ИСТИНА

На теоретическом туре 45-й Международной химической олимпиады среди школьников, походившей с 15 по 23 июля 2013 г. в МГУ, сотрудниками кафедры неорганической химии химического факультета МГУ была предложена задача, основанная на последних исследованиях, проводимых в лаборатории направленного неорганического синтеза. Она была следующего содержания. Бесцветное кристаллическое вещество A, содержащее металл X, хорошо растворимо в воде. Оно используется в качестве реагента в анализе. В щелочной среде А превращается в бинарное соединение B, содержащее 6.9 % (по массе) кислорода. При прокаливании вещество A разлагается, теряя 36.5% массы. 1). Определите металл X и вещества A, B. 2). Если к водному раствору вещества А прибавить тиосульфат натрия, реакционная смесь мгновенно окрасится в красный цвет, затем ее окраска изменится на красно-коричневую, а через несколько минут выпадет темно-коричневый осадок C. При этом раствор над осадком (маточный раствор) становится бесцветным. Если вещество C массой 1.10 г прокалить при 600ºC на воздухе, образуется серый порошок X массой 0.90 г. При прокаливании этого же вещества C в вакууме выделяется газ, который может быть поглощен суспензией гидроксида кальция. При длительном хранении осадка под насыщенным раствором перхлората бария в 0.1 М HClO4 осадок становится более светлым, в то время как с перхлоратом магния этого не происходит. Определите вещество C. 3). При хранении вещества C под маточным раствором (содержащим избыток вещества A) образуется вещество D желтого цвета. Если к суспензии вещества С в маточном растворе прибавить ионы бария, образуется смесь вещества D и осадка белого цвета. Предложите формулу вещества D, если известно, что оно содержит 77.5% (по массе) металла X. Решение: 1). Общая формула бинарного соединения В –XOn. Проведя соответствующие расчеты, получаем, что молярная масса металла – 108, очевидно, что X – Ag и B – Ag2O. При нагревании солей серебра происходит восстановление металла и, исходя из величин потери массы, получаем, что A – AgNO3. 2). Вещество C содержит серебро и, вероятно, серу и кислород, и при нагревании С в вакууме происходит выделение SO2. При проведении соответствующих расчетов получаем эмпирическую формулу AgS1/2O1/2 или Ag2SO. 3). Выпадение светло-коричневого осадка, нерастворимого в кислотах, после приливания бариевой соли свидетельствует об образовании BaSO4. При добавлении перхлорат-иона наблюдается замещение сульфатных групп на поверхности вещества. Таким образом, основываясь на формуле Ag2SO и принимая во внимание присутствие сульфата, можно предположить формулу D - Ag8S3SO4. Название задачи «Простой химической эксперимент» оказалось химической шуткой, оно означало лишь то, что эксперимент действительно является не очень трудоемким, а осмысление всех полученных результатов является сложной научной задачей, с решением которой справились немногие. Средний балл по задаче – 4,3 из 24, больше половины задачи смогли решить только 16 участников из 291. Такие невысокие результаты свидетельствуют о том, что даже лучшие школьники из 73 стран мира мало знакомы с классической неорганической химией. Они хорошо считают, моделируют и, к сожалению, забывают, что самое интересное в химии – эксперимент. Актуальность и высокий научный уровень эксперимента по достоинству были оценены руководителями команд, среди которых преподаватели ведущих вузов своих стран