Номер 6, страница 117 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 32. Химические свойства углерода. Адсорбция. Подумай, ответь, выполни... - номер 6, страница 117.

Условие.

6. Обсудите с соседом по парте, где в повседневной жизни вы можете встретиться с веществами, в состав которых входят атомы элементов IVA-группы.

Решение.

Решение 2.

Элементы IVA-группы (или 14-й группы периодической системы) — это углерод (C), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn) и свинец (Pb). Вещества, в состав которых входят атомы этих элементов, играют огромную роль в нашей повседневной жизни, от пищи, которую мы едим, до устройств, которыми мы пользуемся.

Решение

Углерод (C)

Углерод является основой всей органической жизни, и мы сталкиваемся с его соединениями постоянно.

• Жизнь и пища: все органические молекулы в нашем теле (белки, жиры, углеводы, ДНК) и в пище, которую мы едим, построены на основе углеродного скелета. Простейшие примеры из кухни — сахар (сахароза $C_{12}H_{22}O_{11}$), уксус (уксусная кислота $CH_3COOH$), пищевая сода (гидрокарбонат натрия $NaHCO_3$).
• Топливо: ископаемое топливо, которое обеспечивает нас энергией, — это углеводороды. К ним относятся природный газ (в основном метан $CH_4$), нефть и продукты ее переработки (бензин, дизельное топливо), а также уголь и древесина.
• Материалы: множество материалов вокруг нас содержат углерод. Стержень простого карандаша сделан из графита (аллотропная модификация углерода). Разнообразные пластмассы (полиэтилен, ПВХ, полистирол), из которых сделаны упаковка, посуда, детали автомобилей, корпуса техники, являются полимерами на основе углерода. Бумага, картон и ткани (хлопок, шерсть, а также синтетика вроде нейлона) — это тоже углеродсодержащие материалы.
• Атмосфера: углекислый газ ($CO_2$) является неотъемлемой частью атмосферы, участвует в процессе дыхания и фотосинтеза, а также используется для создания газированных напитков.

Ответ: Вещества на основе углерода — это сама основа нашей жизни, пища, топливо, большинство материалов (пластик, бумага, ткани) и лекарств. Мы сталкиваемся с ними буквально на каждом шагу.

Кремний (Si)

Кремний — второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода, и его соединения являются основой неорганического мира.

• Стекло и керамика: обычное оконное, посудное и бутылочное стекло — это силикатное стекло, главным компонентом которого является диоксид кремния ($SiO_2$). Керамика, фарфор, фаянс, кирпич и черепица также состоят из силикатов.
• Строительство: в строительстве соединения кремния незаменимы. Песок (почти чистый $SiO_2$) и цемент (смесь силикатов и алюминатов кальция) — ключевые компоненты бетона и строительных растворов.
• Электроника: вся современная цифровая техника работает благодаря кремнию. Из сверхчистого кремния изготавливают полупроводниковые кристаллы для процессоров, микросхем памяти и транзисторов, которые являются "сердцем" компьютеров, смартфонов и других гаджетов. Солнечные батареи также производят из кремния.
• Быт и косметика: силиконы (кремнийорганические соединения) обладают уникальными свойствами, благодаря чему их используют как герметики, смазки, гибкие формы для выпечки. Их можно найти в составе шампуней, кремов и другой косметики. Маленькие пакетики с силикагелем, которые кладут в коробки с обувью или электроникой, — это высушенный гель кремниевой кислоты, который отлично впитывает влагу.

Ответ: Соединения кремния мы встречаем повседневно в виде стекла, бетона, песка, а также в качестве основного материала для всей современной электроники.

Германий (Ge)

Германий встречается в быту значительно реже, чем углерод и кремний, но он важен для высокотехнологичных областей.

• Оптика: германий прозрачен для инфракрасного излучения, поэтому из него делают линзы для тепловизоров и приборов ночного видения.
• Электроника и связь: германий используется как добавка в оптоволокне для улучшения его характеристик, а также в некоторых специализированных полупроводниках и высокочастотных электронных компонентах.
• Производство пластика: соединения германия могут служить катализаторами при производстве полиэтилентерефталата (ПЭТ) — пластика, из которого делают бутылки для напитков.

Ответ: Германий — элемент высоких технологий, который, хоть и не заметен напрямую в быту, но является частью устройств, которыми мы пользуемся, например, обеспечивая работу оптоволоконного интернета.

Олово (Sn)

Олово — металл, известный человеку с древности, который и сегодня находит широкое применение.

• Упаковка для пищевых продуктов: белая жесть, из которой изготавливают консервные банки, — это стальной лист, покрытый тонким слоем олова. Олово защищает сталь от коррозии и безопасно для контакта с пищей.
• Пайка: олово является основным компонентом припоев — легкоплавких сплавов для соединения металлических деталей, особенно в электронике. В современных бессвинцовых припоях содержание олова доходит до 99%.
• Сплавы: олово — важнейший компонент бронзы (сплава с медью), из которой изготавливают памятники, колокола, сантехническую арматуру и предметы искусства.
• Производство стекла: при изготовлении листового стекла (например, для окон) используется так называемый флоат-процесс, при котором расплавленное стекло разливается по поверхности ванны с расплавленным оловом, что позволяет получить идеально ровную поверхность.

Ответ: Олово чаще всего встречается нам в виде покрытия на консервных банках, в качестве припоя в электронных устройствах и как компонент бронзовых изделий.

Свинец (Pb)

Свинец — тяжелый и токсичный металл, применение которого в быту сокращается, но в некоторых областях он все еще незаменим.

• Аккумуляторы: главное применение свинца — свинцово-кислотные аккумуляторы, которые используются в автомобилях, мотоциклах и в качестве источников бесперебойного питания (ИБП) для компьютеров и другой техники. Пластины аккумулятора состоят из свинца и его диоксида ($PbO_2$).
• Защита от радиации: высокая плотность свинца делает его отличным материалом для защиты от рентгеновского и гамма-излучения. Свинцовые экраны и фартуки используются в медицине (рентген-кабинеты) и на атомных станциях.
• Рыбалка и охота: из-за высокой плотности и низкой стоимости из свинца изготавливают рыболовные грузила и охотничью дробь.
• Краски: ранее соединения свинца (свинцовый сурик $Pb_3O_4$, свинцовые белила) были популярными пигментами в красках благодаря своей стойкости. Сегодня их использование строго ограничено из-за токсичности.

Ответ: Свинец, несмотря на свою токсичность, является ключевым элементом в автомобильных аккумуляторах и эффективным средством защиты от проникающей радиации.