Алхимия – это очень просто
Современному химику, умеющему составлять химические уравнения, совсем не сложно получить золото из других элементов. Вначале рассмотрим взаимодействие металлической меди с азотной кислотой (рис. 9.36).
Напомним правила написания таких уравнений, которые школьники изучают в самом начале знакомства с химией. Количество каждого элемента в левой и правой части уравнения одинаково. Числовой индекс у элемента (справа внизу) и коэффициент, стоящий перед формулой соединения, перемножаются. В левой части уравнения атомов кислорода 3 × 8 = 24. В правой части уравнения этих атомов точно такое же количество: 3 × 2 × 3 + 2 + 4 =24. Это незыблемый закон химии – сохранение вещества. В ядерной химии материя может превращаться в энергию, но мы-то ведем разговор об обычной химии.
Изменим немного правила написания уравнений, будем считать допустимым разделение букв в двухбуквенных символах элементов, но равенство количества каждой буквы в левой и правой части уравнения сохраним. В результате обнаружим, что при взаимодействии бора, меди и аргона получается золото, бром и углерод (рис. 9.37).
Возможен другой способ получения золота: литийборгидрид, взаимодействуя с медью и аргоном, образует золото, бромид лития и метан (рис. 9.38).
Приятно, что помимо золота образуется источник энергии – горючий газ метан. Но самый простой способ – реакция меди с мышьяком (рис. 9.39).
Побочный продукт – цезий – даже не требуется специально удалять, он мгновенно самовоспламеняется и сгорает на воздухе, образуя надпероксид цезия (CsO2), который можно легко смыть водой, т. е. чистое золото можно получить очень быстро. Можно еще и так, как показано на рисунке 9.40.
Интересно, что во всех случаях использовали медь – тот металл, из которого алхимики много раз безуспешно пытались получить золото (надежду на удачу им вселяла похожая окраска обоих металлов).
Необязательно получать золото, можно осуществить превращения других элементов; вот, например, уравнение-рекордсмен, в котором задействовано 12 химических элементов (первый элемент в уравнении – знакомый далеко не каждому радиоактивный элемент лоуренсий с порядковым номером 103) (рис. 9.41).
Известно, что химикам нравятся такие упражнения – в них сочетается химическая бессмысленность со строгими математическими правилами написания уравнений. Нечто подобное есть и у математиков: например, можно, используя римские цифры, из девяти вычесть единицу так, чтобы при этом получилось десять (рис. 9.42).
При написании подобных химических уравнений не следует нарушать сложившиеся правила. Числовые индексы могут превращаться в коэффициенты (как в обычных химических уравнениях), но прописные буквы не должны ни в коем случае становиться строчными и наоборот. Например, уравнение, показанное ниже, нарушает это требование. Строчная буква «о» стала прописной «О», это уравнение нарушает правило, и потому можно считать, что написано «неграмотно» (рис. 9.43).
Попробуйте сами составить подобные уравнения, возьмите таблицу Менделеева и постарайтесь использовать символы таких элементов, написание которых знает далеко не каждый химик, например резерфордий, дубний, сиборгий и др.
Покажите результаты вашей работы знакомым химикам или преподавателям, вы не только их позабавите, но и удивите знанием малоизвестных элементов.
Толковый словарь химика
Язык химиков своеобразен и часто малопонятен тем, кто не связан с этой наукой. Тем не менее существуют слова, которые используют и в химии, и в бытовой речи. Для того чтобы было легче пользоваться этими терминами, мы сопроводили их иллюстрациями.
Разминка плюс удовольствие
Вот типичный тест на сообразительность – найдите лишнее соединение в этом перечне:
KCl KClO4 KI HCl.
Сразу хочется сказать, что лишнее соединение – HCl, потому что в нем нет калия. Это правильный ответ. Можно также сказать, что HCl – это газ, а остальные – твердые вещества. Это тоже правильно. Однако можно найти совсем другое решение – во всех соединениях, кроме KI, содержатся хлор, следовательно, оно лишнее. Еще один вариант: во всех соединениях, кроме KClO4, содержится только два элемента. Вывод: тест составлен неправильно, поскольку допускает несколько решений. Такое иногда бывает, и авторы тестов этого не замечают, в итоге занижают оценку, если ответ не соответствует тому, который автор имеет в виду. Тесты бывают самые разные, не только химические, найти в них два или больше решений – хорошая разминка фантазии и даже своеобразное удовольствие.
Примечания
Задачи, помещенные в некоторых главах, были взяты из книг:
Арнольд В.И. Задачи для детей от 5 до 15 лет. – М.: МЦНМО, 2004. 16 с.
Евдокимов М.А. От задачек к задачам. – М.: МЦНМО, 2004. 72 с.
Они несколько изменены автором, а часть задач автор составил сам.
Некоторые термины в разделе «Толковый словарь химика» были предложены кандидатом химических наук И.А. Леенсоном (химический факультет МГУ).
Фотографии, помещенные в книге, были взяты с сайтов, разрешающих свободное использование снимков:
