Номер 3, страница 428 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 83. Неорганические материалы. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 3, страница 428.

Условие.

3. Чтобы сделать острые края стеклянной палочки плавными, их вносят в пламя и выдерживают в нём некоторое время, постоянно вращая палочку. Можно ли так подровнять края палочки, сделанной из стали, древесины, кварцевого стекла? Почему?

Решение.

Решение 2.

Процесс сглаживания острых краев стеклянной палочки в пламени основан на ее физических свойствах. Обычное стекло — это аморфное вещество, которое не имеет строгой кристаллической решетки и, как следствие, не имеет определенной температуры плавления. При нагревании оно постепенно размягчается, переходя в вязкое, текучее состояние. В этом состоянии силы поверхностного натяжения стремятся минимизировать энергию поверхности, придавая ей наименьшую возможную площадь. Это приводит к тому, что острые грани и неровности сглаживаются, и край палочки становится округлым.

Рассмотрим возможность применения этого метода к другим материалам:

Сталь

Сталь является кристаллическим веществом. В отличие от аморфных тел, кристаллические имеют чёткую температуру плавления. Для стали она очень высока (в зависимости от марки, около $1400–1500^\circ\text{C}$). Температура пламени обычной газовой горелки или спиртовки, которой достаточно для размягчения стекла, значительно ниже и не способна расплавить сталь. При помещении в такое пламя стальная палочка просто раскалится докрасна, но не изменит своей формы. Таким образом, подровнять края стальной палочки описанным методом невозможно.

Ответ: Нет, нельзя. Сталь имеет высокую и чётко определённую температуру плавления, которую нельзя достичь в пламени, используемом для обработки обычного стекла. Сталь не размягчается постепенно.

Древесина

Древесина — это органический материал сложного состава. Она не относится ни к аморфным, ни к кристаллическим телам, которые могут плавиться. При нагревании в пламени древесина не плавится и не размягчается. Вместо этого она подвергается процессу горения (окисления кислородом воздуха), в результате чего обугливается и превращается в пепел. Попытка «оплавить» края деревянной палочки приведет к её сжиганию.

Ответ: Нет, нельзя. Древесина в пламени не плавится, а горит.

Кварцевое стекло

Кварцевое стекло, как и обычное, является аморфным веществом и также способно размягчаться при нагревании. Следовательно, сам принцип сглаживания краев за счет сил поверхностного натяжения к нему применим. Однако, температура размягчения кварцевого стекла намного выше, чем у обычного, и составляет примерно $1600^\circ\text{C}$. Пламя, используемое для работы с обычным стеклом, не сможет нагреть кварц до такой температуры. Для оплавления краев палочки из кварцевого стекла потребуется специальная высокотемпературная горелка (например, водородно-кислородная). Таким образом, метод применим, но требует других условий.

Ответ: Да, можно, но для этого необходимо использовать пламя со значительно более высокой температурой (около $1600^\circ\text{C}$), поскольку температура размягчения кварцевого стекла намного выше, чем у обычного.