серной кислоте.
В качестве катализатора сначала пользовались платиной. При условии хорошей очистки газа платина сохраняла свою активность почти 15 лет. И все-таки это было нерентабельно, так как платина очень дорога.
В последнее время стали использовать ванадиевый ангидрид. Он гораздо дешевле и менее чувствителен к разного рода «отравлениям».
Итак, серная кислота получена. Это тяжелая маслянистая жидкость. «Нордгаузенское масло», — говорили немцы. И, наконец, общее для всех времен и народов название концентрированной серной кислоты — олеум, что в переводе с латинского также означает масло.
Серная кислота обладает крайне причудливым характером. Трудно найти еще такое же вещество, свойства которого так резко изменялись бы в зависимости от концентрации. По отношению к металлам концентрированная и разбавленная серные кислоты ведут себя как совершенно различные соединения.
Разбавленная серная кислота растворяет все металлы, стоящие левее водорода в ряду напряжений, кроме свинца; при этом выделяется водород. Нерастворимость свинца в разбавленной серной кислоте сыграла решающую роль в производстве серной кислоты камерным способом. Концентрированная же серная кислота способствует полному растворению свинца, поэтому при контактном способе, когда получается серная кислота больших концентраций, свинец не может использоваться в технологическом процессе.
Концентрированная серная кислота при нагревании также растворяет почти все металлы, но здесь она проявляет свою окислительную способность, и вместо водорода образуется сернистый газ. И тут снова неожиданность. Оказывается, концентрированная серная кислота не растворяет железо. Именно на этом свойстве основана транспортировка серной кислоты в железных цистернах.
Серная кислота обладает большим сродством к воде, с которой соединяется с выделением значительного количества тепла.
Способностью серной кислоты поглощать водяные пары и объясняется употребление ее для осушения газов и приготовления бездымных порохов.
Концентрированная серная кислота обладает свойством обугливать различные органические соединения, например углеводы.
И в этом случае серная кислота вновь выступает как некое двуликое существо.
Возьмем, например, кусок растительной клетчатки и подействуем на нее серной кислотой разной концентрации. Отнимая у клетчатки воду, концентрированная серная кислота способствует ее обугливанию.
Теперь попробуем капнуть на клетчатку разбавленной серной кислотой. Клетчатка в этом случае не обугливается, а начинает крошиться. Налицо то же разрушающее действие серной кислоты, но сущность процесса уже иная, совершенно противоположная. Клетчатка на этот раз не теряет воду, а присоединяет ее к себе, превращаясь в чрезвычайно хрупкое вещество — гидроцеллюлозу, — которое сразу же начинает крошиться.
Серная кислота относится к числу сильных и двуосновных, то есть металлы могут замещать в ней один или два атома водорода. Поэтому ей соответствуют два ряда солей: сульфаты и бисульфаты. Почти все соли серной кислоты растворимы в воде, кроме сульфатов бария и свинца. Все остальные соли бария, кроме его сульфата, хорошо растворимы в воде и кислотах. Поэтому, если после добавления в раствор какой-нибудь соли бария появляется белый нерастворимый осадок, можно считать, что там присутствует или серная кислота, или какая-нибудь ее соль. Таким образом, соли бария являются реактивом на ион SO42–.
Каково же будущее серной кислоты? Потеряет ли она когда-нибудь свое лидирующее положение в химической промышленности?
Ведь многие важнейшие материалы прошлого и настоящего начинают понемногу сдавать позиции: на смену железу, стали, чугуну идут такие металлы, как литий, магний, титан, молибден; на смену многим химическим реагентам приходят другие, более эффективные. Однако вряд ли человечество придумает такое универсальное вещество, которое смогло бы заменить серную кислоту во всех областях ее применения.
Сероводород — враг и друг
Шестьдесят лет тому назад на острове Мартиника в пяти километрах от вулкана Мон-Пеле существовал небольшой городок Сен-Пьер. Сейчас этого города нет на карте: его постигла очень трагичная судьба.
…Однажды из кратера вулкана усилилось выделение сероводорода. Жители города скоро заметили это: их серебряные вещи стали чернеть. И вот за одну ночь все население города погибло в результате мощного извержения Мон-Пеле; в живых остался лишь один человек.
Появление из кратеров вулканов сероводорода, так же как и серного газа, обычно является грозным предостережением начала вулканического извержения.
В природе сероводород встречается главным образом в вулканических местностях, выделяясь иногда «прямо из-под земли». На острове Ява со дна одной из долин, расположенной у подножия потухшего вулкана, выделяется сероводород. Он несет гибель каждому живому существу. Долина, вся усеянная скелетами погибших животных, получила название «Долины смерти».
Сероводород узнают по характерному запаху тухлых яиц. Однако мало кому известно, насколько он ядовит. Он не менее опасен, чем пары синильной кислоты. Даже небольшие дозы сероводорода смертельны: 0,2 процента его в воздухе почти мгновенно убивают животных. В природе сероводород образуется также при гниении белковых веществ.
Сероводород страшен тем, что относится к числу аккумулятивных ядов. Вдыхание сероводорода притупляет обоняние, человек теряет чувство опасности и продолжает оставаться в отравленном воздухе, пока не наступает смерть.
В гемоглобине крови содержится железо. Сера же обладает большим сродством к металлам. Сероводород, попадая в кровь человека, реагирует с железом, образуя сульфид железа. Можно сделать следующий опыт: пропускать сероводород через свежую кровь, и ее окраска из красной превращается в грязно-зеленую. Легко найти объяснение, почему серебряные вещи жителей Сен-Пьера потемнели. Известно, что серебро — один из самых «стойких» металлов и не окисляется на воздухе даже при нагревании. Но сродство серы к металлам так велико, что даже «стойкое» серебро подвергается действию сероводорода, покрываясь темной пленкой сульфида.
Почему такой тусклый и безжизненный колорит имеют некоторые картины даже самых прославленных живописцев средневековья? Очевидно, краски утратили первоначальную яркость и свежесть. Многие художники в качестве белой краски употребляли свинцовые белила. Под действием сероводорода, всегда находящегося в небольших количествах в воздухе, свинец превратился в черно-бурый сульфид свинца.
Искусственно сероводород может быть приготовлен пропусканием водорода через расплавленную серу. Чаще же всего его получают действием разбавленных кислот на сернистые металлы. Сероводород обладает большой горючестью, его смесь с воздухом взрывает. Он горит красивым голубоватым пламенем с образованием сернистого газа и воды. Промежуточным продуктом при горении сероводорода может быть сера.
Сероводород считается одним из сильнейших восстановителей. В природе он не накапливается надолго в больших количествах, так как кислород воздуха окисляет его в свободную серу.
В морях при гниении многочисленных живых существ и бактерий образуется сероводород. Некоторые ученые считали, что, находясь в окислительной зоне моря, он превращается в результате окисления в свободную серу. Полученная таким образом сера, по мнению этих ученых, в виде серного дождя падает, например, на дно такого «классического сероводородного бассейна», как Черное море. Так могли бы образоваться очень мощные морские месторождения серы.
Но, вероятно, все гораздо сложнее. Сера, полученная в результате окисления сероводорода в
