khimie.ru

На космических кораблях, орбитальных станциях «работают» многие химические вещества. Среди них те, которые широко применяются в земных условиях, а также не очень распространенные соединения.

А. Для движения ракеты необходимо топливо, в качестве которого могут использоваться различные вещества. Работа с некоторыми из них далеко не безопасна. Ниже приводится простой состав практически безопасного топлива, применяемого в ракетном моделировании.

Смешайте под тягой на керамической плитке 0,33 г сухой порошкообразной серы и 0,67 г сухой цинковой пыли. Мелкие частички смеси, поднимаясь в воздухе, влияют на слизистую оболочку носа и глаз. Поэтому при обращении с порошком необходимо пользоваться пылепредохраняющей маской. Подожгите спичкой смесь, она горит яркими вспышками. Уравнение реакции:

Zn + S = ZnS.

Б. Для нормальной работы космонавтов на космическом корабле поддерживается определенный состав атмосферы — восполняется расходуемый при дыхании кислород и поглощается выдыхаемый углекислый газ. Для длительного полета необходим значительный запас кислорода. Источниками кислорода и поглотителями СO₂ в системе жизнеобеспечения космического корабля могут быть перекисные соединения. Эти вещества для подобных целей использовали и в других областях техники, например, в изолирующих противогазах для пожарников.

Заполните три U-образные трубки порошком пероксида натрия, соедините их последовательно и подключите к аппарату Киппа или пробирке для сбора газа, заполненной водой. Из аппарата Киппа пустите ток СO₂. Через некоторое время в наполненной водой пробирке соберется  кислород — проведите качественную реакцию.

Кислород выделяется в результате процессов, схему которых в суммарном виде можно записать так:

2Na₂O₂ + 2СO₂ = 2Na₂СО₃ + O₂↑.

Как видите, при поглощении двух молекул С0₂ из пероксида натрия выделяется одна молекула O₂. Для увеличения количества выделяемого газа эффективнее применять. вещества с большим удельным содержанием кислорода, например, надпероксиды (КО₂), а еще лучше озониды — соединения озона со щелочными металлами (КО₃). В технике применяют смесь из пероксида натрия и надпероксида калия (оксилит). Уравнение реакции:

Na₂O₂ + 2КO₂ + 2СO₂ = Nа₂СO₃ + К₂СО₃ + 2O₂↑.

Эффективность применения озонидов видна из следующего уравнения:

4КО₃ + 2СO₂ = 5O₂↑ + 2К₂СО₃.

В этом случае на две молекулы поглощенного СO₂ выделяется 5 молекул O₂. Заметим, что самостоятельное экспериментирование с надпероксидами и озонидами опасно — это очень взрывчатые вещества.

В. В условиях глубокого космического вакуума подобрать подходящий смазочный материал не просто, так как обычные в земных условиях вещества (например, углеводородные масла) мгновенно испаряются. Для смазки в космосе могут применяться твердые вещества, одно из которых — дисульфид молибдена МоS₂.

Смешайте 2 г триоксида молибдена МоО₃ (вместо него можно использовать молибдат или парамолибдат аммония (NН₄)₆Мо₇O₂₄), 1,5 г серы и 3 г карбоната калия, поместите смесь в фарфоровый тигель и поставьте в муфельную печь, нагретую до 450 °С (опыт проводите под тягой!). Через 30 мин извлеките тигель из печи и охладите его. Спекшуюся черную массу разотрите в ступке, добавьте 50 мл воды и слейте образующийся раствор щелочи. Промывание повторите 2-3 раза. На дне останется черный порошок МоS₂. Уравнение реакции:

2МоО₃ + К₂СО₃ + 7S = 2МоS₂ + К₂O + СO₂↑ + 3SO₂↑.

Дисульфид молибдена — металлоподобное вещество, имеющее большую плотность и малую твердость (оставляет след на бумаге). Кристаллическая структура МоS₂ подобна кристаллической структуре графита. Эти свойства делают возможным применение его в космосе, как смазочного материала, причем из него могут изготавливаться целые детали, если в качестве связующего использовать полимерные материалы.