УНИКАЛЬНЫЕ ТВОРЕНИЯ ПРИРОДЫ ГЛАЗАМИ ХИМИКА Проблемно-творческие задачи

УНИКАЛЬНЫЕ ТВОРЕНИЯ ПРИРОДЫ ГЛАЗАМИ ХИМИКА Проблемно-творческие задачи

Презентацию подготовили: О.Д.-С.Кендиван, к.х.н., доцент кафедры химии, А.Н.Саая, учебный мастер кафедры химии, Тывинский государственный университет, г. Кызыл, Республика Тыва

«Химия – Первое сентября», июнь, 2013

Ответ

Ca(HCO3)2 ? Ca2+ + 2HCO3? = = CaCO3? + CO2? + H2O.

Почему знаменитые террасы Памуккальных источников снежно-белые?

Горячие источники, бегущие по склону горы Кае-Даш (в Западной Анталье Турция), образовали водопады. Содержащиеся в них соли выпадали в осадок – так на свет появились снежно-белые террасы. Кажется, что струи воды словно замерзли, но это не лед и не снег, а травертин – горная порода, образующаяся при осаждении карбоната кальция из горячих источников.

Задание. Составьте уравнения химических реакций, результатом протекания которых явилось образование уникальных террас Памуккале.

Почему гора Янардаг горит

Ответ. CH4+ 2O2 = CO2? + 2H2O.

Слово «Янар» в переводе с азербайджанского языка означает «горящая», а «даг» – «гора». И эта гора действительно горящая. Причиной этого чуда природы является горение природного газа CH4, выходящего из недр земли по глубоким трещинам.

Задание. Составьте уравнение химической реакции самовоспламенения метана на воздухе, которое является причиной возникновения природного чуда.

Почему озеро пятнистое

Ответ. Na2CO3.

Озеро Клилук расположено примерно в 300 км к востоку от Ванкувера. Летом, большая часть воды испаряется, оставляя «островки» воды в обрамлении солевых отложений. На озере появляются большие пятна, в разное время года они окрашены различными цветами: от синего до зеленого, желтого и серого… Удивительный вид озера Клилук обусловлен уникальным химическим составом его воды, содержащей минералы магния, натрия, кальция, марганца, серебра и даже титана.

Задание. Установите молекулярную формулу минерала натрия , если: 43,4 % Na, 11,3 % С, 45,3 % O.

Почему целебные грязи озера Дус-Холь черные

Ответ. С6Н12О6+ 3Na2SО4 = = 3Na2CO3 + 3CO2? + 3H2O+ 3H2S?, H2S + Fe ? FeS + H2.

Целебные грязи озера Дусь-Холь в Туве, которыми лечат болезни суставов, черные. Это связано с тем, что бактерии, живущие в илах, восстановили сульфаты и обогатили илы сероводородом. А сероводород, соединяясь с железом, образует черный сульфид железа.

Задание. Составьте уравнения химических реакций, результатом протекания которых является образование целебных грязей.

Почему горы Гуйлинь разбросаны отдельными пиками

Ответ. CaCO3 + CO2 + H2O = = Ca(HCO3)2 ? Ca 2+ + 2HCO3?.

Одно из уникальных творений природы – горы Гуйлинь (Китай). Это не те горные хребты, которые мы привыкли видеть. Горы Гуйлинь разбросаны отдельными коническими пиками или группами пиков прямо на равнине. Дождевая вода, просачиваясь через почву, обогащается углекислотой. При омывании такой водой известняка происходит коррозия – процесс химического растворения кальцита под действием атмосферной углекислоты СО2.

Задание. О каком химическом воздействии воды на известняк шла речь? Составьте уравнение химической реакции.

Почему озеро Босумтви взрывается

Ответ. С6Н12О6 + 3Na2SО4 = = 3Na2CO3 + 3CO2 ? + 3H2O + 3H2S, CH4 + 2O2 = CO2? + 2H2O.

Местные жители считают Босумтви священным озером. Оно находится в Республике Гана, в тропических африканских лесах, в 30 км на юго-восток от города Кумаси. Озеро Босумтви известно как самый непредсказуемый водоем в мире. Многие месяцы оно хранит тишину и спокойствие, а потом вдруг неожиданно взрывается: вверх взлетают огромные каскады воды, поверхность озера кипит и бушует. Причиной взрывов являются донные отложения, в которых происходит распад органических веществ.

Задание. Составьте уравнения химических реакций, которые являются причиной возникновения природного чуда.

Почему по ночам в болоте Окефеноки бесовы огни горят

Ответ. CH4+ 2O2 = CO2? + 2H2O.

Это огромное болото в Джорджии вызывает противоречивые отзывы. При гниении растительных остатков под влиянием микроорганизмов («метановое брожение») на дне болот, где анаэробные условия, образуется болотный газ – метан. Этот газ способен самовоспламеняться на воздухе, порождая «блуждающие огоньки».

Задание. Составьте уравнение химической реакции самовоспламенения метана на воздухе, которое является причиной Возникновения «блуждающих огоньков» на болоте.

Почему животные погибают, попадая в «Собачью пещеру» в Италии

Человек, вошедший в «Собачью пещеру», может стоять в ней довольно долго, а забежавшая туда собака погибает через несколько минут. Объясняется это тем, что в нижней своей части пещера заполнена углекислым газом CO2, который выделяется из вулканической трещины. Человеческая голова выше этой зоны, а собачья – нет. Углекислый газ не поддерживает дыхание.

Задание. Обоснуйте, почему углекислый газ в «Собачьей пещере» скапливается внизу?

Ответ. D = М1/М2 = 44/29 = 1,52; углекислый газ тяжелее воздуха.

Почему молнии Кататумбо сверкают долго

Ответ. CH4.

Задание. Установите молекулярную формулу углеводорода, если массовые доли элементов в нем составляют: 75 % C, 25 % H.

Молнии Кататумбо — природное явление, возникающее над местом впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо (Южная Америка). Феномен выражается в возникновении свечения на высоте около пяти километров. Молнии появляются ночью и разряды длятся около 10 часов. Считается, что молнии Кататумбо являются крупнейшим одиночным генератором озона на Земле. Ветры, приходящие со стороны Анд, вызывают грозы. Метан, которым богата атмосфера этих заболоченных мест, поднимается к облакам, подпитывая разряды молний.

Почему скала Улуру меняет свой цвет

Ответ. K[AlSi3O8].

В центре Австралии находится самый большой в мире монолит — скала Айерс-Рок или, как ее называют аборигены, Улуру. Длина скалы более 3 км, периметр более 9 км. Скала состоит из красного песчаника с высоким содержанием полевого шпата. Анализ показывает наличие разнообразных оксидов железа. Благодаря такому набору веществ гора и меняет свой цвет в течение дня в зависимости от освещения: от темно-лиловых, золотистых и розово-красных оттенков до рубинового, малиново-красного и пурпурного.

Задание. Установите молекулярную формулу полевого шпата, если массовые доли элементов в нем составляют: 14 % K, 10 % Al, 30 % Si, 46 % O.

Ответ

SiO2; СаCO3; СаSO4 · 2H2O; Fe2O3.

Почему Аризонская Волна имеет красно-бурый цвет?

Аризонская Волна создана природой из песчаника. Великолепные узоры этого чуда природы восхищают человека. Песчаники почти исключительно состоят из зерен кварцевого песка, соединенного природным цементом: карбонатом кальция, кремнеземами, гипсом, оксидами железа, глинистыми минералами.

Задание. Составьте молекулярные формулы кварца, карбоната кальция, гипса, оксида железа(III).

Почему озеро на острове Флорес наполнено ярко-красной водой

Ответ. Железо; FeО, Fe2О3, Fe3О4.

Красное озеро обязано своим цветом присутствию в его воде соединений химического элемента с порядковым номером 26.

Задание. Что это за элемент, какие оксиды он образует?

Ответ

NaCl.

Почему озеро превращается в зеркало?

Задание. Установите молекулярную формулу поваренной соли, если массовые доли элементов в ней составляют: 39,3 % Na, 60,7 % Cl.

Солончак Уюни — высохшее соляное озеро на юге пустынной равнины Альтиплано (Боливия) — имеет площадь 10 582 км? и является крупнейшим солончаком в мире. Внутренняя часть солончака покрыта слоем поваренной соли толщиной 2–8 м. Во время сезона дождей солончак покрывается тонким слоем воды и превращается в самое большое в мире зеркало, в нём отражается синее южноамериканское небо. Под поверхностью солончака Уюни находится рапа толщиной от 2 до 20 метров. Рапа представляет собой насыщенный рассол поваренной соли, хлорида лития и магния.

Почему пески пустыни Уайт-Сандс искрятся

Ответ. Са2+ + SO4 2- ? СаSO4.

: Белые пески пустыни Уайт-Сандс (Нью-Мехико) искрятся, как только что выпавший снег. Эти пески сложены не из зерен кварца, составляющего большинство песков пустынь, а из мягкого, похожего на мел селенита — сульфата кальция СаSO4. Он легко растворяется в воде и поэтому на поверхности встречается редко.

Задание. Составьте уравнение химической реакции, которая может привести к образованию селенита.

Почему песчаные дюны пустыни Симпсона имеют необычный темно-красный

цвет?

Ответ. Fe2O3.

Пустыня Симпсона расположена в самом сердце Австралийского континента, к северу от озера Эри (юго-восточный угол Северной территории плюс части территории Квинсленда и Южной Австралии). Пески здесь имеют необычный темно-красный цвет благодаря содержащемуся в песчинках оксиду железа.

Задание. Какой оксид железа присутствует в симпсоновских песках, если массовые доли элементов в нем составляют: 70 % Fe, 30 % O?

Почему пески Поющего бархана издают звуки

Ответ. SiO2.

В Казахстане, в долине реки Или, недалеко от Алма-Аты (Алматы), есть поющий бархан. Звук рождается при трении множества песчинок друг о друга. Песчинки покрыты тонким налетом соединений кальция и магния. Звуки возникают примерно так, как если по струнам скрипки проводят смычком, натертым канифолью.

Задание. Установите молекулярную формулу кварца, если массовые доли элементов в нем составляют: 46 % Si, 53 % O.

Почему блестит Данакильская впадина

Ответ. NaCl.

Данакильская впадина находится на севере Эфиопии, близ границы с провинцией Эритреей. Некогда это была часть Красного моря, впоследствии отделенная от него тектоническим поднятием. Впадина лежит ниже уровня моря (до –120 м абс.). Поверхность местами блестит от залежей каменной соли.

Задание. Вспомните молекулярную формулу каменной соли; массовые доли элементов в ней составляют: 39,3 % Na, 60,7 % Cl.

Почему каменные колонны «Тропы великанов» за миллионы лет не

разрушились под воздействием бурных вод Атлантики?

Ответ. 1s2 2s2 2p6 3s2.

Находящаяся на северо-востоке о. Ирландия «Тропа великанов» («Мостовая гигантов») — около 40 тыс. сплоченных каменных колонн. Колонны — из вулканического базальта с низким содержанием кварца, но богатого магнием и железом, что объясняет их исключительную твердость. Это снижает скорость, с которой они разрушаются под ударами волн.

Задание. Составьте электронную формулу атома магния, придающего твердость каменным колоннам.

Почему в долине Хуанлун пейзаж не по-земному многоцветен

Ответ. Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2? + H2O.

Вода, стекая по горным склонам, собирала на них кальцит, а потом – складывала в узор из дуг, колец и чешуек. Кальцит — известковый шпат, минерал, содержит 56 % CaO и 44 % CO2, нередко примеси Mg, Fe, Mn (до 8 %), а также Zn, Со, Sr, Ba. Различные соединения Mg, Fe, Mn Zn, Со в воде сделали этот пейзаж не по-земному многоцветным. Одни озерца – белые, другие – пронзительно бирюзового цвета, третьи – синие или золотые.

Задание. Составьте уравнение химической реакции, результатом протекания которой является образование уникальных террас в долине Хуанлун.