Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете

В тот злополучный день лаборанту предстояло провести две операции. Сначала он поставил в сушильный шкаф склянку с препаратом, а затем занялся перекристаллизацией соли, которую он синтезировал накануне. Чтобы получить горячий насыщенный раствор, он добавлял понемногу сухую соль к кипящей воде. Шло время, почти все вещество из склянки перекочевало в колбу, но насыщения все не было. «Ничего, – подумал лаборант, – пусть раствор и не насыщенный, все равно при охлаждении из него выпадут кристаллы». Но не тут – то было: даже на льду осадок не появился. «Значит, вещество растворяется в холодной воде не хуже, чем в горячей, – сделал вывод лаборант. – Бывают же такие соли – поваренная хотя бы». Чтобы выделить вещество, он решил упарить раствор и поставил колбу на плитку, а сам направился к сушильному шкафу. Открыв его, он почувствовал сильный запах аммиака. Предчувствуя недоброе, лаборант извлек склянку – та была совершенно пустой! Термометр в шкафу показывал всего 70 ℃, на стенках шкафа не было никаких следов возгонки вещества. Тут лаборант вспомнил, что у него упаривается раствор, и бросился к плитке. В колбе было еще немного кипящей жидкости. Не почувствовав никакого запаха, лаборант успокоился, выключил плитку и охладил колбу. Осадка не было! Лаборант проанализировал раствор: в колбе была чистая вода! Итак, обе синтезированные соли, которые он только час назад держал в руках, исчезли бесследно… Может быть, вы догадаетесь, какие это могли быть соли?

«Ты взвешен на весах и найден очень легким…»

Студенту понадобилось синтезировать дибромтетракарбонилжелезо Fe(CO)Br₂ – промежуточный продукт для дальнейшей работы. В справочнике он прочел: «К раствору пентакарбонилжелеза Fe(CO)₅ в гексане прикапывают при охлаждении бром; образуется красный порошок продукта и выделяется СО. Осадок сушат в высоком вакууме». Студент получил осадок и поместил его в стеклянную ампулу, которую подсоединил к вакуумной установке. После тщательной откачки воздуха он отпаял ампулу (ее объем был 70 см³) и взвесил ее на точных весах (получилось 31,681 г). Затем он аккуратно вскрыл ампулу, отрезав ее кончик, и пересыпал полученный продукт в прибор для следующего синтеза, а чтобы узнать массу вещества, взвесил остаток ампулы и отрезанный кончик; получилось 31,567 г. Студент вычел один результат из другого и решил, что масса продукта составляет 0,114 г, но сильно ошибся.

В чем состояла ошибка? Какова на самом деле масса полученного вещества?

«У шкатулки ж тройное дно…»

Юные химики – Виктор, Ксения и Татьяна – решали задачи по химии. На каждую из шести задач все они дали разные ответы. Каждый раз кто-то из них был прав. Выберите верные, на ваш взгляд, ответы и выпишите по порядку имена их авторов. Потом в каждом имени подчеркните букву, порядковый номер которой в имени равен номеру вопроса. Если вы ни разу не ошиблись, то подчеркнутые буквы составят название одного из химических элементов. Обоснуйте выбор правильных ответов и укажите этот элемент.

1. Написаны две структурные формулы:

Чем отличаются эти вещества?

Ксения. Это одно и то же вещество, только по-разному записанное.

Виктор. Это два изомера, отличающиеся температурами плавления.

Татьяна

. Эти изомеры отличаются только оптическими свойствами.

2. Имеется 16 атомов радионуклида ²⁵Na с периодом полураспада 1 минута. Сколько атомов останется через 20 минут?

Виктор. Через 20 минут останется один атом.

Татьяна. Через 20 минут все атомы распадутся.

Ксения. Вы оба неправы – ответить точно нельзя.

3. Идеальный газ при постоянном давлении нагрели на 1 ℃, при этом его объем увеличился на 1/300. Какой была температура газа?

Виктор. Здесь необходимо знать массу газа, а этого нет в условии.

Татьяна. Условие противоречит закону Гей-Люссака: объем газа должен увеличиться на 1/273.

Ксения. Газ имел температуру 27 ℃.

4. Реакцию дегидрирования метилциклогексана в толуол проводили в газовой фазе при 200 ℃. Равновесие необходимо сместить в сторону толуола. Как это сделать?

Виктор. Надо подобрать катализатор получше.

Ксения. Катализатор здесь ни при чем; лучше всего повысить температуру.

Татьяна. Самый лучший способ – это повысить давление.

5. Кусок металлического цезия хранился в запаянной ампуле. Ампулу вскрыли, извлекли цезий и бросили его в колбу с гексаном.

Что произойдет?

Татьяна.

Цезий будет плавать на поверхности гексана и окисляться кислородом воздуха.

Ксения. Цезий упадет на дно колбы и останется там лежать.

Виктор. Цезий – очень активный металл, поэтому его не донесут до колбы – он самовоспламенится на воздухе и сгорит.

6. Метан в восемь раз тяжелее водорода. Намного ли уменьшится подъемная сила воздушного шарика при замене водорода метаном?

Ксения. Подъемная сила уменьшится в восемь раз.

Татьяна. Подъемная сила уменьшится вдвое.

Виктор. Подъемная сила уменьшится в четыре раза.

Детектор лжи