Интересные и полезные химические явления в природе
Выполнила: Пьячёва Светлана Анатольевна
студентка группы Д-114 (КЖТр)
КЖТ УрГУПС
г. Екатеринбурга
Руководитель: Бритова Анна Андреевна
Содержание
Введение……………………………………………………………………3
- Кальцинирующее озеро, Танзанияю………………………………….4
- Великая голубая бездна. Белиз………………………………………..5
- Горение воды……………………………………………………………6
- Фараонова змея………………………………………………………….7
- Заключение………………………………………………………………9
- Библиография…………………………………………………………..10
Введение
Ручаюсь, вы не раз замечали что-нибудь вроде того, как мамино серебряное кольцо со временем темнеет. Или как ржавеет гвоздь. Или как сгорают до золы деревянные поленья. Ну ладно, если мама не любит серебро, а в походы вы не никогда не ходили, уж как заваривается чайный пакетик в чашке видели точно.
Что общего у всех этих примеров? А то, что все они относятся к химическим явлениям.
Химическое явление происходит тогда, когда одни вещества превращаются в другие: у новых веществ другой состав и новые свойства. Если припомнить еще и физику, то запомните, что химические явления происходят на молекулярном и атомарном уровне, но не затрагивают состав ядер атомов.
С точки же зрения химии это не что иное, как химическая реакция. А для каждой химической реакции обязательно возможно выделить характерные признаки:
в ходе реакции может выпасть осадок;
может измениться цвет вещества;
следствием протекания реакции может стать выделение газа;
может быть выделена либо поглощена теплота;
также реакция может сопровождаться выделением света.
Мы дальше рассмотрим примеры различных химических явлений, так что этот момент станет понятнее.
- Кальцинирующее озеро, Танзания
Озеро Натрон в Танзании — одно из самых безмятежных, но пугающих и невероятных озер в Африке. Оно расположено на высоте 600 метров над уровнем моря в северной части Танзании практически на границе с Кенией.
Впервые оно было обнаружено европейцами в 1954 году.
Глубина озера Натрон не более 3 метров. Его размеры напрямую зависят от сезона и, естественно, объема воды. Максимальные размеры составляют примерно 57 на 22 километра. Соотношение площади поверхности озера к его глубине делает этот водоем более похожим на солончак.
Кстати, от химического соединения «натрон» и пошло название озера.
Примечательно, что температура озера Натрон более 40оС. Местами даже свыше 50оС. Щелочность воды (или pH) достигает значений 9 – 10,5.
Казалось бы, ничто и никто не сможет выжить в таком химическом водоеме, но здесь есть жизнь.
Кальцинированный голубь, озеро Натрон, 2012 г
«Мертвая фотосессия» на озере Натрон
Озеро Натрон — источник одних из самых фантастических и пугающих фотографий, когда-либо снятых на планете. Пицы и животные выглядят так, как будто они мгновенно застыли и окаменели. Автор этих страшных, но удивительных снимков – Ник Брандт. На побережье озера он обнаружил останки фламинго и других животных с налетами карбоната натрия, который резко очертил их тела. Ник выбрал некоторые, особо впечатляющие и хорошо сохранившиеся экземпляры.
В результате получились эти знаменитые фотографии.
- Великая голубая бездна. Белиз
Белиз — волшебная страна на восточном побережье Центральной Америки. На севере находится Мексика, на юге и западе — Гватемала, на востоке — Карибский океан, а на юго-востоке он разделяет морскую границу с Гондурасом. Это удивительное место, куда ежегодно приезжает так много туристов. Тайны Белиза ошеломляют, и большинство из них в определенной степени благоприятны для туристов. Барьерный риф Белиза полон флоры и фауны и является отличным местом для дайвинга. В густых джунглях тропического леса вы можете найти руины майя Каракол, но даже это становится немного более загадочным!
Большая Голубая дыра имеет размеры почти 1000 футов в поперечнике и 410 футов в глубину. Кроме того, здесь очень темно, что может усилить эффект ужаса, который она может оказывать на некоторых людей. Если вам случится пролететь над головой, как на фотографии выше, вы сможете увидеть, как чистая бирюзовая вода Карибского моря приобретает самый темный сине-зеленый оттенок, встречающийся в природе, прежде чем стать черной. Более светлый аквамариновый цвет воды обусловлен яркими кораллами, составляющими риф-маяк.
Что поставило ученых в тупик, так это то, как именно произошло образование, поскольку аналогичные системы с изученными далее кораллами в Тихом океане имеют атоллы, которые сформировались по-другому. Большинство пещерных систем образовались в результате вулканической активности, но Большая Голубая дыра — нет. Вместо этого она образовалась из покрытых известняком горных хребтов, которые обрушились и образовали “ступени”. По результатам дальнейших исследований, майя, вероятно, жили на атоллах тысячу или более лет.
- Горение воды
Среди многих и многих придуманных природой и человеком явлений есть особенные, которые сложно описать и объяснить. К ним относится и горение воды. Как такое, может быть, спросите вы, ведь вода не горит, ею тушат огонь? Как она может гореть? А дело вот в чем.
Горение воды – это химическое явление, при котором в воде с примесью солей под воздействием радиоволн разрываются кислородно-водородные связи. В результате образуется кислород и водород. И горит, конечно, не сама вода, а именно водород.
При этом он достигает очень высокой температуры горения (больше полутора тысяч градусов), плюс в ходе реакции снова образуется вода.
Это явление давно интересует ученых, мечтающих научиться использовать воду в качестве топлива. Например, для автомобилей. Пока это нечто из области фантастики, но кто знает, что ученые сумеют изобрести совсем скоро. Одна из главных загвоздок в том, чтобы при горении воды энергии выделялось больше, чем затрачивается на проведение реакции.
Кстати, нечто подобное можно наблюдать и в природе. Согласно одной из теорий, большие волны-одиночки, появляющиеся словно бы из ниоткуда, на самом деле являются следствием водородного взрыва. Электролиз воды, который к нему приводит, осуществляется благодаря попаданию электрических разрядов (молний) на поверхность соленой воды морей и океанов.
Но не только в воде, но и на суше можно наблюдать поражающие воображение химические явления. Если бы вам довелось побывать в природной пещере, наверняка вы смогли бы увидеть там причудливые, красивые природные «сосульки», свисающие с потолка – сталактиты. То, как и почему они появляются, объясняется еще одним интересным химическим явлением.
Химик, глядя на сталактит, видит, конечно, не сосульку, а карбонат кальция СаСО3. Основой для его образования служат сточные воды, природный известняк, а сам сталактит выстраивается благодаря осаждению карбоната кальция (рост вниз) и силе сцепления атомов в кристаллической решетке (рост вширь).
К слову, аналогичные образования могут подниматься от пола к потолку – их называют сталагмиты. А если сталактиты и сталагмиты встречаются и срастаются в цельные колонны, они получают название сталагнаты.
- Фараонова змея
Вообще, фараоновыми змеями называют целый ряд химический превращений, которые сопровождаются образованием большого объема пористого продукта реакции из небольшого объема исходных веществ. Их часто используют в качестве демонстрационного эксперимента для наглядной иллюстрации того, что в результате химической реакции может происходить многократное изменение объема реагирующих веществ. Такие химические процессы сопровождаются бурным выделением газа и выглядят так, как будто из смеси реагентов выползает большая змея или появляются щупальца невиданного пришельца.
Название эксперимента отсылает нас к тексту Ветхого Завета. В главе седьмой книги Исхода написано: «И бросил Аарон [старший брат Моисея и его сподвижник при освобождении евреев из египетского рабства] жезл свой пред фараоном, и он [жезл] сделался змеем. И призвал фараон мудрецов и чародеев; и эти волхвы египетские сделали то же своими чарами: каждый из них бросил свой жезл, и они сделались змеями, но жезл Ааронов поглотил их жезлы».
Возможно, александрийские алхимики и их последователи и пытались разгадать тайну фараоновых змей (хотя, наверное, правильнее было бы назвать их «аароновыми змеями»), но первый рецепт «химической змеи», к тому же наиболее зрелищной, был обнаружен случайно.
Образующийся в результате разложения тиоцианата ртути(II) сульфид ртути(II) может далее реагировать с кислородом воздуха, в результате чего образуется металлическая ртуть, пары которой летучи. Поэтому для безопасности при проведении демонстрационного эксперимента разлагающийся тиоцианат ртути(II) обычно накрывают стеклянным колпаком.
Дисульфид углерода (CS2), образующийся при разложении тиоцианата ртути, легко воспламеняется и тоже может гореть в кислороде воздуха с образованием углекислого и сернистого (SO2) газов.
Если же вы хотите посмотреть фараонову змею у себя на кухне или показать ее на утреннике в актовом зале школы или детского сада, то самый безопасный вариант — глюконатная фараонова змея. Для получения такой змеи достаточно нагреть таблетку глюконата кальция, который можно купить в любой аптеке, до 120°С (во время экспериментов чаще всего глюконат кальция размещают на таблетке сухого горючего, которую поджигают). Глюконат кальция начнет разлагаться, и из его таблетки выползет светло-серая змея с белыми пятнами. Из одной таблетки массой 0,5 грамм можно получить змею длиной до 10–15 см.
- Заключение
В мире ежедневно происходит множество удивительных, прекрасных, а также опасных и пугающих химических явлений. Из многих человек научился извлекать пользу: создает строительные материалы, готовит пищу, заставляет транспорт перемещаться на огромные расстояния и многое другое.
Без многих химических явлений не было бы возможным существование жизни на земле: без озонового слоя люди, животные, растения не выжили бы из-за ультрафиолетовых лучей. Без фотосинтеза растений животным и людям нечем было бы дышать, а без химических реакций дыхания этот вопрос вообще не был бы актуальным.
Брожение позволяет готовить продукты питания, а сходное с ним химическое явление гниения разлагает белки на более простые соединения и возвращает те в круговорот веществ в природе.
Образование оксида при нагревании меди, сопровождающееся ярким свечением горение магния, плавление сахара и др. тоже считают химическими явлениями. И находят им полезное применение.
Будет здорово, если в комментариях вы расскажете нам, какие еще химические явления вы могли сами наблюдать в природе или у себя дома. И будет очень хорошо, если расскажете про эту статью своим друзьям – многие из них тоже могут захотеть поделиться своими наблюдениями.
- Библиография
https://pikabu.ru/story/chudesa_khimicheskikh_reaktsiy_v_prirode_4752659?ysclid=m4mzisn484149474742
https://blog.tutoronline.ru/himicheskie-javlenija-vnutri-i-vokrug-nas?ysclid=m4mzk8ele5240751589
https://hi-news.ru/research-development/samye-interesnye-ximicheskie-reakcii-kotorye-udivyat-kazhdogo.html?ysclid=m4mzln2j82379627512
https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.49afe7f8-675c6e74-cc31b535-74722d776562/https/a-z-animals.com/blog/explore-the-mysteries-of-belizes-great-blue-hole/
https://elementy.ru/kartinka_dnya/763/Faraonova_zmeya?ysclid=m4n1h0zvlw946216856
