Блог вчителя хімії Черниш Оксани Сергіївни: хімічні цікавинки

Показ дописів із міткою хімічні цікавинки. Показати всі дописи

неділя, 9 квітня 2023 р.

цікаві вправи

Хімічний елемент - кількість нейтронів

Класи неорганічних сполук

Вуглеводні

Вуглеводи

Оксигеновмісні органічні сполуки

вуглеводніsplay:block" />Спирти

вуглеводні

четвер, 26 січня 2023 р.

Всі метали можуть існувати як у твердій формі, так і рідкій або навіть газоподібній . Все залежить від умов навколишнього середовища – якщо, наприклад, залізо або золото нагріти досить сильно, воно випарується, прийнявши газоподібну форму.

Усім, напевно, знайомі ртутні градусники, але не всі знають, що ртуть – це також метал. Просто в неї дуже низька температура плавлення, вона плавиться і перетворюється на рідину вже при -38,83°C. На Півночі взимку ртутні термометри часто замерзають, тому там у ходу більше електронні.

Цінність деяких металів згодом сильно змінюється. Іспанські конкістадори, відкривши в Новому Світі платину, спочатку не вважали її цінною, а за часів Наполеона звичайнісінький алюміній цінувався куди дорожче за золото.

Найчастіше інших металів у промисловості використовуються залізо, алюміній та мідь. Саме з міді та алюмінія виготовляють дроти та кабелі, тому що вони з мінімальним опором проводять електричний струм. Срібло, щоправда, перевершує їх за цим параметром, але воно коштує дорожче.

Метали окислюються під впливом кисню. Тому всі металеві деталі, що вирушають у космос, проходять попередній процес окислення, щоб на них утворилася плівка оксидів. Якщо цього не зробити, “голі” металеві частини при дотику просто приваряться одна до одної.

Алюміній є найпоширенішим металом у земній корі, а серед взагалі всіх хімічних елементів він займає третє місце, поступаючись лише кисню та кремнію.

На інших планетах йдуть дощі з заліза та інших металів, які присутні у їхніх атмосферах у газоподібному стані. Зрозуміло, це можливо тільки на тих планетах, атмосфери яких розпечені до сотень та тисяч градусів.

У Сонячній системі є одна планета, на якій деякі метали можуть бути присутніми у навколишньому середовищі в рідкому стані у помітних кількостях. Це Венера, середня приповерхнева температура якої (462 °C) перевищує температуру плавлення свинцю 327,5 °C.

Спочатку європейські завойовники, що прибули в Америку, визнали платину “підробленим сріблом”, і великі її запаси просто втопили в океані, щоб уникнути фальшивомонетництва.

Найдорожчий метал у світі – каліфорній, який у природі у природному вигляді не зустрічається. Вперше його вдалося отримати в лабораторних умовах у 1950 році, щорічно виробляється всього 40-60 міліграм каліфорнію і вартість одного грама доходить до 4 млн. доларів.

Крім золота, срібла та платини, у світі існують інші цінні та затребувані метали, такі, як паладій та іридій.

Незважаючи на те, що на алюміній припадає близько 8,6% маси земної кори, у природі він зустрічається у вигляді домішок до інших мінералів. У чистому вигляді його іноді у незначних кількостях виявляють лише у жерлах вулканів. Алюміній був одним з найдорожчих у світі (дорожче, ніж золото!) металів до 1886 року. Але цього року було відкрито економічно вигідний спосіб його отримання і він упав у ціні в сотні разів.

Багато металів, включаючи найсучасніші сорти сталі, уразливі перед кислотами, але не всі. Тантал та іридій, наприклад, взагалі не бояться кислоти, їх не здатна розчинити навіть “царська горілка”, концентрована суміш азотної та соляної кислот.

В акумуляторах більшості смартфонів та інших подібних аксесуарів можна знайти літій. Цей метал є найлегшим у світі і він відрізняється надзвичайною м’якістю, його можна легко зім’яти, просто стиснувши у кулаку.

У світі вже давно і широко використовується титан, але, незважаючи на його властивості, в машинобудуванні використовується лише близько 7% світового видобутку. Близько 60% йде на виробництво фарби, 13% споживає паперова промисловість, а 20% використовується при виготовленні пластику.

Уран – дорогий та затребуваний радіоактивний метал, який використовується в ядерних реакторах. Вчені встановили, що близько 80% запасів уранової руди на Землі зосереджено в одній-єдиній країні, Демократичній Республіці Конго, яка і досі залишається однією з найбідніших в Африці.

Найтугоплавкіший метал у світі – вольфрам, він плавиться при температурі +3422 °C, а закипає і починає випаровуватися при нагріванні до +5900 °C. Для порівняння температура поверхні Сонця становить приблизно +5505 °C.

У воді морів та океанів Землі розчинена взагалі вся таблиця Менделєєва, включаючи всі метали, від урану до платини. Але промисловий видобуток їх з води економічно невигідний.

Найдорожчим металом, що зустрічається в природі у природному вигляді, є не золото чи платина, а родій. Цікаво, що він трапляється здебільшого у вигляді домішок до золотих та платинових родовищ. У середньому на рік у світі видобувається близько 28-30 тонн родію.

Всі знають запах заліза, але свої запахи мають і деякі інші метали. Осмій, наприклад, пахне, як дивна суміш часнику та хлорки – аромат досить дивний.

Шляхетні метали, такі як платина, золото, паладій та інші, не вступають у реакцію з людським тілом, тому їх широко використовують у медицині та ювелірній справі. Згідно з офіційним визначенням, до благородних металів належать ті з них, що не взаємодіють з соляною кислотою, не окислюються. Традиційно до цього списку включають золото, срібло, платину, осмій, іридій, паладій, родій та рутеній.

Заліза на Землі видобувається і обробляється більше, ніж будь-якого іншого металу. Щогодини з земних надр витягується більше заліза, ніж було видобуто золота протягом історії.

З усіх чистих металів, що не містять домішок, хром є єдиним досить недорогим, щоб його можна було широко використовувати. Він, до речі, досить токсичний, але тільки в тому випадку, якщо, наприклад, вдихати його пилюку або пари.

Метал галій можна легко розтопити, якщо взяти його в руку. При кімнатній температурі він зберігає тверду форму, але температура плавлення становить +29,6 °C, що нижче нормальної температури людського тіла в +36,6 °C.

Вчені давно втілили в життя мрію алхіміків Середньовіччя, навчившись отримувати золото з ртуті. Правда, це дорого й економічно невигідно, до того ж у процесі бере участь радіоактивне випромінювання, так що золото, що виходить у результаті, теж виявляється радіоактивним.

Ртуть легко роз’їдає алюміній, руйнуючи плівку оксидів на ньому. Простіше кажучи, ртуть може, подібно до кислоти, зробити дірку в алюмінієвій пластині, так що її в жодному вигляді не можна перевозити в літаках, тому що їх корпуси виготовляються з алюмінію.

Золото дуже м’яке саме по собі і в ювелірній промисловості воно зазвичай використовується у сплаві з іншими металами, які надають йому міцності. Хоча в деяких країнах, наприклад, у Таїланді, золото 585 чи там 750 проби навіть за золото не рахується.

Через техногенного впливу людської цивілізації весь світ зараз трохи більш радіоактивний, ніж кілька століть тому. Коли американці вирішили запустити на орбіту супутник для виміру космічної радіації, вони виявили, що не можуть досягти потрібної точності приладів, тому що всі метали, з яких супутник зроблен, самі по собі випромінює нікчемні дози радіації. Їм навіть довелося добути “чистий” метал з корпусу корабля, що затонув у 1919 році – як виявилося, він зовсім не радіоактивний, тому що його весь цей час захищала водяна товща.

Джерело: https://interes-fakti.com/cikavi-fakti-pro-metal/

Золгенсма - найдорожчі ліки

Золгенсма

Вартість: близько 390 000 доларів за грам.

Де знайти: лабораторія компанії Novartis, Базель, Швейцарія.

Вона семноген абепарвівек (комерційна назва - «Золгенсма») - перший у світі препарат для лікування спинальної м'язової атрофії. Це спадкове захворювання, що не дозволяє хворим рухатися, ковтати та утримувати голову. Хоча є тип СМА, який проявляється у зрілому віці, найчастіше атрофія розвивається у перші 18 місяців життя. Одна з найчастіших причин дитячої смертності з тих, що пов'язані зі спадковістю. Ген СМА переносить одну людину з кожних 40–60 людей на планеті.

Довгий час вважалося, що СМА в принципі невиліковна, але у 2019 році ліки були все-таки знайдені. Щоправда, воно надзвичайно складне у виробництві, тож доза 5,5 мл «Золгенсми» коштує 2,125 мільйона доларів. Препарат потрапив до Книги рекордів Гіннесса як найдорожчих у світі ліків.

Найдорожчі метали у світі

Рейтинг найдорожчих металів у світі (за даними на січень 2022, з урахуванням ціни за грам):

Що спадає на думку, коли ви чуєте про найцінніші метали? Напевно, багато хто подумав про платину і золото. Але є метали, які коштують набагато дорожче, а їх наявність – велика рідкість.

Не золотом єдиним: ТОП-14 найдорожчих металів у світі

Каліфорній-252 - до $27 млн
Тритій – близько $30 000
Плутоній – близько $4000
Родій – $ 527,27
Ірідій - $ 128, 60
Паладій - $60,76
Золото - $58,52
Платина - $31,22
Рутеній - $ 17,68
Осмій - $12,86
Реній - $3-5
Скандій - $3
Срібло - $0,74
Індій – $0,5-0,7

Каліфорній-252

Хіба може один грам металу коштувати мільйони доларів? Так, якщо це каліфорній-252! Найдорожчий і самий рідкісний метал на Землі.

Його ціна дійсно захмарна і доходить до $27 млн за 1 г! А все тому, що, за деякими оцінками, запас цього металу у світі не перевищує 5 г, а максимальний обсяг річного видобутку становить лише 30-40 мікрограм.

Чистий каліфорній-252 не зустрічається у природі. Його створюють хімічним шляхом у лабораторіях – у захищених ядерних реакторах.

Каліфорній-252 використовується як джерело енергії в ядерній фізиці та в медицині. За потужністю його можна порівняти з невеликим ядерним реактором. Випромінювання металу застосовують як променеву терапію для лікування ракових клітин. Також за його допомогою визначають дефекти в реакторах і літаках.

Скандій

Це легкий сріблястий метал із жовтими переливами. Скандій вперше відкрив шведський хімік Л. Нільсон і назвав його на честь Скандинавії.

Батьківщиною металу вважається Норвегія та острів Мадагаскар, де знаходяться найбагатші родовища. У природі скандія міститься зовсім небагато, тому його видобуток є складним і трудомістким.

Ціна 1 г скандію в середньому становить $3. На біржах дорогоцінних металів він не продається, але в ювелірній промисловості використовується. З оксиду скандію роблять фіаніти, якими інкрустують золоті каблучки, сережки.

Скандій додають до сплавів для підвищення їх стійкості до окислення і високих температур. Кераміка з додаванням скандію, а також алюмінієво-скандієві сплави дуже міцні. Останні активно використовуються в аерокосмічній галузі. Скандій також застосовується для створення лазерної техніки і спортивного інвентарю (клюшок для гольфу, частин для велосипедів).

Реній

Реній вперше відкрили на початку XIX століття німецькі хіміки і назвали на честь річки Рейн. Для отримання 1 г цього металу потрібно переробити понад 600 кг іншої сировини (молібденіту).

Сріблясто-білий метал найчастіше зустрічається у вигляді складових частин турбін для літаків. Реній має одну з найвищих температур плавлення, тому активно використовується в електронній та авіапромисловості.

Країни-лідери з природних запасів ренію: Чилі, США, Росія.

Ціна за 1 грам ренію складає $3-5.

Осмій

Осмій відкрили британські хіміки на початку XVIII століття. Свою назву метал отримав від грецьк. osme, що означає "запах". Осмій має досить різкий аромат, який нагадує суміш хлору та часнику.

Чистий метал у природі не зустрічається. Осмій присутній у складі з платиною в платиново-паладієвій руді, а також у мідній та нікелевій.

Осмій має високу твердість і красивий сріблястий блиск із блакитними/сірими переливами. Але надзвичайна крихкість і висока тугоплавкість робить його непридатним для використання у ювелірній сфері. Отруєння парами елемента може призвести до втрати зору і навіть смерті!

Сплави з додаванням осмію більш зносостійкі, довговічні, з підвищеною опірністю до корозій.

Осмій найчастіше застосовують у хімічній та аерокосмічній промисловості. Також його використовують у кардіо імплантах, щоб уникнути алергічних реакцій.

Ціна 1 грама осмію на світовому ринку становить приблизно $12.

Ірідій

Другий за цінністю платиновий метал у світі. Причина цього - його рідкість, а також висока стійкість до окислення, руйнування та корозії. Річний обсяг виробництва іридію досить малий і становить лише 3 тонни.

Іридію не страшна температура 2000°C, вода, солі і навіть кислоти. У чистому вигляді метал не токсичний.

Іридій – побічний продукт видобутку платини, паладію, нікелю. Ювеліри додають іридій в платинові сплави для поліпшення їх властивостей (платиново-іридієвий сплав 950 проби - 95% платини і 5% іридію). Іридій зміцнює сплав, робить його більш міцним та зносостійким.

Також іридій застосовують у виробництві двигунів для авіації, труб, підшипників, хірургічних інструментів, лазерів.

Минулий 2021 став рекордно успішним для іридія. Аналітики прогнозують, що в перспективі іридій може скласти серйозну конкуренцію золоту як альтернативне джерело інвестицій.

За даними Bloomberg, тільки з початку 2021 року іридій подорожчав на 131% і перевершив за темпами біткоїн. Наразі іридій вдвічі дорожчий за золото — $128,6 за грам.

Через різке подорожчання інтерес до іридію як інвестиційного активу зростає. Проте, на біржах метал не продається. Інвесторам радять звертатися безпосередньо до виробників, аби не брати його у перекупників за завищеною ціною.

Паладій

Третій метал платинової групи. Він дорожчий за золото, платину і срібло. Наразі його ціна на ринку становить близько $60,76 за 1 г.

Сріблясто-білий метал - побічний продукт обробки нікелевих або мідних руд, один із елементів самородних золота, платини. Найбільші родовища знаходяться у ПАР, Канаді, США, Австралії, Колумбії, РФ.

Паладій як метал вирізняється тягучістю і ковкістю, завдяки чому добре піддається пайці, поліруванню, гравіюванню. Чистий паладій не використовується в прикрасах, бо дуже м'який. У ювелірній справі застосовуються лігатури з додаванням рутенію, міді, срібла, нікелю. Вони підвищують твердість паладієвого сплаву, стійкість прикрас до зносу.

Крім ювелірної сфери, паладій широко застосовується в автомобільній промисловості. Зокрема його використовують у каталізаторах бензинових авто для очищення вихлопу від шкідливих речовин. Також з паладію виготовляють медінструменти, зубні протези.

Родій

Найдорожчий метал платинової групи, вартість якого становить близько $527,2 за 1 г. Це майже в 10 разів дорожче золота і в 17 разів - платини. Причина цього - його рідкість. Щорічно у світі видобувають лише близько 30 тонн родію (лідери - ПАР, Зімбабве, Північна Америка, РФ). Для порівняння, золотодобувачі щорічно викопують від 2500 до 3000 тонн ауруму.

Родій має високі відбивні властивості, тому активно застосовується у виробництві дзеркал, рідкокристалічних екранів. В ювелірній промисловості родій використовують як стійке покриття для виробів, зокрема для обручок з білого золота.

Родій надає прикрасам з білого золота і срібла гарний рівномірний блиск. Завдяки стійкості до корозії та окиснення, вироби з таким покриттям довше не темніють. Прикраси з родієвим покриттям дорожчі за звичайні, оскільки фінансові витрати на виробництво вищі (додавання в розчин 2 г родію коштуватиме близько $1500).

Майже 80% світового попиту на родій займає автоіндустрія. Цей метал використовується в каталізаторах та фарах.

Золото

Золото – сьоме у рейтингу серед найдорожчих металів. Завдяки високій провідності і стійкості, золото має широку сферу застосування. Найпоширеніша – ювелірна, потім – електроніка, медицина, аерокосмічна. Щорічний попит на промислове золото становить кількасот тонн!

Читайте також: Вплив легуючих елементів на властивості золота

У ювелірній справі чисте золото, як правило, не використовується через м'якість матеріалу і непридатність до лиття. Додаючи лігатуру (домішки) майстри збільшують тягучість металу (при литті), а також його жорсткість, зносостійкість у носінні.

Найчастіше золотий метал складається з трьох компонентів. Наприклад, із золота+срібла+міді. Але цей ряд може бути довшим і включати також паладій, нікель, платину, залізо. Додаткові компоненти надають сплаву твердості і міцності, а також певних відтінків (жовтий, білий, червоний, рожевий, зелений, синій).

Порівняно з іншими елементами, золото — найпоширеніший інвестиційний дорогоцінний метал. Ціни на золото зростають на фоні криз та послаблення долара. У зв'язку з цим деякі інвестори воліють вкладати кошти в аурум з довгостроковою перспективою, аби не втратити гроші від інфляції.

Пандемія коронавірусу призвела до рекордного зростання цін на золото — до позначки $2069 за унцію (серпень 2020 р). Весь минувший рік золото торгувалося у вузькому діапазоні близько $1800 за унцію.

Станом на січень 2022 року, ціни на золото тримаються в межах $58,5 за 1 г. Як прогнозують експерти, жовтий метал надалі зростатиме, якщо долар буде різко коливатися в ціні. Однак і в цьому випадку більш привабливими можуть виявитися інші метали, як, наприклад, той самий іридій.

Читайте також: Хто вони, найбільші видобувачі золота?

Країни-лідери золотовидобутку: Китай, РФ, Австралія, США, Канада, Перу, ПАР, Індонезія, Мексика, Гана.

Платина

Біло-сріблястий метал займає восьму сходинку в рейтингу. Наразі вартість платини нижче за золото ($31,22 проти $58,52).

Платина – дуже м'який метал. Вона не стійка до механічних навантажень, навіть з лігатурою схильна до вм'ятин і деформацій.

Зважаючи на такі властивості металу, для створення прикрас ювеліри використовують лігатури з платиною. У якості домішок найчастіше виступають мідь або паладій, які підвищують жорсткість складу.

А ви знали, що...

Колись платина цінувалася менше за срібло і використовувалася для підробки прикрас. Іспанські конкістадори в середині XVI століття зневажливо називали платину "погане срібло".

Платину також застосовують у збройній, медичній, скляній, хімічній, космічній промисловості.

Країни-виробники: Південна Африка, РФ, Зімбабве, Канада, США.

Плутоній

Тяжкий радіоактивний метал сріблясто-білого кольору. У чистому вигляді плутоній не існує у земній корі. Це перший хімічний елемент, який почали виробляти в лабораторіях у промислових масштабах – спочатку у США, а потім у СРСР.

Для отримання чистого плутонію необхідно провести ядерну реакцію, яка передбачає перехід урану в плутоній-239.

Плутоній широко використовується як паливо для ядерних реакторів, а також як джерело енергії для космічних апаратів.

Плутоній-239 утворюється в будь-якому ядерному реакторі, який працює на природному або слабозбагаченому урані, що містить, в основному, ізотоп 238U, при захопленні ним надлишкових нейтронів. При цьому відбуваються такі ядерні реакції:

$\mathrm {\hbox{n}} +{{}^{2}{}_{92}^{38}U}\rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{92}^{39}U} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{93}^{39}Np} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$

$\mathrm {{}^{2}{}_{93}^{39}Np} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{94}^{39}Pu} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$ .

Вартість чистого збройного плутонію становить близько $4000 за 1 г.

Тритій

Якщо ви дивилися другу частину фільму "Людина Павук", то напевно пам'ятаєте як лиходій Доктор Восьминіг полював за тритієм. А все тому, що вартість 1 грама цього металу обходиться людству не менш ніж в $30 000!

Така висока ціна обумовлена тим, що тритія на планеті залишилося менше 18 кг. При тому що світова потреба у цьому металі становить лише кілька кілограмів на рік. Тритій використовується як джерело нейтронів у термоядерній зброї, а також у побуті для створення "підсвітки". Таке підсвітка активно застосовується у військових та цивільних приладах, годинниках, брелоках.

Індій

Індій – сріблясто-білий метал, який можна легко розрізати звичайним ножем. Він м'який, легко плавиться і має яскравий блиск.

Самостійних родовищ Індія немає. Він входить до складу руд цинку, свинцю, міді і олова.

Основні сфери застосування Індію - машинобудування та електроніка. Його використовують для створення дзеркал, фотоелементів, зубних цементів, як ущільнювач, а також у космічних технологіях.

Наразі на ринку ціна 1 грама Індія дорівнює $0,5-0,7.

Срібло

Нині срібло наздоганяє за популярністю золото, але в ціновому еквіваленті істотно йому поступається ($0,74 проти $58,2). Порівняно з золотом, вироби зі срібла належать до бюджетного варіанту прикрас.

Сам метал ковкий, але при цьому дуже м'який. Саме тому чисте срібло зазвичай не використовують для виробництва прикрас. До срібла додають мідь, яка підвищує жорсткість і ливарні якості сплавів.

Для надання прикрасам гарного блиску та для захисту від корозії, срібло покривають родієм. Родоване срібло вдвічі дорожче за звичайне.

Еталоном вважається срібло 925 проби (92,5% срібла).

Срібло також використовують при створенні ракет, підводних човнів, ядерних пристроїв, комп'ютерів, ювелірних виробів, акумуляторів, мікросхем, сонячних батарей, а також у фотографії, стоматології та медицині.

Основні країни-виробники: Мексика, Перу, Китай, Росія, Польща, Чилі, Болівія, Австралія, США.

Рутеній

Рутеній – сріблясто-сірий метал, який відноситься до платинової групи. Його виробляють у ПАР, РФ, країнах Північної та Південної Америки, Канаді.

Сфера застосування рутенію досить обмежена. Здебільшого його використовують у електроніці. Також рутеній додають у паладієві сплави, з яких роблять турбіни для літаків.

Ще кілька цікавих сфер застосування рутенію - променева терапія в медицині, створення пір'я для чорнильних ручок.

Ціна металу торгується в межах $17,68 за 1 г.

Промислові метали

Промислові метали - це ті матеріали, які використовуються у виробництві та будівництві. Вони дешевші, ніж дорогоцінні, і рідко є інвестиційною цінністю.

На сировинних біржах переважно торгуються: кобальт, молібден, олово, нікель, мідь, цинк, залізо, алюміній, свинець. Безперечний плюс промисловий металів у тому, що вони менше схильні до коливань під час криз. Яскравий приклад цього – епідемія коронавірусу.

Незважаючи на те, що світова економіка зазнала серйозної шкоди від COVID, промислові метали опинилися у виграші. У 2020 році вони показали найвищу прибутковість поряд із дорогоцінними металами і зросли в ціні майже на 20%. Так, за підсумками першого півріччя 2021 року, ціни на алюміній, нікель і мідь підскочили на 10-28%. Найбільше подорожчав алюміній. Наприкінці травня 2021 року вартість алюмінію перевищила позначку в $2500 (вперше з квітня 2018-го). У тому ж місяці підскочила в ціні й мідь, досягнувши $10 746. Це стало новим історичним рекордом!

Така позитивна динаміка цін обумовлена багато в чому "протекцією" Китаю, на який припадає більше половини світового споживання. Дотримання жорстких карантинних обмежень зробило китайську економіку найбільш підготовленою до потрясінь від COVID. Також примітно і те, що криза на ринках не завадила населенню багатьох країн наростити попит на побутову техніку та електроніку. У випадку з міддю, ці товари займають близько чверті кінцевого споживання.