20 мин
10 октября 2019 г.

Mendeleev Lab. Разбор заданий

Mendeleev Lab. Разбор заданий
Автор: Laba.Media

«Реникса»

1. Элемент оганесон назван в честь ныне живущего ученого

Да

118-й элемент Периодической таблицы назван в честь нашего выдающегося соотечественника Юрия Оганесяна, который живёт и работает в Дубне и, конечно, продолжает синтезировать новые элементы.

 

2. На Солнце есть вода

Да

Молекулы воды были обнаружены на Солнце сравнительно недавно - в результате развития новых методов спектроскопии характерные линии воды были замечены во второй половине 90-х. Это стало сенсацией, поскольку до этого существование молекул воды на Солнце казалось крайне маловероятным. Хотя на Солнце есть и водород и кислород, чтобы стало возможно формирование молекул воды температура должна быть менее 3000 градусов иначе молекулы даже образовавшиеся сразу же диссоциируют. Но оказалось, что в темных пятнах на Солнце температура может опускаться ниже 3000 градусов - там и образуется вода.

Поскольку вода на Солнце устойчиво обнаруживается спектроскопией, вполне возможно, что воды на Солнце больше чем во всей Солнечной системе. Количество молекул воды - это, вероятно, сотые доли процента всей солнечной массы. На Солнце приходится 98,6% всей массы Солнечной системы, а почти вся остальная масса - приходится на Юпитер (а там воды очень мало), Основные запасы воды - это Уран и Нептун - ледяные планеты. А это как раз сотые доли процента массы Солнечной системы.

Ссылки: Основная статья в Science (1997): Polyansky, O. L. (1997). Water on the Sun: Line Assignments Based on Variational Calculations. Science, 277(5324), 346–348.doi:10.1126/science.277.5324.346 Tennyson, J., & Polyansky, O. L. (1998). Water on the Sun: The Sun yields more secrets to spectroscopy. Contemporary Physics, 39(4), 283–294.doi:10.1080/001075198181955

Совсем популярное изложение: https://postnauka.ru/faq/38351

 

3. Воздух, богатый озоном, полезен для здоровья человека

Нет

Oзон в любых концентрациях является ядовитым соединением, и именно поэтому эффективно убивает плесень и бактерии. Высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его высокую токсичность. Воздействие озона на организм является общетоксическим, раздражающим, канцерогенным и мутагенным, а также может приводить к преждевременной смерти. Озон в Российской Федерации отнесён к первому, самому высокому классу опасности вредных веществ. Нормативы по озону:

максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м³;

среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/м³;

предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³.

Минимальная смертельная концентрация (LC50) - 4,8 ppm

При этом, порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м³.

 

4. Температура плавления смеси зимнего реагента и льда ниже 0°С при нормальном давлении.

Да

Чтобы зимой под ногами не было льда, его посыпают так называемыми реагентами. В качестве реагентов могут использоваться хлорид натрия (обычная поваренная соль), или, например, хлорид кальция. Смесь этих солей со льдом замерзает при температуре ниже нуля, поэтому не образуется гололед.

 

5. Борщевик вызывает химический ожог кожи

Нет

Борщевик вызывает фотоожог. Листья и плоды борщевика богаты эфирными маслами. Прикосновение к растениям некоторых видов этого рода может вызывать раздражение и ожог кожи за счёт того, что все части растений содержат фуранокумарины — вещества, резко повышающие чувствительность организма к ультрафиолетовому излучению. Самые сильные ожоги борщевик вызывает при соприкосновении с кожными покровами в ясные солнечные дни. Но чтобы получить ожог, достаточно и непродолжительного и несильного облучения солнцем участка кожи, испачканного соком растения. Как правило, на пораженных участках кожи возникает ожог второй степени (пузыри, заполненные жидкостью). Время проявления ожога -– от нескольких часов до нескольких суток. Особая опасность заключается в том, что прикосновение к растению первое время не даёт никаких неприятных ощущений.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Борщевик#Фототоксичность

 

6. Железо - самый распространенный в земной коре элемент

Нет

Самый распространённый в земной коре элемент – кислород. По данным химической энциклопедии состав земной коры такой: кислород 46%, кремний 28%, алюминий 8.2%, железо 5.6%. Железо и алюминий — понятно, но откуда в коре так много кислорода (и кремния?). Все дело в том, что большинство руд представляют собой оксиды металлов - то есть соединения металлов с кислородом. Металлов много, а кислород один. Ну и как всем хорошо известно, в верхнем слое земной коры много песка и глины, а представляют они собой оксид кремния - SiO2 + другие оксиды (оксид алюминия, например).

 

7. Гелий был открыт на Солнце

Да

Именно. гелий был открыт в результате наблюдений спектральных линий Солнца. На Земле его очень мало, но при этом это второй по распространенности элемент во Вселенной (его доля составляет 23%). БОльшая часть гелия образовалась в первые несколько минут после Большого взрыва.

 

8. Благородные газы не образуют химических соединений

Нет 

Инертные газы отличаются химической неактивностью (отсюда и название - инертные, или по-другому, благородные). Тем не менее, в 1962 году Нил Барлетт показал, что все они при определённых условиях могут образовывать соединения (особенно охотно со фтором). Наиболее «инертны» неон и гелий: чтобы заставить их вступить в реакцию, нужно применить много усилий, искусственно ионизируя каждый атом. Ксенон же, наоборот, слишком активен (для инертных газов) и реагирует даже при нормальных условиях, демонстрируя чуть ли не все возможные степени окисления (+1, +2, +4, +6, +8).

 

9. Из ртути можно сделать золото.

Да

В 1940 году американские физики Шерр и Бэйнбридж доложили об успешных результатах: бомбардируя атомы ртути быстрыми нейтронами, они получили золото. Другое дело, что изотопы имели массовые числа 198, 199 и 200. Таким образом, золото получили, но оно существовало короткий промежуток времени. Следовательно, современные приверженцы алхимии не имели повода ликовать, а эксперименты необходимо было продолжать. Далее было показано, что атомы ртути с массовыми числами 196 и 199 имеют больше всего шансов превратиться в золото. И после проведения реакции его действительно получили. 100 грамм ртути превратили в 35 мкг золота.

 

10. От йододефицита спасает морская соль

Нет 

В морской соли йода может вообще не быть В процессе выпаривания и производства этой соли йод может испаряться. А вот если использовать просто йодированную соль (или морскую, но тоже обязательно йодированную) - проблемы можно избежать. Большинство стран мира ликвидировали проблему йододефицита с помощью всеобщего йодирования соли. Кстати, избыток йода тоже опасен, например, морская капуста содержит избыток, поэтому этот продукт опасен для постоянного употребления.

 

11. В глубоком космосе есть аминокислоты (из аминокислот состоят белки)

Да

Довольно уверенно можно утверждать что в газопылевых облаках есть глицин. И в космосе идет процесс образования аминокислот. Глицин найден в 2018 году, в частности, на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко. https://habr.com/ru/post/411857/

 

12. Кюрий - единственный элемент, названный в честь женщины-ученого

Нет

Элемент кюрий назван в честь семейной пары Пьера и Марии Кюри. Единственный элемент, который назван в честь женщины - мейтнерий, и назван он в честь австрийского физика Лизы Мейтнер.

 

«Дмитрий Иванович и периодическая система»

13. Сегодня В Периодической системе 118 элементов, а сколько элементов вошло в первый опубликованный вариант Периодической системы Менделеева?

A. 21

B. 42

C. 63

D. 84

Далеко не все элементы из современной Периодической системы были известны во времена Менделеева, не говоря уже о более древних временах. К 60-м годам XIX века было известно около 60 элементов и их атомные веса, в первый же вариант таблицы вошло 63 элемента.

 

14. Дмитрий Иванович Менделеев известен открытием Периодического закона, а что еще он очень хотел найти?:

A. Идеальный рецепт водки

B. Мировой эфир

C. Дешевый способ получения алюминия

D. Прочный клей для чемоданов

Идеальный рецепт водки Менделеев, конечно, не искал - это известная байка (на деле он изучал объёмные соотношения спирта с водой исключительно в научными целях, водку же по его словам «сам никогда и не пробовал»). Менделеев был интересным и разносторонним человеком, поэтому про него ходило много и других баек. Так, известно, что он клеил самодельные полки, ящики и даже чемоданы. В литературе описан эпизод, где Менделеева считают «известным чемоданных дел мастером». Пытался ли он изобрести идеальный клей для чемоданов, доподлинно не известно, но никаких упоминаний современников о работах в этом направлении нет. Поэтому вариант с клеем для чемоданов тоже не подходит. Во времена Менделеева алюминий был очень дорог, дороже платины, ему даже подарили весы с одной чашкой из алюминия, другой - из золота. Но способ дешевого получения алюминия Менделеев не искал. А вот так называемый «мировой эфир» (популярная гипотеза в XIX веке) - да. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B9

 

15. Менделееву подарили весы, одна из чаш которых была изготовлена из этого очень дорогого металла (в те времена был дороже золота). Это был:

A. титан

B. алюминий

C. никель

D. хром

Сейчас алюминий получают с помощью электролиза расплава, для такого способа производства требуется много дешевой электроэнергии. Поэтому получение алюминия в промышленных масштабах стало возможно лишь с появлением больших электростанций, в XIX же веке этот металл был дороже золота. В 1889 году британцы, желая почтить богатым подарком русского химика Д. И. Менделеева, подарили ему аналитические весы, у которых чашки были изготовлены из золота и алюминия.

 

16. Иосиф Бродский в стихотворении «Памяти одного тирана» упомянул несколько химических элементов и соединений:

Он здесь бывал: еще не в галифе --
в пальто из драпа; сдержанный, сутулый.
Арестом завсегдатаев кафе
покончив позже с мировой культурой,
он этим как бы отомстил (не им,
но Времени) за бедность, униженья,
за скверный кофе, скуку и сраженья
в двадцать одно, проигранные им.

И Время проглотило эту месть.
Теперь здесь людно, многие смеются,
гремят пластинки. Но пред тем, как сесть
за столик, как-то тянет оглянуться.
Везде пластмасса, никель -- все не то;
в пирожных привкус бромистого натра.
Порой, перед закрытьем, из театра
он здесь бывает, но инкогнито.»

А почему у пирожных вкус «бромистого натра»? Для чего его могли добавлять в еду?

A. Как «сыворотку правды»

B. Как стимулятор, улучшающий настроение

C. Как успокоительное

D. Это вещество никак не действует на человека

Соединения брома обладают успокаивающим действием. Этот эффект использовался при лечении психических заболеваний в середине XX века. Также существует распространенная городская легенда о том, что в армии, местах лишения свободы и психиатрических больницах будто бы добавляют соединения брома в еду для снижения полового влечения. Происхождение этого мифа доподлинно неизвестно.

 

17. Какой из перечисленных элементов применяется в быту?

A. Америций

B. Европий

C. Плутоний

D. Московий

Интересно, что америций применяется в некоторых типах датчиков задымления. Около 0,3 г оксида америция располагается в индикаторной камере датчика, где испускаемый америцием поток альфа-частиц ионизирует воздух, позволяя протекать электрическому току между электродами детектора. Если в воздухе появляются аэрозольные частицы дыма, они поглощают альфа-частицы, ионизация воздуха в камере прекращается, электрическая цепь детекторе размыкается и подается сигнал тревоги. Источник - Аркадий Курамшин, «Химические элементы».

 

18. Рубин, сапфир, корунд и наждак являются разновидностями оксида одного элемента. Какого?

A. марганца

B. железа

C. алюминия

D. кремния

Алюминий - самый распространенный металл в земной коре. Он входит в состав глины и множества минералов. Именно оксид алюминия образует такие разные формы, как рубин (прозрачная красная разновидность, драгоценный камень), сапфир (синяя прозрачная), обыкновенный корунд (непрозрачная разновидность, используется как абразив) и наждак (сплошная зернистая корундовая порода серо-черного цвета с примесями гематита, магнетита и др, наносится на бумагу и используется для шлифования).

 

19. Если увеличить ядро атома до размеров вишни, до каких примерно размеров увеличится атом?

A. футбольный мяч

B. комната

C. футбольный стадион

D. планета Земля

Давайте посчитаем. Ядро атома примерно в 10 тысяч раз меньше размера самого атома. Таким образом, если мы увеличим ядро до размеров вишни (порядка 1 см), тогда размер атома окажется примерно 100 метров, что соответствует рекомендованной FIFA длине футбольного поля.

 

«Химические соединения»

20. Что такое «жесткая вода»?

A.Вода, в которой содержатся оксиды и гидроксиды железа

B. Это просто неочищенная вода

C. Это вода, содержащая механические примеси (песчинки, микрочастицы)

D. Вода, в которой содержатся соли кальция и магния

Так называемая жесткая вода - вода, в которой содержатся гидрокарбонаты кальция и магния. Гидрокарбонаты кальция и магния растворимы, но под действием высокой температуры распадаются до карбонатов - нерастворимых соединений, которые и образуют накипь в наших чайниках.

 

21. Для человека принципиально важно различать вкус белковой пищи. Для этого у него есть специальные рецепторы. Они чувствительны к:

A. Лизергиновой кислоте

B. Стеариновой кислоте

C. Бензойной кислоте

D. Глутаминовой кислоте

Стоит начать с того, что белки состоят из аминокислот, и глутаминовая - одна из самых часто встречающихся. Для определения белковой пищи на вкус у человека имеются специальные рецепторы - как раз реагирующие на глутаминовую кислоту (или на глутамат-ион). Именно поэтому сейчас во многие блюда добавляют так называемый «усилитель вкуса и аромата глутамат натрия». На самом деле, он не является усилителем вкуса, а просто представляет собой вещество, ответственное за вкус белка. Наши специальные рецепторы во рту реагируют на глутамат, и такая пища нам нравится (потому что для организма это сигнал, что там есть белок). Глутамата натрия не стоит бояться, это всего лишь натриевая соль глутаминовой кислоты, глутамат содержится в большом количестве продуктов питания (в сырах, мясе, рыбе и даже овощах).

Если говорить о других кислотах, бензойная - не аминокислота, и большинству людей известна как консервант. Любопытно, что по некоторым данным, она содержится в северных ягодах (морошка, клюква), поэтому они долго не портятся. Стеариновая кислота входит в состав жиров. Кстати, по последним данным, есть рецепторы и на жирную пищу (жирный вкус).

Лизергиновая кислота входит в состав ряда вырабатываемых спорыньей алкалоидов (т. н. эргоалкалоидов), но широкой публике больше известен ее диэтиламид, сокращенно называемый ЛСД.

 

22. Классический («дымный») порох состоит из серы, угля и селитры (нитрата калия). А зачем там селитра?

A. Она интенсивно горит

B. Она необходима как окислитель для горения

C. Это поражающий элемент

D. Это инертный наполнитель

Селитра (нитрат калия) необходима как окислитель, ведь горение пороха происходит в бескислородных условиях (например, в затворе ружья). Смеси кислородсодержащих веществ с горючим или по-другому можно сказать «пороха» не нуждаются в кислороде воздуха, и поэтому они могут гореть и в воде, и под землей и в космосе.

 

23. На спутнике Сатурна Титане есть озера и реки. Кроме Земли это единственное небесное тело в Солнечной системе, где поверхностная жидкость обнаружена. Из чего состоят реки на Титане?

A. вода

D. жидкий азот

C. жидкие углеводороды

D. жидкий гелий

Ответить на вопрос можно, если оценить температуру плавления и парообразования перечисленных веществ. На Титане есть атмосфера. Ее давление лишь немного больше, чем у атмосферы Земли. Вода - не подойдет. Она замерзает при 0 по Цельсию, и температура на Титане заведомо ниже 0 по Цельсию. Азот переходит в жидкое состояние при -195 по Цельсию. Гелий при -269 по Цельсию - это значительно ниже, чем температура на Титане - хотя он и далеко от Солнца, но не настолько, чтобы там был жидкий гелий. Остаются - азот и метан.

Реки на Титане состоят из метана и этана - это алканы (насыщенные алифатические углеводороды).

Температура кипения метана - около -190 по Цельсию. Это примерно соответствует температуре на поверхности Титана. Метан находится в жидком состоянии, но может испаряться - как вода на Земле - вследствии сезонных температурных колебаний. Атмосфера Титана в основном состоит из азота - он находится в газообразном состоянии. На Титане идут метановые дожди и есть метановые облака. Если вы с поверхности Титана посмотрите на небо - оно будет темно-коричневым. На поверхности спутника происходят процессы эрозии и выветривания.

Впервые жидкие озера на Титане были замечены по блеску пятен отчетливой почти неизменной формы - потом стало понятно, что это метановые озера.

Вообще, Титан - это астрономических размеров “нефтяная” бочка, и его запасов углеводородов хватило бы землянам навсегда. Вот только это очень далеко)

 

24. Недостаток этого вещества приводит к развитию болезни Паркинсона

A. Инсулин

B. Адреналин

C. Серотонин

D. Дофамин

Причиной болезни Паркинсона является гибель нейронов, вырабатывающих дофамин, прежде всего в черной субстанции (отдел головного мозга). Но есть препараты, которые повышают уровень собственного дофамина, например, есть известный препарат леводопа (который является химическим предшественником дофамина).

 

25. С помощью перегонки невозможно получить спирт, крепостью более 96°. А как все-таки получить абсолютный (100%) спирт?

A. Перегнать несколько раз

B. Несколько раз заморозить

C. Избавиться от воды с помощью осушителя

D. Получить 100%-спирт невозможно

Из-за существования такого явления, как азеотропные смеси, получить 100% спирт перегонкой невозможно. При перегонке спиртосодержащих жидкостей (а этот процесс используется при производстве крепкого алкоголя), сколько бы раз мы не перегоняли смесь, мы никогда не получим концентрацию спирта выше 96%. Получить же 100% спирт можно с помощью специального соединения-осушителя, например, безводного хлорида кальция.

 

Идентификация. Соотнести элемент и его применение

Палладий и другие металлы платиновой группы находят свое применение как катализаторы (8H)

Литий сейчас очень активно используется при производстве литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторов в мобильных телефонах, планшетах, наушниках (5B)

Неодим используется в производстве очень сильных неодимовых магнитов (6D). А необходимы они, например, в динамиках наушников.

Из вольфрама делают спирали для ламп накаливания (1C). Правда эти лампы, из-за их неэффективности сейчас уходят в прошлое. Используйте энергосберегающие лампы!

Германий - известный полупроводниковый материал (2E). Без полупроводников у нас не было бы всех электронных устройств - часов, телевизоров, компьютеров, мобильных телефонов.

Ксенон используется в автомобильныех фарах (4A).

Иттрий и другие редкоземельные металлы используются при производстве сверхпроводящих кабелей (3G)

Углерод добавляют в сплавы железа и получают сталь. Самые высокоуглеродистые стали называются чугуны. (7F)

 

Бытовые и систематические названия

Углекислый газ по-химически называется диоксид углерода (CO2) (7E)

поваренная соль - хлорид натрия (NaCl) (6G)

сода (питьевая) - гидрокарбонат натрия (NaHCO3)  (5A)

гашеная известь - гидроксид кальция (Ca(OH)2) (1B)

гипс - дигидрат сульфата кальция (CaSO4 · 2H2О) (2C)

мел - карбонат кальция (CaCO3) (4F)

кварц, как и в большинстве своем любой песок - диоксид кремния (SiO2)  (3D)