Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете - [63]
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 ∙ 10>15 (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/см>3, или 20 т/м>3 (точнее, 19,3, но точные числа знать, конечно, не обязательно, принимаются решения и с 10 г/см>3). Следовательно, объем золотого куба равен примерно 20 млн м>3; ребро такого куба – около 300 м.
Из уравнения 2С>8Н>18 + 25О>2 → 16СО>2 + 18Н>2О следует, что один автомобиль (он потребляет в год около 3800 л октана) выделяет за год около 7,6 т СО>2. 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 ∙ 10>8кг. 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 РbВr>2.
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.
Алюминий открыли только в XIX веке, потому что в древности каждой планете соответствовал свой металл, и если планета не была известна, то не было и этого металла.
Золото и ртуть нужнее человеку, чем цинк и натрий, поэтому они и были известны в древности.
Алюминий, натрий и цинк не были известны в древности, так как их считали аллотропными видоизменениями одного элемента, поэтому их и не пытались открыть по отдельности!
1. Карбоновые кислоты встречаются в природе обычно в составе жиров и масел – в виде их сложных эфиров с глицерином; отсюда и название «жирные кислоты».
2. Прежде всего, бросается в глаза, что у каждой кислоты с четным числом атомов углерода есть свое собственное имя, тогда как названия «нечетных» кислот просто образованы от греческих числительных (как и названия соответствующих углеводородов): например, ундециловая – это просто-напросто «одиннадцатая». Правда, здесь есть одно исключение – маргариновая кислота (оно связано с ошибкой в анализах, допущенных в первой половине XIX века, когда кислоты получали свое название). Видно также, что «четным» кислотам в справочнике отведено значительно больше места, чем «нечетным».
