Aluminij so dali v tekoče živo srebro. Test iz fizike "Arhimedova sila in pogoji lebdečih teles" (7. razred). Kemija interakcije med aluminijem in živim srebrom

Obstaja veliko razlogov, zakaj se z živim srebrom nikakor ne bi smeli ukvarjati. Ne samo, da je toksičen in lahko privede do čustvenih in psihičnih motenj pri človeku, ampak lahko povzroči tudi uničenje aluminijaste konstrukcije letala in strmoglavljenje letala! Kako je to mogoče?

Aluminijev oksid in železova rja

Aluminij se danes uporablja povsod, od pločevink piva do letal. Bistvo je, da je aluminij dobra izbira med drugimi materiali v številnih situacijah. Je lahek, vzdržljiv in ima prevleko, ki se po trdoti lahko kosa le z diamantom. Železo – oziroma jeklo – ima veliko trdnost in še ni nadomestljivo, na primer v gradbeništvu. Če pa to železo-jeklo vsak dan siliš leteti po morju, bo hitro zarjavelo. Ko železo rjavi, se veže s kisikom. V tem primeru se likalnik spremeni v svetle rdeče kosmiče, ki se zlahka odluščijo s površine likalnika. Za razliko od železa, aluminij reagira s kisikom in tvori aluminijev oksid, neverjetno trdo snov, ki jo je zelo težko opraskati.

Velika razlika v obnašanju železa in aluminija pri interakciji s kisikom samo potrjuje to idejo, da je "kemija čarovništvo". Aluminijev oksid se ne lušči z aluminija tako kot rja z železa. Namesto tega film iz aluminijevega oksida zapre preostali aluminij in prepreči nadaljnje rjavenje. To je tisto, kar je potrebno za aluminijasto konstrukcijo, ki leti v zraku in pogosto tudi nad morji in oceani.

Živo srebro in svež aluminij

Živo srebro razbije vso to čudovito popolnost aluminija. Ali pa se lahko vsaj zlomi, če zadene aluminijast del s svežo prasko. Če se to zgodi, se živo srebro aktivno poveže z aluminijem in ga iztrga iz aluminijaste strukture. Seveda, ko sta aluminij in živosrebrov amalgam izpostavljena zraku, se aluminij takoj poveže s kisikom in tvori enak ultra močan aluminijev oksid. Le vse to se dogaja na napačnem mestu v obliki rastočih peres in stebrov, ki se dvigajo iz tekočega živega srebra.

To sproščanje aluminijevega oksida iz začetne praske omogoča, da se živo srebro prebije skozi aluminij, dokler vse živo srebro ne izhlapi v zrak. Zato lahko že majhne količine živega srebra povzročijo veliko škodo.

Kako živo srebro poje aluminij

No, res ne! Živo srebro prodre skozi zaščitno oksidno plast aluminija in omogoči, da aluminij oksidira z zelo visoko hitrostjo. Živo srebro omogoča, da je površina aluminija v stalnem stiku z zrakom in zagotavlja neprekinjen proces nastajanja aluminijevega oksida. Videti je, kot da živo srebro dejansko žre aluminij.

Seveda se to v normalnih pogojih ne zgodi, saj se na izpostavljeni površini aluminija v trenutku oblikuje film aluminijevega oksida, ki ščiti aluminij pred nadaljnjo oksidacijo. Živo srebro zavira nastajanje oksidnega filma in daje to grozljivo sliko aluminija, ki ga živo srebro razjeda, kar je prikazano.

Reakcijski mehanizem

Mehanizem reakcije aluminija z živim srebrom je zelo zapleten. Pojavi se spontana reakcija med filmom živega srebra, aluminijem, vlago in kisikom iz zraka (slika). Medtem ko je živo srebro netopno v aluminiju, je aluminij rahlo topen v živem srebru (0,002 % pri sobni temperaturi). Ko živo srebro zmoči površino aluminija, jo ohranja v aktiviranem stanju, tako da se na njej ne more oblikovati oksidna plast. Aluminij se raztopi v živem srebru in oksidira v stiku z zrakom.

Med to reakcijo ni porabe živega srebra, torej ko se začne, se načeloma ne bo nikoli ustavila.

Slika - Vpliv živega srebra na aluminij

Kemija interakcije med aluminijem in živim srebrom

Če na aluminiju ni oksidne plasti, potem živo srebro z njim tvori amalgam – zlitino aluminija z živim srebrom. Svež aluminij z amalgamom na površini burno reagira z vlago v zraku – reagira zelo aktivno, zlasti v dneh z visoko vlažnostjo:

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

Test je sestavljen v treh različicah. Odgovori so priloženi. Ob zaključku dela morajo učenci dobiti tabelo gostot. Pri sestavljanju testa so bile uporabljene naloge iz knjige "Preizkušanje znanja učencev iz fizike", ki so jo uredili V.G., Razumovsky in R.F. Krivošapova.

Oglejte si vsebino dokumenta
“Preveri fiziko “Arhimedova sila in pogoji lebdečih teles” (7. razred)”

Test iz fizike za učence 7. razreda

Arhimedova sila in pogoji lebdenja teles

jazmožnost

1. Določite vzgonsko silo, ki deluje na kamen s prostornino 0,5 m 3, ki se nahaja v vodi.

2. S kakšno silo je treba uporabiti jekleno tirnico s prostornino 0,7 m 3 v vodi?

3. V posodo nalijemo tri tekočine, ki se med seboj ne mešajo: vodo, alkohol, živo srebro. V kakšnem vrstnem redu so razvrščeni? Svoj odgovor utemelji.

IImožnost

1. Kos granita s prostornino 10 dm2 potopimo v vodo. S kolikšno silo je treba uporabiti, da ostane v vodi?

2. Kvadrat v obliki pravokotnega paralelepipeda smo pomočili v bencin. Njegove mere so 4x5x10 cm. Določite vzgonsko silo, ki deluje na kocko.

3. Kroglice enake prostornine iz aluminija 1, jekla 2 in platine 3 smo dali v tekoče živo srebro. Kako se bodo kroglice razporedile v tekočini?

IIImožnost

1. Lesen blok s prostornino 80 cm 3 plava na površini petroleja, do polovice potopljen vanj. Kolikšna je Arhimedova sila, ki deluje nanj?

2. Granitni kamen, pritrjen na vzmet dinamometra, potopimo v vodo. Prostornina tlakovca je 0,004 m3. Kakšno silo kaže dinamometer?

3. V kateri vodi je lažje plavati: morski ali rečni? Zakaj?

№ naloge
možnost 1			top – alkohol nato vodo na dnu - živo srebro
možnost 2			skoraj vse bo priplavalo – 1 napol potopljen – 2 se bo utopil - 3
možnost 3			V morski vodi je lažje plavati, ker... je slan in njegova gostota je večja, zato je F A večji.

Živo srebro je nekoč veljalo za zdravilo za vse bolezni in eliksir nesmrtnosti, bilo pa je tudi vzrok za "bolezen starih klobučarjev". Merkur uničen Ivan Grozni in za vedno odstranil letalo iz uporabe.

Tako težka, da je ne morem dvigniti

Živo srebro je snov z visoko specifično težo in veliko gostoto. Če poskušate celo dvigniti 10-litrsko vedro, napolnjeno z živim srebrom, vam ne bo uspelo. Prvič je težo živega srebra izmeril Robert Boyle leta 1627, vendar so njegove številke še vedno pravilne: 1 liter živega srebra ustreza približno 13,6 kilograma, za toliko je gostota živega srebra večja od gostote vode. Tudi naše telo je »obremenjeno« z živim srebrom, vendar je njegova količina zanemarljiva - 13 miligramov.

Maskota

Še pred nekaj stoletji so ljudje verjeli, da če prečiščeno živo srebro spremenimo v trdno snov, ga lahko spremenimo v zlato. Še bolj pa so se zanašali na magične lastnosti te snovi. Na primer, svečeniki starega Egipta so dali več gramov živega srebra v leseno ali granitno posodo in jo položili v grlo faraonove mumije - verjeli so, da bo to po smrti zaščitilo njihovega vladarja. Na pomoč živega srebra so računali tudi običajni Egipčani, ki so nosili steklenico z njim kot amulet. Mnogi so verjeli in še vedno verjamejo, da živo srebro prinaša srečo, zato živosrebrni talismani dandanes niso redki. Uporabljajo jih ljubitelji konjskih dirk in iger s kartami. Da bi zagotovili, da strupene lastnosti živega srebra ne bi negativno vplivale na zdravje, snov damo v luknjo, narejeno v muškatnem oreščku in zapečateno z voskom. In med sodobnimi čarovniki lahko vidite steklene obroče, v katerih je zapečateno živo srebro.

Zdravilo

Zaradi visoke toksičnosti se živo srebro zdaj praktično ne uporablja v medicinskih pripravkih, z izjemo morda termometra, ki vsebuje približno 2 grama te kovine. Živo srebro lahko deluje tudi kot konzervans za cepiva. Vendar se je v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja živo srebro zlahka uporabljalo v medicini. Na primer, merkuzal, ki vsebuje ione živega srebra, je deloval kot močan diuretik, živosrebrov klorid je bil uporabljen kot odvajalo, živosrebrov cianid pa je bil del antiseptikov in mazil. Srebrni amalgam, sestavljen iz živega srebra, se je nedavno uporabljal v zobozdravstvu kot material za plombe. Popotnik Francois Bernier (1620-1688) je med obiskom Indije ugotovil, da lokalni jogiji živijo presenetljivo dolgo - do 200 let. Bernier je zapisal, da jogiji pijejo pijačo, ki vsebuje živo srebro in žveplo. Jogiji so potrdili, da nekaj kapljic tega zdravila na dan pomaga ohranjati telo v dobri formi, predvsem pa prispeva k dolgoživosti. Znano je tudi, da so Kitajci v starih časih izdelovali »tablete nesmrtnosti« na osnovi živega srebra.

Žrtev zdravljenja

Pri izkopavanju trupla Ivana Groznega so znanstveniki ugotovili, da je vsebnost živega srebra v kraljevem telesu 5-krat višja od dovoljenih standardov. Znano je, da so v Rusiji živo srebro uporabljali za zdravljenje sifilisa že v 15. in 16. stoletju. Nekateri raziskovalci menijo, da je bil Ivan Grozni, ki je trpel za to nevarno boleznijo, zdravljen s "tekočim srebrom". N. M. Karamzin je zapisal, da se je car "tako spremenil, da ga ni bilo mogoče prepoznati: na njegovem obrazu je bila upodobljena mračna srditost, vse njegove poteze so bile popačene, njegov pogled je zbledel, na njegovi glavi in ​​bradi ni ostal skoraj noben las." Nenadna izguba las je eden očitnih znakov zastrupitve z živim srebrom, prav tako epileptični napadi, ki so mučili kralja. Zastrupitev z živim srebrom je po mnenju sodobnih strokovnjakov vzrok smrti Ivana Groznega.

Ribe "živo srebro".

Znano je, da je živo srebro v morski vodi. Nedavno je bilo ugotovljeno, da so majhne ribe sposobne kopičiti to snov. Hkrati lahko plenilci, tako ribe kot ptice, ki lovijo majhne ribe, zadržujejo živo srebro v telesu v še višjih koncentracijah. Na primer, če sled vsebuje 0,01 ppm živega srebra, potem ima morski pes indikator več kot 1 ppm. Ameriški znanstveniki, ki so preučevali ribe na vsebnost živega srebra, so to snov našli v vsaki ribi! Hkrati ima 25 % rib vsebnost živega srebra nad dovoljeno mejo. Tuna in jastog sta ogrožena. Okoljevarstveniki so že začeli oglašati alarm in opozarjati na nevarnosti uživanja rib in drugih morskih sadežev, vendar ribiška podjetja iz očitnih razlogov to imenujejo "grozljive zgodbe".

Strupeno, vendar ne vedno nevarno

"Bolj kot proučujemo živo srebro, bolj strupeno postaja," pravi David Evers z Inštituta za biodiverziteto. "Nevarnost zaradi sledov živega srebra je večja, kot se je prej mislilo." Ljudje so prej očitno podcenjevali strupene lastnosti živega srebra. Bil je na primer del klobučevine, iz katere so izdelovali klobuke. Tisti, ki so nosili klobuke, so postopoma spodkopavali svoje zdravje s kopičenjem strupenih snovi v telesu. Še več jih je bilo zastrupljenih med proizvodnjo klobukov - izraz "bolezen starih klobučarjev" to jasno dokazuje. Danes se z živim srebrom zastrupijo predvsem ljudje, ki živijo z ribolovom in aktivno jedo ribe (toplotna obdelava, kot je znano, ne odstrani živega srebra iz hrane). Veliko takih ljudi živi v Kanadi, Braziliji, Kolumbiji in na Kitajskem. Po statističnih podatkih ima povprečno 8 otrok na tisoč iz nevarnega območja kronične bolezni, ki se kažejo v oslabljenem spominu in duševni zaostalosti. Toda nevarnost zastrupitve z živosrebrnimi hlapi je po mnenju nekaterih strokovnjakov močno pretirana, saj je meja gostote hlapov živega srebra veliko nižja od gostote zraka, zato je njihova koncentracija v nevarnih indikatorjih možna le z veliko količino te snovi. Tekoče živo srebro ni tako nevarno. Če pogoltnete kovinske kroglice živega srebra iz termometra, bodo šle skozi celotno črevo, ne da bi pri tem povzročile škodo. To je razloženo s konsistenco živega srebra, ki ga gastrointestinalni trakt ne more absorbirati.

Prepovedano za prevoz!

Zanimivo je, da je živo srebro prepovedano prenašati na letala, a ne zato, ker bi se z njim lahko zastrupili potniki in člani posadke. Ko živo srebro pride na aluminijeve zlitine, uniči površinski film aluminijevega oksida, brez katerega kovina postane krhka in hitro razpade na zraku. Ta problem je bil pomemben za letalstvo v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Letala, na krovu katerih je iztekla velika količina živega srebra, niso bila več primerna za uporabo. Glede na stopnjo poškodb so jih poslali na večja popravila ali v celoti odpisali.