Наверное, сегодня невозможно найти человека, который не слышал бы лозунги, призывающие беречь воду. К сожалению, далеко не каждый понимает ценность и острую ограниченность этого ресурса. Постараемся раскрыть эту тему более подробно, чтобы каждый читатель смог понять, почему именно сохранение воды является важнейшим шагом к человечества и всей планеты. Важность воды для всего живого Большинство людей даже не задумываются, насколько важна для них вода. Попить чай дома, принять душ после работы, купить и выпить бутылочку воды в жаркий день – все это воспринимается нашими соотечественниками как данность. А представьте себе, что произойдет, если лишить человека живительной влаги всего на сутки. Да, он переживет, но комфортность жизни резко снизится – невозможность попить, приготовить еду, совершить элементарные гигиенические процедуры. А что будет, если лишить человека воды на неделю? При низкой температуре и высокой влажности воздуха он, возможно, и выживет, но организму будет нанесен страшный удар не факт, что он сможет оправиться после этого. Ну а если увеличить этот срок до двух недель, то ни малейших шансов на выживание не останется. В первую очередь будут поражены сердце, мозг и почки. Это же относится абсолютно ко всем живым организмам на планете – начиная от высших животных и заканчивая одноклеточными водорослями. Малые запасы питьевой воды Многие люди не понимают, почему важно беречь запасы воды именно из-за иллюзии того, что этот ресурс практически неисчерпаем. К сожалению, практика показывает обратное. Да, всю выпитую воду человек и другие организмы тем или иным выделяют в окружающую среду. Проходя стадии естественной обработки, она возвращается в исходное состояние и снова может использоваться. Но учитывайте, что пресная вода составляет меньше 3% (а по другим не более 1%) от общего количества воды на планете. Причем большая ее часть — это снег и лед на полюсах Земли, а добраться до них совсем не Поэтому на реки, озера и ручьи – доступные источники воды — приходится очень и очень небольшая часть. А человечество активно загрязняет их – начиная от кучки мусора, выброшенного в реку после пикника, и заканчивая огромными заводами, превращающими чистую питьевую воду в настоящий яд уничтожить любой организм, потребивший его. Еще сто лет назад загрязнение было сравнительно небольшим – природа справлялась с ним, очищая воду и позволяя человечеству использовать ее снова и снова. Увы, на сегодняшний день люди давно перешагнули тот рубеж, после которого планета уже не может самоочищаться. Поэтому с каждым годом запасы воды, пригодной для питья, стремительно тают. Пока одни ученые беспокоятся об энергетическом кризисе, который наступит, когда закончится нефть, другие уверены – человечество погибнет именно из-за жажды, если не умерит аппетиты, не станет относиться к природе более разумно. -
Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления.
Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для переработки, например, оксидную форму с последующим восстановлением металла. На этом основан пирометаллургический Это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с восстановителей неметаллических ? кокс, оксид углерода (II), водород; металлических ? алюминий, магний, кальций и другие металлы. .
Демонстрационный опыт 1. Получение меди из оксида с водорода.
Cu +2O + H2 = Cu0 + H2O (водородотермия)
Демонстрационный опыт 2. Получение железа из оксида с алюминия.
Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3 (алюмотермия)
Для получения железа в промышленности железную руду подвергают магнитному обогащению:3Fe2 O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O или 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 , а затем в вертикальной печи проходит процесс восстановления:
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O
Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2
Просмотр медиалекции . (CD)
Гидрометаллургический основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O, затем проводят реакцию замещения
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.
Демонстрационный опыт 3. Взаимодействие железа с раствором медного купороса.
Таким получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий и другие металлы.
Электрометаллургический
Это получения металлов с электрического тока (электролиза). Просмотр фрагмента медиалекции. (CD)
Этим методом получают алюминий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы. При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов:
NaCl —> Na+ + Cl?
катод Na+ + e > Na0 ¦ 2
анод 2Cl? ?2e > Cl20 ¦ 1
суммарное уравнение: 2NaCl = 2Na + Cl2
Современный рентабельный получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия ? электролитом.
Al2O3 —> AlAlO3 —> Al3+ + AlO33–
катод Al3+ +3e —> Al 0 ¦ 4
анод 4AlO33– – 12 e —> 2Al2O3 +3O2 ¦ 1
суммарное уравнение: 2Al2O3= 4Al + 3O2 .
Термическое разложение соединений.
Железо взаимодействует с оксидом углерода (II) при повышенном давлении и температуре 100-2000, образуя пентакарбонил: Fe + 5CO = Fe (CO)5
Пентакарбонил железа-жидкость, которую можно легко отделить от примесей перегонкой. При температуре около 2500 карбонил разлагается, образуя порошок железа: Fe (CO)5 = Fe + 5CO.