Условие задачи
Узнайте, какие вещества скрываются под перечисленными ниже бытовыми, техническими или историческими названиями веществ:а) мел, известняк, мрамор, кальцит, купоросное масло, глинозем, малахит;б) едкий натр, едкое кали, сулема, каломель, киноварь, кварц, чилийская селитра;в) хлорная известь, негашеная известь, гашеная известь, алебастр, гипс, бура, царская водка;г) ляпис, каустическая сода, кристаллическая сода, кальцинированная сода, глауберова соль, бертолетова соль, веселящий газ.
В каждом случае укажите, к какому классу относится это вещество.
Решение
Ниже приведён подробный разбор задачи. Исторически в старой химической номенклатуре многие бытовые, технические или минералогические названия скрывали за собой уже знакомые современные химические соединения, относящиеся к различным классам (карбонаты, оксиды, гидроксиды, соли и даже некоторые органические, или «спиртовые» соединения, и газообразные оксиды). Разобьём каждую из четырёх групп по компонентам и укажем, что это за вещество и к какому классу оно относится. (Во всех формулах вместо LaTeX используем символы Unicode, например, индекс записываем как цифры ниже символов.)
─────────────────────────────
1. Группа а)
Список:
а) мел, известняк, мрамор, кальцит, купоросное масло, глинозем, малахит.
Рассмотрим по частям:
① Мел, известняк, мрамор и кальцит
• Все эти названия относятся к минералам, основным компонентом которых является карбонат кальция, с формулой
CaCO₃.
Класс – карбонаты.
② Купоросное масло
• Слово «купорос» обычно исторически означало сульфат меди (наиболее известен голубой купорос – медный(II) сульфат, CuSO₄). Добавление слова «масло» может указывать на то, что вещество имело маслянистый внешний вид или подавалось в виде масляной фракции.
Класс – соли сульфатов (медный сульфат).
③ Глинозем
• Это старое название оксида алюминия с формулой
Al₂O₃.
Класс – оксиды.
④ Малахит
• Малахит – это минерал, который представляет собой гидрокарбонат меди; по современной номенклатуре его формула записывается как
Cu₂CO₃(OH)₂.
Класс – карбонаты (из числа карбонатов меди, при этом в его структуру входит и гидроксид).
─────────────────────────────
2. Группа b)
Список:
б) едкий натр, едкое кали, сулема, каломель, киноварь, кварц, чилийская селитра.
Рассмотрим по порядку:
① Едкий натр
• Это историческое название гидроксида натрия, NaOH, который является сильным основанием (щёлочью).
Класс – гидроксиды (основания).
② Едкое кали
• Аналогично, это название гидроксида калия, KOH – тоже сильное основание.
Класс – гидроксиды.
③ Сулема
• В старой номенклатуре «сулемой» называли соль, содержащую сульфит-ион, предположительно натриевый сульфит с формулой
Na₂SO₃.
Класс – соли сульфитов.
④ Каломель
• Это название давало ртуть, входящую в состав соединения хлорида ртутного(I) – формула
Hg₂Cl₂.
Класс – галогениды (сулёные соли ртути).
⑤ Киноварь
• Киноварь – хорошо известный красный рудный минерал, состоящий из сульфида ртути(II) с формулой
HgS.
Класс – сульфиды.
⑥ Кварц
• Кварц – это диоксид кремния, SiO₂, широко распространённый минеральный оксид.
Класс – оксиды.
⑦ Чилийская селитра
• Под этим названием обычно имеется в виду селитра, содержащая натрий – натриевая селитра с формулой
NaNO₃.
Класс – соли нитратов.
─────────────────────────────
3. Группа c)
Список:
в) хлорная известь, негашеная известь, гашеная известь, алебастр, гипс, бура, царская водка.
Разбираем по пунктам:
① Хлорная известь
• Это вещество готовят путём обрабатывания извести (оксида кальция) хлором в присутствии воды, и получают, по сути, гипохлорит кальция с формулой
Ca(OCl)₂.
Класс – окисляющие соли (химически относящиеся к соединениям гипохлоритов).
② Негашеная известь
• Это просто оксид кальция, CaO, получаемый при обжиге известняка.
Класс – оксиды.
③ Гашеная известь
• При добавлении воды к негашёной извести получают гидроксид кальция, Ca(OH)₂.
Класс – гидроксиды.
④ Алебастр
• Алебастр – это мягкий, мелкий дернистый минерал, разновидность гипса, который по современным представлениям – гидрат сульфата кальция, обычно обозначают как
CaSO₄∙2H₂O.
Класс – сульфаты.
⑤ Гипс
• Гипс – широко известный сульфат кальция с водами, формула
CaSO₄∙2H₂O.
Класс – сульфаты.
⑥ Бура
• «Бура» – это название соли тетраборатов, а именно борной соли десятикристаллической формы, с формулой
Na₂B₄O₇∙10H₂O.
Класс – соли боросодержащие.
⑦ Царская водка
• В старой номенклатуре под этим названием часто означали чистейший этиловый спирт, C₂H₅OH. (Важно не спутать с «царской водой» – aqua regia.)
Класс – органические соединения; спирты.
─────────────────────────────
4. Группа d)
Список:
г) ляпис, каустическая сода, кристаллическая сода, кальцинированная сода, глауберова соль, бертолетова соль, веселящий газ.
Разбор по элементам:
① Ляпис
• Это краткое название для ляпис‑лазули – минерала, используемого в пигментах. Ляпис‑лазули представляет собой сложный силикат с примесями сульфида, основным компонентом которого является лазурит (состав может быть описан приближённо как комплексное соединение, содержащее ионы натрия, кальция, алюминия, кремния и сульфид-ион).
Класс – сложные силикатно‑сульфидные соединения (минеральные пигменты).
② Каустическая сода
• Это историческое название гидроксида натрия, NaOH (аналогично едкому натру, но в данной группе именно под этим именем подавался продукт промышленного получения).
Класс – гидроксиды.
③ Кристаллическая сода
• Под этим названием обычно понимали натриевый карбонат, который часто встречается в виде белых кристаллов, то есть
Na₂CO₃.
Класс – карбонаты.
④ Кальцинированная сода
• Это ещё один термин, обозначавший продукт получения натриевого карбоната путем кальцинации натрона (натриевого сырья). Фактически –
Na₂CO₃.
Класс – карбонаты.
⑤ Глауберова соль
• Это название известно для сульфата натрия десятикристаллического –
Na₂SO₄∙10H₂O, широко используемого в различных промышленных процессах.
Класс – сульфаты.
⑥ Бертолетова соль
• В старинных трудах этим именем называли соль, содержащую натрий и бор, предположительно приближенную по составу к натриевому тетраборату (аналогично бура, однако иногда изготавливаемому в несколько иной форме).
Класс – соли боросодержащие.
⑦ Веселящий газ
• Это название относится к закиси азота, N₂O, газу, который применяется как анестетик и обладает ярко выраженным действием, вызывающим чувство эйфории («веселье»).
Класс – оксиды азота (газообразные соединения).
─────────────────────────────
Итоговое распределение по классам
А) Карбонаты – мел, известняк, мрамор, кальцит, малахит;
Сульфаты – купоросное масло (медный сульфат);
Оксиды – глинозем.
Б) Щёлочи (гидроксиды) – едкий натр (NaOH), едкое кали (KOH);
Соли сульфитов – сулема (вероятно, Na₂SO₃);
Галогенид ртути – каломель (Hg₂Cl₂);
Сульфиды – киноварь (HgS);
Оксиды – кварц (SiO₂);
Соли нитратов – чилийская селитра (NaNO₃).
В) Окисляющие соли – хлорная известь (Ca(OCl)₂);
Оксиды – негашеная известь (CaO);
Гидроксиды – гашеная известь (Ca(OH)₂);
Сульфаты – алебастр и гипс (CaSO₄∙2H₂O);
Соли боросодержащие – бура (Na₂B₄O₇∙10H₂O);
Спирт – царская водка (C₂H₅OH).
Г) Минеральные пигменты (сложные силикаты с сульфидными примесями) – ляпис (ляпис‑лазули);
Гидроксиды – каустическая сода (NaOH);
Карбонаты – кристаллическая сода и кальцинированная сода (Na₂CO₃);
Сульфаты – глауберова соль (Na₂SO₄∙10H₂O);
Соли боросодержащие – бертолетова соль (аналог Na₂B₄O₇);
Газ – веселящий газ (N₂O).
─────────────────────────────
Таким образом, при использовании современной химической номенклатуры мы можем однозначно отнести каждое вещество к своему классу, что видно из приведённого анализа.
Это и есть подробное решение задачи в соответствии с правилами современной химии с использованием формул, записанных с помощью символов Unicode.