Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете [litres]
- Автор: Леенсон Илья Абрамович
- Год: 2022
- Язык: русский
- Год: Альпина
- ISBN: 9785001396451
- Жанр: Математика
Электронная книга - «Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете [litres]». Краткое содержание книги:
4. Тухлое яйцо пахнет сероводородом (H2S), а при горении серы выделяется сернистый газ (SO2) с совершенно другим запахом. Впрочем, в Царскосельском лицее химию не преподавали. (Лицеистам преподавали математику, словесность и риторику, историю, географию, языки: русский, латинский, немецкий и французский, танцы, плавание, фехтование, верховую езду.)
1. Карл Х – французский король (1824–1830); свергнут в результате революции 1830 года.
2. Например, C20H41COOC25H51.
3. При отбеливании хлор разрушает красящие вещества. Одновременно он реагирует с углеводородными остатками сложных эфиров, частично замещая атомы водорода: RH + Cl2 → RCl + HCl. При горении такие свечи выделяют ядовитый хлороводород, например: C20H41COOC25H50Cl + 67,5O2 → 46CO2 + 45H2O + HCl.
Мы знаем, что 1 г золота стоит около 60 долларов, или примерно 4300 рублей (точность здесь по условию не требуется); 1 моль золота (примерно 200 г) – 860 000 рублей, или 86 млн копеек. Следовательно, на одну копейку можно, несмотря на высокую стоимость золота, купить астрономическое число его атомов: примерно 7 ∙ 1015 (семь квадриллионов). Однако весить эти атомы будут ничтожно мало: около 2 мкг. Аналитические весы в лаборатории позволяют взвешивать образцы весом от 30 мкг.
Посчитать нельзя, так как золото по атомам не продается.
Сейчас на планете живет примерно 7,8 млрд человек. Примем, что в среднем один человек весит 50 кг (возможны и другие оценки, учитывая, что значительную часть населения планеты составляют дети). Тогда все они весят примерно 400 млрд кг = 400 млн т. Плотность золота – около 20 г/см3, или 20 т/м3 (точнее, 19,3, но точные числа знать, конечно, не обязательно, принимаются решения и с 10 г/см3). Следовательно, объем золотого куба равен примерно 20 млн м3; ребро такого куба – около 300 м.
Из уравнения 2С8Н18 + 25О2 → 16СО2 + 18Н2О следует, что один автомобиль (он потребляет в год около 3800 л октана) выделяет за год около 7,6 т СО2. С плотностью бензина 0,75 получается 1500 деревьев на один автомобиль.
Один автомобиль за день расходует 5 л, или 3,75 кг бензина, за год – 1369 кг, а все автомобили – 1,37 ∙ 108кг. В этом бензине содержится 54 800 кг тетраэтилсвинца. Мы знаем, что 1 моль (323 г) тетраэтилсвинца дает 1 моль (367 г) бромида свинца, следовательно, за год выбрасывается примерно 62,3 т РbВr2.
Следует еще раз подчеркнуть, что полученное значение носит лишь оценочный характер: не каждый автомобиль проезжает по 50 км в день в течение всего года, не все расходуют по 10 л на 100 км пробега, не все используют одинаковый бензин и т. д. и т. п. Поэтому наиболее правильный ответ – около 60 т. Допустимо дать и «примерно 62 т».
Прав Петя. Число нейтронов всегда целое, поэтому решение Васи можно не обсуждать. Коля получил «усредненное» число нейтронов для разных изотопов меди, встречающихся в природе. Интересно, что 64Cu в природе вообще нет, а природная медь представлена двумя изотопами: 63Cu и 65Cu, поэтому не существует и стабильных атомов меди с 64 – 29 = 35 нейтронами! Чтобы правильно решить задачу, необходимо сначала уточнить условие и указать, для какого конкретно изотопа меди надо определить число нейтронов в ядре.
При этом для большого числа атомов подход авторов учебника для 8-го класса вполне правомерен. Например, фосфор в природе представлен в основном в виде изотопа 31P. Его относительная атомная масса равна примерно 31, поэтому предложенный авторами учебника подход бывает применим.
Число нейтронов в атоме равно сумме числа протонов и электронов.
В учебнике про изотопы написано неправильно, но все же это правильно, так как правильный вариант слишком сложен для школьников.
Электроны все же что-то весят!
Возможность получения металла в чистом виде связана прежде всего с его химической активностью, а не с распространенностью в природе. Золото – исключительно малоактивный металл и потому в природе встречается в основном в самородном виде и лишь изредка – в виде соединений. Самородная ртуть также встречается в природе, а также легко может быть получена из ее основного минерала – киновари (сульфид HgS) простым нагреванием. Цинк значительно прочнее связан с другими элементами. В свободном виде в природе он не встречается, но его можно получить восстановлением из оксида (ZnO) углем при сильном прокаливании – до 1000 ℃. Однако процесс получения цинка осложняется его кипением и быстрым окислением на воздухе, поэтому металл можно получить только без доступа воздуха, что требует более высокой технологии. Натрий и алюминий не только не встречаются в природе в чистом виде, но и связаны с другими соединениями настолько прочно, что получить их в свободном виде очень трудно (это можно сделать, например, с помощью электрического тока). Поэтому, несмотря на значительную распространенность в природе, получить эти металлы в чистом виде удалось только сравнительно недавно.