microbik.ru
1

  1. Антипина Мария

  2. Х Международная дистанционная олимпиада «Эрудит»

Химия, 9 класс

  1. ХМАО – Югра, г. Когалым

  2. МБОУ «Средняя школа №3»

  3. 628486 г. Когалым, Ул. Дружбы народов 10/1, МБОУ «Средняя школа №3»

  4. Юмашева Диана Владимировна

1 тур

Задача 1
Добыча золота: технология. В результате природного концентрирования примерно лишь 0,1% всего золота, содержащегося в земной коре, доступна, хотя бы теоретически, для добычи, однако благодаря тому, что золото встречается в самородном виде, ярко блестит и легко заметно, оно стало первым металлом, с которым познакомился человек. Но природные самородки редки, поэтому самый древний способ добычи редкого металла, основанный на большой плотности золота, – промывание золотоносных песков. «Добыча... промывного золота требует только механических средств, а потому немудрено, что золото известно было даже дикарям и в самые древние исторические времена» (Д.И.Менделеев. Основы химии).

«Дикари» встряхивали золотоносный песок в потоке воды на наклонном лотке, при этом более легкий песок смывается, а золотые крупинки остаются на лотке. Такой способ применяли старатели и в новейшее время. Золото почти в 20 раз тяжелее воды и примерно в 8 раз тяжелее песка, поэтому крупинки золота можно струей воды отделить от песка или от измельченной пустой породы. Старинный способ промывки с помощью бараньих шкур, на которых отлагались золотые крупинки, отражен в древнегреческом мифе о золотом руне. Самородки и россыпи золота часто находили по течению рек, которые тысячелетиями размывали золотоносные породы. В древние времена золото добывали только из россыпей, и сейчас там, где они остались, золотоносный песок вычерпывают со дна рек и озер и обогащают на драгах – огромных сооружениях размером с многоэтажный дом, способных перерабатывать миллионы тонн золотоносной породы в год. Но богатых золотых россыпей почти не осталось, и уже в начале 20 в. 90% всего золота добывали из руд. Сейчас многие золотые россыпи практически исчерпаны, поэтому добывают, в основном, рудное золото, правда, теперь добыча рудного золота во многом механизирована, но остается трудным производством, часто спрятанным глубоко под землей. В последние десятилетия постоянно росла доля более рентабельных открытых разработок. Месторождение экономически выгодно разрабатывать, если в тонне руды содержится всего 2–3 г золота, а при содержании более 10 г/т оно считается богатым. Существенно, что затраты на поиск и разведку новых золотых месторождений составляют от 50 до 80% всех затрат на геологоразведочные работы.

Старый (так называемый ртутный) способ извлечения золота из руды – амальгамирование основан на том, что ртуть хорошо смачивает (но практически не растворяет) золото – как вода смачивает (но не растворяет) стекло. Тонко размолотую золотоносную породу встряхивали в бочках, на дне которых находилась ртуть. При этом частички золота прилипали к жидкому металлу, смачиваясь ртутью со всех сторон. Поскольку при этом цвет золотых частиц исчезает, может показаться, что золото «растворилось». Затем ртуть отделяли от пустой породы и сильно нагревали. Летучая ртуть отгонялась, а золото оставалось в неизменном виде. Недостатки этого метода – высокая ядовитость ртути и неполнота выделения золота: самые мелкие его частицы смачиваются ртутью плохо.

Более современный способ добычи золота из бедных руд – выщелачивание цианидом натрия, при котором даже самые мелкие крупинки переводят в водорастворимые цианистые соединения. Затем из водного раствора извлекают золото, например, извлекая его с помощью цинкового порошка: 2Na[Au(CN)2] + Zn  Na[Zn(CN)4] + 2Au. Выщелачивание позволяет извлекать остатки золота из отвалов заброшенных разработок, фактически превращая их в новое месторождение. Перспективен и метод подземного выщелачивания: раствор цианида закачивают в скважины, он по трещинам проникает внутрь породы, где растворяет золото, после чего раствор выкачивают через другие скважины. Конечно, цианид будет переводить в раствор не только золото, но и другие металлы, образующие устойчивые цианидные комплексы. Рост городов, развитие промышленности и сельского хозяйства привели к тому, что располагая гигантскими водными ресурсами, Россия уже испытывает в ряде регионов дефицит воды, а там где его еще нет, качество воды крайне низкое.

Гальванотехника - одно из производств, серьезно влияющих на загрязнение окружающей среды, в частности ионами тяжелых металлов, наиболее опасных для биосферы. Главным поставщиком токсикантов в гальванике (в то же время и основным потребителем воды и главным источником сточных вод) являются промывные воды. Объем сточных вод очень велик из-за несовершенного способа промывки деталей, который требует большого расхода воды (до 2 м3 и более на 1 м2 поверхности деталей).

Сточные воды многих гальванических цехов содержат в своем составе токсические вещества такие, как циан, хром, медь, свинец, кислоту, щелочи и др.

Превышение ПДК может вызвать прямое или косвенное вредное влияние на человека, животных, рыб. Действие хрома (VI), например, выражается в токсическом и канцерогенном проявлении.

Поэтому необходимо максимально уменьшить концентрацию токсикантов в промывных водах.

На машиностроительном предприятии обезвреживание сточных вод в том числе и от хромат-и цианид-ионов производят реагентным методом. Так, Сr (VI) восстанавливают до Cr(III), который менее токсичен, затем производят осаждение. Однако у этого метода есть недостатки. Основным недостатком этого метода является большое количество шламов, содержащих токсичные соединения тяжелых металлов. Утилизация и переработка образующихся шламов - очень сложное и дорогостоящее производство, а в некоторых случаях шламы не поддаются переработке. Основным методом обезвреживания таких отходов является захоронение их на специальных площадках, если таковые предусматриваются. Таким образом, возврат химреактивов и металлов в цикл производства практически исключен.

С учетом этого целью данной работы явилась оценка возможности обезвреживания цианидов реагентным способом и хром содержащих сточных вод методом ионообменной сорбции с последующей регенерацией хромат - ионов.

Удаление растворимых примесей осуществляется экстракцией, сорбцией, нейтрализацией, электорокоагуляцией, эвапорацией, ионным обменом, озонированием и т.п.

Экстракция - процесс перераспределение примесей сточных вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей(сточной воды и экстрагента) в соответствии с коэффициентом экстракции. На машиностроительных предприятиях экстракцию применяют для очистки сточных вод от фенола. Для интенсификации процесса экстракции перемешивание смеси сточных вод с экстрагентом осуществляют в экстракционных колоннах, заполненных насадками типа колец Рашига.

Сорбция наряду с использованием в процессах очистки газа широко применяется для очистки сточных вод от растворимых примесей. В качестве сорбента используют практически любые мелкодисперсные вещества (зола, торф, опилки, шлаки, глина), наиболее эффективным сорбентом является активированный уголь.

Электрокоагуляцию применяют для очистки сточных вод гальванических и травильных отделений от хрома и других тяжелых металлов, а также от цианов.

Ионообменные методы очистки сточных вод находят применение практически в любых отраслях промышленности для очистки от многих примесей, в том числе и шестивалентного хрома. Эти методы позволяют обеспечить высокую эффективность очистки, а также получить выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей. Вредность хрома в сточной воде уничтожается переводом хрома шестивалентного в трехвалентный солями сульфатом железа (II) в кислой среде:[19]

Сr+6+3Fе+2--2Сr+3+3Fе+3

Например для хромового ангидрида и хромпика:

2СrО3+6FеSО4+6Н24 Сr2(SО4)3+3Fе2(SО4)3+6Н2О

К2Cr2О7+6FеSО4+7Н24> К24+Сr2(SО4)3+3Fе2(SО4)3+7Н2О
задача2
C18H38 + O2 = CO2 + H2O
С кока-колой могут, а со свечами нет. Свеча горит за счет испарения парафинов, которые становятся легче воздуха и поднимаются вверх. На орбите гравитация фактически отсутствует -> под действием силы архимеда пары парафинов не поднимаются -> свеча не горит.


Задача 3.




задача 4.

Результат

Разные предметы будут плавать в толще жидкости на разном уровне. Некоторые «зависнут» прямо посередине сосуда.

Объяснение

Этот трюк основан на способности различных веществ тонуть или плавать в зависимости от их плотности. Вещества с меньшей плотностью плавают на поверхности более плотных веществ.

Спирт остаётся на поверхности растительного масла, потому что плотность спирта меньше плотности масла. Растительное масло остаётся на поверхности воды, потому что плотность масла меньше плотности воды. В свою очередь, вода – вещество менее плотное, чем мёд или кукурузный сироп, поэтому остаётся на поверхности этих жидкостей.

Когда ты опускаешь предметы в сосуд, они плавают или тонут в зависимости от своей плотности и плотности слоёв жидкости. У шурупа плотность выше, чем у любой из жидкостей в сосуде, поэтому он упадёт на самое дно. Плотность макаронины выше, чем плотность спирта, растительного масла и воды, но ниже чем плотность мёда, поэтому она будет плавать на поверхности медового слоя. У резинового шарика самая маленькая плотность, ниже, чем у любой из жидкостей, поэтому он будет плавать на поверхности самого верхнего, спиртового слоя.



Задача 5



114-му присвоено имя флеровий, а 116-му — ливерморий. Оба были синтезированы около десяти лет назад физиками из подмосковной Дубны.Элемент под номером 114 был получен в 2000 году путем бомбардировки на циклотроне мишени из плутония-242 ядрами кальция-48, а 116-й элемент — в 2004 году в реакции кальция-48 и кюрия-245. Оба эксперимента проводили исследователи Объединенного института ядерных исследований, а точнее, ученые Лаборатории ядерных реакций имени Флерова под руководством академика Юрия Оганесяна. После подтверждения результатов другими независимыми лабораториями физикам дали почетное право присвоить своим элементам имена. В итоге 114-й назвали в честь академика Флёрова, а 116-й — в честь Ливерморской национальной лаборатории (США), специалисты которой помогали российским коллегам, поставляя им для опыта тяжелые радиоактивные элементы.