъ предѣль-
ныхъ углеводородов^ является нефть, которая заслужнеаетъ
большого вниканія еще и въ тонъ отношении, что она служить сы-
рьшъ матеріалонъ для полученія цѣлаго ряда очень полезныхъ
продуктовъ: бензина, керосина и т. п.
Главный мѣсторожденія нефта находятся у насъ на Кавкааѣ
(Баку, Грозный) и въ Америкѣ въ Пенеильваніи; она залетаегь
обыкновенно на той или другой глубинѣ подъ зеилей, и для до-
быванія ея приходится дѣлать въ землѣ буровыя скважины, изъ
которыхъ нефть бьвтъ иногда сильнымъ фонтаноиъ, а иногда
выкачивается оттуда посредствомъ оеобыхъ приспособлен^.
Обработка нефти съ цвлью полученія тѣхъ или другихъ
полезныхъ продуктовъ состоитъ въ томъ, что ее водвергаютъ пе-
регонкѣ и этимъ раздѣляютъ на рядъ погоновъ различной
температуры кипѣнія; при этонъ сперва получается бенввнъ, иатѣнъ
керосинъ, а далѣе — рядъ смазочныхъ населъ (изъ нефти
русской); изъ нефти американской, кромѣ бензина н керосина,
получаются еще вазелинъ и твердый продуктъ параффинъ.
Соединенія углерода еъ киелородомъ.
Сгорая въ кислород*, углеродъ образуетъ съ ннмъ два окисла,
составь которыхъ находится въ зависимости отъ относительнаго
количества обонхъ алементовъ:
С02—углекислый газъ, угольный ангидридъ.
СО — окись углерода.
Углекислый газъ СОа является предѣльнымъ, высшимъ оки-
слоиъ, соотвѣтствующимъ IV групаѣ періодичесной системы, и
имѣетъ ясно выраженныя свойства ангидрида; низшій же окиеелъ
СО представляетъ собою окиселъ безразличный.
Оба эти окисла въ отношеніи образованія ихъ тѣсно связаны
между собою; окись углерода можетъ горѣть въ кислородѣ, при
чемъ она присоединяеть къ своей чаетиігв еще одень атомъ его
и цереходнтъ въ угольный ангидрядъ и обратно,—этотъ послѣдній,
въ присутствів избытка раскаленнаго угля или другихъ возета-
новляющихъ веществъ, можетъ отдавать половину своего
кислорода, переходя въ окись углерода; это можетъ быть выражено
посредствомъ уравненій:
со + о = со2
СОа + С = 2CO.
— 108 —
Уіяекиелый иш, или угольный ангндридъ С02 (его неправильно
называютъ иногда углекислотой), представ л яетъ собою наиболѣѳ
важное и распространенное соедините углерода съ кислородомъ.
Представляя собою конечный продукта горѣнІя углеродистыхъ ве-
ществъ, а также дыханія разлнчныхъ животныгь, онъ всегда
содержится, хотя и въ небольшомъ количеств*, въ вовдухѣ (0,04%);
въ нѣкоторыхъ иѣстностяхъ, чаще всего вблизи отъ вулкаиовъ
(собачья пещера въ Неаполѣ), углекислый гавъ выдѣляется въ
значительныхъ количествахъ пряно изъ земли, а также янь не-
рѣдко бываютъ насыщены минеральный воды (Зельтерсъ, Нар-
завъ) и обыкновевная ключевая вода. Содержаніенъ въ этихъ во-
дахъ углекислаго газа объясняется обычное явленів кипѣнія при
. ихъ выходѣ на поверхность земли.
Для добыванія углекислаго газа въ лабораторіяхъ пользуются
обыкновенно различными углекислыми солями, весьма
распространенными въ природѣ, разлагая ихъ по общеиу способу
добыванія кислотъ, посредствомъ менѣе летучихъ—соляной или сѣрной
кислогь; чаще всего для этой цѣли служить мраморь или мѣлъ,
имѣющіе одинъ и тотъ же хииическІВ составь углекислаго каль-
ція—СаСОа. При разложеніи этой соли кислотами должна была бы
образоваться соотвѣтствующая ей кислота HsCO„, но это
еоединеше въ свободномъ состояніи не существует*, и въ монентъ своего
образован^ разлагается на воду и авгидрндъ—углекислый газъ:
CaCOs -f- H2SOt = CaS04 -f- H20 + С0а
СаСОз + 2БС1 = CaCl, + HaO + С0г.
Для добыванія его можно пользоваться тѣмя же приборами,
какъ и для добыванія водорода.
Угольный ангндридъ иредставляетъ собою безцвѣтный газъ съ
кисловатьшъ вкусомъ и эапахомъ. Онъ въ 1,5 раза плотнѣе
воздуха и имѣетъ плотность 22 относительна водорода; поэтому его
можно какъ бы наливать въ открытые сосуды, вытѣсняя изъ нихъ
воздухъ, и переливать изъ одного сосуда въ другой; онъ не го-
рить и горѣнія не поддерживаегь. Въ водѣ онъ хорошо раство-
римъ, и ори обыкновенной температурѣ и нормальномъ давленіи
1 объемгь воды растаоряетъ равный себѣ объенъ углекислаго
газа. Съ увеличеніемъ давленія и понижете иъ температуры
растворимость значительно воврастаетъ, чѣмъ пользуются для пря-
готовленія швпучихъ винъ и другихъ напитковъ.
Давлѳніемъ углекислый газъ сравнительно легко сгущается въ
жидкость, если только температура его ниже -\- 31°С. (его
критическая температура), при 0° для этого требуется давленіе всего
— 109 —
около 35 атмосферъ. Въ сгущенномъ состоя він угольный анги-
дрндъ представляет! собою безцвѣтную, очень подвижную,
жидкость. Если открыть кранъ сосуда ст. жидкинъ углекислымъ га-
зонъ, онъ выходить оттуда, обращаясь въ твердую снѣгообрааную
пассу бѣлаго цвѣта; объясняется это значительны м-ь поглощеніенъ
тепла при испареніи части жидкаго углеквслаго газа, попавшаго
сразу подъ налое давленіе атмосферы. Температура твердаго
угольеаго ангидрида при 'испареніи его иа воздухѣ— 80° С, и
потону онъ нерѣдко находить себѣ примѣнеше для полученіи
низкихъ температурь.
Въ водномъ раетворѣ угольный ангидридъ окрашиваетъ синюю
лакмусовую бумажку въ красноватый цвѣтъ, который при высы-
ханіи бумажки, однако, пропадаетъ; поэтому въ водномъ растаорѣ
предполагается образовать угольной кислоты по реакціи:
но въ саностоягельнонъ видѣ она неизвѣстна и знакома только
по ея солямъ.
Характерныиъ прнзнакомъ углекислаго газа является его дѣй-
ствІе иа известковую воду (слабый растворъ извести СЗДОН^),
которая подъ вліяніемъ его мутится, вслѣдетвіе образования
углекислаго кальція, по реакціи:
Са{ОН)2 + СОь = ВгО + СаСО,.
Растворы щелочей, ѣдкаго кали и ѣдкаго иатра легко погло-
щаютъ углекислый газъ по реакціи:
C02 + NaOH = NaHCOa,
чѣмъ пользуются нерѣдко въ химическихъ лабораторіяхъ.
Въ природѣ углекислый газъ инѣетъ очень важное зваченіе.
Во всѣхъ животвыхъ органиамахъ на счетъ вдыхаемаго ими
кислорода воздуха идетъ непрерывный процессъ окислѳнія съ обра-
зованіенъ углекислаго газа; выделяющийся при этомъ теплота
поддерживаетъ постоянную температуру животнаго организма и
служить для него источникомъ энергіи, необходимой для его
жизненной дѣятельности. Въ организмахъ растительныхъ происходить
работа совершенно противоположная; поглощая своими зелеными
частями углекислый газъ, находящиеся въ атмосферѣ, растенія
раалагаютъ его подъ дѣйствіемъ солнечной энергіи, при чемъ кис-
лородъ освобождается и поступает!, опять въ атмосферу, а угле-
родъ остается въ нихъ и служить для обраэованія развообраз-
выхъ углеродистыхъ соединеній.
Питаясь прямо или косвенно разнообразными продуктами ра-
стительнаго проиехожденія, животные организмы получаютъ отъ
- 110 —
нихъ необходимый для нить углеродъ и вмѣстѣ съ нимъ ту энер-
гію, какая была поглощена растеніямя отъ солнца. Такинъ обра-
зомъ, при поередствѣ углекислаго газа устанавливается
бесконечный круговоротъ и связь между животнымъ и растительнымъ
царствами въ отношеніи имѣющагося въ нихъ углерода; вмѣетѣ
съ тѣмъ, при диссоціаціи углекислаго газа въ растеніяхъ, въ нихъ
накопляется солнечная энергія, которая и служить неистощимынъ
источникомъ энергін для всѣхъ жввотныкъ оргаяизмовъ.
Уілекисяыя соли соотвѣтствуютъ несуществующей въ саиостоя-
тельномъ видѣ угольной кислотѣ Н2СОа. Въ природѣ
распространена главньшъ образомъ углекислая соль металла халъція — СаС03
въ видѣ цѣлаго ряда нинераловъ, изъ которыхь наиболѣе важны:
мѣлг, мраморі, швестнякъ и известковый шпатъ; этой природной
углекислой солью пользуются для полученія углекислаго газа, а
также для приготовленія всѣхъ другихъ углекислыхъ солей.
При накаливаиіи, углекислый кальцій распадается на окись
калыця и углекислый газъ:
CaCOs = CaO + C02,
чѣкъ пользуются для приготовленія изъ известняка негашеной
извести СаО.
Большая часть углекислыхъ солей въ водѣ нерастворимы;
кислотами онѣ разлагаются съ выдѣленіемъ углекислаго газа.
Важнейшими въ практическомъ и промыт ленномъ отношеніи
углекислыми солями являются соли натрія и калія, который мо-
гутъ быть двухъ видовъ — среднія:
NaaCO, и КвСОа
и кнслыя:
NaHC03 и KHCOs.
Средняя угленатровая соль, называемая содой, представляетъ
собою твердое кристаллическое тѣло Na2COa. 10НаО, способное
при прокаливаніи, а также н отъ вывѣтриванія на воздухѣ
терять кристаллиааціонную воду н равсыпаться въ бѣлый порошокъ.
Средняя углѳкаліеиая соль КгСОа, или тташъ, представляетъ
собою бѣлое, порошкообразное тѣло, расплывающееся на воэдухѣ
отъ поглощенія влаги.
Обѣ эти соли хорошо растворимы въ водѣ, при чеиъ растворы
ихъ ииѣютъ щелочяой вкусъ и щелочную реакцію. Онѣ въ боль-
шихъ массахъ применяются при фабрикаціи стекла и въ другихъ
отраеляхъ химической промышленности.
Окись уиерода СО образуется, обыкновенно,, одновременно съ
углекислымъ газоиъ, когда горѣніе угля совершается при недо-
— ш —
статочномъ притокѣ кислорода или воздуха, а также при пропу-
сканіи углекислаго газа надъ распадении мъ углемъ, по реакціи
СОа + С = 2СО.
Окись углерода предстявляетъ собою безцвѣтный и безъ
запаха гаэъ, способный горѣть на воздухѣ слабо свѣтящимся
синеваты мъ пламенемъ; въ смѣси съ воздухомъ ножегь образовать,
подобную гремучему газу, взрывчатую смѣсь- Сгорая, окись
углерода превращается въ углекислый газъ:
со+о=со2.
По химической природѣ окись углерода представлнетъ
безразличный окиселъ.
Очень важное значеніе имѣетъ способность окиси углерода
отнимать кислородъ, при накаливанІи въ ней,-у многнхъ окисловъ
неталловъ, чѣнъ нврѣдко пользуются въ металлурга. Такъ, иа-
примѣръ, желѣзо изъ его руда, вовстановляется по реакціи:
FeB03 + ЗСО = 2Fe + ЗСОа.
Окись углерода представлнетъ собою сильный ядъ и при
содержавши ея всего въ количествѣ 2 частей на 1000 объемовъ
воздуха уже черѳзъ уа часа происходить опасное отравленіе, не-
рѣдко кончающееся смертью; содержаніемъ именно ея въ евѣтиль-
ноиъ газѣ объясняются случаи отравленія имъ. Вредное дѣйетвіе
угара тоже обусловливается окисью углерода, образующейся въ
нашихъ печахъ огь неяолнаго сгоранія топлива, когда труба
закрыта слишком т. рано.
КрѲМНІЙ (Si = 28,4).
По своему положенію въ періодической системѣ кремній является
ближайшикъ къ углероду элементомъ ГѴ-й группы, и потому въ
евойствахъ этихъ элѳментовъ, а также въ ихъ химическихъ со-
единеніяхъ, нмѣется очень большое сходство; оба они металлоиды,
во всѣхъ соединения хъ четырехвалентны, образуютъ высшіе окислы
С02 и SiOa съ ангидридными свойствами и водородистый соеди-
ненія формы СН4 и SiHt. При этомъ углеродъ и кремній оба
одинаково распространены въ природѣ, и, въ то время какъ
первый изъ нихъ является необходимой составной частью всѣхъ
тѣлъ органическаго царства (растительнаго и животнаго), кремній
является важнѣйшимъ элементомъ въ царствѣ шнеральноиъ и
находится почти во веѣхъ горныхъ, камевистыхъ породахъ. Важ-
нѣйшимн природными соединеніями кремнія является кремневый
- 112 -
атидридъ, или кремнеземъ SiOa, образугащій уже въ чистомъ видѣ
цѣлыВ рядъ разнообразных!, минераловъ (кварцъ, горный
хрусталь и Т. п.) и кромѣ того соответствующая ему кремневый соли,
называемый вообще силикатами.
Кремшй въ свободною, соетоянін въ првродѣ совершенно не
встречается; онъ можетъ быть полученъ искусственно и ииѣеть
видь бураго аморфнаго [порошка, который при накаливаніи на
воздухѣ сгораетъ съ яркимъ свѣтонъ обратно въ кремнеземъ.
При высокихъ температурахъ кремщй плавится и застываетъ въ
сѣроватую блестящую массу кристалле ческаго кремнія, извѣст-
наго въ двухъ видоизмѣненіяхъ, въ чемъ онъ выказываеть полное
сходство съ углеродомъ.
Кремнистый водородъ SiH^ является соединеніеиъ совершенно
аналогичнымъ болотному газу СН4 и представляетъ безцвѣтный,
горючій газъ.
Кремневый атидридъ, или кремнеземъ Si08, подобно угольному
ангидриду С02, является высшииъ онисломъ, еоотвѣтствующамъ
IY-ой группѣ періодической системы элементовъ. Въ природѣ
кремнеземъ чрезвычайно распространенъ какъ въ свободнонъ со-
стоянш, такъ и въ соединеніяхъ, и въ массв твердой земной коры
по крайней мѣрѣ четвертая часть приходится на долю кремнія.
Кремнеземъ извѣстенъ въ двухъ кристаллическлхъ видоизмѣ-
неніяхъ и одномъ аморфноиъ. Важнъйшими представителями кри-
сталтческаю кремнезема являются минералы горный хрусталь,
каариь, аметысшъ и дымчатый топазъ; всѣ они иыѣютъ одинъ и
тоть же химическій составь Si02 и различаются только по окраскѣ,
вавислшей отъ нѣкоторыхъ посторовнихъ прдмѣсей. Кварцъ нѳ-
рѣдко входить въ составъ нѣкоторыхъ нинераловъ, главнымъ
образонъ гранита и гнебса; разрушеніемъ этихъ горныхъ породъ
нодъ вліяшеиъ воды и углекислаго газа можно объяснить обра-
зованіе зпачительныхъ массъ кварцеваю песка, который состоять
нзъ мелкихъ зеренъ того же кристаллическаго кремнезема, иногда
безцвѣтныхъ, иногда же окрашенныхъ некоторыми примѣсями въ
желтоватый или сѣрый цвѣтъ.
Аморфный кремнеземъ отлвчается отсутствіемъ кристаллическаго
строенія и меньшимъ удѣльнымъ вѣсоігь. Лучшвмъ представи-
телемъ его можетъ служить обыкновенный кремень, окрашенный
органическими примѣсями въ буроватый цвѣтъ.
Кислотны я свойства кремне ваго ангидрида проявляются
главнымъ образомъ при высокихъ температурахъ и сказываются въ
томъ, что, при сплавленіи съ ѣдкими или углекислыми щелочами,
онъ образуетъ стекловидную массу, представляющую собою солм
— из —
кремневой кислоты щелочных* металлов» (калія или натрія); это
можетъ быть представлено танине реакш'ями:
2NaOH + SiO„ = NajSiOj, + HgO.
NajCOg -j- Si02 = NagSiO,, -f СОг.
Кремневая соль металла натрія, do своей растворимости въ
водь, навивается растворимъмъ стеклом.
Кремневая кислота HaSi08, do составу своему совершенно
аналогичная угольной кислотѣ НаС03, извѣстна и въ свободном^
состоя ніи.
Для полученія ея пользуются обыкновенно растворимыжъ
стекломъ, разлагая его въ водномъ рветворѣ соляной кислотой,
по реакціа:
NaaSi03 + 2НС1 = 2NaCl + H2SiO„.
Кремневая кислота существуетъ въ двухъ ввдоизмѣненіяхъ;
одно изъ ннхъ нерастворимо въ водѣ и называется шдроіележ;
другое растворимо и называется гидрозолемъ (Грамъ). При выпа-
риваніи обоигъ видоизнѣневій кремневой кислоты до-суха,
получается аморфная масса бѣлаго цвѣта, нерастворимая въ водѣ и
кислотахъ.
Природный соли кремневой кислоты, называемый вообще
силикатами, удобнѣе всего представлять въ видѣ комбиваціи нѣкото-
раго числа молекулъ SiOa, окисло въ входящихъ въ нихъ металловъ
и иногда еще воды. Такъ, полевой гипатъ, представляющей собою
силикатъ калія и алюминія, имѣетъ формулу-—KaO.AlgOa.eSiOj;
обыкновенная глина есть силикатъ алюминія в вмѣетъ формулу—
А1а03. 2Si02. 2На0.
Обыкновенное стекло представляетъ собою тоже искусственно
приготовленный, двойной силикатъ в аолучается свлавлевіенъ
нварцеваго веска (Si02), соды (NaaC03) и мѣла (СаС03). Соду
иногда замѣняютъ поташомъ, а мѣлъ ■—окисью свинца (РЬО).
Окрашенный стекла получаются прибавкой въ ихъ массу оки-
словъ н-вкоторыхъ металловъ.
Олово и евинѳцъ.
Высшими по атомному вѣсу элементами IV группы являются
олово Sn = 119 и свннеиъ РЬ = 206,4. Оба они представляютъ
собою тяжелые металлы и имѣютъ очень важное практическое
значеніе-
Одово — металлъ серебристо-бѣлаго цвѣта съ. кристалличе-
скннт, изломомъ, уд. вѣса 7,3. Благодаря своей устойчивости въ
отяошеніи вліянія на него воздуха, воды и кислотъ, олово въ
KPATKlS КГРСЪ ІИЩН. S
— 114 —
чистомъ видѣ примѣняется для полуды мѣдной посуды и
покрывайся листового желѣза (жесть). Изъ сплавовъ его ваиболѣе
важные"- съ мѣдыо— бронза и со свинцоігь — припой.
Свинецъ — металлъ темносѣраго пвѣта, въ свѣжемъ разрѣзѣ
съ металлическимъ блескоиъ. Онъ имѣегь значительный удѣль-
ный вѣсъ 11,4 и потому принѣняется для приготовления
охотничьей дроби и пуль, Кроиѣ того, его прмнѣняютъ для водопро-
водныхъ трубъ и въ лиетахъ для одѣванія съ внутренней
стороны камеръ на заводахъ еѣрной кислоты.
Ш ГРУППА ПЕРІОдаЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЭЛЕМЕНТОВЪ.
' Важнѣнпшми представителями этой группы служатъ:
Боръ В = 11
Длюминіа Д1 = 27.
Элементы этой группы, обладая высшимъ окисломъ формы
Etg08, служатъ переходомъ отъ ІГ-й группы алементовъ съ
высшимъ окисломъ RO ясно ошовпой природы къ IV* группѣ, въ
выешенъ окислѣ которой ROa отчетливо проявляйся свойства
кислотныя. Такимъ образомъ, характерными, признакомъ ІП группы
эленентовъ является протэюуточная, химическая природа ихъ
окисловъ.
Элементы Ш группы во всѣхъ своихъ соединеніяхъ
трехвалентны.
Боръ(В = 11).
Въ природѣ боръ расаространенъ преимущественно въ ввдѣ
своях-ъ важнѣйшихъ соединеиій—борной кислоты Н3Б08 и буры
NaEB407; оба эти соедивенія находятся въ довольно значитель-
ныхъ колнчествахъ въ нѣкоторыхъ озерахъ Америка в Азіа,
борная же кислота выделяется еще вмѣетѣ съ водяными парами
изъ трещинъ въ почвѣ нѣкоторыхъ местностей съ остатками
вулканической деятельности въ Тоекавѣ.
Боръ представляетъ металлоядъ и иігветъ два видоизнѣненія;
въ одномъ изъ нихъ боръ твердое кристаллическое тЬло,
напоминающее алмааъ, а въ другомъ — черный аморфный порошокъ.
Борная кислота В(ОН)8 и соотвѣтствующій ей борный ати-
дридъ B30s являются важнѣйшими соедиыеніями бора. Борная
кислота имѣетъ видъ блестящихъ, бездвѣтныхъ пластинокъ, трудно
растворима въ водѣ холодной, но хорошо въ горячей. Кислотныя
— 115 —
свойства у борной кислоты развиты слабо, и водный растворъ ея
имѣетъ едва замѣтнуго, кислую реакцію. Борный ангидридъ
получается сильнымъ накаливаніѳмъ борной кислоты и представляетъ
собою твердую, стеклодядвую массу.
Солеи, соотвѣтствующихъ борной кислотѣ состава B(OH)g, не-
извѣстно; важнѣйшая же борная соль соотвѣтствуетъ такъ
называемой четырехборной кислотѣ, образование которой можно
представить уравнеиіемъ:
4В(ОН)3 = 5Н20 + Н2В107.
Для этой кислоты извѣстна соль натрія Na^BjO,, которая и
называется бурой.
Борная кислота и бура являются хорошими антисептическими
средствами, въ чемъ и состоять ихъ важнѣйшее практическое
значеніе.
АЛЮМИНІЙ (А1 = 27).
Алюминій представляетъ собою типичный и наиболѣе важный
элементь Ш группы періодичесной системы элементовъ. Онъ
широко распространенъ на земной поверхности и на ряду съ крем-
ніемъ входить въ еоетавъ большинства природныхъ силикатовъ—
гляцы, полевого шпата, слюды и др.; кромѣ того, онъ довольно
часто встрѣчаетея въ видѣ своей окиси или такъ называема го
гливояема Д1203 и его гидратовъ. Извѣстные драгоценные камин,
рубинъ и сапфвръ, по химическому составу представляють чистый,
кристаллическій глиноземъ,
окрашенный нѣкоторым и примѣсяма въ
красный и синій цвѣта; того же
состава и корундъ, камень, уступающій
по своей твердости только алмазу.
МеталличеаиН алюяиній былъ по-
лучѳнъ впервые Велеромъ (въ 1822 г.),
посредствомъ нагр-вванія его хлори-
стаго соединенія — А1СІ3 съ метал-
лическимъ натріемъ. Въ настоящее
время онъ готовится съ болыиияъ
колачеетвакъ прямо нзъ глинозема
А1эОя; съ этой ігвлью окись алюми-
нія накаливается іюсредствомъ воль- рвс- 1Э- Электрическая печь
Вшіьсовв.
товой дуги, получаемой отъ силь-
наго электр и чес каго тока въ особой печи, въ которой положи-
тельнымъ полюсомъ служитъ угольный стержень, а отрицатель-
нынъ сака печь {рис. 19). Сплавленный глиноземъ разлагается
8*
— 116 —
токонъ, при чемъ отдѣляющійся кислородъ идегь на еожиганіѳ
угольнзго электрода, а металличѳскій алюминій сплавляется въ
свободному состоя и іи и ножетъ быть выпущенъ иаъ печи череаъ
отверетіе, находящееся въ нижней ея части.
Металлическій алюминій предстаеляетъ собою бѣлый,
голубоватый метал.чъ, отличающіася значительныиъ поетоянствомъ на
воздухѣ. Онъ хорошо проводить теплоту и электричество.
Плавится при 632° и легко поддается механической обработкѣ раз-
наго рода. Благодаря своей легкости (удѣльн. вѣсъ 2,7),
красивому внѣшяему виду в значительной прочности, алюииній нахо-
дитъ себѣ разнообразный примѣненія въ техникѣ и
промышленности.
Алюминій легко образуетъ со многими металлами сплавы, и
въ промышленности примѣняется не столько "чистый металлъ,
сколько сплавы его съ мѣдью различнаго состава; очень
интересна такъ называемая алюмнніевая бронза (сплавъ мѣди съ
5 —12% А1), отличающаяся красивымъ золотистымъ цвѣтомъ я
большимъ постоянством-!,. Сахъ алюминій чаще всего примѣ-
няется въ сплавать съ 5 —10% мѣди.
Окись алюмшія, или глинозем* А1а03, получается легко въ видѣ
своего гидрата A1(0H)S 'при дѣйствів щелочей иа растворимый
соли алюмшгія, въ видѣ безцвѣтнаго, студенистаго осадка; при
сильноиъ накаливавіи нзъ гидрата глинозема выдѣляется вода и
онъ превращается въ безводную окись:
ЗАЦОНІа — АІіА + ЗНаО.
Безводный глинозеиъ ииѣетъ видъ бѣлаго, аморфнаго
порошка, способнаго сплавляться при 2000° въ стекловидную,
прозрачную массу; въ кислотахъ онъ нерастворвмъ и вообще мало
способенъ въ этомъ видѣ къ химическому вэаииодѣйствію.
Гидрать же глинозема AI(0H)g, наобороть, вступаетъ очень
легко въ реакцію какъ съ кислотами, такъ и со щелочами, въ
чемъ и сказывается его промежуточная химическая природа. При
растворен!и воднаго глинозема въ щелочахъ образуются, такъ
называемые, алюминаты, въ которыхъ онъ играетъ роль кислоты.
Растворяясь же въ кислотахъ, водный глинозеиъ образуетъ со-
отвѣтственныа соли, какъ трехвалентный металлъ, напримѣръ:
2А1(ОН)в + 3HSS04 = Al2(S04)a + 6Н20.
Соли алюминія. Изо всѣхъ солей алюманія наибольшее зна-
ченіе нігветъ сѣртпислый алюминій A12(S04)S. Овъ готовится въ
значителышхъ иассахъ прянымъ раствореніенъ воднаго глино-
— 117 —
аема Al(OH)j въ сѣрной кислотѣ и выдѣляется изъ достаточно
сгущенныхъ растворовъ въ кристаллахъ состава Ala(SOJB. 16HtO.
Ту же соль можно получить нагр-вваніемъ наиболѣе распро-
страненнаго въ природѣ соединения алюминія, глины, съ сѣрной
кислотой.
При смѣшеніи раствора этой соли съ растворами сѣрно кис-
лыхъ солей щелочныхь металловъ (Ka.Na.NHj) легко образуются
двойныя, сѣрнокислыя соли, называемый квасцами, ікоторня
значительно менѣе растворимы въ водѣ, чѣнъ отдѣльныя соли и
потому, вскорѣ послѣ сиѣшенія, выдѣляются въ значительной иассѣ
наъ раствора, въ кристаллическомъ состояніи. Наиболѣе извѣстны
каліевые квасцы, которые могутъ быть представлены такъ:
АмЙд ) 24Нг0' ИЛИ 2KAI*S0*)« ■ І2Н*°-
Они представляютъ безцвѣтную соль, трудно растворимую въ
холодной водѣ, но хорошо въ горячей; растворъ ихъ инѣетъ
кислую реакцію и особый вяжущій вкусъ.
Тлима по химическому составу представляетъ тоже одну изъ
солей алюминія кремневой кислоты и можетъ быть представлена
формулой А1г0в. 2Si08. 2НаО. Это, широко распространенное въ
природѣ и всѣмъ хорошо извѣствое, аеилистое вещество является
однпыъ изъ продуктовъ разрушенія водой и отчасти вывѣтри-
ванія горныхъ нородъ, яаключающихъ въ себѣ полевой пшать
КвО .Al208SSi02 и другіе, подобные ему, двойные силикаты.
Иногда удается найти залежи глины в а самом ъ мѣстѣ ея
образования, при чемъ она отличается значительной частотой,
имѣетъ совершенно бѣлый цвѣтъ и только одну примѣсь въ видѣ
кварпеваго песка; такая глина называется фарфоровой, или каолы-
номъ, и является цѣанымъ натѳріаломъ для фарфоровыхъ издѣлій.
Въ большинствѣ же случаевъ глина бываетъ окрашена тѣми
или другими прииѣсями въ желтый, красный и другія цвѣта.
Глина находить себѣ большое примѣненіе, благодаря своей
способности давать въ снѣси съ водой мягкую, пластичную массу,
легко принимающую всѣ формы, а послѣ высушивал!я и обжи-
ганія аятвердѣвать, какъ камень. На зтомъ и основывается фабрн-
кація всѣхъ глиняныхъ и фарфоровыхъ издѣлій, а также кирпича,
представляюшаго наиболѣе распространенный строительный ма-
теріалъ.
Нужно замѣтить, что глина и песокъ являются важнѣйшимн
составными частями культурныхъ, пахатныхъ земель, качество ко-
торыхъ находится въ зависимости отъ соотношенія этяхъ, про-
— 118 —
тивоположныхъ по своей природѣ и значевію, составныхъ частей.
Песокъ дѣлаетъ почву рыхлой, легко проникаеиой для воздуха
и удобной для обработки, но совершенно не удерживаетъ въ
почвѣ необходимой влаги и растворенныхъ въ ней питательныхъ
веществъ; глина же, наоборотъ, хорошо удерживаетъ воду и
растворенный въ ней вещества, но при большомъ содержанів въ
почвѣ дѣлаетъ ее легко ссыхающейся я трудной для обработки.
Такямъ образомъ, въ доброкачественной почвѣ должно быть из-
вѣстное соотношеніе этихъ составныхъ частей, прикѣромъ чего
можетъ служить хорошій черноаеиъ (Симбирской губерніи) слѣ-
дующаго состава:
глины 46%
песка 40%
органичеекихъ веществъ. 3,7°/0
влаги 6,Зп/0.
Щелочные металлы.
Детрігі . . Na = 23
Калій- . . Еа = 39
Находясь въ [-й группѣ періодической системы элевентовъ,
эти металлы являются наиболѣе яркими представителями
элевентовъ съ основной химической природой, и, такъ какъ многія
соединенія ихъ инѣютъ сильно щелочныя свойства, имъ и
присвоено названіе яеталловь щелочей.
По своимъ физкческиѵъ свойствамъ оба они нредставляютъ
собою настоящіе металлы, до отличаются незначвтельнымъ удѣль-
нымъ вѣсомъ меньше единицы. Въ химическомъ отношеніи
щелочные металлы являются крайней противоположностью галои-
довъ— этихъ лучшихъ представителей элементовъ кислотной
природы — и легко вступаютъ съ ними въ соединенія, образуя свои
наиболѣе распространенныя въ природѣ соли. Эти металлы легко
соединяются съ кяслородомъ, но окислы вхъ, подобно сампиъ
металламъ„ имѣютъ большое сродство къ водѣ, и потому больше
извѣстны гидраты ихъ (NaGH, КОН), или такъ называемыя ѣдкія
щелочи. Щелочные металлы со всѣми кислотами образуютъ цѣлый
рядъ солей. Во всѣхъ своиіъ соеданеніяхъ щелочные металлы
одновалентны.
Н а Т р і Й (Na = 23).
Натрій расоространенъ въ природѣ преимущественно въ видѣ
своего хлсристаго соединенія NaCI, называема™ поваренной солью;
— 119 —
кромѣ того, онъ входить въ составь нѣкоторыхъ минералов!.,
находящихся въ почвѣ, хотя вообще въ меньшенъ количествѣ,
чѣмъ калій. Растенія, раетущІя въ норѣ, а также на берегу его,
содержать главнымъ образоиъ соли натрія, растенія же назен-
ныя—соли калія. Однимъ изъ распространенныхъ также
соединение натрія, которое встрѣчается въ природѣ въ значительные
массахъ, является чилійская селитра NaN03.
Метаалгінескій натрій былъ приготовленъ впервые въ І 807 году
англійскимъ химикомъ Дэви, посредствомъ разложения сплавлен-
наго, ѣдкаго натра электрическим, токомъ. Въ настоящее время
онъ готовится простынь накаливаніеиъ углекислаго натрія съ
яорошкообразныыъ углемъ и приыѣсью мѣла; натрій возстано-
вляется при этомъ согласно реакціи:
NasCO* + 2С = ЗСО + 2Na.
Пары его сгущаются въ особоиъ холодильнике, и затѣмъ
натрій собирается пряно подъ нефтью, такъ какъ на воадухѣ
его сохранять нельзя, благодаря его способности пряио
соединяться съ каслородомъ и съ влажностью, при чемъ онъ
превращается въ ѣдкій натръ.
Въ свѣжемъ раарѣзѣ натрій представляетъ серебристо- бѣлый
металлъ съ еильнымъ блескомъ, который на воздухѣ скоро, однако,
пропадаетъ; при обыкновенной температурѣ онъ мятокъ, какъ
воскъ, и легко рѣжется ножонъ. Удѣлъный вѣсъ его 0,97. Натрій
сально дѣйетвуетъ на воду, разлагая ее съ выдѣленіеиъ
водорода, по реакціи:
НаО + Na = КаОН -f Н;
при этомъ отдѣляется значительное количество тепла, и натрій,
брошенный на воду, сплавляется въ шарикъ, который бѣгаетъ
по поверхности ея и, постепенно превращаясь въ ѣдкій натръ
NaOH, переходить въ растворъ.
Обладая значительнымъ сродствонъ къ кислороду и галои-
дакъ, неталлнческій натрій является сильны къ восстановителе мъ,
съ каковой пѣлыо ииъ а пользуются нерѣдко въ химической
лабораторіи и промышленности.
При сгоранік металла натрія на воздухѣ или въ кнслородѣ
образуется перекись его Naa02 въ видѣ тяямлаго порошка желто-
ватаго цвѣта, и только прокаливаніемъ этой аослѣдней съ метал'
лнческпмъ натріенъ можно получить нормальную окись его NaaO,
Гыдратъ окаем натрія NaOH, называемый ѣдкимъ натромъ,
получается ири соеднненіи этой окиси съ одной молекулой воды,
□о реакціи:
NajjO + HjO^NaOH.
— 120 —
Какъ уже указано выше, ѣдкій натръ образуется еще легче
нрямьшъ взаимодѣйствіѳмъ ыеталлическаго натрія съ водой.
Эта важнѣйшая по примѣненіямъ въ лабораторіи, и
химической промышленности щелочь готовится въ большнхъ количе-
ствахъ дѣйствіемъ гашеной навести на растворъ соды, по рѳакціи:
NaeC03 + Са(ОН)2 = СаЩ + 2NaOH.
Образующейся при этомъ углекислый кальцій въ водѣ нерас-
творииъ, и потоку реакція проходить въ указанномъ направ-
леніи до конца, послѣ чего растворъ ѣдкаго натра можетъ быть
прямо слить съ осадка, затѣкъ выпаривается досуха н
сплавленный выливается въ формы.
Онъ предстявляетъ бѣлую, плотную массу, волокнисто-кри-
сталлическаго строенін; на воздухѣ сырѣетъ и поглощаетъ
углекислый газъ (СОг), превращаясь съ поверхности въ углекислый
натръ. Въ водѣ онъ хорошо растворяется съ большииъ выдѣ-
леніемъ тепла и внѣетъ сильно щелочныя свойства.
Въ промышленности ѣдкій натръ применяется въ большихъ
массахъ при фабрикант мыла, стекла и многихъ химичеекихъ
продуктовъ.
Большая часть солей натрія уже равсмотрѣна при изученіи
соотвѣтственныхъ киелотъ, а потому здѣсь кы ограничимся крат-
кимъ описаніемъ важнѣйшихъ представителей. ихъ.
Поваренная соль NaCl — важнѣйшее соединение натрія,
служащее для при готов ленія вевхъ соединеній натрія и хлора.
Добывается изъ морской воды или прямо изъ залежей каменной соли.
Чнлійсхая селитра NaNOB служить для приготовлешя
азотной кислоты и каліевой селитры.
Углекислый натрій, или сода Na,C03, является одной изъ наи-
болѣе рашространенныхь въ промышленности солей металла
натрія и фабрикуется въ настоящее время въ большихъ массахъ.
К а л і й.
Въ природ* каліи встрѣчается довольно часто въ нинераль-
номъ царствѣ, входя въ составь полевого шпата и другихъ си-
лвкатовъ. Соединеше калія съ хлоромъ, подобное хлористому
натрію, въ свободномъ состояніи встрѣчается рѣако; но имѣются
богатыя залежи (въ Стассфуртѣ) двойной, хлористой соли калія
и магнія, состава MgCl. КС1. 6Н20, которая извѣстна подъ на-
званіенъ карналнта и служить источникомъ для полученія чи-
стаго хлористаго калія.
— І21 —
Металлычеекш ка,іЩ быль полученъ впервые также Дэви, одао-
вреиенно съ иатріемъ, аосредетвомъ разложения электрическимъ
токомъ сплавленпаго фдкаго кали КОН. Въ настоящее вреия онъ
получается изъ поташа EjC03, прокаливая его съ угленъ.
Металлическій калій очень сходенъ съ натріеиъ и предста-
бляѳтъ нягкій металлъ, съ блѳстящнігъ бѣлымъ разрѣзомъ, удѣль-
наго вѣса 0,865. При соприкосновенін съ водой, онъ разлагаетъ
ее еще энергичнѣе, чѣмъ натрій, по реакціи:
НгО + К = КОН + Н.
Образующееся при этомъ ѣдкое калн КОН является свлыгбё-
шей щелочью, которая подобно ѣдкому натру получается въ боль-
шихъ количествахъ изъ поташа КаСОя по реакпіи:
КаСОа + Са(ОН)г = СаСОа + 2К0Н.
Подобно ватрію, калій обраауетъ рядъ солей, какъ
одновалентный неталлъ: КО, KNOa, КаСОв и др.
Щелочно-земельные металлы.
'Подъ названіеиъ щелочно-земельныхъ металловъ извѣстны
три элемевта чѳтныхъ рядовъ П-ой группы—кальцій, стронцій и
барій. Ві. своихъ они ела гь, обладающихъ сильно основными
свойствами, они проявляюгъ большое сходство со щелочными
металлами; названіе же земельныхъ неталловъ придается икъ по
землистому виду изъ окисей, напоминающихъ в*ь этомъ отношеніи
окись алюнанія, или глиноземъ. Во всѣхъ своихъ соединеніяхъ
эти металлы двухвалентны.
Кальцій Са = 39,9.
Важнѣйшимъ представителемъ этой группы неталловъ является
кальцій, соединенія котораго весьма распространены въ природѣ
и входятъ въ значительные массахъ въ составъ земной коры.
Чаще всего онъ встречается въ видѣ своего углекислаго
соединенія СаС03, изъ котораго состоять столь распространенные
минералы—известиякъ, мраморъ и мѣлъ; затѣмъ, довольно широко
распространена его еѣрнокислая соль CaS04 (гипсъ) и
фосфорнокислая соль Cag{P0Ja. й Почти во всѣхъ природный, водахъ
содержатся въ растворенномъ состояніи углекислый и сѣрнокислый
кальцій; соединенія его часто встрѣчаются также въ раститель-
ныхъ и жевотныіъ органнзмахъ. Такъ, въ костяхъ содержится
много фосфориокислаго кальція, а въ яичной скорлупѣ —
углекислаго кальція.
— 122 —
Металлически* халщІй получается посредствомъ разложенія
сплавленнаго хлориетаго кальція СаС12 электрическими, токомъ;
онъ представляетъ собою блестящій металлъ, желтаго цвѣта. Онъ
разлагаетъ воду при обыкновенной температур* подобно калію и
ватрІю. Сгорая, кальпій даетъ окись ею СаО, вещество извѣстное
подъ названіемъ извести.
Известь въ природѣ въ евободномъ состояніи не встрѣчается,
что легко объясняется тѣмъ, что она продетавляетъ собою
энергичное основаніе, легко соединяющееся съ кислотными
соединенный въ соотвѣтственныя соли. На практикѣ известь
добывается въ значнтельныхъ количествахъ сосредствонъ накаливавія
углекальціевой соли, которая разлагается при этомъ по реакціи:
СаСО,, = СаО + С02.
Исходныиъ матеріалоит. для приготовленія извести служить
камень известнякъ; его засыпают, въ особыя печи въ перемѣшку
съ слоями топлива, на счетъ теплоты котораго, выдѣляющейся
при сгораши, и происходитъ разложеніе известняка на углекислый
газъ и известь.
Окись кальція, или такъ называемая негашеная известь, пред-
ставляетъ собою бѣлоѳ аморфное тѣло, неплавкое даже при очень
высокой температурѣ. На воздух* она поглощаетъ влажность и
углекислый газъ и постепенно превращается обратно въ
углекислую соль.
Если смочить окись кальція неболыпнмъ количествомъ воды,
она сильно разогрѣвается, жадно поглощая воду, вспучивается
и раасыпается въ бѣлый аморфный порошокъ, который
представляетъ гыдратъ окиси кальція, или юшеную изаеетъ:
CaO + HaO^CafOHJg.
Гидратъ окиси кальція представляете, собою прочное
химическое соединеніе и только при температурѣ краснаго каленія
кожетъ выдѣлить молекулу воды и превратиться опять въ
безводную окись. Онъ немного растворимъ въ водѣ, при ченъ
получается растворъ щелочной реакціи, извѣстяый подъ назвашемъ
известковой воды; если взбалтывать известковую" воду съ углеки-
слымъ гааомъ, она тотчасъ же мутится, велѣдствіе образованія не-
растворамаго въ водѣ углекислаго кальщя:
Са(ОН)2 -г COs = СаС03 + НаО,
почему этимъ раетворомъ в пользуются для сткрытія углеки-
слаго газа.
Гашеная известь находить себѣ широкое примѣнеиіе въ хи-
— 123 —
и и ческой промышленности, как* дешевая щелочь; ею пользуются
при фабрикант амміака, ѣдкаго кали в натра, для обвыливанія
жировъ я т. п. Но глаанымъ образомъ гашеная известь прихѣ-
няетсв для приготовленія воздушною г&менжо, употреблющагося
при постройкѣ каменныхъ домовъ. Съ этой цѣлью приготовляется
тѣстообрааная снѣсь 1 объема извести съ 3—і объемами песка,
который служить для того, чтобы придать цементу большую
пористость и внѣетѣ съ тѣмъ предотвратить при затвердѣваиіи
цемента образованіе трещинъ.
Если иавестнякъ, употребляющейся для приготовленія взвести>
содержитъ въ значительное количествѣ приыѣсь глины, то оря
обжиганіи его иолучается продуктъ совершенно особенной,
природы; будучи смѣшанъ съ водой, онъ не гасится подобно
обыкновенной извести, а изъ кашеобразнаго состояиія довольно быстро
загвердѣваетъ, дѣлаясь постепенно болѣе и болѣе прочнымъ. Не-
сомнѣнво при этонъ иыѣетъ нѣсто образованіе какого-то хи-
мическаго соединенін изъ извести, глинозема, кремнезема и воды,
при чемъ крекнеземъ 5іОе, а также глинозенъ А1гОэ аграютъ
роль ангидридовъ, а окись кальція СаО роль основанія. На этонъ
основано приготовленіе такъ называемыхъ шдравшчестаѣ
цементом, которые готовятся или прямо обжяганіенъ соотвѣтствен-
ныхъ горныхъ породъ подходящего состава или же
искусственны мъ смѣшеніемъ указанныхъ выше составныхъ частей.
Цементы эта широко примѣвяются для подводныхъ построекъ, а,
благодаря вяъ значительной прочности, за последнее время изъ
цементной массы нерѣдко дѣлаются вообще постройки, въ ко-
торыхъ требуется большая прочность—своды, трубы, резервуары
и т. д. Въ смѣси со щебнемъ, въ извѣстной пропорпіи, гидра-
влическіе цементы находятъ себѣ прямѣненіе въ такъ называемыхъ
бетоиныая поетройкахъ, который послѣ достаточнаго затвердѣванія
превращаются въ сплошные монолиты, какъ бы отлитые взъ цѣль-
наго камня; постройки этого рода имѣютъ огромное значеніе въ
современном* военно-инженерномъ дѣлѣ.
Для кальдія нзвѣстеяъ рядъ солей, въ которыхъ онъ является
двухвалентны мъ ыеталломъ.
Хлористый кольцій CaCLj—соль, хорошо растворимая въ водѣ
и отличающаяся большой гигроскопичностью.
Углекислый каяьцій CaCOj является важнѣйшей солью этого
металла; соль эта входить, какъ уже указано выше, въ составь
многихъ манераловъ—известняка, мрамора, міъла; кроііѣ того, въ
совершенно чястомъ видѣ она образует* нѣсколько
разновидностей известкового шпата, встречающегося въ вяаѣ прозрачных*
— 124 —
криеталловъ двухъ различиыхъ формъ- Одна изъ разновидностей
этого минерала, такъ называемый ' исландскііі итатъ, интересна
по способности ея криеталловъ въ двойному прелоиленію свѣто-
выхъ лучей, почему онъ яаходптъ себѣ примѣвеніе въ полярн-
зацІонныхъ аппаратахъ.
Углекислый калыіІЙ представляетъ собою твердое, бѣлое тѣло,
нерастворимое въ водѣ чистой, но замѣтно растворяющееся въ
водѣ, содержащей углекислый газъ; подъ дѣйствіеыъ всѣхъ ки-
слотъ сои. эта разлагается съ выдѣленіенъ углекислаго газа.
Сѣрнскислая соль хальція CaS04, находится въ природѣ, глав-
ныиъ образомъ,. въ видѣ минерала гипса, имѣющаго составъ
CaSOj. 2Н20. Искусственно ее можно приготовить, снѣшивая
растворимую соль налыгія съ какой-нибудь сѣрнокислой солью, при
чеиъ сѣрнокислый кальцій, будучи почти совершенно нераство-
рияъ въ водѣ, выдѣляется въ видѣ бѣлаго осадка.
М ѣ д ь (Си=бз,б).
Мѣдъ принадлежить къ числу элементе въ, весьма распростра-
ненныхъ въ ггриродѣ; въ самородаоиъ состоянш она встрѣчается
въ болыпихъ масеахъ въ Сѣверной Америк* (около Верхняго
озера), въ Китаѣ, Японіи, Шведіи и Сибири. Важнѣйшами
рудами ея являются малазтпъ CuC08Cu(OH)a z мгъдная лазурь
2CuCOs. Си(ОН)а, представлявшие собою основный, углемѣдныя
соли; въ видѣ сѣрнистаго соединенія, вмѣстѣ съ сѣрнистымъ же-
лѣзомъ, мѣдь входить въ составъ такъ называеиыхъ колчеда-
новъ — CuFeSj.
ДобыяанІе мѣди вяъ ея углекислыхъ, ириродныхъ соединеній
(малахита и лазури) производится лростымъ прокалнваніегь ихъ
съ угленъ въ особыхъ швхтенныхъ печахъ, при чеиъ довольно
легко воастановляется металлическая мѣдь, удерживая однако
еще замѣтныя количества сѣры, желѣза и нѣкоторыхъ другихъ
металловъ; для полнаго очищен! я отъ постороннихъ лрвмѣсей,
иѣдь плавится снова въ особыхъ пламенныхъ печахъ и
подвергается окислительному дѣвствію воздуха, при чеиъ примѣси вы-
гораютъ, и мѣдь получается уже въ чистомъ видѣ.
Для полученія химически чистой мѣди пользуются
обыкновенно алектролитическинъ разложеніемъ раствора ея сѣрнокислой
соли, или такъ иаяываеыаго иѣдваго купороса, по реанціи:
- +
CuSO, = Си + S04.
125 —
Металлическая мѣдь имѣетъ характерный красный цвѣтъ, при
обыкновенной теипературѣ довольно мягка и легко поддается
механической обработкѣ; удѣльный вѣсъ ея 8,9, температура
плавленія—1054°. При хранен!и въ сухомъ воэдухѣ, мѣдь очень
постоянный металлъ; въ присутствіи же влажности она довольно
быстро покрывается теинынъ налетом ъ окисло въ или слоенъ
основной, угленѣднои соли зеленаго цвѣта, образующейся отъ
соединенія окиси мѣди съ влажностью и углеквслымъ газомъ
воздуха. При накаливаніи на воздух* или въ кислородѣ нѣдь
соединяется съ этвмъ газомъ въ окись СиО чернаго цвѣта.
Мѣдь широко примѣняетея для разнообразных!, цѣлей какъ
въ чистомъ еостояніи (электрическіе провода, иѣдная посуда,
обшивка ыорскихъ судовъ), такъ и въ видѣ разнообразныхъ
сплавовъ, изъ которыхъ наибольшее значенІе имѣютъ: бронза —
сплавь иѣди съ 15—25% олова, латунь—сплавъ ея съ аО—35%
цинка, меАысіоръ, или новое серебро — сплавъ мѣди и виккеля.
Мѣдь находится въ I груовѣ періодической системы, но имѣетъ
хиническія соединен! я двухътиповъ—СиХя и СиХ, гдѣ
X—одновалентный элементъ; такъ, съ киелородомъ она образуетъ
соединены:
СиО—окись мѣди,
CnsO—закись нѣди.
Важнѣйшія и наиболѣе постоянный соединенія мѣди соот-
вѣтствуютъ окиси ея, въ которой она представляете, иеталлъ
двухвалентный. Къ нимъ относится мѣдный купорось, образующій
кристаллы красиваго синяго цвѣта, состава 011804,511(0.
Изъ соединен! й закиси мѣди, въ которой она представ л яетъ
одновалентный иеталлъ, извѣстна только одна хлористая мѣдь CuCl-
Серебро (Ag= 107,93).
Серебро, кавъ благородный металлъ, нерѣдко встрѣчается въ
природѣ въ самородножъ соетояніи; изъ рудъ же его наибольшее
значеніе имѣетъ его сѣрнистое соедивенІе AgaS, встрѣчающееся
чаще всего въ смѣси съ сѣрнистымн же рудами свинца, мѣди и
другихъ металловъ.
Большая часть серебра добывается попутно съ металломъ
свивцоыъ, изъ такъ называемого свинцоваго блеска PbS, имѣю-
щаго почти всегда небольшую примѣсь серебра; при обжигавіи
и далыіѣйшей обработкѣ этой руды, оба эти металла возстано-
вляются, при чемъ получается сплавъ металла ческаго свинца съ
— 126 —
очень малымъ количествоиъ серебра. Изъ этого то сплава и
извлекается тѣмъ или другимъ способомъ уже частое серебро.
Серебро представляетъ собою бѣлый, сь свльвымъ блескомъ
металлъ уд. вѣса 10,5 и плавящійся при 945°. Подъ вліяніемъ
влажнаго воздуха и кислорода оно совершенно не ивмѣв'яется,
но за то довольно легко соединяется еъ сѣрой, покрываясь тем-
нымъ яалетонъ, а также еъ галоидами. Серебро хорошо
растворимо вт. крѣпкой сѣрной и разведенной азотной кислотахъ, по
не растворяется въ соляной кислотѣ, такъ какъ при
соприкосновении съ ней покрывается съ поверхности нерастворимымъ въ
водѣ и кислотахъ слоеиъ хлористаго серебра.
Чистое металлическое серебро слишкоиъ мягко, и потону для
приготовленія монетъ и различныхъ серебряныхъ издѣлій
пользуются обыкновенно сплавоиъ, срдержащимъ около 10% мѣдя и
90% серебра.
Серебро находится въ I группѣ періодической системы и
является довольно характернымъ эленентомъ этой группы. Во
всѣхъ соеднненінхъ серебро—-одновалентный металлъ; а въ окмсм
его AggO вамѣтно проявляются основные свойства,
обнаруживаемый даже прямо по дѣйсгвію на лакмуеъ.
Изъ солей серебра наибольшее значеніе имѣетъ азотнокислая
AgN03, получающаяся пряиымъ раствореніемъ серебра въ
азотной ввслотѣ; соль эта хорошо растворима "въ водѣ и изъ
раствора выдѣляетея въ видѣ прозрачныхъ, беаводныхъ кристалловъ.
Въ чиетомъ состояніи азотнокислое серебро постоянно, но при
соприкосновенен съ органическими веществами оно легко
разлагается съ воастановлешенъ свободнаго металла, чѣмъ и нужно
объяснить обравованіе подъ дѣйствіемъ ааотнокислаго серебра
на кожѣ рукъ, тканяхъ н буиагѣ темвыхъ пятенъ. Соль эта,
подъ аазваніемъ ляписа, находить примѣнепІе въ медипинѣ.
Если подѣйствовать на растворъ азотнокислаго серебра какой-
нибудь галоидоводородной кислотой или галоидной солью, тот-
часъ же образуется нерастворимый въ водѣ и кислотахъ осадокъ
галоядныяъ солей серебра—AgCl, AgBr или AgJ. наприаѣръ:
AgNO, + KBr = AgBr -f- KNOj.
Хяориетое серебро AgCl представляетъ собою нерастворимое
въ водѣ твердое тѣло бѣлаго цвѣта и встречается иногда въ
природѣ въ видѣ такъ называемаго рогового серебра. Подъ
вліяніемъ свѣта оно темнѣетъ.
Бромистое и ісдистое щѵбро отличается отъ хлористаго только
по ваѣшнему виду, такъ какъ первое изъ няхъ имѣегь желто-
ватобѣдый цвѣтъ. а второе — совсѣмъ желтый-
— 125 —
Бромистое серебро имѣетъ большое практическое значеніе и
употребляется въ болыпахъ количествахъ для приготовленія фь-
тографическыхъ пластинокъ. Свѣточувствительный слой на этихъ
пластннкахъ еостоитъ изъ желатины, содержащей въ себѣ
бромистое серебро въ иельчаёшеиъ, раздробленно ыъ состояніи. Бели
подвергнуть такую пластинку дѣйствію свѣта въ
фотографической камерѣ, то ао внѣпшему виду въ ней незаяътиа никакой
перемѣны; но достаточно обработать ее растворомъ
какого-нибудь возстаеовляющаго вещества (напрвмѣръ, іцавелевислаго же-
лѣэа)—и во всѣхъ мѣстахъ, которыя подвергались исвѣщенію,
происходить распаденіе бронистаго серебра на бронь я металлъ, при
чемъ послѣдній выдѣляется въ видѣ чернаго порошка, в изъ ча-
стяцъ его образуется изображеніе сиятаго предмета, но только
съ обратнымъ расположеніемъ свѣта и тѣнл, т.-е. такъ
называемый негативъ. Чтобы получить это изображеніе въ постояннонъ
в неизиѣияемоиъ видѣ, негативъ обрабатываютъ затѣнъ
растворомъ сѣрноватието-натріевой соли Na2SaOg; при этоиъ все не-
разложенное еще бромистое серебро растворяется и на плаетинкѣ
остается изображеніе, состоящее уже только изъ металлическаго,
неизмѣняющагося отъ времени, серебра.
То же бромистое, а иногда и хлористое серебро входить въ
составь свѣточувствительнаго слоя, имѣющагосн яа бумагѣ для
печатанія фотографическихъ снимковъ съ получевнаго негатива.
ЗОЛОТО (Аи= 197,2).
Встрѣчаясь въ природѣ почти исключительно въ металличеекомъ
состояніи, золото является, несомнѣнно, однимъ изъ древнѣйшихъ,
извѣстныхъ человѣку металловъ. Корепныя иѣсторожденія этого
металла ааходятся обыкновенно въ кварцевых*, горныхъ поро-
дахъ, въ которыхъ золото вкраплено въ видѣ тонкихъ прожи-
локъ или листочковъ; однако, больше всего золота добывается
изъ такъ называемыхъ розсыпей, еостоящихъ изъ массы кварце-
ваго песка, представляющаго продуктъ вывѣтриванія и разру-
шенія водой золотоносныхъ горныхъ породъ. Хотя и р"вдко,
золото встрѣчается въ видѣ саморсщковъ, достигаюшихъ иногда
значите льныхъ размѣровъ; такъ, напрняѣръ, на Уралѣ былъ
однажды найденъ самородокъ вѣсоиъ около 2 пудовъ чистаго
золота (хранится въ музеѣ Горнаго Института).
Для добыванія золота чаще всего пользуются чисто механи-
ческимъ способомъ, промывая золотоносный песокъ проточной
— 128 —
водой; при этонъ болѣе легкія частицы песка уносятся водой, а
крупинки аолота остаются. Для рудъ бѣдныхъ золотомъ нерѣдко
првмѣняютъ такой способы обрабатываютъ золотоносный песокъ
ртутью, при ченъ золото соединяется съ нею въ амальгаму, легко
отдѣляющуюся отъ песка, а затѣмъ прокаливаютъ эту амальгаму
в получаютъ чистое золото.
Золото представляетъ собою красивый металлъ желтаго двѣта
съ сильнымъ блесномъ; удѣльный вѣсъ его 19,3, температура
плавленія—1037°. Золото является важнѣйшимъ представителемъ
блаіородныхь металло&ь и отличается большим!, постоянствомъ на
воздухѣ при какнхъ угодно температурахъ, а также въ отно-
шеніи дѣйствія на него различны хъ химическихъ веществъ.
Крѣокія соляная, азотная и сѣрнан кислоты въ отдѣльности на
золото совершенно не дѣйствуютъ, и оно растворяется только въ
царской водкѣ (снѣсь азотной и соляной кислотъ), превращаясь
въ хлорное золото АнС1а.
Благодаря своему красивому виду и значительному
постоянству, золото издавна находить себѣ примѣненіе въ предметахъ
украшевія, и съ этой цѣлью человѣкъ пользовался вмъ въ самую
раннюю эпоху своего существованія, когда онъ совершенно еще
не зналъ другнхъ металловъ и всѣ предметы своего обихода дѣ-
лалъ изъ камня. Кронѣ того, золото является важнѣйшнмъ ме-
таллонъ для приготовления ионетъ, при чемъ берется
обыкновенно не чистый металлъ, а сплавъ, содержаний около 90%
золота.
Золото принадлежать къ I группѣ періодической системы,
хотя по формѣ своихъ соединешй замѣтво отличается отъ дру-
гнхъ влеиентовъ этой группы.
Ваишѣашииъ соединеніемъ этого металла является хлорное зо-
мто АиС13, получающееся при раствореніи золота въ царской
водкѣ, а также путемъ пряного соединения золота съ
газообразными хлоремъ. Оно представляетъ собою твердое,
кристаллическое гвло краснобураго цвѣта, хорошо растворимое въ водѣ,
спвртѣ и эеирѣ. При нагрѣванІи до 185° хлорное золото
разлагается и переходить въ довольно непостоянное хлористое еоеди-
неніе одно валентна го золота AuCl.
Кислородное соедгікеніе, соотвѣтствующее трехвалентному аолоту,
вмѣетъ составь AosOa и называется окисью золота; еоотвѣтетвую-
щій ев гядратъ Аи(ОН)3 называется золотой кислотой, потому
что, растворяясь въ щелочахъ, образуетъ съ ними соли,
называемый ауратами. напрвмѣръ: Аи (ОК),.
_ 129 —
Платина (Pt= 194,8).
Платина прияадлежитъ также къ числу благородныхъ ме-
талловъ и по своей цѣнности только пенного уступаетъ золоту.
Въ природѣ она встрѣчается исключительно въ самороднонъ со-
стояніи н добывается, подобно золоту, изъ розсыпей посред-
ствомъ промывки. Она представляете собою блестящій мѳталлъ,
удѣльнаго вѣса 21,5, отлвчающійся большой тугоплавкостью и
совершенно не поддающие и дѣйетшю кислогь. Платина принѣ-
няется главнынъ образомъ для химической посуды и нѣкото-
рыхъ другихъ издѣлій въ лабораторіяхъ.
Важнѣйшимъ соединеніеиъ платины является хлорная
платина PtCl,, получаемая растворекіемъ этого металла въ царской
водкѣ. Соль желтаго цвѣта, хорошо растворимая въ водѣ.
Ж е л ѣ з о (Fe = 56).
Желѣво представляетъ собою важнѣйшій язь неталловъ
нашего времени, вмѣющій разнообразный техническая примѣненія;
оно было извѣстно человѣку, невидимому, уже въ самыя древ-
иія времена, и если пе удается найти достаточное количество
желѣзныхъ предметовъ древняго происхожденія, это легко
объясняется способностью желѣза легко ржавѣть, подвергаясь
полному разрушенію.
Въ природѣ желѣзо распространено какъ на зеиномъ шарѣ,
такъ и на веѣхъ небесныхъ свѣтилахъ, но въ чиетомъ состояніи
встрѣчается рѣдно, главнымъ образомъ, въ метеоритахъ. Важнѣй-
піими рудами желѣза, изъ ноторыхъ оно и добывается, являются
магнитный желѣзнякь Fes04, встрѣчя'ющійея въ значительных??
массахъ у насъ на Уралѣ, красный желѣзнякь Fe308, бурый же-
лѣзнякъ Fe(OH)g И шпатовый желѣзнякъ FeCOg. Кромѣ того,'
желѣзо находится въ природѣ въ вид* своего сѣрнистаго соединенія
FeSj и въ иѣкоторыхъ силикатахъ. Жѳлѣзо входить въ закѣт-
ныхъ количествахъ какъ въ растительные, такъ и въ животные
организмы (въ крови).
До&таніе окхлѣза изъ его рудъ ведется въ настоящее время
въ громадныхъ размѣрахъ, при чемъ первымъ, основнымъ про-
дуктонъ, который при этомъ получается, является чугунъ, т.. е.
желѣао еъ эначительнымъ содержаніемъ углерода.
Для получения чугуна желѣаныя руды прежде всего
измельчаются и аатѣиъ подвергаются обжиганію, при чемъ онѣ те-
ряютъ воду, дѣлаются болѣе рыхлыми, а углекислая руда пре-
КРАТК1Й КІТСъ ІНЮН. 9
— ISO —
вращается въ окись желѣза Fea03. Подготовленная такимъобра-
зоиъ руда засыпается въ такъ называемый доменныя тчи по-
перемѣнно съ слоями древеснаго угля иле кокса; для того же,
чтобы освободить желѣзо огъ принѣшанзьгхъ минеральныхъ
порода, къ рудѣ прибавляются еще соответствен наго состава платы,
которые способны при сплавленіи съ этими минеральными
веществами образовать лсгко-плавкіе шлаки. Доменная печь (рис. 20)
строится изъ огнеупорнаго кирпича, при чемъ внутренняя
поверхность ея состоять изъ двуяъ усѣчеиныхъ конусовъ, соеди-
ненныхъ широкими основанІями, и нижнее, болѣе узкой части,
называемой горномъ. Въ верхней части горна имѣется рядъ от-
верстій, черезъ который вдувается въ печь воздугь, необходимый
для горѣнія засьшаннаго въ печь топлива и достижевія
достаточно высокой температуры; обрааующіеся при этомъ
газообразные продукты горѣнія выходятъ изъ печи чѳрезъ такъ
называемое калошннковое отверстіе, которое имѣется въ верхней
части ея и служить также для засыпки въ печь новыхъ порцій
топлива и руды.
Пропеесъ возстановлеяія руды въ доменной печи довольно
сложенъ; въ верхнихъ слояхъ, гдѣ температура еще не особенно
высока, руда только нагрѣвается и теряетъ содержащуюся въ
вей воду. Опускаясь все ниже и ниже, руда начинаетъ
постепенно шзстановляться отчасти прямо на счетъ угля, а главвыкъ
образомъ подъ вліяніеиъ окиси углерода СО, которая образуется
въ доменной нечи, въ присутствии избытка угля, въ
значительные, массахъ и способна отнимать у раскаленной руды кисло-
родъ, ио реакцш:
Fe,0„ + ЗСО = ЗС02 + 2Fe.
Образовавшійся углекислый газъ СОя, проникая выше, въ
слой раскаленнаго угля, превращается отчасти оиять въ окись
СО, возобновляя свою работу воастановленія, и т. д. Полнаго воз-
становленія руда достигаѳтъ уже только въ нижней части
доменной печи, но, несмотря на то, что температура тамъ очень
высокая, выдѣлившееся желѣзо само по себѣ не плавится, и,
только насыщаясь въ достаточной мѣрѣ углеродомъ, оно
превращается въ болѣе легко-плавкій чуіунъ, который стекаетъ
постепенно въ горнъ и собирается въ немъ подъ слоемъ жидкихъ
шлаковъ, который совершенно предохраняетъ металлъ отъ его-
ранія. По временамъ, когда чугунъ набирается въ достаточномъ
количестве, его выпускаютъ черезъ отверстіе въ нижней части
горна въ особыя зенляныя формы и получаютъ въ видѣ такъ
нааываеиыгь свинокъ. Въ настоящее время имѣются доменныя
— 131 -
печи очень большихъ размѣровъ, дающія до 8 милліоновъ пудовъ
чугуна въ годъ; рааъ задутая сечь работаетъ обыкновенно беаъ
перерыва несколько лѣгъ.
Чугунъ представляетъ собою желѣао съ содержаніемъ около
2,5 — 5°/0 углерода и, хотя въ мевьшеиъ количеств*, другигь
еще влементовъ, главнымъ обрааомъ, кремнія, марганца и др.
Если чугунъ, выпущенный изъ доменной печи, быстро охлаж-
денъ, почти весь углеродъ остается химически свяваннынъ съ
желѣзомъ, вслѣдствіе чего онъ имѣетъ бѣлый излонъ и носить
Рнс. 20.
названіе біълаго чугуна; медленно же охлажденный чугунъ имѣетъ
обыкновенно теиыосѣрый изломъ, въ которомъ можно замѣтнть
частицы углерода, выдѣлишгагося въ видѣ графита, и носить
названіе еѣраго чугуна. Чугунъ представляетъ собою хрупкій и
совершенно непригодный для ковки неталлъ. Но онъ легко
плавится в хорошо отливается въ формы.
Ковкое желто содержитъ иенѣе чът 0,5% углерода, при
чемъ съ уменынеиіенъ содержанія этого элемента желѣзо дѣ-
лается все болѣе и болѣе мягкимъ и, вмѣсгѣ съ тѣмъ, обладаеть
способностью въ сильно нагрѣтомъ состоянии хорошо свариваться;
9"
— 132 —
плавится бѣдноѳ углеродомъ желѣао около 1400°—1500°. При со-
держаніи въ желѣзѣ отъ 0,5% Д° 2,5% углерода получается
продукта, отличающійся отъ обыкиовениаго желѣза значительно
большею твердостью и способностью закаливаться; онъ
называется сталью и является важнѣйшимъ по примѣненію въ
техникѣ натеріалоиъ; механическія качества стали рѣзко измѣ-
няются въ зависимости отъ способовъ ея обработке, и въ то
время, какъ обыкновенная сталь сравнительно мягка и легко
поддается ковкѣ, закаленная сталь, г.-е. нагрътая до нѣкоторой
определенной температуры в затѣмъ быстро охлажденная, дѣяается
крайне твердой в хрупкой.
Для приготовленія ковкаго желѣза и стали изъ чугуна, онъ
обезуглероживается обработкой въ особыхъ печахъ по одному
изъ трехъ способовъ—яуА*м»ш»<даІя, бессемероеанія и способом*
С. Мартена. Въ первоиъ случаѣ чугунъ плавится въ особыхъ
пудлинговыхъ печахъ и подвергается при постоянность перемѣ-
шиваши окислительному вліянію горнщихъ надъ его
поверхностью газовъ; по мѣрѣ выгоранія углерода, частили желѣза
свариваются въ вязкую массу, которая вынимается въ конпѣ опе-
раціи изъ печи и подвергается сильной проковкѣ съ той цѣлью,
чтобы отдѣлить образовавшіеся отчасти шлаки и придать ей
болѣе или менѣѳ правильную форму. Полученный при зтомъ ма-
теріалъ называется сварочнымъ металломъ.
Сцрсобъ Бессемера основывается на томъ, что расплавленный
чугунъ вливается въ особый желѣзный сосудъ, обдѣланный внутри
огнеупорнымъ матеріаломъ (рис 21), [и затѣмъ чрезъ него
продувается сильная струя воздуха. Углеродъ, кремній и другія при-
мѣси, находящаяся въ чугунѣ, «гораютъ на счетъ кислорода
воздуха, при чемъ развивается огромное количество тепла, и
температура безъ постороння го пояогрѣванія поднимается до 2100°,
благодаря чему неталлъ, находящійся въ реторте, все время
поддерживается въ жидкомъ состояніи и легко можетъ быть вылить
въ формы. Въ- зависимости отъ степени выгоранія углерода
получается или ковкое желѣзо или сталь, но получаемый прздуктъ
называется вообще лшпымъ металломъ.
По способу Сименса-Мартена чугунъ расплавляется на поду
большихъ печей, нагрѣваемыхъ горящими газани (генераторными),
при чемъ обезуглероживаніе происходить отчасти путемъ прямого
оквсленія, отчасти содержаніе углерода понижается путемъ
прибавки въ печь бѣднаго углеродомъ, ковкаго желѣза. которое
постепенно растворяется въ расшіавленномъ металлѣ; этимъ спо-
собомъ готовятся главныиъ образомъ хорошіе сорта стали.
— 133 —
Всѣ сорта продажна го и примѣняемаго на практикѣ желѣза,
какъ уже было сказано, содержать яамѣтвое количество посто-
ронншъ принѣсей; для полученія хлкически-чистшо желѣяа
приходятся пользоваться чисто лабораторными пріемаыи,
Въ чистонъ состоянии желто представляетъ собою бѣлый,
блестящій металлъ, уд. вѣса 7,8, шіавяідійся выше 1600°. Подъ
вліяніемъ магнита, а также будучи окружено изолированнымъ
проводникомъ, по которому идетъ электричесній токъ, жѳлѣзо
Ряс. 21. Реторта Бессемера. •
Для аагруаки въ реторту чугуна она приводится посредетвоиъ поиоротнаго
механизма S въ горизонтальное положепіе, и эатѣиъ расплавленный чугунт.
вливается по желобу череэъ ея горло; затѣыъ реторта приводится опять въ
вертикальное положеніе, при чеиъ, по мѣг/£ поворота, въ реторту
автоматически поитупаегъ все болѣе и болѣе сильное дутье воздуха, подходящего по
трубке D и вговлемаго въ реторту чореаъ рядт. отверстіВ въ днѣ ея Л£ По
окончании оперший реторта опять поворачивается въ гориаонтальное пояоже-
иіе, при чемъ> дутье воздуха прекращается постепенно само «обой; готовый
металлъ выливается черезъ то же юрло реторты-
легко пріобріітаетъ магнитный свойства. Въ сухомъ воздухѣ
желѣзо совершенно не окисляется, во влажиомъ же быстро
покрывается ржавчиной, которая съ течевіемъ времени проходить все
глубже и глубже. При сильноиъ накаливаніи на воздукѣ н
особенно въ кислородѣ желѣзо сгораетъ въ окалину FeaO*-
При температурѣ краснаго каленія желѣзо разлагаетъ воду,
выдѣляя водородъ и превращаясь въ окись F&,03. Въ кнелотахъ
оно легко растворяется съ выдѣленіемъ водорода.
— 134 —
Желѣзо находится въ ѴШ груапѣ пѳріодичѳской системы.
Важнѣйшія соединенія его соотвѣтствуютъ двумъ окисламъ:
FeaOa — окись желгвэа,
FeO— закись желѣза,
при чемъ въ связи съ окисью инѣется рядъ соединеній желѣза,
какъ трехвалентнаго металла:
FeaOB — Fe(OH)3 — FeCI3 — Fe^SOJs и т. д.,
соотвѣтственно же закиси рядъ соединеній двухвалентнаго желѣза:
FeO — Fe(OH)s — FeCls—!FeS04- FeCOa и т. д.
Оба эти ряда соединеній связаны между собою и при оки-
еленіи соединенія закиси они пере ход ятъ въ соединенія окиси,
при возстановленіи же этихъ послѣднихъ они обратно перехо-
дятъ въ соединенія закиси. Болѣе постоянными являются соеди-
иевія окиси.
Кислородное соединеніе желѣэа, называемое окалиной—FesO„
не представляетъ собою самостоятельна го окисла и является
продуктомъ взаимнаго соединенія окиси и закиси желѣэа —
FeaOg. FeO, что указываешь на промежуточную химическую
природу окиси Fea08;
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМІЯ.
Органическая химія имѣетъ цѣлью изучить разнообразный
соединенія, который образуетъ углеродъ съ другими элементами,
главнымъ образонъ—съ водородомъ, кнелородомъ и азотомъ;
поэтому органическая химія есть хинія углерода.
Отличить органическое соединеніе отъ неорганическаго
нетрудно, потому что органическія соединенія при накаливаніи чер-
вѣютъ, вслѣдствіе выдѣлеяія угля. При аолноиъ сгораніи органи-
ческаго вещества, кислородъ съ углеродомъ этого вещества
образуетъ углекислоту, а съ водородомъ воду.
Изученіе органическихъ соединеній началось значительно позд-
нѣе, чѣмъ изученіе неорганическихъ, и причину ятого надо ви-
дѣть въ трудности получевія нхъ изъ тѣлъ растеній и живот-
кыхъ, въ которыхъ находятся разнообразный соединенія углерода,
вырабатываемый организмами въ теченіе жизни.
Благодаря вамѣчателъной теоріи, появившейся въ органической
химіи во второй половинѣ 19-го столѣтія и позволяющей изучать
строеніе органическихъ соединеній, ихъ изученіе быстро стало
подвигаться воередъ, и въ настоящее время мы имѣемъ десятки ты-
— 135 —
снчъ органическихъ соединений, изъ которыхъ ияогія нграютъ
важную роль въ нашей жизни. Мы отдѣляемъ органическую хинію
отъ неорганической только для удобства азученІя, такъ какъ соеди-
ненія углерода елишкокъ разнообразны и сложны и трѳбуютъ для
своего изелѣдованін особыхъ иріемовъ.
Источниками для полученія органическихъ соединеній слу-
жатъ различные продукты, добываемые при сухой перегонкѣ
дерева, каненнаго угла и костей.
Такъ, при сухой перегонкѣ каненнаго угля, получается
большое количество смолы, изъ которой добывают, аронатическіе
углеводороды, карболовую кислоту, нафталинъ; при сухой
перегонкѣ дерева, получаются уксусная кислота, древесный соиртъ'и
ороч. Кроиѣ того, большое количество соединеній углерода съ
водородомъ, называемый, углеводородами, получается изъ нефти,
которая находится въ гроиадныхъ количествахъ въ нѣдрахъ земли
и выбрасывается оттуда на земную поверхность по буровымъ сква-
жннамъ'въ видѣ фовтановъ.
Изъ тѣлъ животныхъ и растеній также получаются многія
органическія соединенія; изъ растеній добываютъ иногія ядовитый
вещества, иазываемыя алкалоидами, какъ, напримѣръ, хининъ, и
имѣювдін важное значеніе въ медицинѣ.
Органическія соединенія, добытыя изъ укаэанныхъ ясточни-
ковъ, въ свою очередь, служатъ источниками для полученія дру-
гигь соединеши углерода.
Въ настоящее время усп-вхи органической хвмія оказали
большое вліяніе на промышленность, потону что многія вещества,
напримѣръ, краски, медикаменты, которыя прежде добывались изъ
растеній лишь въ очень ограниченномъ количествѣ. теперь,
благодаря ихъ дешевому и удобному искусственному получению, ори
готовляются вѣ громадвыхъ количествахъ на заводахъ и потому
доступны для многихъ. Изъ взрывчатыхъ веществъ наиболѣе
употребительны тѣ вещества, которыя принадлежатъ также къ орга-
пическимъ соединенія иъ, потому что, по силѣ взрыва, они
значительно превосходить употреблявшіеся ранѣе взрывчатые составы
изъ неорганическихъ соединеній.
Теорія строенія органическихъ
соединеній.
По нѣрѣ того, какъ возрастало число открываеяыхъ
органическихъ соеданеній, увеличивалась трудность ихъ изучеиія.
Химическая молекулярныя фориулы, выражающія соетавъ этихъ соеди-
— 136 —
неній не давали возможности разобраться среди большихъ коли-
чествъ органическихъ веществъ. Въ неорганической химін
молекулярный формулы различныхъ соединеній оказывались достаточными
для ихъ взучевія потому, что тамъ элементы образуютъ
сравнительно небольшое количество ироетыхъ соединеній. Число же
соединеній, который образуетъ углеродъ, — громадно, эмпирическія
формулы, выражающія ихъ составь, мало отличаются другъ отъ
друга, а между тѣмъ ихъ химическія свойства часто различаются
между собою довольно рѣзко. Поэтому при изученіи
органическихъ соединеній приходилось не только опредѣлять молекулярныя
формулы (закоаъ Авогадро-Жерара), но и всякій разъ имѣть
представление о тоиъ, квкъ у различныхъ органическихъ
соединеній расаоложены атомы въ ихъ нолекулахъ. Такое изученіе
строенія молекулъ мы уже отчасти имѣли и въ неорганической
химіи и назвали формулы, показывающія расположеніе атомовъ
въ нолекулахъ, формулами строенія; но въ неорганической химіи
формулами строенія мы пользовались мало, вслѣдствіе простоты
формулъ неорган и чеекихъ соединеній. Въ органической же химіи
наиъ придется очень широко пользоваться формулами строенія, такъ
какъ безъ нихъ нельзя научать сложный органическія. соединенія.
ІІріемы вывода формулы строенія для данного органическаго
соединенія и пользованія формулой строенія для опредѣленія хи-
мическихъ свойствъ даннаго соединенія и составляюгь сущность
теоріы строенія органическихъ соединеній. Эта теорія имѣетъ гро-
иадное значекіе въ органической хвміи: она даетъ возможность
классифицировать органическія соединенія но ихъ химическимъ
свийствамъ, т.-е. разгруппировать органическія соединенія на
отдѣлы и классы.
Ученіе о строенІи органическихъ соединеній и о расаоложеніи
атомовъ въ нолекулахъ можетъ показаться смѣлой гипотезой; но
не слѣдуетъ забывать, что вопросъ о положеніи каждаго атома
въ молекулѣ соединенія, а также и вонросъ, съ какими другими
атомами связанъ данный атомъ, разрѣшается также посредствомъ
изучения реавцій, и что всякое разрѣшеніе этихъ водросовъ по-
вѣряетея, насколько возможно, путеиъ опыта.
Гипотеза строенія органическихъ соединеній ямѣетъ вполнѣ
научный характеръ, такъ какъ до сйхъ поръ всегда
подтверждалось опытомъ, что въ црнродѣ дѣйствительно существуютъ таиія
соединенія углерода съ другими элементами, который были
выведены на основаніи этой гипотезы.
Положенія, на которыхъ основывается современное ученіе о
строенІи органическихъ соединеній, слѣдующія:
- 137 —
1) Учете о валентности.
2) Насыщеніѳ единицъ сродства элементовъ и свявь углерод-
ныхъ атомовъ между собою.
Изъ курса неорганической химіи извѣстно, что под-ь
валентностью мы подразумѣваемъ способность элемента удерживать или
замѣщать одинъ или нѣсколько атомовъ водорода, валентность ко-
тораго мы принимаемъ за единицу. Такъ, хлоръ, бронъ, іодъ суть
элементы, по отношенію къ водороду, одновалентные; кислородъ
есть элементъ двухвалентный. По отношенію къ кислороду,
валентность у галовдовъ и вообще у элементовъ измѣннется и не сов-
падаетъ съ валентностью по отношенію къ водороду. Для углерода
валентность кэкъ по отношенію къ водороду, такъ и по отношенію
къ кислороду (въ COj) одинакова: углеродъ есть элементъ
четырехвалентный, и это имѣетъ мѣсто почти для всѣхъ органическяхъ
соединение.
Мы не можемъ въ настоящее время выяснить, чѣмъ
обусловливается различная способность элементовъ удерживать одинъ
пли нѣсколько атомовъ другого элемента; мы предполагаенъ, что
эта способность объясняется рааличнымъ накопленіѳмъ въ иихъ
химической энергіи. Условились количество энергіи, присущее
атому водорода, считать за единицу химическаго сродства и
каждому элементу приписывать столько единицъ сродства, сколько
атомовъ водорода ила вообще одновалеятнаго элемента способенъ
удержать данный элементъ. Такъ, углеродъ инѣетъ четыре единицы
сродства. Для того, чтобы изобразить это схематически,
предложено ставить у химическихъ знаковъ элементовъ черточки по
числу единицъ сродства. Поэтому у знака углерода мы имѣемъ
четыре черточки, которыя
І_
схематически выражають, что этотъ элементъ имѣетъ четыре
единицы сродства, или четыре одинаковыхъ силы, которыми
притягиваются четыре атома водорода. У каждаго атома водорода
имѣется по единицѣ сродства, а потому происходите какъ бы
насыщение сродства, и въ результате получается четыре связи
углерода съ атомами водорода.
Н
I
н—с-в
н
— 138 —
Такая формула водородная) соединения углерода (метана, или
балотнаго газа) называется формулой строенья, потому что она,
указываетъ, какъ атомы- связаны между собой. Въ ней черточки,
ила связи, показываютъ схематически какъ бы направленія, по
которымъ дѣйствуютъ силы притяжевія углероднаго атома, и на
нихъ нужно смотрѣть только какъ на наглядный пріемъ, который
позволяетъ видѣтъ, удовлетворена ли валентность въ данномъ со-
едвненіи.
При выводѣ строенія органичеекихъ соединеній, всегда надо
имѣть въ виду, что единица сродства одною элемента насыщаете*
единицей сродства другою элемента. Такъ, если аы захотимъ
изобразить строеніѳ ялористаго углерода или кислороднаго соедине-
шя углерода, то будемъ вмѣть формулы строенія:
С1
С1—С—С1; 0 = С = 0
С1
Въ углекислоте кислородъ инѣетъ двѣ единицы сродства, а
каждый атомъ его насыщаетъ двѣ единицы сродства углерода.
Если не всѣ сродства углерода насыщены сродствани другого
элемента, то мы получаемъ ненасыщенное соединеніе, наприиѣръ
окись углерода:
= С = 0;
она какъ бы икѣетъ свободную энергію, или двѣ единицы сродства,
и способна къ реакціямъ првсоедивеыія; напр., хлоръ легко
присоединяется къ окиси углерода:
с!>с=°
и образуете хлорокись углерода. Соединения углерода, въ кото-
рыхъ насыщены всѣ единицы сродства, называются насыщенными,
или предѣльньшв; они не способны къ реакціяиъ присоединения.
До сихъ поръ мы касались строенія только такихъ соединеній,
въ которыхъ быль одинъ атомъ углерода. Но разнообраэіе орга-
ническихъ соедвненій зависать, главнымъ образомъ, отъ того,
что въ нихъ бываеть по нѣскольку атоновъ углерода, число
которыхъ въ иолекулѣ иногда доходить до нѣсколькахъ десятковъ.
Этимъ углеродъ существенно отличается отъ остальныхъ эле-
ментовъ, которые не способны давать подобный соеднненія.
" Въ чемъ же заключается причина образованія органическвхъ
соединеній, въ которыхъ можетъ находиться по нѣскольку угле-
родныхъ атомовъ?
— 139 —
Когда два-атома какого-нибудь элемента, кромѣ углерода,
соединяются между собою, то ойв тратятъ для взаимной связи всю
энергію, или все сродство, имъ присущее, и тогда образуется
молекула даннаго элемента, лишенная свободна го сродства, которое
могло бы быть насыщено другими атомами элемеатовъ; когда же
соединяются между собою два атома углерода, то оказывается,
что для вэаимнаго удержания они могутъ потратить только часть
своего сродства, такъ что нѣкоторая часть сродства остается
свободною и можетъ быть насыщена атомами другихъ элементовъ.
Такъ, если предположить, что, при соединеніи двухъ углерод-
выхъ атомовъ, потратится по одному сродству отъ каждаго атома
углерода, то
—с— —с— 4е—с<-
I I / ч
останется по три свободныхъ сродства у каждаго атома
углерода, и эти свободный сродства могутъ быть насыщены шестью
атомами водорода, полученное же соединение б у деть им-вть
формулу строенія:
H-^C-CfH,
а составъ ег.о будетъ CgHe. Такое соединеніе, выводимое на осно-
ваніи теоріи строенія органнчеекихъ соединеніи, на самомъ дѣлѣ
существуетъ и называется этаномъ.
Между углеродными атомами устанавливается связь, которая
называется одиночной, потому что углеродные атомы для
взаимного удержания тратятъ со единіщѣ сродства.
Легко также опредѣлить, на оенованіи теоріи строенія, число
свободныхъ единшгь сродства, который могутъ быть насыщены
водородными атомами, когда соединяются три углѳродныхъ атома.
-^с — с — с(-
7 I ^
Въ этоиъ елучаѣ, у крайнихъ углеродаыхъ атомовъ останется
по три такигь единицы сродства, которыя могутъ быть насыщены
водородными атомами; у ередаяго же углероднаго атома будетъ
только двѣ такихъ единицы сродства, потому что у средняго
углерода потратится по единицѣ сродства для удержаяія каждаго взъ
двухъ соеѣднихъ углеродныхъ атомовъ.
При шшщеніи всѣхъ свободныхъ единишь сродства водород-
— 140 —
ными атомами въ случаѣ трехъ углеродовъ, мы получимъ для дан-
наго соединенія такую формулу строенія:
Н
Н\ I /Н
н/ | \н
н
Это соединение называется пропаномъ, и его змпвричеекая
формула будетъ СаНа. Такимъ путемъ мы можемъ вывести
формулы строенія водородныхъ соединеній углерода для какого угодно
числа углеродныхъ атомовъ и, слѣдовательно, прѳднидѣть заран-ве
возможный соединенія водорода съ углеродомъ, называемыя
углеводородами.
Такъ, легко выводится рядъ предѣльныяъ углеводородовъ,
которые въ і-амомъ дѣлѣ получены. Они суть:
СНЛ—нетанъ
СвНй — этан-ь
С3Нв — пронанъ
С4НІ0—бутанъ
СвН1а — пентанъ
и т. д.
Общая эмпирическая ихъ формула будетъ СдНап+а- Такіеряды
органическихъ соединеній называются гомологическими рядами,
члены этого ряда гомологами, а разность СНа между двумя по-
слѣдовательными членами — гомологической разностью.
Конечно, при изучении органическихъ соединеній, необходимо
изучать сразу нѣлыб гом о логически! рядъ, илн, какъ нааываютъ
его, классъ, потому что гомологи представляють сходныя между
собою соединенія.
Пояснивъ, какинъ путемъ гипотеза строенія позволяетъ пред-
видѣть возможныя соединенія углерода съ другими элементами,
мы укажемъ -теперь, какъ легко теорія строенія обънсняетъ
причину весьма распространенна го явленін среди органическихъ
соединеній, которое носить названіе изомеріи.
Среди органическихъ соединеній. часто встрѣчаются такія
соединенія, которыя имѣютъ одинаковый составъ и одинаковыя
формулы, но они обладаютъ различными физическими и химическими
свойствами. Такія тѣла ваэываюгъ изомерными. Мы возьмѳмъ при-
мѣръ изъ углеводородовъ, какъ наиболѣе просгыхъ органическихъ
соединеній, и на нихъ пояснимъ явленіе изомеріи.
Простѣйшимъ представителемъ предѣльныхъ углеводородовъ
является метанъ; слѣдующій затѣнъ углеводородъ есть этанъ;
— 141 —
этотъ углеаодородъ можно вывести взъ метана, занъ-нивъ въ немъ
одинъ атомъ водорода одновалентнымъ радикаломъ ]) метилом—
СН9 н обоаначивъ это такимъ образомъ:
Н Н Н
I ! I
н — с - н н—с—с—н
I I I
н н н
Опуетивъ черточки у водородныхъ атомовъ, получймъ формулу
строенія:
CHS — CHS.
Путемъ опытнаго изслѣдованія было доказано, что всѣ четыре
атома водорода въ метанѣ равноцѣнны; поэтому, какой бы изъ
нихъ ни быль заиѣщенъ метяломъ, мы должны получить только
одинъ углеводиродъ этанъ; аготъ выводъ теорІи строенія въ
действительности подтверждается, и намъ взвѣстеаъ только одинъ
этанъ.
Если мы хотимъ перейти отъ этана къ пропану, то опять надо
одинъ атомъ водорода замѣстить радикаломъ метяломъ, и мы
получймъ только одинъ пропанъ:
потому что всѣ шесть атомовъ водорода въ этанѣ тоже
совершенно одинаковы. Разсматривэя строеніе пропана, мы замѣчаем ъ
что у крайнихъ углеродныхъ атомовъ находится по три атома
водорода, а у средняги—только два атома водорода; поэтому если
мы будемъ, періэходя къ слѣдующему углеводороду, замѣщдть въ
пропанѣ одинъ атомъ водорода метиломъ, то окажется два
углеводорода, а не одинъ, потому что замѣщеніе атома водорода мо-
жетъ быть сдѣлано или въ одной изъ метильяыхъ группъ или
въ группѣ СНд; въ этихъ двухъ елучаягь, мы будемъ имѣть два
разлачныхъ бутана:
1) СН3—СН2—СН2—СНЯ и 2) CHS—СН—СНЭ
сн3
Такіе два бутана, выводимые по теоріи строенія, действительно
были получены; первый изъ никъ названъ бутатла иормальнылѣ.
а второе, яакъ его изомёръ, аазванъ изобутаномъ. Оба эти угле -
водорода, имъчощіе формулу С4Н10, суть газы, но ихъ физическія
Ч Органически радвкалъ амѣегь одинаковое значенів ст. неорганнче-
екимь радикалокъ: это — группа аюмовъ, которая въ реакціи остается не-
ииігѣнной.
— 142 —
и химическая свойства совершенно различны; такъ, жидкости, въ
который сгущаются эти газы, имѣютъ различный точки кипѣнія
и равные удѣльные въ-са, а черезъ замѣщеніе въ ннхъ атомовъ
водорода другими элементами получаются различный производный.
Если бы не было теоріи строенія, то мы вѳ въ состояніи были бы
видѣть причину различія этихъ двухъ углеводородовъ; теперь же,
дри этой теоріи, оиа намъ понятна и объясняется различный,
рашоложевіеяъ атомовъ въ молекулахъ данныхъ соедивеній.
Изученіе классовъ органическихъ соединеній и состоитъ въ
изслѣдованіи ихъ строенія и въ выводѣ воаможныгь изонерныхъ
формъ. Для у станов ленія строенія органическнхъ соединеній
необходимо, какъ сказано было выше, изучать ихъ разнообразны»
реакціи съ извѣстиыии реагентами и, пользуясь основными
положениями гипотезы строенія, дѣлать выводъ о расположении и взаим-
ной связи атомовъ въ коленулѣ данняго органическаго соединенія.
Предѣльные углеводороды.
Подъ назвавіемъ предѣльныхъ углеводородовъ извѣетѳаъ
обширный классъ органическихъ соедивеній, составь которыхъ
выражается, какъ мы уже видѣли, одной общей формулой вида
С„Нгв+2; подставляя вмѣсто п различный числа, начиная съ
единицы, можно получить весь рядъ этихъ углеводородовъ: СН4—ме-
танъ, С2Нв—этанъ и т. д. Свое названіе предѣльныхъ
углеводородовъ они инѣютъ вслѣ'дствіе того, что веѣ они являются, какъ
уже было выяснено въ теоріи строенія, продуктами полнаго на-
сыщенія одного или нѣеколышхъ атомовъ углерода соотвѣтствен-
нымъ чвсломъ атомовъ водорода.
Большая часть предѣлъныхъ углеводородовъ встрѣчается въ
природѣ въ готовомъ видѣ, при чемъ первые члены этого ряда,
отъ СН^ до С4Ні0, предетавляютъ газы, далѣе до Сі,Ни—
жидкости и, наконецъ, еще дальше — тверды» тѣла.
По своимъ хиническинъ свойствамъ всѣ предѣльиые
углеводороды предетавляютъ очень прочный еоединенія, поддающаяся
только съ трудомъ дѣйствію химическихъ реагентовъ; будучи
внолнѣ насыщенными соединениями, они совершенно не способны
соединяться съ какими-нибудь элементами, н единственный путь
къ полученію какихъ-нибудь производяыхъ ихъ состоитъ въ томъ,
что одинъ или несколько атомовъ водорода замѣщаются соотвѣт-
ственнынъ числомъ атомовъ другихъ элементовъ.
Метанъ, или болотный іазъ СН4. ПростѣЗшинъ иредставите-
лемъ ряда предѣльныхъ углеводородовъ является метанъ СН4. Въ
— 143 —
ириродѣ онъ весьма раыгространенъ и встрѣчается чаше всего въ
бологахъ, гдѣ онъ образуется, какъ продукть медленнаго разло-
жевія находящихся подъ водой, мертвыхъ уже растеши; отсюда
онъ и получаетъ еще нааваніе болотнаго газа. Затѣиъ, онъ не-
рѣдко выдѣляется въ каменноугольных!, копяхъ подъ назвашемъ
рудничнаго газа и образуетъ танъ съ воздухонъ сильно варьшча-
тыя смѣси, который нерѣдко слушать причиной болыпихъ не-
счастіВ. Наконецъ, въ нефтеносныхъ мѣстностяхъ очень часто
наблюдается обильное выдѣленіе этого газа изъ трещвнъ земли
(хранъ огнѳпоклоиниковъ въ Баку).
Въ лабораторіи болотный газъ получается обыкновенно
накаливание мъ уксуснокислаго натрія съ ѣдннмъ натромъ, по реакцІи:
СН3. COONa + NaOH = Na3COs + СН4.
Метанъ представляетъ собою безцвѣтвый гааъ, въ два рааа
легче воздуха; въ вриеутствіи кислорода или воздуха онъ легко
горнтъ, давая углекислый газъ и воду:
СНі + 20, = СО„ + 2НЙ0.
Подъ дѣйствіеиъ галоидовъ атомы водорода въ метанѣ иогутъ
аамѣщаться тѣнъ же числонъ атоиовъ хлора, брома или іода; по-
лучающіяся при этомъ производный называются галоидозамѣщен-
ными, напримѣръ:
СНаС1 — хлорометавъ
CHgCJg— двухлорометанъ
СНС1Э — трихлорометанъ, или хлорофориъ
ССІ4 — четыреххлорометанъ.
Важнѣйшими изъ галаидозамѣщенныяъ метана являются хяоро-
формъ СНС13 и іодоформъ CHJa, првмѣвяемые въ значительныхъ
количествахъ въ медицинѣ.
Нефть. Богатынъ всточннкомъ для полученія всѣхъ предѣль-
ньтхъ углѳюдородовъ является нефть, которая заслуживаетъ
большое вниманіе еще и въ томъ отношеніи, что она служить сы-
. рынъ катеріалоиъ для полученія цѣлаго ряда очень полезныхъ
продуктовъ: бензина, керосина и т. п.
Главныя мѣсторожденія нефти находятся у наеъ на Кавказѣ
(Баку, Грозный) и въ Акерикѣ—въ Пенсильваніи; она залегаетъ
обыкновенно на той или другой глубинѣ подъ землей, и для
добывания ея приходится дѣлать въ землѣ буровыя скважины, изъ
котсрыхъ нефть бьег-ь иногда сильнымъ фоатаноиъ, а иногда
выкачивается оттуда посредствомъ особыхъ приспособлении.
Обработка нефти съ цѣлью полученія тѣхъ или другихъ
полезныхъ продуктовъ состоять въ томъ, что ее подвергаютъ пе-
_ 144 —
регонкѣ и этимъ раздѣляютъ на рядъ погоновъ различной теи-
пературы кяпѣнія; при этомъ сперва получается бензинъ, затѣнъ
керосинь, а далѣе— рядъ смазочныхъ масѳлъ (иаъ нефти
русской); изъ нефти американской, кромѣ бензина и керосина,
получаются еще вазелинъ и твердый продуктъ параффинъ.
Непрѳдѣльные углеводороды.
Углеводороды, въ которыхъ водорода недостаточно для пол-
наго насыщенія углеродныхъ атомовъ, носятъ названіе кепредѣяъ-
ныхь; мы разсмотримъ только два наибодѣе нзвѣстныхъ предста-
вителя вхъ — этилевъ CgH4 и ацетиленъ С3НЕ.
Этилень СгН4 по своей форкулѣ отличается оть этана С2Нв
на два атома водорода; формула строенія его представляется такт.:
Н Н
I I
С=С, или СН, = СНа.
I I
н н
Двойная черта, или двойная связь, явилась здѣсь вслѣдетвіе
того, что химическое сродство углерода насыщено водородомъ не
вполнѣ, и въ молекулѣ этилена имѣется еще 2 евободиыхъ ѳднниды
сродства; введеніемъ двойной связи дѣлается предположите, что
этотъ излишекъ сродства тратится на взаимную связь
углеродныхъ атоновъ.
Для полученія этилена нагрѣнаютъ винный, или этиловый
спиртъ CgHg.OH съ крѣпкой сѣрной кислотой, которая отнныаетъ
у него молекулу воды:
СаН6.ОН = Н80 -Ь СНг = СНа.
Этиленъ представляетъ собою безцвѣтный газъ, по удѣльному
вѣсу блязкій къ воздуху; въ присутствии кислорода или воздуха,
онъ горитъ довольно яркамъ планенемъ.
Характерной особенностью этилена, какъ неорѳдѣльнаго
углеводорода, является способность его къ реакціямъ прямого присоедяне-
вдя; при этоыт. къ одной молекулѣ этилена можеть присоединиться
два атома одноваленгаых.ъ алеяентовъ, и онъ превращается послѣ
этого уже въ предѣльное, насыщенное соединеніе. Такъ. напримѣръ:
СК, Вт СНяВг
II -Ь =1
СНЯ Вг СН2Вг
i-'fij Н '--из
II + ■= I
— 145 —
Аитшень СВНЕ является углеводородомъ еще болѣе непре-
дѣльаымъ и отличается отъ этана С.2Н( уже на 4 атома
водорода; формула строенія его представляется такъ:
Н — С^іС—Н, или СН=~СН,
при чеиъ тройная связь углеродныхъ атомовъ показываете, что ,
углеродные атомы для взаимнаго удержания тратятъ по три
единицы сродства.
Наиболѣе удобныыъ источникомъ для полученія ацетилена
является карбидъ кальція, который предетавляетъ собою
химическое соединение кальція съ углеродоиъ, состава СаС2; подъ дѣй-
ствіемъ воды этотъ карбидъ легко разлагается по реакціи:
СвС, + 2HsO. = CafOH), + СаНг.
Адетнленъ представляетъ бѳзцвѣтный газъ, довольно легко
сгущаемый въ жидкость и способный торѣть замѣчательно яркимъ
плаыененъ; поэтому онъ яаходитъ себѣ практическое примѣненіе
для цѣлей освѣщенія.
Подобно этилену, ацетилевъ обладаетъ способностью къ ре-
акціяыъ прямого соединения, при чемъ къ одной молекулѣ его
прнсоециняетсн 4 одновалентныхъ элемента, иапрвмѣръ:
СН -= СН -f- 4С1 = СНС1, — СНС!г.
Спирты.
Спирты представ ля ютъ собою простѣйшія проязводныя угле-
водородовъ, содержащія кислородъ. Формулы строенія ихъ можно
представить, заиѣщая атомъ водорода въ фориулѣ углеводоро-
довъ одновалентной группой — воднымъ остаткомъ, или тдрокси-
аомь (ОН), Такъ, углеводороду нетану СН4 соотвѣтетвуетъ
метиловый спиртъ:
Н
I
В—С—О—Н, или СНв.ОН
I
н
Углеводороду этану С2Нв соотвѣтствуетъ этиловый спиртъ:
И Н
Н—С—С—О—Н, или СНэ.СН2ОН.
I i
н н
Характернымъ сризнакомъ, который обнаруживается во всѣхъ
спиртахъ а опредѣляетъ ихъ яимическія свойства, является водный
крдткій куреъ інмш. 10
— 146 —
остатокъ, и потому во многихъ отношеніяхъ спирты уподобляются
водѣ, которую тоже можно рассматривать, какъ соединеніе вод-
наго остатка съ однвмъ атомомъ водорода — Н(ОН); сходство
спиртовъ еъ водой легче всего усматривается изъ сравненія ихъ
реакцій съ яеталлическимъ натріемъ:
H.OH + Na = HONa+H
CHs.OH + Na = CHs.ONa + H.
Въ обоихъ случаяхъ подъ дѣйетвіеиъ металлического натрія
выдѣляется гидроксилъный водородъ; но въ первомъ случаѣ
получается щелочь, называемая ѣдкимъ натроігь, во второиъ случаѣ—
натріевое производное спирта, которое называется метилатомъ
натрія. Дэльнѣйшее заыѣщешѳ водорода въ водѣ, а также и въ
метиловомъ спиртѣ посредством!, иеталлическаго натрія
невозможно; и потому понятно, что образование указанныхъ выше про-
изводяыхъ возможно только благодаря тому, что в въ водѣ, и
въ спиртѣ имѣетея одна группа гидроксила (ОН).
Реакцію такого рода съ металлаческимъ натріемъ или каліемъ
даютъ всѣ вообще спирты, при чеяъ получаемый производный
имѣютъ общее названіе алтгоАятоѵъ.
Въ связи съ вспросомъ о строеніи спиртовъ интересно еще
указать реакцію ихъ синтеза; съ этой цѣлью берутъ обыкновенно
какой-нибудь галоидозамѣщенный углеводородъ и подвергаютъ его
дѣйствію щелочи; такъ, для синтеза иетяловаго спирта можно
взять хлорометанъ и ѣдкІЙ натръ, при чемъ они взаимодѣй-
ствуютъ ао реакцій:
CHSC1 + NaOH = NaCl -f- CHs.OH.
Эта реакція еще разъ убѣждаетъ насъ, что въ спиртахь
имѣется гидроксильная группа, связанная съ углеводороднымъ
остаткомъ, который называется спиртовымъ радикаломъ.
Метиловый спѵртъ. CHsOH, иначе называемый древеснымъ,
добывается сухой перегонкой дерева; онъ представляетъ собою
беацвѣтную жидкость, съ яарактернымъ запахомъ, удѣльнаго
вѣса 0,8 и кипящую при 65° С. Онъ прнмѣняется нерѣдко, какъ
растворитель, а также для горѣнія въ спвртовыхъ ланнахъ.
Этиловый сгтртъ С3Н6.ОН, называемый иначе виннымъ,
является необходимой составной частью всѣхъ спнртныхъ напит-
ковъ; получается онъ посредствомъ особаго процесса брожешя
изъ вяноградняго сахара или крахмала. Причиной броженія
являются всегда особые организмы, называемые ферментами; когда
они попадаютъ въ растворъ винограднаіо сахара, подъ вліяніемъ
— 147 —
ихъ онъ разлагается на спирта и углекислый гааъ, согласно
ураеэенію:
С,Н1йОв = 2С1Н6.ОН + 2С02.
Виноградный' вина готовятся броженіенъ винограднаго сока,
гдѣ находится виноградный сахйръ въ растворѣ. Водка же н
винный епиртъ готовятся йзъ хлѣба ила картофеля; исходвыкъ
веществомъ для брожевія въ обоигь случаяхъ является крахмаль.
СвН,006, при чеиъ онъ превращается сперва (присоединяя
молекулу воды) въ виноградный сахаръ, а уже ятотъ послѣдній
распадается согласно приведенному выше уравненію.
Винный епиртъ въ чистомъ видѣ представляетъ безцвѣтную
жидкость, уд. вѣса 0,8 и кипящую при 78е С; онъ хорошо рас-
творимъ въ водѣ. Будучи принять внутрь, онъ вывываетъ сначала
возбуждеш'е нервной системы, во затѣнъ наступаетъ упадокъ снлъ
и ослабленіе всвхъ духовныхъ способностей; иногда онъ
вызываете въ органивнахъ сильное отравленіе, кончающееся даже
смертью.
Альдегиды.
При осторожномъ окисленіи сниртовъ кислородоиъ они те-
ряюгь два атома водорода и превращаются въ вещества,
называемый ашіешдамц. Такъ, метиловый епиртъ окисляется въ
муравьиный альдегидъ, по реакціи:
Н
I
н—с—о—н+о=н—с=о+н2о
н н
Этиловый епиртъ точно такъ же окисляется въ уксусный
альдегидъ:
н н н
н—с—с—о—н+о=н—с—с=о+нао
II II
н н н н
Въ формулахъ строенія обоихъ альдегидовъ мы замѣчаемъ
одну общую группу, которая состоять иаъ карбоміла С = О,
связанного съ однимъ атом онъ водорода:
—С=0
I
а
10*
— 148 —
Эта группа и является характерны» иризнакомъ всѣхъ альде-
гидовъ.
Изъ реакців, общихъ всѣмъ альдегидаиъ, можно указать слѣ-
дующія:
a) Водородоиъ они возстайовляются обратно въ спирты.
b) Подъ дѣйствіеиъ кислорода они окисляются въ
соответственный кислоты, и потону альдегиды обладаюгь свойствами воз-
становителей.
Муравьиный алъдешдъ Н — С<( представляетъ безцвѣтный
ХВ
газъ, съ ѣдквнъ запахомъ; въ водвомъ растворѣ, подъ наавашемъ
формалина, онъ находить себѣ принѣненіе для деаанфекти.
^°
Уксусный альдетдъ CH3.Cq представляетъ летучую жидкость
ЧН
съ характервымъ, кисловатымъ запахомъ.
Кислоты.
При окисленіи альдегидовъ къ нимъ присоединяется одинъ
атоиъ кислорода, и они превращаются въ соответственный кислоты;
но тѣ зке самыя кислоты можно получить прямо изъ спирте въ,
окисляя ихъ достаточвымъ количествомъ кислорода. Для.двухъ,
извѣстныхъ уже нанъ спиртовъ такое окисленіе ихъ ножио
представить следующими уравненіями:
Метиловый спиргъ, Муравьиная кислота.
СН„.ОН + Оа = Н —C = 0 + HsO
о-н
Этиловый ернртъ. Уксусная кислота,
сн8—снв.он + о, = сн„ — с = о 4- нво
о —н
Общей и характерной для всѣхъ органечесиихъ кислотъ
группой является трбоксилъ, состоящій изъ карбонила, (С = 0) и ги-
дроксила (О —Н).
—С = 0
I
О —Н
Способностью замѣщаться металломъ въ органическнхъ кисло-
тахъ обладаетъ только водородъ карбоксила, и потому обѣ pas-
— 149 —
сматриваемыя кислоты, независимо отъ общаго содержанія
водорода въ нихъ, являются {«слотами одноосновными.
Муравьиная кислота Н.СООВ ветрѣчаѳтся въ природѣ въ го-
товоыъ видѣ въ красныхъ муравьяхъ и въ листьяхъ крапивы. Она
предетавляетъ беяцвѣтную жидкость пронзительнаго запаха,
кипящую около 100°. При дѣйствіи на кожу она производить ожоги
и волдыри такого рода, какіе бываютъ отъ крапивы.
Изъ солей ея иявѣстиы каліевая—ВСООК, мѣдная—(H.COOJaCu
и друг.
Уксусная кислота СН3.СООН получается двумя способами:
1) Процессомъ уксуснаго брожеыія, при іемъ винный спиртъ
CHs.CH3OH въ слабоиъ воднонъ растворѣ подвергается
окислительному дѣйствію кислорода воздуха, при участіи особы хъ фер-
мевтовъ уксуеааго брожеяія. Такимъ способомъ готовится
обыкновенный уксусъ.
2) При сухой нерегонкѣ дерева уксусная кислота получается
яъ емѣси съ нѣноторыми другими веществами въ такъ нааывае-
момъ древесномъ укеусѣ; для выдѣленія ея изъ этой смѣси ее
превращаютъ въ кальціевую соль, насыщая известью, а загвмъ
полученную соль разлагаютъ сѣрной кислотой.
Уксусная кислота представляетъ безцвѣтную жидкость, ѣдкаго
кислаго запаха я вкуса, хорошо растворимую въ водѣ; удѣльи.
яѣсъ ея 1, температура кипѣнія около 120°. Изъ солеи ея можно
указать: уксусно-натровую — CH3.COONa, уксусно-кальціевую —
(СНз.СОО)Са и др.
Иэъ кислотъ этого ряда укажемъ еще пальмитиновую —
СІ5На,.С00Н и стеариновую—-C17HS6.COOH; какъ ны увидимъ
даяѣе, онѣ входятъ въ составъ твердыхъ жировъ. Смѣсь ихъ въ
чистовъ еостояніи представляетъ обыкновенный стеаринъ, ивъ ко-
тораго дѣлаются свѣчи; а соли ихъ щелочныхъ металловъ (натрія
и калія), напримѣръ:—C16Hsl.C00Na, С17Нм.С00К, представляютъ
собою ныла.
Простые ѳфиры.
Если взять двѣ молекулы какого-нибудь спирта и отнять отъ
нихъ тѣмъ или другимъ способомъ одву молекулу воды, образуется
простой эфиръ, который состоитъ взъ двухъ спиртовыхъ остат-
ковъ, или радикаловъ, связанкыхъ между собою атомомъ
кислорода; для этиловаго спирта образованіе соотв-втственнаго эфира
можно представить такъ:
с!н он—^2*5 = caHs—о—сгн5.
— 150 —
Формулу строешя образовавшегося при этонъ этиловаго эфира
можно представить болѣе подробно въ твкомъ видѣ:
Н Н Н Н
II I -I
Н — С — С — О — С С —Н
II II
н н н н
Этиловый эфирі, называемый еще иначе сѣрнымъ, является
Важнѣйшішъ представителемъ этого класса соединений в имѣетъ
важны я практическія примѣвенія. Добывается овъ посредствонъ
нагрѣванія избытка виннаго спирта съ крѣпкой сѣрной кислотой,
чѣмъ в объясняется его ваававіе. Онъ представляетъ собою очень
летучую жидкость (кипитъ при 35° С), способную легко
воспламеняться какъ въ жидкоиъ ввдѣ, такъ и въ парахъ. Онъ
обладаете способностью растворять многія оргавическІя соединен!я.
Въ снѣси съ вианымъ спвртоиъ (1 часть спирта и 2 части эфира)
онъ растворяетъ нѣкоторые виды нитроклѣтчатки и потому
находить себѣ првмѣвеніе при фабря каціи бездыынаго пороха.
Сложные ЭФиры.
Изъ неорганической хиніи иы знаемъ, что при взаимодѣйствіи
щелочи в кислоты образуется соль в вода; такъ, ѣдкій натръ съ
азотной кислотой даетъ реакцію:
NaOH + HN0„ = NaN08 + ЕЯ0.
При этоиъ кислота нейтрализуется, такъ какъ она
превращается въ соль.
Очень сходное съ атимъ явленіе наблюдается при взаинодѣй-
ствіи спирта съ кислотой, при чеиъ образуется тоже нейтральное
тѣло, называемое сложнымъ зфиронъ, и вода; такъ, для виннаго
спирта съ азотной кислотой взаинодѣиствіе идетъ по реакщи:
ОД.ОН + HNOs = Ci,H6.N03 + В20.
Такимъ образоиъ, сложные эфиры по своему составу подобны
солямъ, и все отличіе состоитъ въ томъ, что роль металла въ нихъ
играютъ спиртовые остатки, или радикалы. Принтеры сложныхъ
эфировъ для органическвхъ киелотъ можно видѣть на слѣдую-
щихъ соединеніяхъ:
CHg —С00.С2Нв. . . уксусно-этиловый сложи, зфиръ.
Н — СОО.СНа . . муравьино-метиловый еложн. эфиръ.
Многіе изъ слояшыхъ эфвровъ обладать пріягнымъ, ароиа-
твчееквмъ запахомъ я нерѣдко встречаются въ природѣ въ пло-
— 151 —
дахъ и цвѣтахъ. Изъ числа првродныхъ сложныхъ вфнровъ
наибольшее значѳніе имѣютъ жиры, составь которыхъ разсматри-
вается дальше.
Характерной реакшей всѣхъ сложныхъ эфировъ является
обмыяываніе ихъ щелочью, подъ дѣйствіемъ которой они
разлагаются ва свободный соиртъ к соль входившей въ составъ нхъ
кислоты; такъ, азотнометиловый сложный эфиръ подъ дѣйствіемъ
ѣдкаго кали даетъ метиловый спирть и азотнокаліевую соль, по
реакцін;
CHsNOa 4- КОН = СН„.ОН + ІШО„.
Реадція обнылйванія имѣетъ большое практическое значеніе
н примѣняется въ большихъ равнѣрахъ при обработкѣ жвровъ.
Глицерин ъ.
Раасиатривая выше спирты, мы уже видѣли, что характернынъ
врнзвакомъ веяна го спирта служить группа воднаго остатка, или
гндроксила (ОН). Въ томъ случаѣ, когда епиртъ содержитъ только
одинъ гидроксилъ, опъ называется одноатомнылп; если же въ
спиртѣ имѣется нѣсколько группъ гндроксила, овъ получаетъ
назеавіе мноштомкаю. Разсмотримъ одннъ изъ важнѣйшяіъ
представителей ниогоатомны&ъ спиртовъ, а именно глицеринъ,
Глицеринъ представ л яетъ трехатомный спиртъ, и его формулу
можно получить изъ формулы углеводорода пропана С„Иа, занѣ-
стивши три атома водорода тремя группами гндроксила:
Пропанъ. Глицеринъ. ,
сн8 сна.он
I I
CBj . . . . СН.ОН
I I
СН3 СНо.ОН.
Глицеринъ получается въ большихъ количествахъ разложе-
ніеиъ жировъ, которые представляютъ собою сложные эфиры гли-
церина и высшихъ жирныхъ киглоть: пальмитиновой,
стеариновой и олеиновой. Разнообразные жиры различаются главныиъ
образомъ по образующниъ ихъ кислотаиъ; въ составь твердыхъ
аотровъ входить кислоты пальмитиновая и стеариновая, жидкіе
жиры бсигѣе богаты олеиновой кислотой.
Для полученія глицерина жиры обрабатываютъ ѣдкой
щелочью, при чемъ они разлагаются подобно всѣиъ сложньщъ эфи-
рамъ яа спиртъ—глшіерияъ и соль входившей въ нихъ кислоты;
— 1&2 —
для принѣра приведемъ реакцію обмылшанія жира, соотвѣтствую-
щаго пальни типовой кислотѣ:
СН20—ПОС^Н,,, СНаОН
СНО — С0С16На1 + ЗКОН = СНОН + ЗС10Н3,СООК
СНаО —C0C1SH31 CHBOH
Образовавшаяся при этомъ соль калІн пальмитиновой кислоты
представляетъ, какъ мы уже видѣли, ныло, почему эта реакція и
носить названіе обмыливанія; Еыдѣляющійся въ этой реакціи
глнцеринъ отделяется отъ ныла, сгущается выпариваніемъ в
подвергается химической очисткѣ.
Реакцію разложения эфировъ можно произвести еще при do-
мощи перегрѣтаго, водяного пара; но только въ этомъ случаѣ
получается вмѣстѣ съ глиііериномъ уже прямо свободная,
жирная кислота, какъ это видно и.ть слѣдующей реакціи:
CH3O.COCltH3J СН2ОН
I ' !
СВО .СОС15НЗІ 4- ЗН20 = СНОН + ЗС,ьН31СООН
I I
снЁо.сос15нв1 снвон
При обмыливаніи твердыхъ жировъ этимъ способомъ, полу-
чаютъ смѣсь пальмитиновой и стеариновой квслотъ, иаъ кото-
рыхъ затѣмъ готовится стеариновыя свѣчи.
Глнцеринъ въ чистомъ состояніи представляетъ безцвѣтную,
густую жидкость еладкаго вкуса; ояъ хорошо расгворимъ въ
водѣ и спиртѣ. По своямъ химическимъ свойствамъ глицервнъ
является, какъ уже указано выше, трехатомвынъ спиртомъ и мо-
жегь образовать всѣ производный, свойственны я спиртамъ:
алкоголя ты, эфиры простые и эфиры сложные.
Однвмъ изъ очень важыыхъ производаыхъ глицерина является
эфиръ его азотной кислоты, называемый нитроглицерином*:
СВДО-ОД) — CH(ON02) - CHa(ON02).
Для получен!я его глнцеринъ обрабатывают!, снѣсыо азотной
и сѣрной кнслоть, образовавшійся при этомъ нитроглицернвъ
отдѣляютъ отъ кислотъ, промываютъ тщательно водой и эатѣмъ
фильтрують чсрезъ слой войлока и холста.
ЧестыВ нитроглнцеринъ представляетъ безцвѣтную жидкость,
уд. вѣса 1,6, почти совершенно нерастворимую въ водѣ, но
растворимую въ спвртѣ в эфирѣ; при оялажденіи до -{-12° онъ
яатвердѣваеть. Нитроглнцеринъ ядовитъ и нричиияетъ сильный
головныя боли. Подобно всѣмъ сложнымъ эфирамъ, онъ обмыли-
— 153 —
вается щелочью, разлагаясь при этоиъ на глицеринъ и май. «ют-
вой кислоты.
Нитроглвпервнъ сильно взрывчатое вещество. Но если зажечь
его обыкновеннымъ способомъ, овъ сгораетъ довольно спокойно,
и для того чтобы взорвать его, необходимо произвести воспламе-
неніе капсюлевъ гремучей ртути или ударомъ. Въ иидахъ
неудобства обращенія съ жидкимъ нитроглицериномъ, по предло-
женію Нобеля, ииъ напитываютъ различный пористый вещества,
получая таквиъ образомъ разнаго рода динамиты; нромѣ того,
нитроглицеринъ въ смѣси съ пвроксилиномъ употребляется для
приготовленія нѣкоторыхъ бездымиыхъ пороховъ.
Жщ>ы представляю гъ собою сложные эфнры гл впер в на и
выспгахъ жирныхъ кислотъ, главнынъ образомъ пальмитиновой
С15НВІСООН, стеариновой СиН85СООН и олеиновой СпНэяСООН;
соотвѣтственно этнмъ кислотамъ, можно представить три важнѣй-
тихъ сложныхъ эфира, всгрѣчающихся въ различныіъ жирахъ:
триаальмитинъ—С3НБ(С,6Нэ1СОО)3,тристеаривъ—CsHifCuHabCOOtj
и триолеинъ — СэН5(С,7Н82СОО)3. Трпналыіитинъ и тристеаринъ
суть твердый вещества, а триолеинъ есть густая жидкость. Эти
три эфира еходятъ въ составь большинства животныхъ жировъ.
Баранье сало богато триетеариномъ, въ жирѣ іеловѣка преобла-
даетъ трииальнитинъ, а говяжье сало состоять, главнынъ
образомъ, изъ трипальмитина и тристеарина; тресковый (рыбій) жиръ,
а также оливковое масло содержать въ себѣ много триолеипа.
Углеводы.
Углеводами называются органическія соединенія, который
имѣютъ общую формулу С„(НгО)ш и, слѣдовательно, являются
какъ бы гидратами углерода; напр.: 6С + 5HS0, 6С + 6НгО и
т. д. Къ чвслу такихъ соединений принадлежать клѣтчатка
СвН,0О6, которая образуетъ главную составную часть раститель-
ныхъ кдѣтокъ и извѣстна въ видѣ древесины, бумаги, ваты,
свекловичный сахаръ С,3НгаОп, плодовый и виноградный сашръ
С6Ні2Ов и др. Приведенныхъ здѣсь соединеній уже достаточно
для того, чтобы сразу нонять, что углеводы имѣютъ огромное
значеніе въ жизни растительнаго и животнаго царства.
Изъ отдѣльныхъ представителей мы разсмотримъ сначала d
ыюкоэу, или виноградный сажаръ. Она находится въ виноградномъ
сокѣ и, вмъ-етѣ съ фруктозой, встрѣчается во многяхъ плодахъ.
Кристаллическая часть кеда предетавляетъ собою тоже глюкозу.
При діабетѣ, или сахарной болѣзно, происходить выдѣлеше ни-
—■ tW-r-
ноградваго сахара въ кочу. Получаютъ виноградный сахаръ
большею частью нет. тростниковаго сахара, который при випячѳніи
съ 1% растворомъ сѣрной кислоты распадается на глюкозу и
фруктозу, по реакціи:
С,»НиО„ + НаО = СкН„0, + С»Н,аОв
глюкоза, t фруктоза.
Такое превращен!© сахара въ глюкозу называется ииеерсіей.
Заводскимъ путемъ глюкозу приготовляюгъ кипяченіенъ
крахмала съ слабой сѣрной кислотой:
C6H1BOs + HaO = CeHlsOe-
По окончания реакціи сѣрную кислоту удаляютъ мѣломъ и
раетворъ подвергаютъ кристаллизаціи. Глюкоза кристаллизуется
изъ абсолютнаго спирта въ безводныхъ кристаллахъ; изъ воднаго
раствора она кристаллизуется съ молекулой воды.
Фруктоза, или плодовый, сахаръ, встречается въ природѣ,
вмѣстѣ съ винограднымъ сахаромъ, въ различныхъ сладкихъ пло-
дахъ. Снѣсь равныхъ количествъ плодоваго и винограднаго
сахара находится въ такъ пазываеномъ инвертировав в омъ сахарѣ,
который получается при инверсіи обыкновенного сахара.
Тростниковый, млм свекловичный, сахаръ С^Н^Оц является очень
распространеннымъ въ растительномъ царствѣ. Онъ находится въ
стебляхъ сахарнаго тростника, въ свеклѣ, въ сокахъ березы и
клена и во нногихъ фруктахъ. Въ настоящее время сахаръ добы-
ваютъ главнымъ образомъ, изъ свеклы и сахарнаго тростника.
Свекловица и сахарный тростникъ заключаюсь въ себѣ до 18%
сахара. Сахаръ изъ тростника и изъ свекловицы извлекаютъ нынѣ
большею чаетію диффузіонньшъ споеобомъ, т.-е. посредствонъ
систенатическаго выщелачиванія водой измельченной свекловицы
сначала на холоду, а потомъ при нагрѣванія. Сокъ, еодержащій
сахаръ, нагрѣваютъ съ известью, послѣ чего черезъ него
пропускается углекислый газъ; осаждающаяся углекислая известь
захватываем съ собою бѣлковыя вещества, бывшія въ видѣ при-
мѣсей въ сахарномъ сокѣ; затѣнъ сокъ фильтруютъ череаъ
животный уголь и кондентрируютъ въ сиропъ выпаривапіемъ въ
особыхъ вакуумъ-аппаратахъ, т.-е. такихъ приборахъ, въ кото-
рыхъ имѣется умевьшенное давленіе; последнее нужно потому,
что, при обыкновенномъ давленіи, выпариваніе сахарнаго раствора
совершается при той температурѣ, при которой часть сахара изиѣ-
няется, превращаясь-въ некристаллизующійся сахаръ, называемый
патокою. Полученный сыропъ при кристаллиэацін даетъ
сахарный несокъ/называющійся сырцомъ. Сахаръ-сыреоъ подвергаютъ
— 153 —
раффинировкѣ, для чего нагрѣваютъ его рпстворъ съ жнвотвымъ
угдеиъ. Потонъ этоть растворъ фильтруютъ и вьтарнваютъ въ
вакуунѣ. Сгущенный расгворъ спуекаютъ въ формы, благодаря
«оторыкъ получаются такъ называемая сахарный головы. На всеиъ
земномъ шарѣ вырабатывается около 2,5 ннлліардовъ килограм-
мовъ сахара въгодъ; въ томъ чнслѣ въ Россіи — около 600 мил-
ліоновъ килограммов!..
Тростниковый еахаръ хорошо растворяется нъ водѣ, но не
растворить въ абсолютномъ спиртѣ и эфярѣ. Нагрѣтый до 160°,
онъ плавится, а при охлажденіи превращается въ аморфную
кассу, называемую ячменнымъ сахаромъ.
При кипячевіи тростииковаго сахара съ слабыми растворами
сѣрной, соляной н другихъ кислотъ, онъ присоединяетъ молекулу
воды и, какъ уже извѣство, распадается поровну на глюкозу и
фруктозу:
СиНиОп + На0 = ОДА + ОДА-
глюкоза. фруктоза.
Крахмаль СаН10О5 встрѣчается въ изобиліи и очень часто въ
растительномъ парствѣ; онъ находится въ сѣкевахъ бобовыхъ в
злаковъ, въ клубняхъ картофеля, въ плодахъ каштаповъ. Его
добываюсь изъ злаковъ ила изъ картофеля. Для цолученія кар-
тофельнаго крахмала клубни картофеля стираются на теркать а
полученная лязга обрабатывается на ситахъ водою; крахмаль
проходить сквозь сита въ бассейнъ, гдѣ и оеѣдаѳтъ. Крахи ал ъ ямѣетъ
видъ круглыхъ или овальныхъ зеренъ; каждое зерно состоять
изъ концентрическихъ слоевъ, ваключенныхъ одинъ въ другомъ.
Содержимое этихъ зереиъ называется гранулозой, а оболочку ея,
вѣроятно, составляетъ клѣтчатка; при иагрѣваніи съ водой, зга
оболочка разрывается, и крахмаль образуетъ съ водой
студенистую, клейкую жидкость, называемую клейстеромъ. Крахмаль
не растворикъ въ водѣ и спиртѣ. Нрахмалъ и крахмальный клей-
стеръ окрашиваются іодомъ въ интенсивный синій цвѣтъ, а бро-
нонъ въ желтый цвѣтъ. Пасинѣвшій расгворъ крахмала при ки-
пяченіи теряетъ окраску, которая по охлажденіи снова появляется.
Приведенная выше формула даетъ только эмпирически составь
крахмала; молекулярный же вѣсъ его и молекулярная формула
пока неиэвѣегаы.
Клѣтчатка, или целлулоза, нмѣеть тотъ же составь, какъ
крахмаль (CeH100s), и молекулярный вѣсъ ея, который долженьбыть
большнмъ, тоже еще неизвѣстенъ. Свое назван)ѳ клѣтчатка
получала оттого, что она входить въ составь растительной клѣтки; хяо-
покь, льняная пряжа, фильтровальная шведская бумага являются
156 —
почти чистой клѣтчаткой. Она представдяотъ собою вещество бѣ-
лаго нвѣта, нерастворимое въ вод* и спиргв, н иожетъ
растворяться только въ реактивѣ Швейцера (растворъ окиси мѣди въ
амніакѣ).
Свойства клѣтчаткн установлены преимущественно на
основании свойствъ волоконъ льна я клоака. Во вь настоящее время
имѣются данныя, которыя показываюгъ, что клѣтчатка,
получаемая изъ разныхъ ыатеріаловъ, не всегда обладаетъ одними и
тѣми же свойствами, а въ зависимости оть происхожденія имѣегь
нѣкоторыя особенности.
При дѣйгтвіи сѣрной кислоты клѣтчатка можетъ давать
различные продукты, въ зависимости отъ температуры, времени дѣй-
ствія и крѣпости кислоты. Если бумагу опустить на одну или на
двѣ мвнуты въ разбавленную на половину водой сѣряую кислоту,
а потомъ промыть водой и высушить, то бумага эта сдѣлается
похожею на животный пергаментъ. почему она въ такомъ вид* и
называется растителыіымъ пергачентоаъ, который гораздо прочиѣе
обыкновенной бумаги.
При обработкѣ клѣтчатки смѣсыо азотной и сѣрвой кислотъ,
получается рядъ рааличныхъ азотныхъ эфировъ, составъ кото-
рыхъ завяситъ отъ крѣпости этахъ кислотъ и отъ времени ни-
трацін. Для выражения состава азотныкъ эфировъ клѣтчатки,
неправильно называемыхъ нитроклѣтчатками, принимают!, для
клѣтчатки молекулярную формулу вида Ca4H40Oao. Опытъ показываетъ,
что на такую молекулу клѣтчатки можно ввести для нитраціи не бо-
лѣе 12 иолекулъ азотной кислоты, при чемъ реакція образовапія
нятроклѣтчатки высшей степени нитраціи будетъ слѣдующая:
СгіН^Оао + 12HONO, = 121^0 + CufWONOJuOg.
Кромѣ этой высшей нитроклѣтчатки, извѣетны еще елѣдующія:
Са1Наи(ОШа)пО,
CMIMONOa)10Olo
CaiH31(ON02)B Оп
C2,Hae(ONOa)( О,,
Одна изъ этихъ нитроклѣтчатокъ, а именно одиннадцатиаяот-
ная клѣтчатка C^H^ONO^Og, называется нерастворымымъ ш-
роксшиножъ, потому что она не способна растворяться въ смѣси
спирта и эфира; девятиазотная клѣтчатка СлНзДОШ^О,, соста-
вляетъ главную массу растворимою пирокеилына, который
растворяется въ смѣеи спирта в эфира. Менделѣевымъ была получена
при особыхъ усдовіяхъ нитраціи, нитроклѣтчатка, которую онъ
_ 157 —
вазвалъ пироколмдкмъ, и составь которой близко оодходиуь къ
дееятиазотной клѣтчаткѣ Ca,Hao(ONOa)100,0; пироколдодій также
хорошо растворимъ въ смѣси спирта в эфира. Изъ пяроколлодія,
а также изъ сігвси указанныхъ пирокевлиновъ приготовляется въ
настоящее время бездымный порохъ. Съ этой цѣлью сиѣсь раство-
рнмаго и нерастворимаго пироксилина въ извѣстной прооорціи
обрабатывается тѣмъ или другимъ растворителемъ до полученія
однородвой тѣстообразной массы; иэъ пен преесуютъ ленты соот-
вѣтствующихъ размѣровъ в эатѣиъ ихъ сушатъ, оослѣ чего и
получается бездымный порохъ въ видѣ коллоидальной массы,
способной къ прогрессивному горѣвію въ огнестрѣльнокъ оружіи.
Нерастворимый пироксилинъ прессуется въ шашки я служить
для подрывныхъ работъ; онъ идетъ также на снаряженіе артил-
лерійскихъ сяарядовъ.
Вензолъ и его производныя.
Въ каменноугольномъ дегтѣ, который получается какъ
побочный продуктъ сухой перегонки каменнаго угля, заключается цѣ-
лый рядъ углеводородовъ, называем ыхъ бензольными, или
ароматическими. Важнѣйшимъ представителей этиіъ углеводородовъ
является бензолъ СвНв; онъ представляетъ собою легкую жидкость,
пріятнаго ароматическаго запаха, способную хорошо растворять
смолы, жиры и др. органически соединен!я.
Формула строенія бензола существенно отличается отъ всвхъ
знакомить уже намъ углеводородовъ, такъ какъ входящіе въ нее
углеродные атомы обраауютъ замкнутое кольцо, и она можетъ
быть вредставлена такъ:
Н
I
С
н—с/\с—н
Н-СІ^С-Н
с
I
II
Благодаря этому отличію въ строенія, бѳнзолъ и его
гомологи представляютъ много особенностей въ отношении ихъ ре-
акцій и производныхъ.
Блвжайшимъ гомологомъ бензола является углеводородъ пюлуолъ
СтНа, который можетъ быть представленъ структурной формулой
— .188 -
C,Hs.CHt в потому можеть быть нвзванъ— метилъ-бензолг.
Подобно бензолу оиъ получается изъ камеаноугольваго дегтя в
представляетъ собою жидкость уд. вѣса 0,88, кипящую при 111° С. Изъ
него въ настоящее время приготовляется очень важное въ
военной техникѣ взрывчатое вещество тринвтротолуолъ, или тротвлъ.
Нитробѳнзолъ.
При дѣйствіи азотной кислоты на всѣ вообще углеводороды,
получаются нитросоединенія, который характере зу юте я присут-
ствіемъ въ нахъ остатка азотной кислоты NOs, который
называется группой нитро. Нитросоединенія углеводородовъ поэтому
можно рассматривать какъ- углеводороды, въ которыгъ атомъ
водорода закѣненъ группой нитро; напр., метану СН4 соотвѣт-
ствуеть нитрометанъ CH3.NOE.
Если на бѳнаолъ СвНв подѣйствовать крѣпкой азотной
кислотой, то получается нитробензолъ:
СвНе + HN03 - Н20 + C,H5NOg.
Оиъ представляетъ собою желтоватую жидкость сь горько-
мяндальныѵъ запахомъ и употребляется въ парфюмеріи, а глав-
нымъ образомъ идетъ для приготовлен!я анилина, или анидо-
беазола.
Нитропроизводныя съ доетаточныиъ числомъ нитрогруппъ
обладають обыкновенно взрывчатыми свойствами, прямѣрани чего
могутъ служить тринитробензолъ CaHs(N02)3 и тривитротолуолъ
CelWNO^CH,.
Для полученія тринитротолуола, иввѣстнаго еще подъ наэва-
нІемъ тротыла, производится обработка углеводорода толуола
азотной кислотой въ смѣси съ сѣрной кислотой послѣдовательно
два - три раза, при чемъ сперва получается моно или ди-нитро-
толуолъ, а затѣмъ уже тринвтротолуолъ. Въ чистомъ видѣ онъ
представляетъ собою твердое кристаллическое вещество свѣтло-
желтаго цвѣта съ температурой плавленія 81°,5 С. Послѣ рас-
плавленІя и затвердѣванія тринитротолуола онъ получается въ
ввдѣ плотной мелкокристаллической массы уд. вѣса 1,5, которую
довольно легко детонировать, примѣняя соответственный дето-
наторъ.
Для снаряженія артиллерійскихъ снарядовъ онъ заливается
въ нихъ въ жядкомъ, раепдавлепномъ состояніи, при чемъ по
сравнению съ описываемымъ далѣе мелинитомъ онъ представляетъ
серьезная преимущества въ отношеніи низкой температуры
плавленія я нейтральныхъ химнческнхъ свойстиъ.
— 159 —
А Ы И Л И Н Ъ.
Если нвтробевволъ подвергнуть дѣйствію водорода въ мо»
иенгъ выдѣленія, то группа нитро (N02) превращается въ группу
амидо NH2 (остатокъ амніака), н онъ превращается въ аннлииъ,
или амндобензолъ. Это можетъ быть выражено такой реакціей:
CeH5N02 + ЗНг = CeHENHa + 2HgO.
Двилинъ представ ля егь собою жидкость, которая обда-
даетъ основныии свойствами, потому что содержитъ остатокъ
ааміака (Ntfg); поэтому онъ епособенъ съ кислотами образовать
соли, напр., CflHsNH2HCl — хлористоводородный анилииъ.
Анилинъ въ настоящее время готовится въ большихъ коли-
чествахъ на заводахъ для приготовления авилиновыхъ краеокъ,
къ числу которыгь относится фуксинъ, малахитовая зелень в др.
Фенолъ, или карболовая кислота.
Если въ бензолѣ мы замѣстиыъ атомъ водорода гвдроксиломъ,
то получим ъ соединеніе С„НьОН, которое называется феноломъ,
или карболовой кислотой. Онъ имѣетъ свойства спирта, какъ
соединен іе, содержащее шдроксилъ, но кромѣ того въ ненъ слабо
развиты и кислыя свойства, за что онъ н называется карболовой
кислотой. Такъ, фенолъ реагаруеть со щелочью, ѣдкшгь натромъ,
и даетъ еолеобразноѳ соедвненіе CaHBONa — фенолятъ натрія.
Фенолъ, или карболовая кислота СвНьОН, находится въ неболь-
шихъ количествахъ въ мочѣ и въ экскрементахъ; добывается же
онъ изъ каиеяноугольнаго дегтя. Производя перегонку этого дегтя,
фенолъ получаютъ сперва въ смѣеи съ углеводородами и нѣко-
торыми другими соединеніями; для того, чтобы отдѣлить фенолъ
отъ углеводородовъ, указанную смѣсь обрабатываютъ растворомъ
ѣдкаго натра, при чемъ фенолъ растворяется въ немъ, такъ
какъ образуется фенолятъ, а углевоаороды остаются въ видѣ
верастворенной жидноети. Водный растноръ фенолята разлагать
соляной кислотой, и выдѣленный фенолъ подвергается дробной
аерегоыкѣ, а затвыъ очищается кристаллизащей.
Фенолъ представляетъ твердое тѣло; онъ плавится при 43° Е
кипатъ при 183°. Твердый фенолъ и концентрированный водный
растворъ фенола дѣйствуютъ на кожу разъѣдающшгь образоѵь,
а принятые внутрь, причвняютъ отравленіе. Э°/» водный растворъ
фенола употребляется, какъ антисептическое средство, потому
что онъ убиваѳтъ низгоіе организмы.
— J№ —
При дѣйсгвіа азотной кислоты ad фенолъ получается аитро-
соединѳию, котарие называется триявтрофеяоломъ, или
пикриновой кислотой.
CHsOH + 3NOaOH = SHaO + C.HjsfNOjJaOH.
Пикриновая кислота есть желтое кристаллическое тѣло,
которое обладаетъ кислыми свойствами, ибо способна образовать
соли, называемый пикратами, наоринѣръ: C(Ha(N02)gOK — пик рать
калія.
Пикраты представляютъ собою взрывчатыя вещества.
Пикриновая кислота въ сплавленомъ вндѣ также употребляется
какъ взрывчатое вещество (мелинятъ) я идетъ для снарнжевія
бризантныхъ снарядовъ.
Гремучая ртуть.
Гремучая ртуть состава CjNgOgHg предстаеляетъ собою очень
важное взрывчатое вещество и примѣняется въ болыиихъ коли-
чествахъ для детонапіи другихъ варывчатыхъ вещеетвъ, а также
въ нѣкоторыхъ ударныхъ составахъ.
Для получения ев металлическую ртуть растворяютъ въ
азотной кислотѣ и къ аолученноиу раствору прибавляютъ винный
спиртъ; при этомъ происходить довольно бурная реакція', по
окончаніи которой выдѣляетея сѣрый тяжелый лорошокъ
гремучей ртути. Отделивши отъ жидкости, ее тщательно промы-
ваютъ водой н затѣмъ сушатъ.
Въ детонаторахъ, прииѣняемыхъ для взрыва пироксилино-
выхъ шашекъ и другихъ взрывчатыхъ вещеетвъ, находится около
1 —1,5 граммовъ гремучей ртути въ сильно спрессованномъ со-
стояаіи. Гремучая ртуть очень легко воспламеняется и взрывается
отъ удара.
Задачи по химіи.
I. Законы гаэмбразнаго состоянія.
1. Газъ, находившейся въ объеиѣ 10 литровъ и подъ давле-
еіемъ 2,5 атмосфѳръ, выпущенъ подъ давленіѳ 1 атмосферы, безъ
измѣнепія температуры; найти его новый обгемъ.
2. Подъ кнкимъ давленіемъ находится водородъ въ оболочкѣ
емкостью 0,5 куб. метра, если при выходѣ подъ давленіе 1
атмосферы онъ заникаетъ объемъ 7,5 куб. метровъР
3. До какой температуры нужно нагрѣть газъ, находящійся
при 0°С, для того чтобы объемъ его удвоился?
-161 —
4. Температура газа изжѣнилась съ +15° до 100° С бе«ь наиѣ-
ненія давлещв, поеаѣ чего онъ занялъ объемъ 40,5 лнтровъ;
найтн его начальный объемъ.
5. Найти дашіеше газа, находящегося въ оболочкѣ нензмѣ-
яяемаго объема н нагрѣтаго до 127°,3 С, зная, что при 100= С
давленіе его было равно 1 атмосферѣ.
6. Привести къ норнальвынъ условіямъ объемъ газа, равный
10 литрамъ при давленіи 780 им. и температурѣ 20° С.
7. Зная вѣсъ 1 литра воздуха при нормальныхъ условіяхъ
(1,293 гранна), найти вѣсъ его ори давленіи 744 мм. и
температур* 16" С.
8. Найти истинное давленіе воздуха, насыщеннаго водяными
парами при температурь 25° С (давленіе насыщеняыхъ нароет,
воды при 26° С равно 23,6 мм.) и находящегося подъ давленіемъ
750 мм.
9. Найти парціалъныя давлешя водорода и кислорода въ
гремучего газѣ, когда онъ находится подъ давленіенъ 15 атмосферъ.
II Химическія формулы-
1. Опредѣлить процентный составъ углекислаго газа С02 и
окиси углерода СО.
2. Опредѣлвть процентный составъ бертоллетовой солиКС103.
3. Определить процентное содержаніе воды въ кристаллагь
соединенія FeSO,.7HsO.
4. Вывести химическую формулу соединенія, состонщаго изъ
46°/0 кремнія Si н 54% кислорода 0.
5. Вывести химическую формулу соединенія изъ 75%
углерода С н 25% водорода.
6. Вывести молекулярную формулу соединенія, состоящего изъ
50% сѣры и 50% кислорода и иаѣющаго плотность въ газооб-
разномъ состояніи по отношению къ водороду 32.
7. Вывести молекулярный формулы хииическкхъ соедиаеній,
которыя нмѣюгъ одинъ и тотъ же процентный составъ изъ
92,5% С и 7,5% Н, но плотность одного изъ нихъ по отноше-
нію къ водороду равняется 13, а другого — 39.
Ш- Хммичвскія уравнейя и иргаѣненія ихъ.
1. Найти расходъ ѣдкаго натра NaOH, необход в маго дляней-
трализаши одной вѣсовой части соляной кислоты НС1.
2. Какое количество сѣрной кислоты HaSO( можно
нейтрализовать ара помощи 40 граммовъ ѣдкаго натра?
KFlTKlfi КГРСЪ ХВИШ. 11
-^ ш*
3. Опрвдѣгать процентное. отнотеніе ѣдкой невеста в угле-
киелаго газа въ реакщи ёоедвневія вхъ по уравнение:
Са (ОН)а + СОв = ?
4. Сколько нужно взять хлористаго натрія NaCl и азотносе-
рябряиой соли AgN09 для получѳшя 14,35 грани, хлористаго
серебра AgCl?
5. Опредѣлнть количество матеріаловъ для полученія 1
килограмма азотной кислоты но уравненію:
NaNOs + HaSO* •> NaHSO* + HNOa.
6. Опредѣлнть количество матеріаловъ, необходвкыхъ для
полученія 1000 куб. кетровъ водорода по реакцін:
Fe + HaS04 = FeSQ, -f- Ц,.
7. Определить вѣсъ и объемъ кислорода и воздуха,
необходимый для сжигаиія 1 килограмма чистаго углерода.
8. Ояредѣлить количество воды, образующейся при сгораніи
1 грамма, водорода.
9. Вычислить процентный составъ пороха, горящаго по
уравненію:
2KNOs + ЗС + S = ЗСОа + Na + K2S.
10. По уравненію, данному въ задачѣ Ni 9, опредѣлнть вѣсовое
отвошеніе продуктовъ горѣнія пороха газообразныхъ (СОв и Ns)
и твердыхъ (KaS),
11. Вычислить вѣсовой процентный составъ продуктовъ го-
рѣнія ннтроглицерива по уравненію:
гС^ОШ^ = 6СОв -у- 51^0 + 3N2 + 0,5О2.
12. Какой объемъ постоянныхъ гааовъ долженъ образоваться
при сгораніи 1 килограмма нитроглицерина но данноному выше
уравненію?
ОПЕЧАТКА.
На стр. 98-а, 25-я строка сверху, напечатано: таблица періодической
шстемы элементов* поиѣщена въ началѣ книги, а надо читать, на стр. 99-я.
иаа*-- ■■■■-
О гл авленіе
СТРАН.
Введенів. . . . , 3
Законъ сохранеиія матвріи. Простыя я сложный тѣла 6
Ученіе объ энергія. Химическая анергія 12
О строеши вещества 15
Вода 17
Растворы 20
Составь воды в ея раадоженіе. Законъ постоянства состава; 24
Водородъ 27
Кисдородъ 31
Количественное опредѣленіе состава воды 35
Химическая ноненклатура. Схена квслородвыхъ соединеаіа 39
Оаонъ. Перекись водорода. Законъ нратныхъ отношений 44
Группа галоядовъ:
Хлоръ 49
Ученіе о валентности. 53
Яолученіе хлора 56
Синтеэъ хлористого водорода Ь9
Объемный законъ Гей-Лгассака. Законъ Авогадро-Жерара 60
Фторъ. Броиъ. Іодъ 67
Группа кислорода:
Сѣра ... 69
Кислородныл соедннешя сѣры 73
Сѣряый авгидридъ и сѣрвая кислота 74
Группа азота:
Азотъ 76
Водородистое соединевіе азота. Анміакъ 83
Кислородный соеднвенія азота 35
Азотная кислота SS
Кислородный соеднвенія фосфора 90
Пародическая система элеиентовъ Д. И. Млвделѣева 92
IV грушга иеріодвчикой системы эленевтовъ:
Углеродъ 101
Соедииенія углерода съ водородомъ 105
, , , кислородомъ 107
— 164 —
стмн.
Крвщв* Ill
Олово в свпнецъ ИЗ
Ш груши періодической системы элемвнтовъ:
Бор*. 114
АлюмваіВ 115
Щелочные металлы 118
НатріВ —
Калін 120
Щедочно-земельные металлы . . ■ 121
Кальдій —
М*дь 124
Серебро 125
Золото 127
Платина 139
Желѣзо ' —
Органическая хнніл 134
Теорія строевія органическяхъ соединений 135
Предѣльные углеводороды 142
Непредѣльные углеводороды 144
Спарты 145
Альдегиды 147
Кислоты 148
Простые эфяры 140
Сложные жряры 150
Глнцеривъ 151
Углеводы 153
Бензолъ. Яитробенэодъ. Дннлинъ 157
Феколъ, или карболовая кислота 159
Греиучая ртуть 160
Задачи по химіи —