Ukrainian coin of 2 hryvnias, nitric acid and hydrochloric acid. Украинская монета 2 гривны, азотная кислота и соляная кислота

Ukrainian coin of 2 hryvnias, nitric acid and hydrochloric acid - pt.1 / Украинская монета 2 гривны, азотная кислота и соляная кислота

Ранее я провел немного экспериментов с украинскими монетами 2 и 5 гривен (см. статьи в Химия и Химики № 1 2023 [ссылка]). Обе монеты выдержали продолжительное пребывание в концентрированной соляной кислоте - прореагировали только с поверхности (хотя кислота в растворе осталась в достаточной концентрации).

Монета 5 гривен также выдержала длительное пребывание в концентрированной азотной кислоте, но в смеси концентрированной соляной и азотной кислот наблюдалось бурное растворение монеты, причем не сразу, а после прохождения индукционного периода. Можно было сначала поместить монету в концентрированную азотную кислоту, дать прореагировать, а потом добавить соляную кислоту. Или выдержать монету в концентрированной соляной кислоте, а потом - подействовать концентрированной азотной. Или изначально взять смесь концентрированных соляной и азотной кислот. Результат схожий: после длительного периода медленной реакции выделение пузырьков газа постепенно ускорялось, пока не становилось обвальным - монета "таяла" буквально на глазах. Монета 5 гривен оказалась покрытой слоями меди и никеля, под которыми находился цинковый сплав. Чтобы началась бурная реакция, необходимо было растворить гальванические покрытия, после чего все происходило очень быстро.

С монетой 2 гривны я так и не закончил. После частичного растворения в соляной кислоте я обнаружил в растворе никель (гальваническое покрытие), не обнаружил хром (тоже популярный металл для гальванических покрытий, но на нем - сэкономили). Согласно данным сайта Национального банка, данная монета изготовлена из низкоуглеродистой стали и покрыта гальваническим слоем никеля. Решил, наконец, растворить монету полностью. Для этого нужно разрушить защитный слой никеля, под которым расположена дешевая низкоуглеродная сталь.

Начал с концентрированной азотной кислоты (продажная азотная кислота с концентрацией ориентировочно 60-70%). Первый, казалось бы, элементарный вопрос:

- Как закрепить монету?

Монету нужно закрепить на ребре - так, чтобы можно было наблюдать процесс растворения. Раньше для этой цели я помешал монету между двумя стаканами или пользовался пластиковым зажимом. От "стакана в стакане" пришлось отказаться, поскольку при бурном выделении газов внутренний стакан просто всплывал, и монета падала. Зажим, который хорошо держал монету 5 гривен, для монеты 2 гривны не подошел.

Пробовал обойтись без фиксации: ставил стакан с наклоном и аккуратно поставил монету на ребро возле стенки. Пробовал много раз. Не удалось - дно стакана было неровным, и монета постоянно падала. Заодно наблюдал вариант "закона бутерброда". Как известно, бутерброд теоретически должен падать маслом вверх или маслом вниз с равной вероятностью - 50%. Но на практике бутерброд всегда падает маслом вниз, поскольку это событие наносит максимальный ущерб. Даже, если бутерброд упадет маслом вверх, - то только для того, чтобы показать, что и этот принцип не действует (т.е. с издевательскими целями).

Так было и с монетой: разместить ее было желательно решкой (цифрой) к стенке - чтобы было видно, что это именно монета 2 гривны. Так вот, после неудачной попытки поставить монету на ребро, она всегда падала орлом (гербом) вверх, что вынуждало каждый раз вынимать монету из стакана и пробовать поставить ее снова. Если бы она падала решкой вверх - достаточно было встряхнуть стакан, чтобы монета стала на ребро как раз решкой к стенке. Именно поэтому монета все время падала вверх орлом. Но хватит шуток.

Зафиксировал монету с помощью пяти стеклянных палочек, налил в стакан 50 мл концентрированной азотной кислоты. Поверхность монеты сразу же покрылась пузырьками газа, началось слабое его выделение. Реакция шла медленно - значительно медленнее, чем в случае концентрированной соляной кислоты. Раствор постепенно становился зелено-желтым. Выделение газа ослабло и визуально стало незаметным. Так прошло 6 часов.

Потом добавил в раствор 20 мл концентрированной соляной кислоты. Сразу же с поверхности монеты началось активное выделение газа, но, как началось - так и закончилось, точнее - через несколько секунд выделение газа сильно ослабло (хотя теперь уже и было заметным). Раствор стал желтым. Поверхность монеты - местами стала серой (это было заметно только на фотографиях с увеличением). Окраска раствора стала постепенно углубляться: от светло-желтой до темно-желтой и, наконец, коричневой.

Если не считать образование серых участков и слабого выделения газа, с монетой ничего существенного не происходило. Оставил все еще на 1 час 20 минут (7 часов 20 минут от начала эксперимента). Тем временем я находился в соседнем помещении - где и ощутил запах хлора. Прихожу посмотреть: выделение газа существенно активизировалось - теперь это была реакция средней интенсивности, над раствором атмосфера была окрашена в зелено-бурый цвет (хорошо, что частично накрыл стакан крышкой): летели хлор и диоксид азота.

Было заметно, что реакция постоянно ускоряется, - значит, скоро будет бурная развязка. Из-за выделения диоксида азота и хлора дышать было тяжело. Раствор стал темно-коричневым.

Тем временем выделение газа насколько усилилось, что крупные пузырьки заслонили рисунок монеты - он перестал быть различим. Стало ясно, что скоро реакция еще больше ускорится и станет по-настоящему бурной. Решил:

- Что бы не произошло - НЕ трогать фотоаппарат: даже, если на него польется смесь концентрированных азотной и соляной кислот (из стакана).

Много эффектных видео были испорчены, когда я во время динамичных и скоротечных процессов пытался изменить положение камеры (чтобы вместо крупного плана снять общий и т.п.). Переместишь и настроишь камеру - а момент уже прошел!

Многое видел, но такого предвидеть не мог: стальная монета - на вид еще тяжелая, неожиданно всплыла!

Пришлось срочно отставлять камеру и заново выставлять резкость - поскольку монета просто ушла из кадра! Сделал. К сожалению, решил разделить ролик (выключил-включил камеру) - в этот момент монета начала разворачиваться с ребра с основу, и я потерял часть интересных кадров.

Бурная реакция, темно-коричневый раствор, активное выделение газа, зелено-бурый дым и где-то там на поверхности плавает монета - железная монета!

Впрочем, раз стальные корабли плавают, почему стальной монете нельзя? Философские размышления прервало удушье - атмосферу хлора и диоксида азота я не выдерживал. Видимо, не стоило отказываться, когда друг предлагал взять противогаз. Хотя бы фильтрующую коробку нужно было брать. Пришлось срочно открыть форточку и покинуть помещение.

Когда вернулся - застал темно-коричневый раствор, по внешнему виду до боли похожий на хлорид железа (III).