Aluminijum je stavljen u tečnu živu. Test iz fizike "Arhimedova sila i uslovi plutajućih tela" (ocena 7). Hemija interakcije između aluminijuma i žive

Postoji mnogo razloga zašto se ni pod kojim okolnostima ne biste trebali baviti živom. Ne samo da je toksičan i može dovesti do emocionalnih i psihičkih poremećaja kod čovjeka, već može dovesti i do uništenja aluminijske konstrukcije aviona i pada aviona! Kako ovo može biti?

Aluminij oksid i željezna hrđa

Aluminijum se danas koristi svuda, od limenki piva do aviona. Poenta je da je aluminijum dobar izbor između drugih materijala za mnoge situacije. Lagana je, izdržljiva i ima premaz koji se po tvrdoći može mjeriti samo s dijamantom. Gvožđe – ili bolje rečeno čelik – ima veliku snagu i još nije zamjenjivo, na primjer, u građevinarstvu. Međutim, ako tjerate ovaj željezni čelik da svaki dan leti po moru, brzo će zarđati. Kada gvožđe zarđa, spaja se sa kiseonikom. U tom slučaju, željezo se pretvara u svijetle, crvene ljuspice koje se lako gule s površine pegle. Za razliku od gvožđa, aluminijum reaguje sa kiseonikom i formira aluminijum oksid, neverovatno tvrdu supstancu koju je vrlo teško izgrebati.

Oštra razlika u ponašanju gvožđa i aluminijuma u interakciji sa kiseonikom samo potvrđuje ovu ideju da je „hemija veštica“. Aluminijum oksid se ne ljušti od aluminijuma kao što rđa od gvožđa. Umjesto toga, folija od aluminijskog oksida zatvara preostali aluminij i sprječava dalje hrđanje. To je ono što je potrebno za aluminijsku konstrukciju koja leti u zraku i, često, iznad mora i oceana.

Živa i svježi aluminijum

Merkur razbija sve to predivno savršenstvo aluminijuma. Ili, barem, može se slomiti ako udari u aluminijski dio svježom ogrebotinom. Ako se to dogodi, živa se aktivno kombinuje sa aluminijumom, iščupajući ga iz aluminijumske strukture. Naravno, kada su amalgam aluminijuma i žive izloženi vazduhu, aluminijum se odmah kombinuje sa kiseonikom i formira isti ultra jak aluminijum oksid. Samo što se sve ovo dešava na pogrešnom mestu u vidu rastućeg perja i stubova koji se dižu iz tečne žive.

Ovo oslobađanje aluminijum oksida od početne ogrebotine omogućava živi da probije aluminijum sve dok sva živa ne ispari u vazduh. Stoga, čak i male količine žive mogu uzrokovati veliku štetu.

Kako živa jede aluminijum

Pa, ne baš! Ono što živa radi je da prodire u zaštitni oksidni sloj aluminijuma, omogućavajući aluminijumu da oksidira veoma velikom brzinom. Živa omogućava da površina aluminijuma bude u stalnom kontaktu sa vazduhom i obezbeđuje kontinuirani proces formiranja aluminijum oksida. Izgleda da živa zapravo jede aluminijum.

Naravno, u normalnim uslovima to se ne dešava, jer se na izloženoj površini aluminijuma trenutno formira film aluminijum oksida, koji štiti aluminijum od dalje oksidacije. Živa inhibira stvaranje oksidnog filma i daje ovu jezivu sliku aluminija kojeg živa jede, što je prikazano.

Mehanizam reakcije

Mehanizam reakcije aluminijuma sa živom je veoma složen. Nastaje spontana reakcija između živinog filma, aluminijuma, vlage i kiseonika iz vazduha (slika). Dok je živa nerastvorljiva u aluminijumu, aluminijum je malo rastvorljiv u živi (0,002% na sobnoj temperaturi). Kada živa navlaži površinu aluminija, ona održava površinu u aktiviranom stanju tako da se na njoj ne može stvoriti oksidni sloj. Aluminij će se otopiti u živi i oksidirati u kontaktu sa zrakom.

Tokom ove reakcije nema potrošnje žive, tako da kada jednom počne, u principu nikada neće prestati.

Slika - Uticaj žive na aluminijum

Hemija interakcije između aluminijuma i žive

Ako na aluminiju nema oksidnog sloja, tada živa s njom stvara amalgam - leguru aluminija sa živom. Sveži aluminijum sa amalgamom na površini burno reaguje sa vlagom u vazduhu - reaguje veoma aktivno, posebno u danima sa visokom vlažnošću:

Al(s) + 3H 2 O(l) => Al(OH 3) (s) + 3 / 2 H 2 (g)
H= -418 kJ/mol.

Test je sastavljen u tri verzije. Odgovori su u prilogu. Prilikom završetka rada učenicima je potrebno dati tabelu gustina. Prilikom sastavljanja testa korišćeni su zadaci iz knjige „Provera znanja učenika iz fizike“ koju su uredili V.G., Razumovsky i R.F. Krivoshapova.

Pogledajte sadržaj dokumenta
“Provjera fizike “Arhimedova sila i uslovi plutajućih tijela” (7. razred)”

Test iz fizike za učenike 7. razreda

Arhimedova sila i plutajući uslovi tela

Iopcija

1. Odrediti silu uzgona koja djeluje na kamen zapremine 0,5 m 3 koji se nalazi u vodi.

2. Kojom silom treba primijeniti čeličnu šinu zapremine 0,7 m 3 u vodi?

3. U posudu se sipaju tri tečnosti koje se ne mešaju: voda, alkohol, živa. Kojim redosledom su raspoređeni? Obrazložite svoj odgovor.

IIopcija

1. Komad granita zapremine 10 dm2 uronjen je u vodu. Koliku silu treba primijeniti da se zadrži u vodi?

2. Blok u obliku pravokutnog paralelepipeda umočen je u benzin. Njegove dimenzije su 4x5x10 cm. Odredite silu uzgona koja djeluje na blok.

3. Kuglice od aluminijuma 1, čelika 2 i platine 3 iste zapremine stavljene su u tečnu živu. Kako će se kuglice rasporediti u tečnosti?

IIIopcija

1. Drveni blok zapremine 80 cm 3 pluta na površini kerozina, do pola uronjen u nju. Koja je Arhimedova sila na nju?

2. Granitni kamen pričvršćen za oprugu dinamometra je uronjen u vodu. Zapremina kaldrme je 0,004 m3. Koju silu pokazuje dinamometar?

3. U kojoj vodi je lakše plivati: morskoj ili rijeci? Zašto?

№ zadataka
opcija 1			vrh – alkohol zatim vodu na dnu - živa
opcija 2			skoro sve će isplivati ​​– 1 poluuronjena – 2 udaviće se - 3
opcija 3			Lakše je plivati ​​u morskoj vodi jer... slan je i njegova gustina je veća, pa je i F A veći.

Živa se nekada smatrala lijekom za sve bolesti i eliksirom besmrtnosti, ali je bila i uzrok "bolesti starog šeširdžija". Merkur uništen Ivan Grozni i zauvek izbacio avion iz upotrebe.

Toliko težak da ga ne mogu podići

Živa je tvar velike specifične težine i velike gustine. Ako pokušate čak i da podignete kantu od 10 litara napunjenu živom, nećete uspjeti. Po prvi put težinu žive izmjerio je Robert Boyle 1627. godine, ali su njegove brojke i dalje točne: 1 litar žive odgovara otprilike 13,6 kilograma, za isti broj je gustina žive veća od gustine vode. Naš organizam je također "opterećen" živom, ali je njena količina zanemarljiva - 13 miligrama.

Maskota

Prije samo nekoliko stoljeća ljudi su vjerovali da ako se prečišćena živa pretvori u čvrstu tvar, može se pretvoriti u zlato. Ali oni su se još više oslanjali na magična svojstva ove supstance. Na primjer, svećenici starog Egipta stavljali su nekoliko grama žive u drvenu ili granitnu posudu i stavljali je u grlo faraonove mumije - vjerovali su da će to nakon smrti zaštititi njihovog vladara. Na pomoć žive računali su i obični Egipćani, noseći bočicu sa njom kao amajliju. Mnogi su vjerovali i vjeruju da živa donosi sreću, zbog čega živini talismani nisu neuobičajeni u današnje vrijeme. Koriste ih ljubitelji konjskih trka i kartaških igara. Kako bi se osiguralo da toksična svojstva žive ne utječu na zdravlje, tvar se stavlja u rupu napravljenu u muškatnom oraščiću i zapečaćena voskom. A među modernim mađioničarima možete vidjeti staklene prstenove u kojima je zapečaćena živa.

Lijek

Zbog svoje visoke toksičnosti, živa se danas praktički ne koristi u medicinskim preparatima, osim možda termometra koji sadrži oko 2 grama ovog metala. Živa takođe može delovati kao konzervans za vakcine. Međutim, još 1970-ih, živa se lako koristila u medicini. Na primjer, živa, koja je sadržavala ione žive, djelovala je kao jak diuretik, živin klorid se koristio kao laksativ, a živin cijanid je bio dio antiseptika i masti. Srebrni amalgam, koji se sastoji od žive, nedavno se koristio u stomatologiji kao materijal za punjenje. Putnik Francois Bernier (1620-1688) tokom svoje posjete Indiji primijetio je da lokalni jogiji žive iznenađujuće dugo - do 200 godina. Bernije je napisao da jogiji piju piće koje sadrži živu i sumpor. Jogiji su potvrdili da nekoliko kapi ovog lijeka dnevno pomaže održavanju tijela u dobroj formi, ali što je najvažnije, doprinosi dugovječnosti. Takođe je poznato da su Kinezi u davna vremena pravili „pilule za besmrtnost“ na bazi žive.

Žrtva tretmana

Prilikom ekshumacije tijela Ivana Groznog, naučnici su utvrdili da je sadržaj žive u kraljevom tijelu bio 5 puta veći od dozvoljenih standarda. Poznato je da se u Rusiji živa koristila za liječenje sifilisa još u 15.-16. vijeku. Neki istraživači sugeriraju da je Ivan Grozni, koji je patio od ove opasne bolesti, liječen "tečnim srebrom". N.M. Karamzin je pisao da se car „toliko promenio da ga je bilo nemoguće prepoznati: na licu mu je bila prikazana sumorna žestina, sve crte lica su mu bile izobličene, pogled izbledeo, gotovo nijedna dlaka nije ostala na njegovoj glavi i bradi“. Iznenadni gubitak kose jedan je od očiglednih znakova trovanja živom, kao i epileptični napadi koji su mučili kralja. Opijanje živom uzrok je smrti Ivana Groznog, smatraju savremeni stručnjaci.

"Mercury" riba

Poznato je da se živa nalazi u morskoj vodi. Nedavno je otkriveno da su male ribe sposobne akumulirati ovu tvar. Istovremeno, grabežljivci, i ribe i ptice koje love male ribe, mogu zadržati živu u svom tijelu u još većim koncentracijama. Na primjer, ako haringa sadrži 0,01 ppm žive, onda ajkula ima indikator veći od 1 ppm. Američki naučnici koji su ispitivali ribu na sadržaj žive pronašli su ovu supstancu u svakoj ribi! Istovremeno, 25% riba ima nivo žive iznad dozvoljenog nivoa. Tuna i jastog su u opasnosti. Ekolozi su već počeli da zvone na uzbunu, upozoravajući na opasnosti konzumiranja ribe i drugih morskih plodova, međutim, ribarske kompanije, iz očiglednih razloga, to nazivaju "horor pričama".

Otrovno, ali ne uvijek opasno

„Što više proučavamo živu, ona postaje toksičnija“, kaže David Evers iz Instituta za biodiverzitet. “Opasnost od žive u tragovima veća je nego što se mislilo.” Zaista, ljudi su ranije jasno potcjenjivali toksična svojstva žive. Na primjer, bio je dio filca od kojeg su se pravili šeširi. Oni koji su nosili šešire postepeno su potkopavali svoje zdravlje nakupljajući otrovne tvari u svojim tijelima. Još više ih je otrovano tokom proizvodnje šešira - izraz "bolest starog šešira" to jasno pokazuje. Danas od trovanja živom prvenstveno pate ljudi koji žive od ribolova i aktivno jedu ribu (toplinska obrada, kao što je poznato, ne uklanja živu iz hrane). Veliki broj takvih ljudi živi u Kanadi, Brazilu, Kolumbiji i Kini. Prema statistikama, u prosjeku 8 promila djece iz opasnog područja ima hronične poremećaje, koji se manifestuju u oslabljenom pamćenju i mentalnoj retardaciji. Ali opasnost od trovanja živinom parom, prema nekim stručnjacima, uvelike je pretjerana, jer je granica gustoće živine pare mnogo niža od one u zraku, pa je njihova koncentracija u opasnim pokazateljima moguća samo s velikom količinom ove tvari. Tekuća živa nije toliko opasna. Ako progutate metalne kuglice žive iz termometra, one će proći kroz cijelo crijevo bez nanošenja štete. To se objašnjava konzistencijom žive, koju gastrointestinalni trakt nije u stanju apsorbirati.

Zabranjeno za prevoz!

Zanimljivo je da je živu zabranjeno nositi u avionima, ali ne zato što se njome mogu otrovati putnici i članovi posade. Kada živa dospije na aluminijske legure, ona uništava površinski film aluminijevog oksida, bez kojeg metal postaje lomljiv i brzo se raspada na zraku. Ovaj problem je bio relevantan za avijaciju 1970-ih. Avioni u kojima je iscurila velika količina žive više nisu bili pogodni za rad. Ovisno o stepenu oštećenja, slani su na velike popravke ili potpuno otpisani.