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

1. Как называется описанное явление поднятия воды в трубке и как оно объясняется? Почему в трубку надо наливать не чистую воду, а именно раствор (в данном случае – раствор соли)? Где еще можно увидеть проявление данного явления?

2. Существует красивый опыт, который называется «Сад химика». В разбавленный раствор силиката натрия Na2SiO3 помещают кристаллы различных окрашенных солей, например синего медного купороса, розового хлорида кобальта, зеленого хлорида никеля. При этом из кристалла начинают медленно расти и ветвиться разноцветные «водоросли». Как объяснить это явление?

3. Морковь мелко натерли, тщательно растерли получившуюся кашицу до гомогенной массы, 10 г которой залили водой до общего объема 0,5 л, и налили доверху в широкую стеклянную трубку. Верхняя часть трубки была закрыта пробкой, через которую была пропущена вертикально длинная тонкая стеклянная трубочка, а нижняя часть трубки была закрыта полупроницаемой мембраной из целлофана. Когда широкую трубку с гомогенизированными клетками моркови поместили в чистую воду при 20 ℃, уровень жидкости в узкой трубочке начал повышаться. Считая объем жидкости в тонкой трубке пренебрежимо малым по сравнению с общим объемом, оцените, на какую высоту поднимется жидкость в узкой трубочке. Химический анализ показал, что в моркови из неорганических солей находится в основном хлорид натрия (150 мг в 100 г тканей), а из растворимых органических соединений – глюкоза, фруктоза и сахароза с содержанием соответственно 2,5; 1,0 и 3,5 г на 100 г.

Указание: давление в трубке выражается той же формулой, что и давление идеального газа. Значение газовой постоянной R = 8,31 Дж/(моль · К).

Есть еще порох в пороховницах

Для изготовления черного пороха нужна селитра – нитрат калия (KNO3). Откуда ее брали московские оружейники во времена Ивана Грозного? Выберите правильный ответ и аргументируйте свой выбор:

а) получали из навоза и других органических отбросов;

б) получали из азота воздуха, превращая его в аммиак и далее – в азотную кислоту, из которой получали селитру;

в) добывали из природных залежей на Урале;

г) импортировали из Чили, где были огромные запасы природной селитры.

Свободу катионам калия!

Когда растение пускает корни в глинистую почву, оно извлекает необходимый ему калий (ионы калия внедрены в кристаллическую решетку алюмосиликатов – минералов, из которых состоит глина), «впрыскивая» понемногу в глину ионы водорода, которые занимают в алюмосиликате те места, где раньше были ионы калия, и как бы «вымывая» их. Освободившиеся из плена катионы K+ усваиваются корнями.

1. Почему при неграмотном массированном введении нитрата калия в глинистые почвы растения погибают? (Подсказка: избыток калия не убивает растения.)

2. Оценку качества калийных удобрений по традиции принято выражать процентным содержанием не калия, а его условного оксида К2О. Может ли какое-либо вещество «содержать» больше 100 % К2О? Свой ответ аргументируйте, а если необходимо, приведите примеры.

3. В природе калий встречается в виде минералов сильвина (KCl), сильвинита (KCl · NaCl) и др. Определите качество (т. е. содержание К2О) чистого минерала сильвина как калийного удобрения.

4. В калиевой руде содержится сильвин (KCl) и пустая порода; по данным анализа, в руде 15,3 % К2О. Сколько пустой породы в этой руде?

Указание: атомную массу калия принять равной 39, хлора – 35,5.

Отчего страдают ананасы на Гавайях?

На Гавайях есть плоскогорье, где почва окрашена в красный цвет, так как содержит более 20 % оксида железа (Fe2O3). Тем не менее ананасы, растущие на этом плоскогорье, страдают от недостатка железа. Страдать по этой причине могут и люди. При железодефицитной анемии (малокровии) снижается количество гемоглобина в крови. Для лечения назначают внутрь препараты железа. В старом справочнике по лекарственным средствам написано, что взрослым назначают порошок железа восстановленного – по 1 г на прием или таблетки «Бло», содержащие 0,03 г железного купороса. Более эффективны современные препараты, например «Ферроплекс», одна таблетка которого содержит 0,05 г железного купороса и 0,03 г аскорбиновой кислоты.

1. Почему ананасы на Гавайях при избытке железа в почве страдают от его недостатка? Как этот недостаток можно восполнить?

2. Почему распространенный минерал железа – красный железняк (Fe2O3) – называется также гематитом? Какие слова в русском языке имеют тот же корень?

3. Какую функцию в крови человека играет железо?

4. Что такое «восстановленное железо» и как его можно получить? Приведите уравнение реакции.

5. Почему восстановленное железо при приеме внутрь усваивается организмом? (Если можете, приведите уравнение химической реакции.)

6. Что такое железный купорос? Как вы думаете, для чего к нему в современном лекарственном препарате добавляют аскорбиновую кислоту (в некоторых препаратах ее заменяют глюкозой, лимонной кислотой, сорбитом)?

7. После ответа на предыдущие вопросы вам несложно будет ответить на этот: в какой форме железо лучше усваивается растениями и животными – в виде двух- или трехвалентного?

«А в разинутый рот он вливает азот…»

Великий немецкий химик Юстус Либих (1803–1873) впервые указал, что для повышения урожайности необходимо возвращать почве минеральные вещества. Эти воззрения он изложил в книге «Химия в применении к земледелию и физиологии растений» (1840).

Изначально Либих полагал, что минеральные удобрения должны содержать только калий и фосфор, тогда как третий необходимый компонент, азот, растения сами могут усваивать из воздуха.

Вероятно, это суждение было основано на опытах известного французского агрохимика Жана Батиста Буссенго (1802–1887). В 1838 году Буссенго посадил семена некоторых растений в почву, не содержащую азотных удобрений, а через три месяца срезал ростки. С помощью химического анализа он определил содержание азота как в семенах, использовавшихся для посадки, так и в выросших из них растениях. Результаты были такими:

Отсюда был сделан вывод о том, что растения в принципе могут усваивать азот прямо из воздуха. Однако вскоре выяснилось, что это не так.

1. Объясните, в чем, так сказать, корни этой ошибки.