Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете - Илья Леенсон Страница 14

2. Пчелиный воск – смесь сложных эфиров насыщенных неразветвленных углеводородов (С₂₁ – С₃₅) и карбоновых кислот (С₁₆ – С₃₆). Запишите формулу одного из этих сложных эфиров (любого).

3. Что произошло со свечами? Ответ подтвердите уравнениями реакций (можно их записывать в общем виде).

Сколько стоит атом золота?

Оцените, сколько приблизительно атомов золота можно купить на одну копейку. (Абсолютная точность в расчетах не требуется.) Можете ли вы назвать это число словами?

Атомная масса золота – 197, постоянная Авогадро – 6 ∙ 10²³. Стоимость одной тройской унции (около 31 г) золота составляет около 1800 долларов, курс обмена 1 доллар = 74 рубля. (Данные на февраль 2021 года, текущие вы можете уточнить самостоятельно.)

Живое золото

Оцените длину ребра золотого куба, который весил бы столько же, сколько все население Земли.

Природа и цивилизация

Одно дерево в ходе фотосинтеза поглощает в год в среднем 5,9 кг углекислого газа. Один автомобиль проезжает в год в среднем 42 000 км, затрачивая 9 л бензина на каждые 100 км пути. Считая, что бензин состоит только из октана, подсчитайте, сколько необходимо деревьев на каждый автомобиль, чтобы поглотить весь выделяемый им углекислый газ.

Свинцовые тучи над городом N

В годы застоя по городу N курсировало 100 000 автомобилей. Каждый из них проезжал в день в среднем 50 км, используя при этом этилированный бензин (добавка тетраэтилсвинца Pb(С₂Н₅)₄ к бензину при его массовой доле 0,04 % повышала мощность двигателя). При сгорании бензина свинец с помощью специальных добавок выбрасывался из двигателя в виде бромида. Сколько бромида свинца выделялось в городе N с выхлопными газами за год? Считайте, что автомобиль на 100 км пути расходует в среднем 10 л бензина; плотность бензина равна 0,75 г/см³. Атомная масса свинца равна 207.

В настоящее время от добавления тетраэтилсвинца в автомобильное топливо в основном отказались (в США запрет введен в 1970-е годы, в Евросоюзе и Китае – в 2000 году, в России – в 2002-м).

Спор о нейтронах

Петя, Вася и Коля решали такую задачу: определить число нейтронов в ядре атома меди.

– Это очень легкая задача, – сказал Вася. – Относительную атомную массу меди можно посмотреть в таблице Менделеева. Она равна 63,546, порядковый номер меди, который указывает на число протонов в ядре, равен 29. Теперь осталось из относительной атомной массы вычесть порядковый номер. Вот и всё.

– Это неправильное решение, – сказал Коля. – Смотри, в школьном учебнике для 8-го класса написано: «Если известны округленная до целого числа относительная масса элемента (A_r) и его порядковый номер (Z), то можно найти число нейтронов (N) по разности N = A_r – Z». Значит, 29 надо отнимать не от 63,546, а от округленного значения, т. е. от 64. Ответ: 64 – 29 = 35 нейтронов.

– Вы оба неправы, – заявил Петя. – И авторы учебника тоже ошиблись. Так эту задачу решать нельзя.

Объясните, кто из них прав и почему.

Борьба за независимость металлов

Ниже приведено содержание в земной коре некоторых химических элементов (в процентах по массе): алюминий – 8,0, натрий – 2,5, цинк – 0,008, ртуть – 0,000008, золото – 0,0000004. В то же время золото было известно еще доисторическому человеку (по Марксу, «золото было в сущности первым металлом, который открыл человек»); ртуть знали древние индийцы и китайцы, ее добывали и в античных странах; металлический цинк в Европе стал известен лишь в Средние века, натрий был получен английским химиком Хэмфри Дэви лишь в 1807 году, а алюминий – только в 1825 году датским физиком Хансом Эрстедом. Почему же самые распространенные металлы были получены намного позже, чем редкие?

Чет и нечет

В таблице приведены названия ряда карбоновых (жирных) кислот, а также число страниц, которые отведены каждой кислоте в одном из справочников по органической химии.

1. Почему приведенные в таблице карбоновые кислоты называются жирными?

2. Обратите внимание на связь числа атомов углерода в формуле кислоты с ее названием и числом страниц. Попробуйте объяснить этот странный «четно-нечетный эффект».

3. Торф, нефть, уголь произошли из остатков древних организмов путем декарбоксилирования (отщепления СО₂) жирных кислот и других сложных процессов. Как вы думаете, наблюдается ли для парафинов этого ископаемого сырья «четно-нечетный эффект», и если да, то как именно он может проявляться в торфе, нефти и угле?

«Сказка о черном кольце»

Блестящее серебряное кольцо почернело. Почему?

Свой ответ поясните; при необходимости запишите уравнение химической реакции.

а) Его носила медсестра, работающая в рентгеновском кабинете.

б) Его носила работница цеха синтеза аммиака.

в) Оно хранилось в свинцовой коробочке.

г) Его носила хозяйка, которая, занимаясь домашним хозяйством, всегда надевала резиновые перчатки.

Гости редкие и частые

Известно, что натриевые соли, за редким исключением, реже встречаются в химических лабораториях, чем калиевые соли тех же кислот. Например, перманганат калия (марганцовка), хлорат калия (бертолетова соль), дихромат калия (хромпик) – самые рядовые реактивы, но вы с трудом сможете найти химика, который когда-либо держал в руках перманганат, хлорат или дихромат натрия. Как вы думаете, с чем это связано?

Выберите правильный ответ и поясните его.

а) В природе натрий распространен в значительно меньшей степени, чем калий.

б) Соли натрия намного токсичнее аналогичных солей калия.

в) Соли натрия, в отличие от солей калия, всегда содержат много кристаллизационной воды, и потому их перевозка менее рентабельна.

г) Соли калия обычно намного менее растворимы, чем соли натрия.

д) Соли натрия дают в спектрах испускания интенсивную желтую окраску (в отличие от бледно-фиолетового цвета в спектре солей калия), что сильно затрудняет анализ натриевых солей.

Тридцать три несчастья

В тот злополучный день лаборанту предстояло провести две операции. Сначала он поставил в сушильный шкаф склянку с препаратом, а затем занялся перекристаллизацией соли, которую он синтезировал накануне. Чтобы получить горячий насыщенный раствор, он добавлял понемногу сухую соль к кипящей воде. Шло время, почти все вещество из склянки перекочевало в колбу, но насыщения все не было. «Ничего, – подумал лаборант, – пусть раствор и не насыщенный, все равно при охлаждении из него выпадут кристаллы». Но не тут – то было: даже на льду осадок не появился. «Значит, вещество растворяется в холодной воде не хуже, чем в горячей, – сделал вывод лаборант. – Бывают же такие соли – поваренная хотя бы». Чтобы выделить вещество, он решил упарить раствор и поставил колбу на плитку, а сам направился к сушильному шкафу. Открыв его, он почувствовал сильный запах аммиака. Предчувствуя недоброе, лаборант извлек склянку – та была совершенно пустой! Термометр в шкафу показывал всего 70 ℃, на стенках шкафа не было никаких следов возгонки вещества. Тут лаборант вспомнил, что у него упаривается раствор, и бросился к плитке. В колбе было еще немного кипящей жидкости. Не почувствовав никакого запаха, лаборант успокоился, выключил плитку и охладил колбу. Осадка не было! Лаборант проанализировал раствор: в колбе была чистая вода! Итак, обе синтезированные соли, которые он только час назад держал в руках, исчезли бесследно… Может быть, вы догадаетесь, какие это могли быть соли?