Номер 3, страница 114 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 31. Характеристика углерода и кремния. Аллотропия углерода. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 114.

Условие.

3. Для каких целей применяют алмаз и графит?

Решение.

Решение 2.

Алмаз и графит являются аллотропными модификациями углерода, но из-за кардинально различного строения их кристаллических решеток они обладают совершенно разными свойствами, что и определяет их области применения.

Алмаз

Ключевые свойства алмаза, которые обуславливают его применение, — это высочайшая твёрдость, уникальные оптические характеристики, высокая теплопроводность и химическая инертность.

Основные сферы применения алмаза:

• Промышленность и строительство: Благодаря своей исключительной твёрдости (10 по шкале Мооса), алмазы (как природные низкого качества, так и синтетические) незаменимы в производстве режущих, шлифовальных и буровых инструментов. Сюда входят алмазные буры для геологической разведки и строительства, пилы и диски для резки бетона, камня и других твёрдых материалов, а также абразивные порошки и пасты для полировки.
• Ювелирное дело: Огранённые алмазы, называемые бриллиантами, являются самыми известными и ценными драгоценными камнями. Их высокая стоимость обусловлена уникальным сочетанием высокого показателя преломления света и сильной дисперсии, что создает характерный блеск и "игру света".
• Электроника и оптика: Высокая теплопроводность алмаза (превосходящая теплопроводность меди) позволяет использовать его в качестве теплоотводящих подложек для мощных полупроводниковых устройств, таких как лазеры и транзисторы, предотвращая их перегрев. Прозрачность алмаза в широком диапазоне длин волн делает его ценным материалом для защитных окошек в оптических приборах, работающих в агрессивных средах или при высоких температурах.
• Научные исследования: Из алмазов изготавливают так называемые алмазные наковальни — устройства, позволяющие создавать сверхвысокие давления (миллионы атмосфер) для изучения поведения веществ в экстремальных условиях.
• Медицина: Твёрдость и возможность создания идеально острой режущей кромки используются при изготовлении высокоточных и долговечных хирургических инструментов, например, скальпелей для офтальмологических операций.

Ответ: Алмаз применяют в ювелирной промышленности (бриллианты), для изготовления абразивных и режущих инструментов (буры, пилы), в электронике (теплоотводы), в науке (камеры высокого давления) и медицине (скальпели) благодаря его исключительной твёрдости, уникальным оптическим свойствам и высокой теплопроводности.

Графит

Ключевые свойства графита — это его мягкость и слоистая структура, электропроводность (нетипичная для неметаллов), высокая термостойкость (тугоплавкость) и химическая стойкость.

Основные сферы применения графита:

• Канцелярские товары: Смесь измельченного графита с глиной является основой стержней для простых карандашей. Благодаря слоистой структуре, частички графита легко отделяются и остаются на бумаге, оставляя след.
• Металлургия и электротехника: Из-за высокой термостойкости и хорошей электропроводности графит используют для изготовления электродов для дуговых сталеплавильных печей и систем электролиза (например, при производстве алюминия). Также из него делают щётки для электродвигателей и контакты в различных электроприборах.
• Огнеупорные материалы: Графит выдерживает очень высокие температуры, не плавясь (он сублимирует при температуре около 3700 °C), поэтому из него изготавливают тигли для плавки металлов, а также кирпичи и блоки для футеровки (внутренней облицовки) доменных и литейных печей.
• Смазочные материалы: Мелкодисперсный порошок графита служит отличной твёрдой смазкой. Он используется в узлах трения, работающих при высоких температурах или в вакууме, где жидкие масла использовать невозможно.
• Ядерная энергетика: Графит высокой чистоты способен замедлять быстрые нейтроны, поэтому он используется в качестве замедлителя в некоторых типах ядерных реакторов.
• Химическая промышленность: Из графита изготавливают теплообменники и трубы для работы с агрессивными химическими средами. Он также используется как наполнитель в пластмассах для придания им электропроводности и прочности.

Ответ: Графит применяют для производства карандашных стержней, электродов для металлургии, огнеупорных материалов (тиглей), твёрдых смазок, а также в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах, что обусловлено его мягкостью, электропроводностью и высокой термостойкостью.