Страница 137 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Лабораторный опыт № 22. Гидратация обезвоженного сульфата меди (II)

Поместите в пробирку немного (на кончике шпателя) обезвоженного сульфата меди (II), а затем прилейте в неё 2—3 мл воды. Что наблюдаете? Как отличаются друг от друга гидратированные и негидратированные катионы меди (II)?

Поместите в пробирку немного (на кончике шпателя) обезвоженного сульфата меди (II), а затем прилейте в неё 2—3 мл воды. Что наблюдаете?

При проведении данного опыта наблюдаются следующие явления. Исходный обезвоженный сульфат меди (II), $CuSO_4$, представляет собой кристаллический порошок белого цвета. При добавлении к нему воды порошок быстро окрашивается в ярко-голубой цвет. Одновременно с этим пробирка заметно нагревается, что свидетельствует о выделении теплоты в ходе экзотермической реакции гидратации.

При добавлении достаточного количества воды образовавшееся вещество голубого цвета (кристаллогидрат сульфата меди) растворяется, формируя прозрачный раствор голубого цвета.

Процесс можно описать уравнением реакции образования кристаллогидрата:
$CuSO_4$ (безводный, белый) + $5H_2O$ (вода) → $CuSO_4 \cdot 5H_2O$ (медный купорос, голубой) + $Q$

Ответ: При добавлении воды к белому порошку обезвоженного сульфата меди (II) он становится голубым, и пробирка нагревается. При дальнейшем добавлении воды образуется раствор голубого цвета.

Как отличаются друг от друга гидратированные и негидратированные катионы меди (II)?

Гидратированные и негидратированные катионы меди (II) отличаются прежде всего своим цветом, что является следствием различий в их химическом окружении.

Негидратированный катион меди (II), $Cu^{2+}$, в составе безводных солей (например, $CuSO_4$) не связан с молекулами воды. Такие соединения, как правило, белого цвета, что указывает на отсутствие окраски у самого катиона.

Гидратированный катион меди (II), $[Cu(H_2O)_n]^{2+}$, образуется при взаимодействии иона $Cu^{2+}$ с молекулами воды, которые действуют как лиганды. В результате образуется комплексный ион (аквакомплекс), который имеет характерную голубую окраску. Чаще всего в водном растворе образуется ион $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$. Эта окраска обусловлена поглощением света в оранжево-красной области видимого спектра.

Ответ: Негидратированные катионы меди (II) ($Cu^{2+}$) бесцветны, в то время как гидратированные катионы меди (II) ($[Cu(H_2O)_n]^{2+}$), являющиеся комплексными ионами, имеют голубую окраску.

Лабораторный опыт № 23. Изготовление гипсового отпечатка

В фарфоровую чашечку насыпьте 2 г полуводного гипса — алебастра $2CaSO_4 \cdot H_2O$. Добавьте немного воды и перемешайте смесь, чтобы получилась тестообразная масса. Вдавите в неё монету или брелок, предварительно смазав их вазелином. Если удалить их, то в твёрдой массе останется отпечаток этих предметов. Почему? Как этот процесс используется в медицине, производстве гипсовых статуэток?

Отпечаток в гипсовой массе остается благодаря химическому процессу, который происходит при смешивании полуводного гипса (алебастра) с водой. Алебастр представляет собой полугидрат сульфата кальция, формула которого $CaSO_4 \cdot 0.5H_2O$ или $2CaSO_4 \cdot H_2O$.

При добавлении воды начинается реакция гидратации — присоединение молекул воды. В результате этой реакции полуводный гипс переходит обратно в свою природную, твердую форму — двуводный гипс (гипсовый камень), имеющий формулу $CaSO_4 \cdot 2H_2O$.

Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:

$2CaSO_4 \cdot H_2O + 3H_2O \rightarrow 2(CaSO_4 \cdot 2H_2O)$

Этот процесс, называемый схватыванием или затвердеванием, сопровождается образованием и переплетением мелких кристаллов двуводного гипса. Они формируют прочный кристаллический каркас, который и придает застывшему гипсу твердость. Поскольку вдавленный предмет (монета или брелок) находился в массе в момент ее застывания, гипс в точности повторяет и сохраняет его форму, создавая негативный отпечаток.

Ответ: Отпечаток остается потому, что пластичная смесь полуводного гипса с водой в результате химической реакции гидратации превращается в твердый кристаллический двуводный гипс, который сохраняет приданную ему форму.

Свойство гипса быстро затвердевать с образованием прочной, твердой массы, точно повторяющей форму, находит широкое применение в различных сферах.

В медицине:

В травматологии и ортопедии это свойство используется для иммобилизации (обездвиживания) костей при переломах и других травмах. Для этого используют гипсовые бинты: их смачивают в воде и накладывают на поврежденную часть тела. Затвердевая, гипс образует прочную повязку (шину), которая фиксирует кости в правильном положении, обеспечивая условия для их срастания. В стоматологии гипс применяют для изготовления точных слепков (моделей) челюстей и зубов пациента, по которым затем создают протезы, коронки и брекет-системы.

В производстве гипсовых статуэток и в искусстве:

В этой области используется метод литья. Жидкую гипсовую смесь (раствор алебастра в воде) заливают в специальные формы, например, из силикона или резины. После затвердевания гипс в мельчайших деталях повторяет внутренний рельеф формы. Таким образом получают статуэтки, барельефы, элементы архитектурного декора (лепнину, карнизы, розетки) и другие художественные изделия.

Ответ: В медицине это свойство используется для фиксации костей при переломах (гипсовые повязки) и для создания точных моделей в стоматологии. В производстве статуэток и декоративных элементов гипсовую смесь заливают в формы, где она затвердевает, принимая нужную конфигурацию.

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Поскольку в задании не указан конкретный параграф, для создания классного банка данных были выбраны основные ключевые слова и словосочетания, относящиеся к теме «Базы данных», которая является стандартной для изучения в курсах информатики. Ниже представлен список этих понятий с электронными адресами ресурсов, подробно раскрывающих их содержание.

Это фундаментальное понятие, определяющее упорядоченную совокупность структурированной информации или данных, которые обычно хранятся в электронном виде в компьютерной системе. Статья в Википедии дает общее определение, историю и классификацию баз данных.

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных

СУБД — это программное обеспечение, которое позволяет пользователям создавать, определять, управлять и контролировать доступ к базам данных. СУБД выступает в качестве интерфейса между базой данных и конечными пользователями или программами. Примеры: MySQL, Microsoft SQL Server, Oracle Database, Microsoft Access.

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных

Наиболее распространенная модель организации данных, в которой все данные представлены в виде таблиц (отношений), состоящих из строк (записей) и столбцов (полей). Этот ресурс объясняет теоретические основы модели: понятия отношения, атрибута, кортежа и домена.

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/Реляционная_модель_данных

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Реляционная_модель_данных

Основной структурный элемент реляционной базы данных, предназначенный для хранения данных об объектах определенного типа. Таблица состоит из столбцов (полей) и строк (записей).

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/Реляционная_база_данных#Терминология

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Реляционная_база_данных#Терминология

Строка в таблице базы данных. Каждая запись представляет собой один объект или элемент набора данных, описываемый в таблице (например, информация об одном ученике в таблице «Ученики»).

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кортеж_(базы_данных)

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Кортеж_(базы_данных)

Столбец в таблице базы данных, который определяет характеристику или свойство объектов, хранящихся в таблице. Каждое поле имеет имя и тип данных (например, «Имя» - текстовый тип, «Дата рождения» - тип дата/время).

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/Атрибут_(реляционные_СУБД)

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Атрибут_(реляционные_СУБД)

Одно или несколько полей (столбцов), значения которых уникально идентифицируют каждую запись (строку) в таблице. Первичный ключ не может содержать пустых (NULL) значений и должен быть уникальным для каждой записи.

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://ru.wikipedia.org/wiki/Первичный_ключ

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Первичный_ключ

Стандартный язык программирования, используемый для создания, изменения, управления и извлечения данных из реляционных баз данных. Статья для начинающих, которая знакомит с основами языка и его основными командами (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE).

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://tproger.ru/translations/sql-for-beginners/

Ответ:https://tproger.ru/translations/sql-for-beginners/

Объект базы данных, который используется для удобного ввода, отображения и редактирования данных в таблицах. Формы представляют собой графический интерфейс для взаимодействия пользователя с данными, скрывая от него сложность структуры таблиц и запросов. Справка Microsoft Access хорошо иллюстрирует это понятие.

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-формы-e8587dd4-0130-4665-8378-735a51012a6a

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-формы-e8587dd4-0130-4665-8378-735a51012a6a

Объект базы данных, предназначенный для форматирования, вычисления, печати и представления данных в виде удобного для восприятия документа. Отчеты позволяют анализировать и обобщать данные из таблиц и запросов, представляя их в виде сводок, графиков и диаграмм.

Электронный адрес, раскрывающий содержание: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-отчеты-в-access-e3993427-0245-4233-82b8-3a21008063ac

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-отчеты-в-access-e3993427-0245-4233-82b8-3a21008063ac

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

2. Поскольку задание носит творческий характер и требует выбора конкретной темы урока или ключевого слова, для демонстрации его выполнения будет подготовлен пример информационного продукта — сообщение по одному из возможных ключевых слов.

Допустим, тема урока — «Электрический ток в различных средах», а выбранное ключевое слово — Сверхпроводимость.

Сообщение на тему: «Сверхпроводимость: открытие, свойства и применение»

Введение

Сверхпроводимость — это уникальное физическое явление, заключающееся в способности некоторых материалов при охлаждении до определённой, так называемой критической температуры ($T_c$), обладать строго нулевым электрическим сопротивлением. Это означает, что электрический ток, однажды возникнув в замкнутом сверхпроводящем контуре, может протекать в нём бесконечно долго без потерь энергии.

История открытия

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году голландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом в Лейденской лаборатории. Исследуя свойства ртути при сверхнизких температурах, достижимых благодаря сжижению гелия, он обнаружил, что при температуре около $4,2 \text{ К}$ (что равно $-269 \text{ °C}$) электрическое сопротивление ртути скачкообразно падало до нуля. За свои исследования в области низких температур, которые привели к производству жидкого гелия, Камерлинг-Оннес был удостоен Нобелевской премии по физике в 1913 году.

Основные свойства сверхпроводников

Помимо нулевого сопротивления, сверхпроводники обладают ещё одним важным свойством — эффектом Мейснера. Он был открыт в 1933 году Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом. Суть эффекта заключается в том, что при переходе в сверхпроводящее состояние материал полностью выталкивает из своего объёма магнитное поле. Это свойство отличает сверхпроводник от идеального проводника (у которого сопротивление также равно нулю) и позволяет сверхпроводящим объектам «левитировать» над магнитами.

Типы сверхпроводников

Существует два основных типа сверхпроводников. Первый тип — сверхпроводники I рода: это, как правило, чистые металлы (например, ртуть, свинец, алюминий), которые полностью проявляют эффект Мейснера и теряют свои сверхпроводящие свойства даже в относительно слабых магнитных полях. Второй тип — сверхпроводники II рода: к ним относятся многие сплавы и керамические материалы. Они могут находиться в сверхпроводящем состоянии в гораздо более сильных магнитных полях. При определённом значении магнитного поля оно начинает проникать в материал в виде отдельных нитей (вихрей Абрикосова), но материал в целом сохраняет нулевое сопротивление. Именно этот тип используется в большинстве практических применений.

Применение сверхпроводимости

Уникальные свойства сверхпроводников открыли дорогу для их применения в самых разных областях науки и техники. Например, в медицине для создания мощных электромагнитов для аппаратов магнитно-резонансной томографии (МРТ); в транспорте для разработки поездов на магнитной левитации (маглев), способных развивать огромные скорости благодаря отсутствию трения; в науке для строительства ускорителей заряженных частиц, таких как Большой адронный коллайдер, где сверхпроводящие магниты используются для удержания и направления пучков частиц; в энергетике для создания сверхпроводящих кабелей для передачи электроэнергии без потерь, а также мощных и компактных генераторов и двигателей.

Заключение

Открытие сверхпроводимости стало одним из величайших достижений физики XX века. Несмотря на то, что для достижения сверхпроводящего состояния большинство материалов требуют очень низких температур, учёные активно работают над созданием высокотемпературных сверхпроводников, функционирующих при более доступных условиях. Решение этой задачи обещает настоящую технологическую революцию в энергетике, транспорте и электронике.

Ответ:

В качестве выполнения задания подготовлен информационный продукт в виде сообщения на тему «Сверхпроводимость: открытие, свойства и применение». Сообщение раскрывает ключевое понятие, его историю, основные свойства, классификацию и практическое применение, следуя требованию подготовить материал по одному из ключевых слов параграфа с использованием интернет-ресурсов.