Опасная химия: чем отбеливают обычную муку? Правда про вред белой муки. Чем отбеливают муку
ДЕВЯТЫЙ КЛАСС
Задача 9-1
Навеску бинарного кислородного соединения металла А массой 55 г обработали 1 л воды. Полученный раствор прокипятили с обратным холодильником и получили 998 мл раствора с плотностью 1,049 г/мл.
1. Перечислите все классы бинарных соединений металлов с кислородом.
2. Определите возможные формулы соединения А и назовите их.
3 Напишите все необходимые для решения задачи уравнения химических реакций. Задача 9-2
На полке в лаборатории обнаружили две банки со стертыми этикетками. В обеих банках находились черные порошки. При растворении одного из них в концентрированной соляной кислоте образовался желто-зеленый раствор (1), который при разбавлении водой стал голубым (2). При взаимодействии с концентрированной соляной кислотой другого порошка был получен синий раствор (3), который при разбавлении водой стал розовым (4).
1. Приведите аргументированный вывод, какие вещества могли находится в
2. Напишите уравнения реакций взаимодействия этих веществ с концентрированной соляной кислотой (1, 3) и уравнения реакций при разбавлении водой полученных растворов (2, 4). Объясните причину изменения цветов соответствующих растворов.
Задача 9-3
Однажды Карабас-Барабас, прочитав учебник химии, потребовал от актеров изучить взаимодействие марганца с различными кислотами. Части персонажей был выдан химически чистый марганец, а остальным – металл, содержащий примесь железа и меди. В работе использовали 3 M соляную и азотную кислоты, 1 М серную кислоту, дымящую (100%-ную) азотную кислоту, которые брали в избытке по отношению к металлу. Каждому из персонажей Дуремар предоставил один образец металла и одну склянку с кислотой. Наблюдения персонажи записывали в лабораторные журналы. Ознакомимся с записями в этих журналах.
Буратино. Реакция протекает энергично, не требует нагревания. Выделяется бесцветный газ, который при поднесении спички взрывает с хлопком. Металл растворяется без остатка.
Мальвина. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Выделяется бесцветный горючий газ, без вкуса и запаха. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Пьеро. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Металл растворяется без остатка. При добавлении к раствору сульфида натрия образуется черный осадок. Выделившийся из пробирки газ имеет едва заметный желто-оранжевый цвет, который исчезает при пропускании газа через щелочь. Газ, после пропускания через щелочь, бесцветен, при поднесении спички взрывает с хлопком.
Лиса Алиса. При действии кислоты поверхность металла покрывается белесым налетом, газ не выделяется. При добавлении небольшого количества воды начинается энергичная реакция с выделением бурого газа. Полученный раствор имеет зеленовато-желтый цвет, не исчезающий при кипячении.
Кот Базилио. Реакция протекает с выделением бесцветного газа и так же энергично, как
у Буратино. Раствор приобретает красивый бледно-розовый цвет. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Задача 9-4
Осадок, полученный при действии на 400 г 8 %-ного раствора сульфата меди (II) разбавленного раствора аммиака (который взяли в количестве, достаточном для полного осаждения осадка) (1), отфильтровали, высушили и прокалили в стеклянной трубке до 300 °С в токе инертного газа (2). Газообразные вещества на выходе из трубки пропустили через колонку с твердой щелочью массой 360 г. Масса колонки при этом возросла на 5 %.
Выдерживание такого же количества высушенного на воздухе осадка в эксикаторе над концентрированной серной кислотой приводит к увеличению массы кислоты на 7,2 г (3).
1. Проведя необходимые расчеты, определите:
Формулу вещества, выпавшего в осадок в результате реакции (1); -формулу вещества, образовавшегося при прокаливании осадка, рассчитайте его
массу, и приведите его название.
2. Напишите уравнения реакций (1 – 3);
3. Укажите, к какому классу относится осажденное вещество, выпадающее в результате реакции (1).
Задача 9-5
Химик, запомни, как оду: Льют кислоту в воду.
Хорошо известно, что при взаимодействии концентрированной серной кислоты с водой выделяется большое количество теплоты. В термодинамическом справочнике можно найти
следующие данные о теплотах образования (Q f ) серной кислоты.Q f , кДж·моль−1
H2 SO4 (l) 813.99
H2 SO4 (ai) 909.27
Индексы в скобках имеют следующий смысл: (l) – жидкая кислота, (ai) – кислота, полностью ионизированная в воде.
1. Какое количество теплоты выделяется при растворении 1 моль 100 %-ной серной кислоты в количестве воды, достаточном для полной ионизации кислоты?
2. Какую массу воды можно нагреть от 25 °С до 100 °С с помощью этого количества теплоты? Считайте, что теплоёмкость воды C p равна 75.3 Дж·моль−1 ·К−1
и не зависит от температуры.
3. Какую массу воды можно нагреть от 25 °С до 100 °С и испарить с помощью
этого количества теплоты? Теплота испарения воды при 100 °С равна 40.66 кДж·моль−1 .
4. Исходя из проведенных расчётов, объясните, почему при разбавлении концентрированной серной кислоты её нужно добавлять небольшими порциями к воде, а не наоборот.
ДЕСЯТЫЙ КЛАСС
Задача 10-1
Белое порошкообразное вещество Х было добавлено к растворам кислот. Результаты экспериментов приведены в таблице.
и добавлении хлорида бария.
Задача 10-2
Калий – важнейший биогенный элемент, входящий в состав животных и растительных клеток. При дефиците калия в организме развивается гипокалиемия, возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Основными пищевыми источниками калия для человека являются печень, молоко, рыба, сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, цитрусовые, виноград. Недостаток калия в почве приводит к угнетению растений и значительному уменьшению урожая, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют для производства химических удобрений.
Металлический калий чрезвычайно химически активен: уже при комнатной температуре он реагирует с водой , хлором , сероводородом , а при нагревании – с аммиаком , водородом , красным фосфором и многими другими веществами.
1. Напишите уравнения реакций , с помощью которых в задаче охарактеризованы химические свойства металлического калия.
Благодаря повышенной реакционной способности, калий в свободном виде в природе не встречается. Тем не менее, элемента калия на нашей планете довольно много: по распространенности он занимает 7-е место среди всех элементов, образует ряд собственных минералов и входит в состав морской воды. Содержание калия в земной коре составляет 2,4 масс. %, в морской воде 0,0371 масс. %.
2. Перечислите элементы, массовое содержание которых в земной коре больше, чем у калия.
3. Приведите примеры двух минералов, в состав которых входит калий (формулы, минералогические и химические названия).
концентрацию калия в морской воде в моль/л, если средняя плотность морской воды
1,025 г/см3 .
Природный калий состоит из двух стабильных изотопов 39 K и41 K и радиоактивного40 K (период полураспада 1,251·109 лет). В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра40 K, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.
распадался. Несмотря на то, что его распад происходит сразу по двум направлениям (β - распад и электронный, или К-захват), общий период полураспада достаточно велик (1,248·109 лет). Отношение концентрации40 K к концентрации одного из его продуктов
распада в изолированных горных породах используется для определения их абсолютного возраста; этот метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.
6. Напишите уравнения реакций ядерного распада изотопа 40 К. Исходя из значения атомной массы, оцените относительное содержание стабильного изотопа41 К в природной смеси. Также оцените, сколько лет назад содержание40 K в природной смеси изотопов составляло 0,0936 %.
Задача 10-3
Однажды Карабас-Барабас прочитав учебник химии, потребовал от актеров изучить взаимодействие марганца с различными кислотами. Части персонажей был выдан химически чистый марганец, а остальным – металл, содержащий примесь железа и меди. В работе использовали 3 M соляную и азотную кислоты, 1 М серную кислоту, дымящую (100 %-ную) азотную кислоту, которые брали в избытке по отношению к металлу. Каждому из персонажей Дуремар предоставил один образец металла и одну склянку с кислотой. Наблюдения куклы записывали в лабораторные журналы. Ознакомимся с записями в этих журналах.
Буратино. Реакция протекает энергично, не требует нагревания. Выделяется бесцветный газ, который при поднесении спички взрывает с хлопком. Металл растворяется без остатка.Мальвина. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Выделяется бесцветный горючий газ, без вкуса и запаха. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Пьеро. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Металл растворяется без остатка. При добавлении к раствору сульфида натрия образуется черный осадок. Выделившийся из пробирки газ имеет едва заметный желто-оранжевый цвет, который исчезает при пропускании газа через щелочь. Газ, после пропускания через щелочь, бесцветен, при поднесении спички взрывает с хлопком.
Лиса Алиса. При действии кислоты поверхность металла покрывается белесым налетом, газ не выделяется. При добавлении небольшого количества воды начинается энергичная реакция с выделением бурого газа. Полученный раствор имеет зеленовато-желтый цвет, не исчезающий при кипячении.
Кот Базилио . Реакция протекает с выделением бесцветного газа и так же энергично, как у Буратино. Раствор приобретает красивый бледно-розовый цвет. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Выполняя работу, персонажи забыли, какой из образцов металла и какую кислоту они использовали. Это грозило наказанием. Однако папа Карло спас положение и легко восстановил недостающую информацию.
Сделайте это и Вы, представив конечный ответ в таблице
Приведите уравнения реакций взаимодействия металлов с кислотами и соотнесите их с записями в лабораторных журналах.
Задача 10-4
Некоторое количество смеси изомерных углеводородов А иВ поместили в вакуумированный автоклав объемом 10 л, после чего под давлением добавили 10-кратное (по молям) количество кислорода. Реакционную смесь нагрели до 350 °С. При этом давление в автоклаве оказалось равным 568,48 кПа. Через автоклав пропустили электрическую искру. После того, как углеводороды полностью сгорели, снова измерили давление при той же температуре. Оно оказалось равным 647,14 кПа. Полученную газовую смесь пропустили через раствор известковой воды; образовалось 50,0 г осадка.
1. Определите молекулярную формулу углеводородов А и В. Ответ подтвердите расчетами.
2. Укажите число возможных изомерных углеводородов, отвечающих данной формуле и не обесцвечивающих водный раствор перманганата калия.
Известно, что углеводороды А иВ гидрируются при повышенных температуре и давлении; при этом из обоих образуются одни и те же продукты гидрированияС иD . Известно, что в молекулеА имеется 4, а в молекулеВ 6 типов атомов водорода.
3. А–D.
4. Напишите продукты реакции А с HBr.
Задача 10-5
В таблице приведены стандартные энтальпии образования соединений ClF, BrF и BrCl в газовой фазе при 298 К и энергии связи в этих молекулах.
1. Определите по этим данным энергии связи в молекулах фтора, хлора и брома. Изобразите в условном масштабе (график можно строить на листе тетради и без указания значений величин) зависимость Есвязи от атомной массы галогена (F, Cl, Br и I)
2. Энтальпия образования газообразного фторида хлора (III) равна −158.9 кДж·моль−1 . Рассчитайте энергию связи Cl–F в этой молекуле и объясните, почему она отличается от энергии связи в двухатомной молекуле.
3. Длины связей в молекулах ClF, BrF и BrCl равны 0.162, 0.176 и 0.214 нм соответственно. Определите ковалентные радиусы атомов фтора, хлора и брома. Найдите длину связи в молекуле Cl2 .
Энергией связи называют энтальпию реакции АВг = Аг + Вг
ОДИННАДЦАТЫЙ КЛАСС
Задача 11-1
Белое порошкообразное вещество Х было добавлено к растворам кислот. Результаты экспериментов приведены в таблице.
1. Определите состав добавляемого вещества (формула). Напишите его название.
2. Напишите уравнения реакций, происходящих при растворении.
3. Какие вещества могут содержаться в конечном растворе?
4. Для добавляемого вещества Х напишите реакции, протекающие при нагревании
и добавлении хлорида бария.
Задача 11-2
В химической лаборатории была обнаружена склянка с серо-черными кристаллами неизвестного вещества Х, нерастворимыми в воде. Желая установить их состав, лаборант отвесил 14,22 г кристаллов и подействовал на них большим избытком разбавленного раствора азотной кислоты. Кристаллы полностью растворились, а раствор приобрел коричневый цвет (реакция 1). Полученный раствор разделили натри равные порции .
Вторую порцию раствора обработали раствором иодида калия и нагрели до кипения. При этом выделялись фиолетовые пары, образовался зеленый раствор и коричневый осадок (реакции 5–6). Осадок отделили, промыли раствором тиосульфата натрия, в результате чего он стал белым (реакция 7), потом его высушили и взвесили. Масса осадка 2,865 г, он содержит 33,51 % (масс.) металла. Белый осадок полностью растворился в избытке раствора тиосульфата натрия (реакция 8)
К третьей порции коричневого раствора прилили бромид натрия, раствор прокипятили (реакция 9). Когда раствор остыл, добавили к нему концентрированный раствор аммиака (реакции 10–12). Раствор стал синим, из него выпал серо-зеленый осадок, который при прокаливании (реакция 13) дал 2,28 г зеленого порошка, содержащего 68,42 % (масс.) другого металла. Описанные превращения можно представить в виде схемы:
черный порошок | |||||||||||
синий осадок + ярко-желтый раствор | |||||||||||
HNO3 | |||||||||||
коричневый | фиолет.пары + зеленый раствор + коричневый осадок |
||||||||||
7 промыв |
|||||||||||
NaBr, NH3 | Na2 S2 O3 |
||||||||||
белый осадок |
|||||||||||
серо-зеленый осадок + синий раствор |
|||||||||||
зеленый порошок | Na2 S2 O3 |
||||||||||
бесцветный |
|||||||||||
Определите формулу неизвестного вещества Х, запишите уравнения всех упомянутых реакций (1–13).
Задача 11-3
Ударо- и износостойкие пластики используются для изготовления деталей автомобилей
и бытовой техники, пластиковых карт, медицинского оборудования, мебели. Широко распространенные АБС-пластики представляют собой сополимер акрилонитрила, бутадиена
и стирола.
1. Изобразите структурные формулы перечисленных мономеров.
Образец АБС-пластика содержит (по массе) 87,67 % углерода, 7,99 % водорода и азот.
2. Рассчитайте мольную и весовую долю каждого из мономеров в полимере.
3. Запишите все возможные уравнения реакций роста полимерной цепи (радикальная полимеризация), в результате которых в полимер включается звено бутадиена.
4. Сколько различных диад (пар последовательных звеньев) может существовать в описанном АБС-пластике: а) считая, что все реакции роста цепи протекают с полной регио- и стереоселективностью; б) считая, что реакции роста цепи при включении звена бутадиена не являются селективными?
Известно, что полистирол и сополимеры стирола с акрилонитрилом – прочный, но довольно хрупкий материал (разрушается при небольших деформациях), а полибутадиен – каучук, способный к высоким обратимым деформациям без разрушения. АБС-пластик сочетает высокую прочность со стойкостью к деформациям.
5. Как распределены звенья сомономеров в полимерной цепи АБС-пластиков (беспорядочно, строго чередуясь, группами из одинаковых звеньев)? Аргументируйте свой ответ.
Молярные массы используйте с точностью до целых единиц атомной массы.
Задача 11-4
Установлено, что для органических молекул и интермедиатов существует приблизительно экспоненциальная зависимость длины С–С связи (L , Å) от ее порядка (K ):
L = ae − bK
В углеводороде I (ωC : ωH = 4)L I = 0.154 нм, а в углеводородеII L II = 0.120 нм.
1. Расшифруйте формулы I и II, если M I /MII = 1.154. Укажите тип гибридизации
атомов C в молекулах I и II.
2. Рассчитайте значения коэффициентов a и b. Оцените K для молекулы бензола (L = 0.140 нм). Примечание: в ответах приводите три значащие цифры.
Полученное значение K можно объяснить, используя терминологию Кекуле, наличием «осцилляции связей в бензольном кольце» (хотя правильнее говорить, что молекула бензола существует в двух мезомерных формах):
На возможность такой «осцилляции» (на существование в виде двух мезомерных форм) указывали, например, данные по восстановительному озонированию углеводорода III , в результате которого образуется смесь соединенийX ,Y иZ в мольном соотношении 1:2:3.III можно получить изII согласно схеме:
III + IV |
|||||||
Pd/BaSO4 | |||||||
Pb(OAc)2 | O2 /Ag | 4 H2 |
|||||
1) + C | |||||||
2) H 3 O+
3. Напишите структурные формулы соединений A–G, X–Z, III и IV.
4. Установите формулу катализатора, который используется для дегидрирования
G, если он содержит Al (29.51 %), O (34.97 %) и элемент X.
Задача 11-5
Хлоруксусная кислота под действием воды превращается в гликолевую. Реакция протекает по уравнению
ClCH2 COOH + H2 O = HOCH2 COOH + HCl.
При большом избытке воды реакция имеет первый порядок по хлоруксусной кислоте и нулевой по воде.
Кинетику реакции изучали с помощью титрования. Для этого из реакционной смеси отбирали пробы и оттитровывали раствором NaOH. Ниже приведены объёмы щелочи, пошедшие на титрование при разных временах реакции.
1. Чему равна константа скорости реакции?
2. Через какое время после начала реакции все три кислоты будут находиться в смеси в равных количествах?
3. Чему равен период полураспада хлоруксусной кислоты при данных условиях?
4. Через какое время в смеси останется 25 % начального количества хлоруксусной кислоты?
Справочная информация:
Для реакций первого порядка k t = lnC C 0 , гдеk – константа скорости реакции,C 0 –
начальная концентрация вещества, C – концентрация вещества в момент времениt .
«Вопросы: 1. Определите состав добавляемого вещества (формула). Напишите его название. 2. Напишите уравнения реакций, происходящих при растворении. ...»
ДЕСЯТЫЙ КЛАСС
Задача 10-1
Белое порошкообразное вещество Х было добавлено к растворам кислот. Результаты
экспериментов приведены в таблице.
доля к-ты, %
кислота m р-ра к-ты, г m доб. в-ва, г m получ. р-ра, г
H2SO4 40,0 5,00 5,00 43,2
HCl 40,0 5,00 5,00 42,8
Вопросы:
1. Определите состав добавляемого вещества (формула). Напишите его название.
2. Напишите уравнения реакций, происходящих при растворении.
3. Какие вещества могут содержаться в конечном растворе?
4. Для добавляемого вещества Х напишите реакции, протекающие при нагревании и добавлении хлорида бария.
Задача 10-2 Калий – важнейший биогенный элемент, входящий в состав животных и растительных клеток. При дефиците калия в организме развивается гипокалиемия, возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Основными пищевыми источниками калия для человека являются печень, молоко, рыба, сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, цитрусовые, виноград. Недостаток калия в почве приводит к угнетению растений и значительному уменьшению урожая, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют для производства химических удобрений.
Металлический калий чрезвычайно химически активен: уже при комнатной температуре он реагирует с водой , хлором , сероводородом , а при нагревании – с аммиаком , водородом , красным фосфором и многими другими веществами.
1. Напишите уравнения реакций , с помощью которых в задаче охарактеризованы химические свойства металлического калия.
Благодаря повышенной реакционной способности, калий в свободном виде в природе не встречается. Тем не менее, элемента калия на нашей планете довольно много: по распространенности он занимает 7-е место среди всех элементов, образует ряд собственных минералов и входит в состав морской воды. Содержание калия в земной коре составляет 2,4 масс. %, в морской воде 0,0371 масс. %.
2. Перечислите элементы, массовое содержание которых в земной коре больше, чем у калия.
3. Приведите примеры двух минералов, в состав которых входит калий (формулы, минералогические и химические названия).
4. Оцените общее количество калия в земной коре в штуках атомов, если известно, что масса земной коры оценивается в 2,8·1019 тонн. Рассчитайте среднюю концентрацию калия в морской воде в моль/л, если средняя плотность морской воды 1,025 г/см3.
Природный калий состоит из двух стабильных изотопов 39K и 41K и радиоактивного 40K (период полураспада 1,251·109 лет). В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра K, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.
–  –  –
Задача 10-3 Однажды Карабас-Барабас прочитав учебник химии, потребовал от актеров изучить взаимодействие марганца с различными кислотами. Части персонажей был выдан химически чистый марганец, а остальным – металл, содержащий примесь железа и меди. В работе использовали 3 M соляную и азотную кислоты, 1 М серную кислоту, дымящую (100 %-ную) азотную кислоту, которые брали в избытке по отношению к металлу. Каждому из персонажей Дуремар предоставил один образец металла и одну склянку с кислотой.
Наблюдения куклы записывали в лабораторные журналы. Ознакомимся с записями в этих журналах.
Буратино. Реакция протекает энергично, не требует нагревания. Выделяется бесцветный газ, который при поднесении спички взрывает с хлопком. Металл растворяется без остатка.
Мальвина. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Выделяется бесцветный горючий газ, без вкуса и запаха. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Пьеро. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Металл растворяется без остатка. При добавлении к раствору сульфида натрия образуется черный осадок.
Выделившийся из пробирки газ имеет едва заметный желто-оранжевый цвет, который исчезает при пропускании газа через щелочь. Газ, после пропускания через щелочь, бесцветен, при поднесении спички взрывает с хлопком.
Лиса Алиса. При действии кислоты поверхность металла покрывается белесым налетом, газ не выделяется. При добавлении небольшого количества воды начинается энергичная реакция с выделением бурого газа. Полученный раствор имеет зеленовато-желтый цвет, не исчезающий при кипячении.
Кот Базилио. Реакция протекает с выделением бесцветного газа и так же энергично, как у Буратино. Раствор приобретает красивый бледно-розовый цвет. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
–  –  –
Приведите уравнения реакций взаимодействия металлов с кислотами и соотнесите их с записями в лабораторных журналах.
Задача 10-4 Некоторое количество смеси изомерных углеводородов А и В поместили в вакуумированный автоклав объемом 10 л, после чего под давлением добавили 10-кратное (по молям) количество кислорода. Реакционную смесь нагрели до 350 °С. При этом давление в автоклаве оказалось равным 568,48 кПа. Через автоклав пропустили электрическую искру. После того, как углеводороды полностью сгорели, снова измерили давление при той же температуре. Оно оказалось равным 647,14 кПа. Полученную газовую смесь пропустили через раствор известковой воды; образовалось 50,0 г осадка.
1. Определите молекулярную формулу углеводородов А и В. Ответ подтвердитерасчетами.
2. Укажите число возможных изомерных углеводородов, отвечающих данной формуле и не обесцвечивающих водный раствор перманганата калия.
Известно, что углеводороды А и В гидрируются при повышенных температуре и давлении; при этом из обоих образуются одни и те же продукты гидрирования С и D.
Известно, что в молекуле А имеется 4, а в молекуле В 6 типов атомов водорода.
3. Напишите структурные формулы соединений А–D.
4. Напишите продукты реакции А с HBr.
Задача 10-5 В таблице приведены стандартные энтальпии образования соединений ClF, BrF и BrCl в газовой фазе при 298 К и энергии связи в этих молекулах.
–  –  –
Вопросы:
1. Определите по этим данным энергии связи в молекулах фтора, хлора и брома.
Изобразите в условном масштабе (график можно строить на листе тетради и без указания значений величин) зависимость Есвязи от атомной массы галогена (F, Cl, Br и I)
2. Энтальпия образования газообразного фторида хлора (III) равна 158.9 кДж·моль1.
Рассчитайте энергию связи Cl–F в этой молекуле и объясните, почему она отличается от энергии связи в двухатомной молекуле.
3. Длины связей в молекулах ClF, BrF и BrCl равны 0.162, 0.176 и 0.214 нм соответственно. Определите ковалентные радиусы атомов фтора, хлора и брома. Найдите длину связи в молекуле Cl2.
Похожие работы:
«1 ПЕРЕМЕННЫЕ Иногда необходимо запомнить или записать кое-что на память. Мы для этого пользуемся, например, записной книжкой (простой или электронной) или записями на бумаге. При выполнении в...»
«В. Матвеев ЭКСПОРТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ ТУРКМЕНИСТАНА: ПЕРСПЕКТИВЫ И РИСКИ Ресурсы За прошедшее десятилетие получило подтверждение наличие значительных запасов газа в Туркмении, причем с течением времени эти оценки пересматривались в сторону повыше...»
«Журнал сделок PirateTrade (beta) Bерсия 1.0.0 Инструкция пользователя Инструкция пользователя Версия 1.0.0 4. Статистика 1. Описание 4.1 Сводная 4.2 Дневник 2. Установка 4.3 Трейды 4.4 Позиции 2.1 Настройка QUIK 4.5 Сделки и заявки 2.2 Импорт данных 4.6 График доходности 2.3 Обновление данных 3. Фильтры 5. Работа со сдел...»
Лекция. 9. Специальные химические вещества
§ 1. Виды специальных химических веществ и их основные свойства
Специальные химические вещества в зависимости от свойств, условий применения и способов обнаружения условно можно разделить на следующие группы: красящие, люминесцирующие (органического происхождения - люминофоры, неорганического происхождения - светосоставы), индикаторы и запаховые вещества.
Красящие вещества - это химические вещества, обеспечивающие стойкое окрашивание контактирующих поверхностей и преимущественно применяемые для активного выявления, изобличения лиц, совершающих кражи.
При попадании на открытые части тела человека, его одежду, на другие предметы они под воздействием потожировых выделений или окружающей влаги растворяются и образуют ярко окрашенные пятна. Это создает своего рода «особые приметы». Устранить такие пятна очень сложно. На поверхности тела, например, они остаются после многократного смывания горячей водой с моющими средствами, особенно под ногтями и в складках кожи. С одежды и других предметов удалить полностью красящие вещества практически невозможно. Следует учитывать, что некоторые из них обладают способностью люминесцировать в ультрафиолетовых лучах. Это позволяет выявлять такие вещества и в тех случаях, когда обычным осмотром они не обнаруживаются из-за малого количества или маскировки на объекте за счет сходства окраски.
Красящие вещества гигроскопичны, т. е. обладают способностью впитывать в себя влагу из окружающего воздуха. Это явление крайне нежелательно, т. к. порошкообразные красящие вещества, впитав влагу, во-первых, теряют свои свойства и при повторном увлажнении окрашивают контактирующую поверхность недостаточно стойко, а, во-вторых, подвергшись увлажнению, могут окрасить и демаскировать помеченный объект. Так, следы увлажненного и затем высушенного родамина С легко удаляются с рук простым мытьем водой с мылом. Поэтому при хранении и применении красящих веществ во избежание порчи и для увеличения срока годности последних необходимо исключать их контакт с влагой и влажным воздухом.
После срабатывания ловушки следы СХВ могут быть обнаружены по характерной окраске, заметной невооруженным глазом, и по люминесценции в ультрафиолетовых лучах. Экспертные исследования базовых смесей проводятся методом тонкослойной хроматографии и идентификации красителей и других компонентов, путем сравнения с эталонами и при помощи цветных реакций, проводимых капельным способом непосредственно на пластинке.
Для исследования СХВ ведьма удобны различные методы молекулярной спектроскопии, в частности спектрофотометрия. Определение цветовых спектральных характеристик этих веществ проводят на регистрирующих спектрофотометрах.
Красящие вещества, используемые в работе ОВД, обладают следующими свойствами:
Родамин С - темно-коричневый порошок с зеленоватым оттенком. Растворы в воде и спирте имеют синевато-красную окраску. Контактирующую поверхность при увлажнении окрашивает в стойкий малиновый цвет. В ультрафиолетовых лучах имеет ярко-красную люминесценцию.
Родамин Ж - красный или желто-коричневый порошок. Растворим в воде и спирте. Образующиеся растворы имеют ярко-красную окраску и зеленовато-желтую люминесценцию. Контактирующую поверхность окрашивает в коричнево-красный цвет с ярко-желтой люминесценцией в ультрафиолетовых лучах.
Родамин 4С - темно-малиновые кристаллы. Раствор в воде имеет темно-малиновую окраску, в этиловом спирте - розовато-малиновую. Контактирующую поверхность при увлажнении окрашивает в розово-малиновый цвет, люминесцирует таким же цветом.
Основной ярко-зеленый - порошок зеленого цвета с золотистым блеском. Контактирующую поверхность окрашивает в стойкий зеленый цвет. Плохо растворяется в воде, растворим в спирте.
Метиленовый голубой - вещество темно-зеленого цвета. Контактирующую поверхность окрашивает в ярко-голубой цвет. В воде и спирте растворяется плохо, но при нагревании растворимость улучшается. Растворы имеют синюю окраску.
Хризоидин - порошок красно-коричневого цвета. Контактирующую поверхность окрашивает в желто-оранжевый цвет. Слабо растворим в воде и хорошо - в этиловом спирте, диэтиловом эфире, хлороформе. Растворы имеют оранжево-коричневую окраску.
Сафранин Т - коричнево-красный порошок. Окрашивает контактирующую поверхность в красный цвет. Растворим в воде и спирте. В ультрафиолетовых лучах при увлажнении этиловым спиртом имеет красную люминесценцию.
Метилвиолет (метиленовый фиолетовый) - порошок с зеленым металлическим блеском. Растворы в воде и этиловом спирте имеют фиолетовую окраску.
Нейтральный красный - темно-зеленый кристаллический порошок. Водный раствор имеет красную окраску. Раствор в этиловом спирте красного цвета, слегка люминесцирует малиново-красным цветом.
Нильский синий - зеленый кристаллический порошок с бронзовым блеском. Плохо растворим в холодной воде, при нагревании растворимость повышается. Растворим в этиловом спирте. Растворы окрашены в синий цвет.
Фуксин основной - темно-зеленые блестящие кристаллы. Контактирующую поверхность окрашивает в розовый цвет. Растворим в воде (лучше при нагревании), хорошо растворим в этиловом спирте. Растворы имеют розовую окраску.
Основной синий К - порошок синего цвета. Контактирующую поверхность окрашивает в синий цвет. Растворим в воде и этиловом спирте. Растворы имеют синюю окраску.
Основной, коричневый 2К - черно-коричневый порошок. Растворы в воде и этиловом спирте имеют коричневую окраску.
Азур 1 (метиленазур) - темно-коричневые кристаллы с зеленоватым блеском. Растворим в воде, хорошо растворим в метиловом и этиловом спирте. Растворы имеют синюю окраску. Спиртовые растворы обладают синевато-красной люминесценцией.
Бриллиантовый желтый - светло-коричневый порошок. Растворы в воде и этиловом спирте имеют желто-оранжевую окраску.
Эозин - желтовато-оранжевый кристаллический порошок. Не растворим в воде и бензоле; плохо растворим в этиловом спирте, хорошо - в щелочах. Образующиеся растворы имеют розовую окраску.
Люминесцирующие вещества - химические вещества, обладающие способностью люминесцировать (светиться) в ультрафиолетовых лучах.
Некоторые вещества обладают способностью при освещении не только отражать часть падающего на них света, но и начинают светиться сами, особенно под действием источников, испускающих ультрафиолетовый свет.
Явление холодного свечения некоторых химических веществ строго определенным цветом при освещении их ультрафиолетовыми лучами называется фотолюминесценцией (сочетание греческого слова «фотос» - свет и латинского «люминесценция» - свечение). Согласно правилу Стокса свет люминесценции характеризуется большей длиной волны, чем возбуждающий свет. Поэтому при освещении вещества оно может люминесцировать специфичным именно для него цветом.
Обращает на себя внимание тот факт, что некоторые вещества сохраняют способность светиться определенное время после того, как освещение прекратилось (остаточное послесвечение). Эта разновидность фотолюминесценции названа фосфоресценцией. Свечение, которое прекращается вместе с освещением, называется флюоресценцией. Однако резкую границу между ними провести трудно и деление это до известной степени условно.
Явление люминесценции применяется для люминесцентного анализа. Используемые в работе ОВД люминесцирующие вещества являются, как правило, бесцветными или слабоокрашенными. Кроме того, порошкообразные люминесцирующие вещества мелкодисперсны и обладают хорошими адгезионными свойствами. Благодаря этому они находят широкое применение при проведении оперативно-розыскных мероприятий для скрытой пометки каких-либо объектов. Явление люминесценции дает возможность выявить присутствие ничтожно малых количеств люминесцирующих веществ. Например, достаточно располагать миллионной долей грамма светящегося вещества в виде раствора, чтобы обнаружить его по характерной люминесценции.
Основные представители люминесцирующих веществ, используемые в органах внутренних дел, обладают следующими свойствами:
Светосостав БЗС - мелкокристаллический белый порошок. В воде и других растворителях не растворяется. В ультрафиолетовых лучах светосостав БЗС имеет ярко-голубую люминесценцию. Используют это вещество для нанесения меток на ткань, пряжу, мех.
Светосостав ФК-102 - желто-оранжевый мелкокристаллический порошок. Нерастворим в воде и других растворителях. В ультрафиолетовых лучах имеет оранжево-красную люминесценцию. Используется для нанесения меток на ткань, мех, пряжу.
Люмоген желто-зеленый - представляет собой аморфное вещество желто-зеленого цвета. Растворяется в органических растворителях, таких как толуол, дихлорэтан, бензин. В ультрафиолетовых лучах имеет желто-зеленую люминесценцию.
Люмоген водно-голубой - порошок бледно-голубого цвета. Хорошо растворяется в толуоле, бензине, дихлорэтане. В ультрафиолетовых лучах имеет голубую люминесценцию.
Люмоген светло-зеленый - мелкокристаллический порошок светло-зеленого цвета. Растворяется в толуоле, бензине, дихлорэтане. В ультрафиолетовых лучах имеет зеленую люминесценцию.
Прямой белый - белое порошкообразное вещество. В ультрафиолетовых лучах имеет голубую люминесценцию.
Риванол - представляет собой мелкокристаллический порошок желтого цвета. В воде растворяется плохо, но хорошо в спирте. В ультрафиолетовых лучах обладает желтой люминесценцией.
Тетрациклин - порошок желтого цвета. Плохо растворяется в воде. В ультрафиолетовых лучах имеет желтую люминесценцию.
Трифенилпиразолин - белый порошок. Растворим в спирте. В ультрафиолетовых лучах имеет голубую люминесценцию.
Следует отметить, что из всех перечисленных люминесцирующих веществ риванол, тетрациклин и трифенилпиразолин являются медицинскими препаратами. Это дает возможность использовать их для маркировки пищевых продуктов, т. к. в применяемых количествах, даже попав в организм человека, они не приносят вреда здоровью. Кроме того, эти вещества не влияют на вкусовые и питательные свойства помечаемых продуктов.
Индикаторы - это химические вещества, которые под воздействием определенных химических реактивов изменяют свой цвет. Они применяются для нанесения на объекты пометок, невидимых в обычных условиях, но легко обнаруживаемых за счет изменения окраски.
В работе ОВД в качестве индикаторов применяются медицинские препараты. Эти вещества безвредны для человека и окружающей среды. Индикаторы на основе медицинских препаратов просты в изготовлении и удобны для негласной маркировки и последующего обнаружения (проявления). Учитывается также, что вероятность случайного попадания фармацевтических препаратов на поверхность маркируемого предмета весьма мала.
Одним из представителей этой группы веществ является фенолфталеин.
Фенолфталеин - мелкозернистый порошок белого цвета. В воде растворяется плохо, но хорошо в спирте. Раствор фенолфталеина бесцветен и прозрачен. При добавлении к нему раствора со щелочной реакцией (например, раствора аммиака, соды и др.) приобретает ярко-малиновую окраску. Именно это его свойство и используется при проведении оперативно-розыскных (мероприятий.
В качестве индикаторов могут быть применены и другие фармацевтические препараты, например, салициловая кислота, антипирин, амидопирин, резерцин, глюконат кальция, анальгин, для проявления записей и пометок, произведенных растворами этих веществ, используют 3% водный раствор хлорида железа (Ш).
Салициловая кислота - мелкие игольчатые кристаллы без запаха, белого цвета, при осторожном нагревании возгоняются (переходят в газообразное состояние, минуя жидкое). В воде салициловая кислота плохо растворима, легко растворяется в этиловом спирте, диэтиловом эфире. Образующиеся растворы бесцветны. При проявлении 3% раствором FeCl 3 приобретают фиолетовое окрашивание.
Антипирин - бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, слабо-горького вкуса. Легко растворим в воде и этиловом спирте. Образующиеся растворы бесцветны. При воздействии раствором FeCl 3 приобретают коричневое окрашивание.
Амидопирин - белые кристаллы или белый порошок без запаха, слабо-горького вкуса. Растворим в воде и этиловом спирте. Образующиеся растворы бесцветны. При воздействии раствором FeCl 3 приобретают розовое окрашивание с коричневым оттенком.
Резорцин - белый или белый со слабым желтоватым оттенком кристаллический порошок, обладающий специфическим запахом. Под влиянием воздуха и света постепенно окрашивается в розовый цвет. Легко растворим в воде и этиловом спирте. Образующиеся растворы бесцветны. При воздействии раствором FeCl 3 приобретают розовое окрашивание с бурым оттенком.
Глюконат кальция - белый зернистый кристаллический порошок без запаха и вкуса. Нерастворим в этиловом спирте. Растворим в воде. Образующийся раствор бесцветен. При воздействии раствором FeCl 3 приобретает зеленовато-желтое окрашивание.
Анальгин - совсем белый или с едва желтоватым оттенком кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. В воде растворим. Образующийся раствор бесцветен. При воздействии раствором FeCl 3 окрашивается в розовый цвет с малиновым оттенком. Поскольку анальгин в присутствии влаги быстро разлагается, водный раствор его при хранении желтеет. Для маркировки объектов следует применять только свежеприготовленный раствор.
Перечисленные индикаторы являются медицинскими препаратами, что позволяет эффективно использовать их не только для маркировки различных предметов, но и пищевых продуктов.
При использовании фармацевтических препаратов для приготовления индикаторных растворов можно брать готовые лекарственные формы, содержащие исходные вещества, или готовые растворы предлагаемых фармацевтических препаратов,
Запаховые вещества - это специальные химические вещества, основным свойством которых является характерный стойкий запах, легко улавливаемый специально обученной собакой. В качестве этих веществ используют, как правило, мало распространенные природные химические соединения, которые обладают специфическим воздействием на обоняние и центральную нервную систему собаки. Запаховые препараты облегчают работу служебно-розыскных собак при проведении различных оперативных мероприятий.
На вооружении органов внутренних дел находятся следующие запаховые препараты: УС (усилитель следа) и СП-80 мс.
Препарат УС представляет собой специальным образом приготовленное порошкообразное вещество. Его запах хорошо распознается собаками в интервале температур от -20°С до + 30°С. Следы препарата на одежде, обуви, предметах обихода легко обнаруживаются собакой в течение 3-7 дней. Для выборки предметов со следами УС пригодны обычные служебно-розыскные собаки, прошедшие непродолжительную специальную тренировку. УС может быть использован совместно с красящими и люминесцирующими веществами.
Препарат СП-80 мс - маслянистое вязкое вещество коричневого цвета с характерным запахом, слабо растворимое в воде, безвредное для человека и животных. Препарат состоит из жировой основы и специального пахучего вещества. В него добавлены люминесцирующие вещества. В некоторых случаях он используется без добавки последних. Эта его разновидность носит название СП-80.
Запах препарата в различных климатических условиях сохраняется на помеченных объектах (местности) до 10 суток. Препарат стоек к воздействию солнечных лучей, дождя, ветра, колебаний температуры воздуха.
Наличие его следов могут воспринимать собаки любых пород (служебно-розыскные, охотничьи, декоративные), у которых выработан комплекс условных рефлексов на этот препарат. Для поддержания рефлекса требуется лишь 2-3 тренировки в месяц.
Применение запаховых веществ предполагает создание таких условий, при которых обеспечивается перенесение их на обувь преступника. Это позволяет не только успешно отработать след, но и произвести выборку лиц, подозреваемых в совершении преступления. Пометка запаховым веществом различных материальных ценностей позволяет эффективно осуществлять их обнаружение и производить выборку помеченных объектов из ряда однородных. Сочетание запаховых веществ с красящими и люминесцирующими взаимно повышает эффективность их применения, т. к. позволяет выявлять соответствующие следы в течение длительного времени.
§ 2. Основные направления использования специальных химических веществ
СХВ применяются как для нанесения пометок на различные объекты во время проведения оперативных мероприятий, так и для снаряжения химических ловушек, устанавливаемых на объектах, где возможны или имеют место хищения.
В оперативно-розыскной деятельности специальные химические вещества используются в виде порошков, спецмазей, растворов, спецкарандашей, аэрозолей.
Вид СХВ, его агрегатное состояние выбираются исходя из складывающейся оперативной обстановки.
При этом учитываются характер, цвет предмета и условия его хранения. Перед тем как наносить метки на объекты, необходимо предварительно испытать химические вещества на образцах, аналогичных используемому материалу, и только после получения положительных результатов приступать к нанесению меток.
Порошкообразные СХВ применяются как отдельно, так и в смеси друг с другом. Они используются для пометки различных предметов с ворсистой или шероховатой поверхностью, а также для снаряжения устройств, обеспечивающих их распыление. Как правило, это смеси красящих и люминесцирующих веществ.
Порошки СХВ наносят с помощью кисточки или путем насыпания внутрь предметов или их макетов. Замену предметов, обработанных порошкообразным СХВ, следует производить в зависимости от местных климатических условий, но не реже одного раза в год, при герметизации смеси, и одного раза в квартал - при отсутствии герметизации, т. к. порошки СХВ легко впитывают влагу из воздуха, что ухудшает их свойства.
Специальные мази представляют собой жировую основу, в которую вводятся, красящие, люминесцирующие вещества или их смеси. В качестве основы используются вакуумная смазка, вазелин, солидол, консталин и др. При приготовлении спецмази необходимо учитывать свойства жировой основы. Так, мазь на основе вазелина можно использовать в интервале температур от - 3° С (при дальнейшем понижении температуры она затвердевает) до + 25°С (при дальнейшем повышении температуры мазь легко разжижается).
Спецмази на основе консталина и вакуумной смазки более устойчивы к колебаниям температуры и влажности. Спецмазь на основе вакуумной смазки обладает большой липкостью и ограниченной растворимостью. Даже после удаления ее бензином следы люминесцирующих веществ могут быть обнаружены по характерному свечению в ультрафиолетовых лучах.
Хорошо зарекомендовала себя спецмазь, приготовленная на основе вакуумной смазки и вазелинового масла (в весовым отношении 3:1). Она удерживается на любых гладких поверхностях, не меняет своей "консистенции в интервале температур от - 20° С до +30° С.
Специальные мази наносят на предметы или их упаковки. В отличие от порошкообразных СХВ они хорошо удерживаются на различных гладких поверхностях. Следует также учитывать, что жировая основа изолирует СХВ от контактов с влагой воздуха. Это обеспечивает сохранность пометок более длительное время даже в условиях повышенной влажности. Таким образом, если замену предметов, обработанных порошкообразным СХВ без герметизации, следует производить не реже одного раза в квартал, то при нанесении спецмази - не реже одного раза в год. Запаховые вещества, приготовленные в виде мази, легко впитываются шерстяными, хлопчато-бумажными и другими тканями, хорошо удерживаются на различных поверхностях (дереве, металле, пластмассе, бетоне, резине, коже, грунтовых и асфальтированных дорогах). К тому же хорошо сохраняют красящие и люминесцирующие добавки от прямого воздействия внешних факторов, например, влажности и температуры.
Нанесение спецмазей производится при помощи кисти или ватного тампона.
Растворы СХВ приготавливаются на основе люминесцирующих веществ или индикаторов и применяются для пометки различных объектов. При приготовлении растворов может быть использована вода либо органические растворители, например, спирт, эфир, толуол, дихлорэтан, ацетон. При необходимости СХВ могут вводиться непосредственно в жидкости, которые необходимо пометить. Например, добавив в обычные синие или фиолетовые чернила люминесцирующие вещества, можно получить так называемые спецчернила. Их можно применять для нанесения перьевой ручкой меток на различные документы. При необходимости получить раствор, хорошо закрепляющийся на поверхности какого-либо объекта, в качестве растворителя может быть использован дихлорэтан, в который вводятся стружки оргстекла для образования трудносмываемой при высыхании пленки. Растворы СХВ наносятся на объекты с помощью кисточки, ручки, пульверизатора.
Специальные люминесцирующие карандаши используются для нанесения меток на различные объекты, документы, денежные знаки. Внешне ничем не отличаясь от обычных, эти карандаши имеют в составе своей стержневой массы специальную добавку - люминесцирующее вещество. Карандаши выпускаются нескольких цветов.
Перед нанесением меток необходимо убедиться, что помечаемые объекты сами не люминесцируют в ультрафиолетовых лучах. Цвет карандаша подбирается по цвету поверхности объекта. При нанесении меток на тонкие листы бумаги, документы, бумажную упаковку товаров необходимо следить, чтобы на них не оставалось вдавленных следов. В этих случаях под помечаемые объекты следует подкладывать предмет с твердой гладкой поверхностью, например, стекло или оргстекло.
Метки, нанесенные специальными люминесцирующими карандашами, сохраняются в течение длительного времени.
Аэрозольные распылители представляют собой баллон, наполненный смесью раствора люминесцирующего вещества или индикатора с фреонами. Когда применяют распылитель, из баллона под давлением паров фреона выбрасывается струя смеси и, дробясь на мельчайшие капли, образует аэрозольное облако.
Используя аэрозольные распылители, можно быстро и качественно обработать большие поверхности предметов, затратив небольшое количество СХВ. На вооружении в органах внутренних дел имеются следующие люминесцирующие аэрозоли: «Мадизол-М», «Мадизол-ПП», «Мадизол-СЖ».
«Мадизол-ПП» используется для пометки пищевых продуктов.
«Мадизол-М» применяется для нанесения меток на меховые и шерстяные изделия, хлопчато-бумажные и синтетические ткани.
«Мадизол-СЖ» предназначен для пометки строительных материалов, кожи, стекла, керамики, пластмассы, шерстяного покрова сельскохозяйственных животных.
На основе фенолфталеина выпускается «Фенозоль». Аэрозольная упаковка «Фенозоль» может иметь дозирующий клапан. Фенозоль используется для пометки спиртосодержащих жидкостей. Наличие фенозоля выявляется с помощью щелочного раствора.
Таким образом, в ОВД имеется на вооружении достаточное количество специальных химических веществ, которые могут быть эффективно применены в борьбе с преступностью. Однако это дает положительный результат лишь в том случае, если их следы будут быстро обнаружены в ходе проведения оперативно-розыскных действий.
§ 3. Понятие и виды химических ловушек
Проблема мелких хищений существует с давних времен и, наверное, будет существовать всегда, поскольку повышение своего материального состояния легкодоступным способом в большей или меньшей степени характерно для каждого человека. Сегодня технические средства охраны, наблюдения и сигнализации обладают колоссальными возможностями, однако они не могут защитить личное имущество граждан от посягательства со стороны нечестных людей. Так как нельзя создать общество с сетью тотального видеоконтроля и наблюдения, используются другие методы решения проблемы.
Одним из методов, способствующих предотвращению и быстрому раскрытию имущественных преступлений, является применение различных химических и технических средств. К ним относятся специальные химические составы, которые на практике и в литературе часто называют химическими ловушками либо средствами-маркерами (некоторые ученые предлагают термин «криминалистические маркеры»). Такие вещества, попадая на одежду или тело преступника, оставляют трудно устранимые и хорошо заметные следы, что позволяет установить его незаконное проникновение в помещение, контакты с определенными предметами, источниками похищенных материалов и каналами их сбыта, дачу взятки и т. д. Применение специальных средств в борьбе с преступлениями предусмотрено законом о милиции (п. 9 ст. 11), в котором они именуются «специальными окрашивающими средствами»2.
В Приказе Министерства внутренних дел РФ от 11.09.93 № 423 дается следующая трактовка понятия химической ловушки: это снаряженные (обработанные) специальными химическими веществами (красящие или запаховые) приспособления или устройства, закамуфлированные под различные предметы, с помощью которых такие вещества переносятся на тело и одежду человека.
Химические ловушки - одно из средств раскрытия преступлений. Они отвечают всем требованиям, предъявляемым к техническим средствам, а следовательно, являются законными и их применение не должно вызывать сомнения. Идея создания ловушек подсказана самой практикой. Сотрудникам уголовного розыска хорошо известны факты, когда раскрытие краж значительно облегчалось, если преступник в момент совершения преступления случайно пачкал свои руки, обувь или одежду масляной краской, побелкой или другими красящими веществами. Подобные факты рассматривались как большая удача, так как это демаскировало преступника среди окружающих и способствовало быстрому его задержанию. Разработка и использование химических ловушек превращает удачи в закономерность, поскольку препараты ловушек при попадании на тело человека и его одежду вызывают появление ярко окрашенных и трудно смываемых следов, легко бросающихся в глаза окружающим, что способствует задержанию преступника. Химические ловушки следователи самостоятельно не применяют, но они часто с ними встречаются при расследовании взяточничества, а также краж из торговых точек, подсобных и складских помещений, аптек, из служебных столов в учреждениях. Вещества выбрасывались устройствами на нарушителя при попытке несанкционированно вскрыть или взять снаряженный предмет. При этом происходило обильное окрашивание, а специфическое свойство красителя - проникать в поры тела или структуру одежды и обуви - позволяло распознать нарушителя в течение очень длительного времени. Даже если видимые следы красителя смылись, они очень ярко проявлялись в ультрафиолетовых лучах.
Состав используемых веществ включает базовые смеси с добавками. Они снаряжаются красителями нескольких цветов или их комбинацией, что позволяет использовать их для пометки товара определенного вида или конкретной территории. В случае задержания человека, вступившего в контакт с химической ловушкой, можно безошибочно установить его причастность к конкретному преступлению, даже если похититель будет умалчивать о ней или вообще отрицать. Нередко с помощью ловушек похитителя можно выявить раньше, чем будет обнаружено само хищение.
Химические ловушки, работая автономно, не требуют электропитания и дополнительного оборудования при установке и эксплуатации, а в комплексе с охранной сигнализацией дают еще больший эффект, особенно когда похититель совершает кражу «рывком».
Наряду с оказанием помощи по охране материальных ценностей на торговых объектах, базах, складах и в подсобных помещениях часто возникает необходимость в защите личной собственности конкретного человека. При высоком техническом уровне современной жизни очень мало средств используется для профилактики, документирования и раскрытия по горячим следам уже совершенных краж личного имущества, которые нередко совершают друг у друга сидящие рядом сотрудники. Причина заключается не в том, что нет подобных средств, - просто вступает в силу принцип рациональности и целесообразности из-за их высокой стоимости. При этом отодвигается на второй план, как психологическая травма, так и материальный ущерб пострадавшего. Химические ловушки действуют исключительно «на вора» или «любопытного» сотрудника.
В связи с тем, что хищений личной собственности существует великое множество, химические ловушки изготавливаются конструктивно приближенными к предметам, представляющим интерес для похитителя. Используются материалы и прикрытия, которые находятся в месте установки химической ловушки: в обменных пунктах, банках и их филиалах, почтовых отделениях применяются банковские пакеты с соответствующими надписями, в магазинах и киосках - специальные шкатулки, способные создать иллюзию, что в них находятся деньги, на рабочих местах - кошельки и сумочки и т. д.
Разработчики и изготовители химических ловушек стараются выполнять запросы и пожелания заказчиков. Из-за возросшего количества краж из дач и погребов успешно применяется устройство отпугивания вора с помощью слезоточивого газа. Проникнув в строение и перемещаясь по нему, вор непременно зацепит тонкую капроновую леску, которая через пружинный механизм открывает клапан контейнера со слезоточивым газом. Даже если помещение большое, находиться в нем станет невозможно. Это устройство работает практически в любых климатических условиях, полностью энергонезависимо, не требует технического обслуживания, но устанавливать его необходимо в закрытых, маловентилируемых помещениях.
В связи с массовым распространением в последнее время такого вида преступлений, как хищение цветных металлов в промышленной аппаратуре, прошла успешное испытание химическая ловушка с пружинным механизмом выброса красителя. Принцип ее действия заключается в сработке пружинного механизма при несанкционированном открытии или снятии оборудования. При этом на нарушителя выбрасывается порция красящего вещества. Ловушка сохраняет рабочие свойства на протяжении нескольких лет даже в экстремальных климатических условиях эксплуатации, что является первым требованием к таким устройствам. Она используется с целью предотвращения, а в случае совершения кражи из заблокированного объекта - быстрейшего раскрытия хищения.
Ловушка с пружинным механизмом выброса красителя устанавливается в электрощитовых шкафах и боксах связи, ящиках пожарных гидрантов и особенно пригодна для защиты таксофонного оборудования - телефонных будок с алюминиевой обшивкой и новых таксофонов, которые часто подвергаются нападению со стороны «охотников» за цветными металлами. В процессе изготовления учтены все проблемные вопросы, которые возникают при эксплуатации подобных устройств.
Как показала практика, после срабатывания химической ловушки -независимо от того, раскрыт ли похититель, - информация о факте применения подобных устройств надолго уничтожает стремление к воровству.
Химические ловушки по предназначению подразделяются на две группы:
1)для нанесения меток;
2)для блокировки объектов с материальными ценностями.
Для нанесения меток на деньгах, ценных бумагах, различных предметах (например, передаваемых в качестве взятки) в настоящее время выпускаются следующие ловушки:
1.Комплект реактивов и приспособлений «Рододендрон» -
предназначен для нанесения меток на денежные купюры.
2.Специальное средство в аэрозольной упаковке «Светлячок» -
предназначено для нанесения на денежные знаки, документы и
другие объекты тонкого слоя люминесцентного вещества, обладающего повышенной адгезией (в пер. с лат. «прилипание») к кожному покрову человека и невидимого в обычных условиях. При
контакте пальцев рук, на которых имеется препарат, с различными
поверхностями (дверной ручкой и т. п.) остаются следы пальцев,
видимые под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны 365 нм. Площадь поверхности, обрабатываемой из одной аэрозольной упаковки, - 1,5 м 2 . Для этих целей применяется также красящая композиция «Помадка» (рис.1),изготовленная путем смешивания специальных красителей с определенными видами смазок. При контакте с ней на руках и одежде остаются трудно смываемые, маслянистые пятна малинового цвета.
3. Специальное средство «Диско»; представляет собой косметический роллер, в который заправлен прозрачный гель со специальным люминесцентным маркером, невидимым при обычном освещении, позволяющий подтвердить легитимность посетителя общественных мероприятий без предъявления пропуска (рис. 2). Соответствующая невидимая метка наносится контролером на руку посетителя путем прокатки шарика дозатора. Присутствие маркера может быть обнаружено по синему люминесцентному свечению при облучении ультрафиолетом с длиной волны 365 нм.
4. Маркирующие фломастеры «М» и «К»; предназначены для нанесения меток, надписей на различные предметы и документы с целью их идентификации или исключения подделки. Фломастеры марки «М» используются для нанесения меток на бумажные материалы, марки «К» - для нанесения меток на предметы из металлов, пластмасс, кожи, тканей и т. п. В ультрафиолетовых лучах фломастеры «М» дают голубое свечение, «К» - зеленое.
5.Люминесцентные маркеры в виде восковых карандашей
(мелков); предназначены для нанесения меток, невидимых при
обычном освещении (рис.З). Ими помечаются различные предметы - упаковочные коробки, ящики и т. п. Проверка подлинности и
сохранности упаковки осуществляется при освещении ультрафиолетом с длиной волны 365 нм по характерному разноцветному свечению. Полный комплект состоит из 5 мелков различного свечения: желтого, зеленого, желто-зеленого, синего и красного.
6.Люминесцентный маркер «Лак-М»; предназначен для защиты различных предметов с целью выявления фактов подмены или
несанкционированного вскрытия (рис.4). Метка наносится на чистую твердую поверхность. Материалы, пригодные для ее нанесения - искусственная и натуральная кожа, металлы, пластмассы, дерево и т. п. О подлинности предмета судят по характерному желто-зеленому свечению метки в ультрафиолетовых лучах, возникающему после высыхания растворителя.
Химические ловушки, предназначенные для блокировки объектов с материальными ценностями, подразделяются на активные и пассивные.
Активные химические ловушки имеют устройство для выбрасывания красящего вещества в пространство и таким образом обеспечивают его попадание на одежду и открытые части тела человека, приведшего в действие это устройство. Выброс красителя может производиться как при срабатывании механических устройств, например пружинного, так и при срабатывании пиротехнического распылителя (ри
ЗАДАНИЯ
для первого (заочного) тура по химии
Прикаспийской межрегиональной олимпиады школьников
Задача 10-1
Белое порошкообразное вещество Х было добавлено к растворам кислот. Результаты экспериментов приведены к таблице.
Вопросы:
1. Определите состав добавляемого вещества (формула). Напишите его название.
2. Напишите уравнение реакций, происходящих при растворении.
3. Какие вещества могут содержаться в конечном растворе?
4. Для добавляемого вещества Х напишите реакции, протекающие при нагревании и добавлении хлорида бария.
Задача 10-2
Калий – важнейший биогенный элемент, входящий в состав животных и растительных клеток. При дефиците калия в организме развивается гипокалиемия, возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Основными пищевыми источниками калия для человека являются печень, молоко, рыба, сущёные абрикосы , дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, цитрусовые, виноград . Недостаток калия в почве приводит к угнетению растений и значительному уменьшению урожая, поэтому около 90% добываемых солей калия используют для производства химических удобрений.
Металлический калий чрезвычайно химически активен: уже при комнатной температуре он реагирует с водой , хлором , сероводородом , а при нагревании – с аммиаком , водородом , красным фосфором и многими другими веществами.
1. Напишите уравнения реакций , с помощью которых в задаче охарактеризованы химические свойства металлического калия.
Благодаря повышенной реакционной способности, калий в свободном виде в природе не встречается. Тем не менее, элемента калия на нашей планете довольно много: по распространенности он занимает 7-е место среди всех элементов, образует ряд собственных минералов и входит в состав морской воды. Содержание калия в земной коре составляет 2,4 масс. %, в морской воде 0,0371 масс. %.
2. Перечислите элементы, массовое содержание которых в земной коре больше, чем у калия.
3. Приведите примеры двух минералов, в состав которых входит калий (формулы, минералогические и химические названия).
4. Оцените общее количество калия в земной коре в штуках атомов, если известно, что масса земной коры оценивается в 2,8·1019 тонн. Рассчитайте среднюю концентрацию калия в морской воде в моль/л, если средняя плотность морской воды 1,025 г/см3.
Природный калий состоит из двух стабильных изотопов 39К и 41К и радиоактивного 40К (период полураспада 1,251·109 лет). В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра 40К, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.
Содержание 40К в природной смеси изотопов 0,0117%. Весь имеющийся на земле 40К образовался одновременно с возникновением самой планеты и с тех пор постепенно распадался. Несмотря на то, что его распад происходит сразу по двум направлениям (β-распад и электронный, или К-захват), общий период полураспада достаточно велик (1,248·109 лет). Отношение концентрации 40К к концентрации одного из его продуктов распада в изолированных горных породах используется для определения их абсолютного возраста; этот метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.
6. Напишите уравнения реакций ядерного распада изотопа 40К. Исходя из значения атомной массы, оцените относительное содержание стабильного изотопа 41К в природной смеси. Также оцените, сколько лет назад содержание 40К в природной смеси изотопов составляло 0,0936%.
Задача 10-3
Однажды Карабас-Барабас прочитав учебник химии, потребовал от актеров изучить взаимодействие марганца с различными кислотами. Части персонажей был выдан химически чистый марганец, а остальным – металл, содержащий примесь железа и меди. В работе использовали 3М соляную и азотную кислоты, 1М серную кислоту, дымящую (100%-ную) азотную кислоту, которые брали в избытке по отношению к металлу. Каждому из персонажей Дуремар предоставил один образец металла и одну склянку с кислотой. Наблюдения куклы записывали в лабораторные журналы. Ознакомимся с записями в этих журналах.
Буратино. Реакция протекает энергично, не требует нагревания. Выделяется бесцветный газ, который при поднесении спички взрывается с хлопком. Металл растворяется без остатка.
Мальвина. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Выделяется бесцветный горючий газ, без вкуса и запаха. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Пьеро. Реакция протекает не так энергично, как в пробирке у Буратино. Металл растворяется без остатка. При добавлении к раствору сульфида натрия образуется черный осадок. Выделившийся из пробирки газ имеет едва заметный желто-оранжевый цвет, который исчезает при пропускании газа через щелочь. Газ, после пропускания через щелочь, бесцветен, при поднесении спички взрывается с хлопком.
Лиса Алиса. При действии кислоты поверхность металла покрывается белым налетом, газ не выделяется. При добавлении небольшого количества воды начинается энергичная реакция с выделением бурого газа. Полученный раствор имеет зеленовато-желтый цвет, не исчезающий при кипячении.
Кот Базилио. Реакция протекает с выделением бесцветного газа и так же энергично, как у Буратино. Раствор приобретает красивый бледно-розовый цвет. После полного растворения металла на дне пробирки остается немного мелкого порошка.
Выполняя работу, персонажи забыли, какой из образцов металла и какую кислоту они использовали. Это грозило наказанием. Однако папа Карло спас положение и легко восстановил недостающую информацию.
Сделайте это и Вы, предоставив конечный ответ в таблице.
Приведите уравнения реакций взаимодействия металлов с кислотами и соотнесите их с записями в лабораторных журналах.
Задача 10-4
Некоторое количество смеси изомерных углеводородов А и В поместили в вакуумированный автоклав объемом 10 л, после чего под давлением добавили 10-кратное (по молям) количество кислорода. Реакционную смесь нагрели до 350°С. При этом давление в автоклаве оказалось равным 568,48 кПа. Через автоклав пропустили электрическую искру. После того, как углеводороды полностью сгорели. Снова измерили давление при той же температуре. Оно оказалось равным 647,14 кПа. Полученную газовую смесь пропустили через раствор известковой воды; образовалось 50,0 г осадка.
1. Определите молекулярную формулу углеводородов А и В . Ответ подтвердите расчетами.
2. Укажите число возможных изомерных углеводородов, отвечающих данной формуле и не обесцвечивающих водный раствор перманганата калия.
3. Известно, что углеводороды А и В гидрируются при повышенных температуре и давлении; при этом из обоих образуются одни и те же продукты гидрирования С и D . Известно, что в молекуле А имеется 4, а в молекуле В 6 типов атомов водорода.
4. Напишите структурные формулы соединений А - D .
5. Напишите продукты реакции А с HBr .
Задача 10-5
В таблице приведены стандартные энтальпии образования соединений ClF, BrF и BrCl в газовой фазе при 298 К и энергии связи в этих молекулах.
Вопросы:
1. Определите по этим данным энергии связи в молекулах фтора, хлора и брома. Изобразите в условном масштабе (график можно строить на листе тетради и без указания значений величин) зависимость Есвязи от атомной массы галогена ( F , Cl , Br , I ).
2. Энтальпия образования газообразного фторида хлора ( III ) равна – 158,9 кДж·моль-1. Рассчитайте энергию связи Cl - F в этой молекуле и объясните, почему она отличается от энергии связи в двухатомной молекуле.
3. Длины связей в молекулах ClF , BrF и BrCl равны 0,162, 0,176 и 0,214 нм соответственно. Определите ковалентные радиусы атомов фтора, хлора и брома. Найдите длину связи в молекуле Cl 2 .
Энергией связи называют энтальпию реакции АВr=Ar+Br.
Мы привыкли к тому, что пищевая сода всегда «под рукой». И для приготовления выпечки она нужна, и любые пятна на кухне очистит, отполирует серебро, уничтожит плесень. А почему бы не использовать ее в медицинских целях: подышать над горячим раствором при простуде, принять от изжоги, когда лекарства нет. Даже иногда шипучий напиток из нее делаем.
В цивилизованном Европейском мире соду знали издавна, она применялась как для производства мыла, стекла, так и для различных красок и даже лекарств
Неприметная бумажная белая пачка стоит на кухонной полочке и может выручить в любой момент. Содовый порошок способен заменить целый ряд химических соединений. Мы к нему привыкли и просто не задумываемся, откуда он берется, и как выглядит производство соды.
Как начали производить соду?
Человек сталкивался с этим веществом еще в глубокой древности. Ей пользовались, извлекая из содовых озер и небольших минеральных месторождений. В Европе с ее помощью выпускали мыло, краски, стекло и даже лекарства. Зола морских водорослей была источником этого белого порошкообразного вещества. Но для промышленности такого ее количества было недостаточно.
В природе существуют содовые озера в Забайкалье и Западной Сибири.
Известно озеро Натрон в Танзании и озеро Серлс в Калифорнии. Большими запасами этого природного вещества владеет США: на свои потребности она использует 40% природной соды и истощения запасов в ближайшие десятилетия не предвидится. Россия не обладает большими месторождениями, поэтому вещество получают только химическими методами.
Одним из первых стал применяться промышленный способ, изобретенный французским химиком Лебланом в 1791 году. Метод основывался на извлечении карбоната натрия из каменной соли. Технология не отличалась совершенством: оставалось значительное количество отходов. Но начало было положено: цена на «белое вещество» снизилась, а необходимость в приобретении − возросла.
Методом Леблана пользовались широко, но он позволял производить только кальцинированную соду. Следующим изобретателем стал француз Огюстен Жан Френель, который в 1810 году провел реакцию получения содового порошка, пропустив каменную соль через аммиачный раствор и углекислый газ. Но в производстве эта разработка оказалась неприбыльной. Было неизвестно, как восстановить аммиак, нужный в циклическом процессе производства.
На сегодняшний день производство очищенного бикарбоната натрия происходит двумя способами, «сухим» и «мокрым»
И только в 1861 году бельгиец Эрнест Сольве, опираясь на труды Френеля, провел реакцию по восстановлению аммиака, сделав производство дешевым и заменив метод Леблана. Особенность метода состояла в том, что он позволял помимо кальцинированной, получать соду пищевую.
В России о «белом веществе» узнали во время правления Петра Первого. До 1860 года она была импортной и называлась «зодой» или «зудой». А 1864 году было налажено свое производство этого продукта.
Состав пищевой соды
Разновидностей «белого вещества» не так уж и мало:
- существует кальцинированная сода или углекислый натрий: Nа2СО3;
- есть еще двууглекислая сода (питьевая сода) или бикарбонат натрия NаНСО3;
- кристаллическая сода Nа2СО3*10Н2О;
- каустическая сода, которая к пищевой имеет весьма отдаленное отношение, это NаОН.
Исходя из метода синтеза, она делится на леблановскую и аммиачную, вторая получается более чистой.
«Белое вещество» в природе встречается редко и к тому же не в чистом виде. Этого количества недостаточно, чтобы удовлетворить мировые потребности. В год производство соды достигает нескольких миллионов тонн.
Пищевая сода имеет химическое название − двууглекислый натрий или гидрокарбонат натрия с формулой NаНСО3. Она содержится в виде растворенного вещества в примесях соленых озер и морской воде, есть в составе горных пород.
Процесс производства из поваренной соли
Получение соды по настоящий день базируется на методе Сольве. По-другому этот метод называют аммиачно-хлоридным. Концентрированный раствор хлорида натрия насыщают аммиаком, затем воздействуют на него углекислым газом.
Образовавшийся гидрокарбонат натрия плохо растворим в холодной воде и его можно легко выделить фильтрованием. Затем проводят процесс кальцинирования с образованием содового порошка.
Производство кальцинированной соды осуществляется аммиачным методом путем взаимодействия насыщенного водного раствора хлористого натрия и углекислого газа в присутствии аммиака с образованием бикарбоната натрия и последующей его кальцинацией
Поэтапно процесс выглядит так:
- NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 +NH4Cl (образование конечного продукта идет в воде при t=+30 − +40 градусов).
- 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O (СО2 не выводится из циклически повторяющегося процесса). Это реакция кальцинирования соды.
- 2NH4Cl +CaO = CaCl2 + H2O + 2NH3. Так восстанавливается аммиак. Он продолжает участвовать в производстве снова и снова, находя применение в дальнейшем производстве.
По этому методу получают как кальцинированную, так и пищевую соду. Оба вещества востребованы в получении различных продуктов. Метод Сольве дает возможность синтезировать два вида содового порошка одновременно. Теперь становится понятно, из чего делают соду, и какие компоненты участвуют в химических реакциях.
В России вещество производится на двух предприятиях – на заводе «Сода» в г. Стерлитамаке (Республика Башкортостан) и предприятии «Крымский содовый завод» в г. Красноперекопске (Республика Крым). Это продукты высокого качества, соответствующие требованиям ГОСТа.
Процесс производства из природных минералов
Поскольку существуют страны, богатые минералами, в состав которых входит интересующее нас вещество (например, США, Уганда, Турция, Мексика), то известен и более простой способ производства соды из минералов нахколита и трона. Из них можно сделать кальцинированный содовый порошок, а затем превратить его в пищевой.
Трон добывают разными способами:
- Вырезают подземные комнаты, которые поддерживаются специальными приспособлениями. Минерал берут на стенках комнат, а затем по конвейеру перемещают наверх.
- Под землю заливается горячая вода, чтобы растворить минерал. Откачанную жидкость выпаривают и полученные деминерализованные кристаллы обрабатывают.
Кристаллы дробят, нагревают, чтобы удалить ненужные газы, и превращают минерал в содовый порошок. Но в нем еще много примесей, которые удаляют путем добавления воды и последующим фильтрованием. Полученное вещество просушивают, просеивают и уже на предприятии фасуют в подготовленную тару.
Применение кальцинированного содового порошка достаточно широкое. Он нужен для изготовления стекла, мыла, бумаги. С его помощью очищают воду. Использование гидрокарбоната натрия необходимо в медицине и пищевой индустрии.
Как и при любом химическом производстве, получение содового порошка не является экологически чистым. Но разрушительное воздействие на природу было бы значительно более сильным, если бы начали производить те синтетические вещества, которые с успехом может заменить сода.