Страница 154 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

1. В научно-фантастическом произведении Александра Беляева «Продавец воздуха» описан способ разделения воздуха, который является газовой смесью, на его составные компоненты. Этот метод, реально существующий в промышленности, называется фракционной перегонкой (или ректификацией) сжиженного воздуха.

Процесс, представленный в романе, состоит из двух ключевых этапов.

Первый этап — сжижение воздуха. Атмосферный воздух при помощи мощных установок подвергается сильному сжатию и последующему резкому расширению, что приводит к его значительному охлаждению (эффект Джоуля-Томсона). В результате многократного повторения этого цикла воздух переходит из газообразного состояния в жидкое. Образуется бледно-голубая жидкость, представляющая собой смесь сжиженных газов, в основном азота и кислорода.

Второй этап — фракционная перегонка (ректификация). Сжиженный воздух подают в ректификационную колонну, где его медленно нагревают. Так как компоненты воздуха имеют разные температуры кипения, они испаряются поочередно. Азот, чья температура кипения составляет $−195,8 \text{ °C}$, испаряется первым. Его пары поднимаются в верхнюю часть колонны, где их собирают. Кислород, имеющий более высокую температуру кипения ($−183,0 \text{ °C}$), дольше остается в жидкой фазе и собирается в нижней части колонны. Таким же образом отделяются и другие газы, например, аргон (температура кипения $−185,9 \text{ °C}$).

Этот технологический процесс позволял главному антагонисту романа, мистеру Бейли, извлекать из атмосферы и накапливать в огромных подземных хранилищах её компоненты с целью последующей продажи.

Ответ: В произведении А. Беляева «Продавец воздуха» описан способ разделения воздуха (газовой смеси) путем его сжижения с помощью глубокого охлаждения и последующей фракционной перегонки (ректификации), основанной на различии температур кипения его компонентов (азота, кислорода и др.).

Откуда берёт своё начало поверье, что рассыпанная соль — к ссоре?

Поверье о том, что рассыпанная соль ведёт к ссоре, имеет глубокие исторические и культурные корни. Существует несколько основных версий его происхождения:

1. Экономическая ценность. В древности и вплоть до XIX века соль была очень дорогим продуктом. Её использовали не только как приправу, но и как консервант, а иногда даже в качестве денег (слово "саларий", означающее жалованье, происходит от латинского "sal" — соль). Рассыпать соль означало понести ощутимый материальный убыток, что само по себе могло стать причиной семейного конфликта или недовольства. Неаккуратность, приведшая к потере ценного продукта, легко могла вызвать гнев и ссору.
2. Символическое значение. Соль во многих культурах считалась символом чистоты, вечности, мудрости и дружбы. Хлебом и солью встречали самых дорогих гостей, что символизировало гостеприимство и доверие. Соответственно, рассыпать соль воспринималось как дурной знак, предвещающий разрушение дружбы, разлад и предательство.
3. Религиозный аспект. Убеждение укрепилось благодаря знаменитой фреске Леонардо да Винчи "Тайная вечеря". На ней изображен Иуда Искариот, который опрокинул солонку. Этот жест трактуется как предзнаменование его предательства Христа. Таким образом, рассыпанная соль стала ассоциироваться с предательством и грядущими бедами.

Таким образом, поверье возникло на стыке реальной высокой стоимости соли, её важного символического значения и религиозных образов.

Ответ: Поверье берёт начало из тех времён, когда соль была очень дорогой, и её потеря могла стать реальной причиной для ссоры. Также соль имела большое символическое значение как символ дружбы и гостеприимства, а её просыпание считалось дурным знаком, что было подкреплено и религиозными сюжетами, например, на фреске "Тайная вечеря".

Как помирить людей, поссорившихся из-за рассыпанной соли?

Чтобы нейтрализовать дурную примету и предотвратить ссору, народная мудрость предлагает несколько ритуальных действий. Кроме того, существуют и простые психологические способы примирения.

Ритуальные способы:

• Бросить соль через левое плечо. Это самый известный способ. Считается, что за левым плечом человека стоит искуситель (чёрт, злой дух), который радуется любой возможности спровоцировать конфликт. Чтобы "ослепить" его и помешать его козням, нужно взять щепотку просыпанной соли и бросить её через левое плечо.
• Посмеяться. Тот, кто рассыпал соль, должен засмеяться. Считается, что смех отгоняет злых духов и разрушает негативную энергию. Если другие поддержат смех, то инцидент будет исчерпан и превратится в шутку.
• Посыпать сахаром. На рассыпанную соль можно насыпать немного сахара "для мира и согласия".

Психологические и практические способы:

Вне зависимости от веры в приметы, если ссора всё же началась, помириться можно с помощью обычного человеческого общения. Стоит признать свою неловкость, извиниться за неосторожность и, самое главное, подчеркнуть, что отношения с близким человеком гораздо важнее, чем любая бытовая мелочь. Можно вместе убрать рассыпанную соль, превратив это в совместное действие, которое сближает, а не разъединяет.

Ответ: Чтобы предотвратить ссору согласно поверью, нужно взять щепотку рассыпанной соли и бросить её через левое плечо. Также можно просто посмеяться над ситуацией. Если же ссора уже произошла, то лучший способ помириться — это извиниться за неловкость и спокойно обсудить ситуацию, показав, что отношения важнее бытовых мелочей.

а) зубной порошок и поваренная соль

Данная смесь состоит из двух твердых веществ. Для их разделения можно использовать различие в их растворимости в воде. Поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) хорошо растворяется в воде, в то время как зубной порошок (в основном, карбонат кальция, $CaCO_3$) в воде практически нерастворим. Процесс разделения будет состоять из следующих этапов:

1. Растворение: смесь высыпают в воду и перемешивают. Соль растворится, а зубной порошок останется в виде осадка.

2. Фильтрование: полученную смесь пропускают через бумажный фильтр. Зубной порошок останется на фильтре, а раствор соли (фильтрат) пройдет через него.

3. Выпаривание: из фильтрата (раствора соли) выпаривают воду, чтобы получить чистую поваренную соль. Зубной порошок с фильтра необходимо высушить.

Ответ: растворение одного из компонентов с последующим фильтрованием и выпариванием.

б) спирт и вода

Спирт (этиловый спирт) и вода являются взаимно растворимыми жидкостями, образуя однородную смесь (раствор). Разделить их можно, основываясь на различии в температурах кипения. Температура кипения воды составляет $100^{\circ}C$, а этилового спирта — около $78^{\circ}C$. Метод, использующий это различие, называется дистилляцией (или перегонкой). При нагревании смеси спирт, как более летучий компонент, испаряется интенсивнее. Его пары отводятся в холодильник (конденсатор), где они охлаждаются и снова переходят в жидкое состояние (конденсируются). Полученная жидкость (дистиллят) будет обогащена спиртом. Для получения более чистого спирта процесс повторяют несколько раз или используют фракционную перегонку.

Ответ: дистилляция (перегонка).

в) бензин и вода

Бензин и вода — это две несмешивающиеся жидкости (они не растворяются друг в друге). Кроме того, они имеют разную плотность: бензин легче воды и поэтому всплывает на её поверхность, образуя верхний слой. Такую неоднородную смесь можно разделить механическим способом. Для этого используют делительную воронку. Смесь наливают в воронку и дают ей отстояться, пока не образуется четкая граница раздела между двумя слоями. Затем открывают кран делительной воронки и аккуратно сливают нижний слой (воду). Когда граница раздела достигнет крана, его закрывают, отделяя таким образом воду от бензина, который остается в воронке. Этот метод называется отстаиванием.

Ответ: отстаивание с использованием делительной воронки.

Дано:

Речная вода в походных условиях, которая может содержать как видимые механические примеси (песок, ил, глина, частицы растений), так и невидимые биологические угрозы (болезнетворные бактерии, вирусы, цисты простейших).

Найти:

Способы очистки и обеззараживания речной воды, чтобы сделать её безопасной для питья и приготовления пищи.

Решение:

Процесс подготовки воды всегда состоит из двух обязательных этапов: механической очистки и последующего обеззараживания. Пропуск одного из этапов может сделать воду небезопасной.

Этап 1. Механическая очистка (фильтрация)

Цель этого этапа — удалить из воды взвешенные частицы и сделать ее прозрачной. Это улучшает вкус и эффективность последующего обеззараживания.

• Отстаивание. Самый простой метод. Налейте воду в емкость и оставьте в покое на несколько часов. Грязь и песок осядут на дно. Затем аккуратно слейте верхний, осветленный слой воды в другую емкость.
• Фильтрация через ткань. Процедите воду через несколько слоев чистой ткани (бандана, футболка, марля). Это задержит крупные частицы, такие как листья, насекомые и крупный песок.
• Самодельный многослойный фильтр. Для более тщательной очистки можно изготовить фильтр из подручных средств. Возьмите пластиковую бутылку, отрежьте дно. Перевернув ее горлышком вниз, уложите слои в следующем порядке (от низа к верху):
  1. Ткань или марля в горлышке (чтобы слои не выпадали).
  2. Слой чистого, прокаленного на костре песка.
  3. Толстый слой измельченного древесного угля из костра (уголь — отличный адсорбент, он поглощает мелкие взвеси и некоторые химические соединения, улучшая вкус и запах воды).
  4. Еще один слой песка.
  5. Слой мелкого гравия для равномерного распределения воды.
  Пропускайте воду через такой фильтр медленно. Первые порции воды могут быть мутными от угольной пыли, их следует слить.

Этап 2. Обеззараживание

После фильтрации вода может выглядеть чистой, но она все еще кишит микроорганизмами. Этот этап является ключевым для обеспечения безопасности.

• Кипячение. Самый надежный и универсальный метод. Отфильтрованную воду необходимо довести до бурного кипения и кипятить не менее 1 минуты. На высотах более 2000 метров из-за пониженного атмосферного давления температура кипения воды ниже $100^\circ C$, поэтому время кипячения следует увеличить до 3–5 минут. Этот метод уничтожает практически все патогены.
• Химическая дезинфекция. Применяется, когда нет возможности развести огонь.
  • Специальные обеззараживающие таблетки (на основе хлора или йода). Это наиболее удобный и надежный химический способ. Необходимо строго следовать инструкции производителя по дозировке и времени выдержки.
  • Йод. Используйте 5% спиртовую настойку йода. Добавьте 3–5 капель на 1 литр чистой воды. Перемешайте и дайте отстояться 30–60 минут. Вода будет иметь специфический привкус. Для мутной или холодной воды дозировку и время ожидания следует увеличить.
  • Перманганат калия (марганцовка). Добавьте в воду несколько кристаллов до появления слабо-розового цвета. Дайте постоять 30–60 минут. Важно не превысить концентрацию, так как крепкий раствор токсичен.
• Ультрафиолетовое (УФ) облучение.
  • Солнечная дезинфекция (метод SODIS). Налейте отфильтрованную воду в прозрачную пластиковую (ПЭТ) бутылку, оставив немного воздуха. Энергично потрясите бутылку и положите ее горизонтально под прямые солнечные лучи на 6 часов (в пасмурную погоду — на 2 дня). УФ-лучи солнца уничтожают микроорганизмы.
  • Портативные УФ-стерилизаторы. Это современные гаджеты, которые обеззараживают воду за 1–2 минуты с помощью встроенной УФ-лампы. Требуют источника питания (батарейки).

Ответ:

Чтобы очистить и обеззаразить речную воду в походе, следует сначала отфильтровать ее от механических примесей (мути, песка) с помощью отстаивания, процеживания через ткань или самодельного фильтра из песка и угля. После этого воду необходимо обеззаразить для уничтожения микробов. Самым надежным методом является кипячение в течение 1–5 минут. В качестве альтернативы можно использовать химические средства (специальные таблетки, йод, марганцовку) или УФ-облучение (солнечный свет или портативный стерилизатор).

Решение

Работники элеваторов и зернохранилищ надевают специальные маски (респираторы) при просеивании и сортировке зерна для защиты своих органов дыхания от нескольких серьезных опасностей, связанных с зерновой пылью. Основных причин две.

1. Защита здоровья от вдыхания вредных частиц

При любых манипуляциях с зерном (транспортировка, просеивание, сушка) в воздух поднимается большое количество мелкой пыли. Эта пыль является сложной смесью и может содержать:

• Мелкие фрагменты самого зерна и его оболочек.
• Споры плесневых грибов и бактерии, которые развиваются при хранении зерна.
• Частицы насекомых-вредителей и продукты их жизнедеятельности.
• Остатки пестицидов и удобрений, использовавшихся при выращивании.

Регулярное вдыхание такой пыли крайне вредно для здоровья. Мелкие частицы проникают глубоко в легкие, вызывая раздражение, аллергические реакции, приступы астмы и развитие хронических профессиональных заболеваний легких. Одним из таких заболеваний является "легкое фермера" (экзогенный аллергический альвеолит). Специальная маска-респиратор отфильтровывает эти вредные частицы, не давая им попасть в дыхательные пути.

2. Опасность взрыва

Помимо вреда для здоровья, взвешенная в воздухе сухая зерновая пыль чрезвычайно горюча и взрывоопасна. При достижении определенной концентрации в замкнутом пространстве элеватора любая искра (от статического электричества, неисправного оборудования, трения) может привести к мощному взрыву. Хотя маска напрямую не защищает от самого взрыва, ее обязательное ношение является частью общей культуры техники безопасности на таком опасном производстве. Это служит постоянным напоминанием работникам о невидимых угрозах, присутствующих в воздухе.

Таким образом, специальная маска является жизненно важным средством индивидуальной защиты (СИЗ), которое оберегает здоровье работников от вредного воздействия зерновой пыли.

Ответ: Работники элеваторов надевают маски для защиты органов дыхания от попадания в них мелкодисперсной зерновой пыли. Эта пыль содержит не только частицы зерна, но и споры грибов, бактерии и другие вредные примеси, которые могут вызывать серьезные аллергические реакции и хронические заболевания легких. Кроме того, высокая концентрация зерновой пыли в воздухе создает взрывоопасную среду.

Решение

Когда мы наливаем чайную заварку из чайника через ситечко, мы разделяем неоднородную смесь, которая состоит из жидкости (собственно, чай) и твердых частиц (чаинок). Ситечко в данном процессе выступает в роли фильтра. Оно имеет мелкие отверстия (ячейки), которые свободно пропускают молекулы воды и растворенных в ней веществ, но задерживают нерастворимые частицы чайных листьев, так как их размер больше размера отверстий ситечка.

Этот физический метод разделения смесей, при котором жидкость или газ отделяют от взвешенных в них твердых частиц путем пропускания через пористый материал (фильтр), называется фильтрованием.

Ответ: Используется способ очистки, который называется фильтрование.