Мельничная огневка (Anagasta kuehniella)
(«Википедия»)Ежегодно на хлебокомбинатах и кондитерских фабриках Ленинградской области возникает одна и та же проблема — порча зерна. Причина — мельничная огневка. Эта бабочка-вредитель падка буквально на все продукты.

Особые же условия на складах помогают сохраниться не только съестному, но и насекомым.

Недавние исследования петербургских ученых из ИЭФБ РАН под руководством Оксаны Селицкой доказали эффективность массового отлова крылатых нахлебников с помощью синтетических половых феромонов.

Знакомство с капканом

Феромонная ловушка (http://agrohimija.ru)Феромонная ловушка — не что иное, как небольшая треугольная палатка с клеевой поверхностью внутри. Однако в подобной засаде окажутся лишь невнимательные. Так провиант не уберечь. Завлекает же в нее бабочек феромон. Им и пропитывают ловушки.

Феромоны — это особые вещества, выделяемые самкой. Они сообщают самцам о ее готовности размножаться. Таким образом, в ловушку попадаются лишь особи мужского пола. А без «сильной половины» популяции продолжение рода становится невозможным.

В отличие от таких методов борьбы с насекомыми, как фумиганты, мелки или таблетки, половые феромоны практически безопасны. Человеку нужно только помыть руки с мылом после работы с ними. Действие веществ направлено лишь на определенные виды.

Они разлагаются под воздействием солнечного света, температуры и влаги как на свежем воздухе, так и в помещениях.

С чего начинаются опыты

Мест для «тестирования» вредителей выбрано всего два: лабораторные условия (в сосудах объемом около 3 л, а также в ольфактометре с движущимся воздухом) и непосредственно на самих предприятиях. Чтобы понять, как избавиться от крылатых едоков, для начала их пришлось разводить.

В выращенном поколении мельничной огневки — потомки реальных обитателей хлебокомбинатов Петербурга. Подопытные бабочки проходят жесткий «кастинг». Все они одного возраста и способны спариваться. Исследуется не только их брачное поведение, но и реакция самцов на синтетический аналог феромона.

Для отлова мельничной огневки используются в основном треугольные ловушки, описанные вначале. Их клеевая поверхность немного больше площади листа А4. Чтобы узнать, ловушка какой конструкции наиболее действенна, тестируют еще две: ловушку-ленту (как для обычных мух) и ловушку-живоловку.

Помимо этого, исследователям необходимо ответить еще на один важный вопрос: какое расстояние между ловушками оптимально для уничтожения вредителей? Определить его можно лишь в производственных условиях. Решено выпускать, а затем обратно отлавливать оставшихся маркированных самцов.

Всё это будет происходить при постепенном отдалении химических капканов друг от друга.

Насколько эффективны ловушки на складах, проверят по двум критериям: числу пойманных самцов и числу оплодотворенных самок. Подсчитают абсолютно всех бабочек как на стенах помещения, так и на оборудовании.

Среда объедания

Огневка сухофруктовая (Cadra cautella) (www.pesticidy.ru)Эффективно бороться с крылатым врагом можно, лишь зная его в лицо. Исследователи вычислили самых популярных вредителей, место и время их налета. На хлебокомбинатах самой многочисленной оказалась мельничная огневка.

Другие — сухофруктовая и южная амбарная — активно помогают ей подъедать запасы. Кондитерские фабрики атакуют уже знакомая нам мельничная огневка и какаовая. Однако бабочки не являются единственными налетчиками. В их компании и малый мучной хрущак.

Хоть этот жук и не порхает с места на место (его крылья недоразвиты), вреда он наносит не меньше. Его обедом становится мука, крупа, отруби. Реже — пораженные зерновые злаки, орехи или сухофрукты. Не признает он только бобовые, рис, ячмень и овес. Именно с этими видами насекомых приходится усиленно бороться.

ua)По наблюдениям ученых, передвижение армии бабочек связано с движением муки на предприятиях. Огневка оккупирует все хранилища, бункеры для накопления муки (в производственном корпусе) и тестомесильный цех.

Численность мельничной огневки непосредственно зависит от температуры, влажности и качества продуктов. Брачный сезон у бабочек длится весь год, но весной и летом насекомые плодятся особенно активно. Именно в это время температура в помещениях достигает 26 °C, что идеально для вредителей. В таких условиях рождается 6−7 поколений налетчиков. Они сменяют друг друга через полтора-два месяца.

Биологи выяснили, что на разных предприятиях количество насекомых увеличивается примерно в одно и то же время. Связано это со схожими условиями на кондитерских фабриках и хлебокомбинатах. Приходится демографический взрыв на конец февраля — начало марта, хотя в Петербурге за окнами еще ниже нуля.Малый мучной хрущак (http://proznania.

ru)Влияние других организмов, с которыми вредители взаимодействуют, невелико. Рассмотрим это на примере осы-наездника Venturia. Данное насекомое паразитирует на гусеницах мельничной огневки и на паразите малого мучного хрущака — Bethylidae (одном из семейств примитивных ос).

Однако ни массовой гибели, ни всплеска рождаемости у бабочек или жуков наездник не вызывал.

Убойныйэликсир

Наиболее эффективные ловушки для отлова вредителей содержат особый компонент. Это половой феромон, на который самцы и летят в поисках самки. Данное вещество не только приманивает особей мужского пола, но и в точности определяет их поведение. Каждый представитель мельничной огневки совершает брачный ритуал.

В нем пять основных этапов: движение усиков, бег и взлет, полет к «источнице» феромона, приземление на нее и попытка спаривания. Действенный синтетический аналог должен пробуждать в насекомых такую же реакцию.Оса-наездник (Venturia canescens)
(www.landcareresearch.co.

nz)Из «оригинального» гормона ученые выделили два вещества. Одно из них основное и входит в состав половых феромонов каждой мельничной огневки. Полученный элемент привлекает абсолютно всех самцов. Насекомые повторяют свои свадебные церемонии, не подозревая о коварном обмане.

Тестирование синтетического феромона в ольфактометре дополняют другие наблюдения. Реакция бабочек изучается непосредственно на созданных треугольных ловушках. Те самцы, что оказываются в полуметре от капкана, начинают свой брачный ритуал.

Когда же расстояние сокращается до 30−40 см, только 6% мужских особей избегает западни. В большинстве случаев бабочки приземляются рядом с ловушкой и более не двигаются. Возможно, из-за их привыкания к синтетическому феромону. Живыми из «сетей» выбирается не более 4% вредителей.

Хоть насекомые и не погибают, поиск самки для них становится затруднительным.

Массовый отлов самцов при помощи феромонов резко нарушает соотношение между полами. Мужским особям становится сложно ориентироваться в пространстве и искать себе пару. Однако задержка спаривания увеличивает срок жизни самок и время их готовности размножаться. Это негативное последствие компенсируется снижением плодовитости бабочек и жизнеспособности яиц.

Производственная практика

Вид примитивных ос (Bethylidae) (http://doska7.ru)После лабораторных опытов феромонные ловушки начинают проверять «в полях». Испытания показали, что на один капкан хватает 1−1,5 мг искусственного гормона. Но точные цифры необходимы не только в дозировке вещества.

Расстояние между ловушками и уровень их размещения — важные факторы эффективного отлова. Например, в помещениях с высокими потолками и невысокой численностью вредителей западню можно устраивать в полутора метрах от пола.

Если же насекомые густо заселили предприятие, то высота снижается до половины метра.

Нередко на фабриках приходится ставить ловушки по соседству с оборудованием или впритык к стене. Биологи доказали, что и при таких условиях клеевые капканы исправно ловят крылатых нахлебников.

Оптимальное расстояние между феромонными ловушками — 2,5−5 м. Ученые пытались более четко определить диапазон.

Но разница в количестве пойманных появляется лишь тогда, когда западня от бабочки находится в 7,5−10 м.

Бытует мнение, что угодившие в капкан насекомые снижают его эффективность. Результаты опыта петербургских исследователей опровергли это. По статистике, отловленные вредители никак не влияют на действенность ловушки, не «засоряют» ее и не отпугивают своих сородичей.

Из всевозможных феромонных капканов ловушки-ленты и треугольные ловушки лучше всех нейтрализуют мельничную огневку. Живоловка же с бабочками справляется куда хуже, что, скорее всего, связано с недостатками ее конструкции.

Использование феромонных ловушек на предприятиях снижает численность вредителя и не позволяет ей резко увеличиться. Это экологически безопасно. Токсическая нагрузка на фабриках снижается, не нарушается рабочий процесс. Минус данного метода один — всё это не действует моментально. Эффекта приходится дожидаться не менее трех месяцев.

Екатерина Седошенко

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Термиты-царицы химически снижают сексуальное влечение у рабочих и солдат

Биохимикам удалось выделить феромон, при помощи которого цари термитов управляют своим народом и не дают ему бесконтрольно размножаться. Ученые смогли синтезировать аналог вещества и проверили его действие.

Термиты (Isoptera) — общественные насекомые. В термитниках каждая особь (взависимости от своего сословия) выполняет конкретные функции. Причем лишь дватермита в многомиллионной семье имеют право размножаться — царь и царица. Всяостальная «родня» обеспечивает нормальное существование «монархов».

Сословия в термитнике

В термитниках все насекомые принадлежат к тому или иному сословию. Сословиерабочих термитов, в отличие, например, от рабочих муравьев, состоит из особейкак мужского, так и женского пола.

Рабочие особи усваивают целлюлозу, строятстенки термитника, кормят царицу и солдат, оберегают отложенные яйца изаготавливают пищу. Солдаты оберегают колонию и молодых личинок от нападокмуравьев.

Словом, вся «родня» дает возможность репродуктивным насекомым забытьобо всех хлопотах и заняться наиболее важным для популяции делом —размножением.

Женщина на троне

Царицей термитов может стать не любая особь женского пола, а специально«подготовленная» самка — «вторичная царица». Унаследовав «трон», царицатермитов внешне сильно изменяется, увеличивается в размерах, теряет бывалую«грацию» и подвижность. Она превращается в своеобразную «машину длявоспроизводства потомства» и поэтому даже передвигается и питается с помощьюрабочих особей.

Самка способна отложить до нескольких тысяч яиц в день. Ради этогорепродуктивный самец готов спариваться не останавливаясь.

На случай гибелиразмножающейся самки в колонии термитов есть «запасная королева», которая можетвзять на себя обязанности и функции умершего насекомого.

Учитывая, что всепотомство в термитнике появляется на свет от одной царской пары, получается,что «запасная жена» приходится монарху его же дочерью. Известно, чтоблизкородственное скрещивание всегда чревато появлением неполноценногопотомства.

Ученые из США и Японии под руководством Эдварда Варго (Edvard L. Vargo) иКеньджи Матсуура (Kenji Matsuura) не могли поверить в то, что природа можетпоступить столь опрометчиво. Они провели «генетическую опись» колоний термитовReticulitermes speratus.

В 2009 году в статьеQueen Succession Through Asexual Reproduction in Termitesони опубликовали данные, по которым «заместительницы царицы» появляются в семьене из оплодотворенных яиц, а партеногенетически, то есть без участия самца.

Именно «маменькины доченьки» образуют в термитнике касту «процариц», которые«всходят на трон» после смерти королевы. Таким способом царица обеспечиваетсохранность своих генов в популяции. Ведь ее партеногенетическая дочь наследуеттолько материнский генетический материал.

Значит внукам после ее смертидостанется половина, а не четверть ее генов. Этот механизм еще и предотвращаетпоявление на свет слабых и нежизнеспособных особей.

Борьба за гены

Дальнейшие исследования Reticulitermes speratus под руководством ЭдвардаВарго и Кеньджи Матсуура еще яснее показывают прагматичность ипредусмотрительность цариц.

Из того, что в термитной колонии самки наравне с самцами присутствуют вовсех сословных слоях, следует, что размножаться могут не только царицы.

Иногданимфы (крылатые личинки) отделяются от колонии и образуют новые семьи. Но этогоникогда не происходит внутри «большого дома» — термитника.

Энтомологи уверены, что не последнюю роль в сословном разделении иподавлении сексуальных инстинктов у насекомых играют феромоны, которые, скореевсего, выделяет царица колонии. Такие предположения существуют более полувека,но ученым до сих пор не удавалось идентифицировать химическое вещество,которое, по сути, и обеспечивает существование столь массивных семей.

Американские и японские естествоиспытатели впервые определили этот феромон,обнаружив его химическую формулу — н-бутил-н-бутират.

Более того,исследователи пришли к выводу, что вещество оказывает множественноевоздействие, — оно привлекает внимание, но подавляет половое влечение и непозволяет «генетически неправильным» самкам «чувствовать себя настоящимиженщинами». Причем феромон выделяют не только царицы, но и их заместительницы идаже отложенные яйца.

То есть генетически «правильные» особи подавляют любоевозможное желание других термитов вступить в половые отношения с царем. К томуже выделенный яйцами феромон привлекает работяг и солдат — они начинаютактивно заботиться о будущем потомстве и защищать его.

По словам авторов работы, это великолепное оружие для борьбы с соперницами:и на суженого никто не засматривается, и будущие детишки окружены опекой.

Благоухающий химикат

Ученые также выяснили, сколько нужно феромона, чтобы воздействовать на всюэкспериментальную колонию (100 особей). Оказалось, что довольно много.Вещества, выделенного 20 яйцами, не хватило на то, чтобы изменить поведениерабочих. Зато аромат сотни яиц заметно подавлял дифференцировку особей и менялповедение нерепродуктивных сословий.

Естествоиспытатели испробовали синтетический аналог обнаруженного феромона ипришли к выводу, что его воздействие на колонию термитов не отличается отбиогенного.

Биологи предполагают, что химическое соединение воздействует сразу на всюколонию и определяет путь развития личинок. Пока непонятно, какие рецепторыпередают внешние сигналы и как изменяется под их воздействием эндокриннаясистема, которая регулирует половую дифференцировку особей. Так что теперьавторы работы хотят заняться молекулярным механизмом процесса.

Феромоны насекомых. полезные для человека свойства и применение — агробезопасность

Феромоны — высоколетучие вещества, выделяемые насекомыми в микроколичествах для общения друг с другом. Они были открыты в 1959 году Питером Карлсоном и Мартином Люшером, а само слово «феромон» происходит от греческих «фереин» — «переносить» и «хормон» — «сигнал, импульс».

Говоря простым языком, феромоны — это запахи, которыми насекомые «разговоривают» друг с другом. Для человека очень важным в этом открытии стало то, что феромон — не просто запах, но запах-приказ, запах-команда, почувствовав который насекомое совершает определенное действие.

Практическое применение феромонов

Научившись синтезировать феромоны искусственно, человек получил возможность приказывать насекомым, контролировать их поведение.

Самым простым и очевидным способом использовать эту уникальную возможность стал приказ вредителям отправляться в ловушки.

Таким образом можно либо полностью избавиться от них, либо хотя бы точно определить момент их появления и количество, чтобы далее выработать эффективный план борьбы.

Применять феромоны насекомых в сельском хозяйстве стало возможным лишь тогда, когда ученые научились относительно быстро выделять феромоны насекомых и синтезировать их аналоги в промышленных масштабах по допустимым для потребителя ценам.

Если, например, для идентификации первого феромона в 1959 году потребовались десятилетия работы и сотни тысяч насекомых, то сейчас, при наличии соответствующего оборудования, можно обойтись несколькими десятками насекомых.

Ученые разных стран к настоящему моменту установили структуру феромонов нескольких тысяч насекомых.

После идентификации состава феромона, синтеза, очистки и тестирования полученного аналога подбирается специальный носитель (диспенсер) и необходимое количество феромона для эффективной конкуренции с феромоном, который выделяется самими насекомыми. Разрабатываются эффективные ловушки и методы применения. По мере накопления экспериментальных данных потребителям предлагают понятные готовые решения.

Полезные свойства феромонов

Открытие феромонов стало фундаментом для совершенно нового уникального направления в комплексной борьбе с вредителями в сельском и лесном хозяйстве, городской среде, в защите запасов.

Роль этого направления все больше возрастает. Феромоны незаменимы для тех, кто занимается органическим земледелием и не использует никаких химических препаратов.

В чем уникальность и преимущества этого метода?

• Феромоны насекомых абсолютно безопасны для человека и окружающей среды!
• Они весьма специфичны и узконаправлены, безопасны для насекомых-опылителей.
• Они активны при очень низких концентрациях — до миллионных долей грамма.
• В отличие от химических инсектицидов, их постоянное применение не вызывает у вредителей появления опасного свойства устойчивости, или резистентности, то есть способности игнорировать действие данного вещества.
• Они могут охватить большую площадь.

Виды феромонов, применяемых в сельском хозяйстве

В настоящее время известно много различных видов феромонов. Их группируют в зависимости от того эффекта, который они оказывают на организм насекомого.

В мировой практике IPM (аббревиатура Integrated Pest Management) — интегрированной системы защиты растений — выделяют четыре сложившихся сегмента:

• половые феромоны (Sex Pheromones) — как правило, выделяются самками, которые таким образом сигнализируют самцам о своем меcтоположении и приказывают им двигаться к себе для спаривания и размножения;
• феромоны агрегации (Aggregation Pheromones) — являются приказом для насекомых одного вида собраться в определенном месте, например, для последующей зимовки или перехода к следующей стадии развития или питания именно здесь, и т.п.;
• феромоны тревоги (Alarm Pheromones) — являются сигналом бедствия, обозначая конкретное место этого бедствия. Для разных видов насекомых такие сигналы могут отдавать разные приказы к действию. Например, для муравьев это может быть приказ к общей атаке в данном месте в ответ на агрессию врага, для тли — приказ немедленно покинуть данное место и отправиться как можно дальше.
• феромоны яйцекладки (Oviposition-Leterning Pheromones) — являются сигналом, обозначающим место для откладки яиц (описаны для кровососущих насекомых).

Мировое использование феромонов как метода борьбы с вредителями стремительно растет. По данным Grand View Research, в 2014 году мировой рынок IPM-феромонов оценивался в $ 1,7 млрд без учета данных по России и СНГ.

При этом более 70% приходится на половые феромоны, используемые для феромониторинга и регулирования численности насекомых методом создания самцового вакуума или методом половой дезориентации.

Подробно об этих методах читайте в разделе «Статьи».

В России половые феромоны составляют более 85% рынка предложений феромонов.

The post Феромоны насекомых запрещают рабочим размножаться appeared first on Химия.

Периодическая система химических элементов (табли́ца Менделе́ева) — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И.

Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (по-современному, от атомной массы).

В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

Классический вид таблицы Менделеева

История открытия Периодического закона

К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно.

В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомный вес многих элементов близок к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам (стронций, кальций и барий; хлор, бром и йод и др.).

Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа (1862), который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности.

В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер (1864). Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); ещё ранее (февраль 1869 г.

) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира. По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время было известно 63, из которых один — дидим Di — оказался в дальнейшем смесью двух вновь открытых элементов празеодима и неодима), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим.

Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы («Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве»), в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих периодов). В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы («Естественную систему элементов»), имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы. Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь. Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов (например, бериллия, индия, урана, тория, церия, титана, иттрия), несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими (например, таллий, считавшийся щелочным металлом, он поместил в третью группу согласно его фактической максимальной валентности), оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована.

Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875—1886 годах были открыты галлий (экаалюминий), скандий (экабор) и германий (экасилиций), для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и, с поразительной точностью, целый ряд физических и химических свойств.

Список химических элементов таблицы Менделеева

• 1 H Водород (а.м. 1,00794)
• 2 He Гелий (а.м. 4,002602)
• 3 Li Литий (а.м. 6,9412)
• 4 Be Бериллий (а.м. 9,0122)
• 5 B Бор (а.м. 10,812)
• 6 С Углерод (а.м. 12,011)
• 7 N Азот (а.м. 14,0067)
• 8 О Кислород (а.м. 15,9994)
• 9 F Фтор (а.м. 18,9984)
• 10 Ne Неон (а.м. 20,179)
• 11 Na Натрий (а.м. 22,98977)
• 12 Mg Магний (а.м. 24,305)
• 13 Al Алюминий (а.м. 26,98154)
• 14 Si Кремний (а.м. 28,086)
• 15 P Фосфор (а.м. 30,97376)
• 16 S Сера (а.м. 32,06)
• 17 Cl Хлор (а.м. 35,453)
• 18 Ar Аргон (а.м. 39,948)
• 19 К Калий (а.м. 39,0983)
• 20 Ca Кальций (а.м. 40,08)
• 21 Sc Скандий (а.м. 44,9559)
• 22 Ti Титан (а.м. 47,9)
• 23 V Ванадий (а.м. 50,9415)
• 24 Cr Хром (а.м. 51,996)
• 25 Mn Марганец (а.м. 54,938)
• 26 Fe Железо (а.м. 55,847)
• 27 Со Кобальт (а.м. 58,9332)
• 28 Ni Никель (а.м. 58,7)
• 29 Cu Медь (а.м. 63,546)
• 30 Zn Цинк (а.м. 65,38)
• 31 Ga Галлий (а.м. 69,72)
• 32 Ge Германий (а.м. 72,59)
• 33 As Мышьяк (а.м. 74,9216)
• 34 Se Селен (а.м. 78,96)
• 35 Br Бром (а.м. 79,904)
• 36 Kr Криптон (а.м. 83,8)
• 37 Rb Рубидий (а.м. 85,4678)
• 38 Sr Стронций (а.м. 87,62)
• 39 Y Иттрий (а.м. 88,9059)
• 40 Zr Цирконий (а.м. 91,20)
• 41 Nb Ниобий (а.м. 92,9064)
• 42 Mo Молибден (а.м. 95,94)
• 43 Tc Технеций (а.м. 98,9062)
• 44 Ru Рутений (а.м. 101,07)
• 45 Rh Родий (а.м. 102,9055)
• 46 Pd Палладий (а.м. 106,4)
• 47 Ag Серебро (а.м. 107,868)
• 48 Cd Кадмий (а.м. 112,41)
• 49 In Индий (а.м. 114,82)
• 50 Sn Олово (а.м. 118,69)
• 51 Sb Сурьма (а.м. 121,75)
• 52 Те Теллур (а.м. 127,6)
• 53 I Йод (а.м. 126,9045)
• 54 Xe Ксенон (а.м. 131,3)
• 55 Cs Цезий (а.м. 132,9054)
• 56 Ba Барий (а.м. 137,33)
• 57 La Лантан (а.м. 138,9)
• 58 Ce Церий (а.м. 140,12)
• 59 Pr Празеодим (а.м. 140,9)
• 60 Nd Неодим (а.м. 144,24)
• 61 Pm Прометий (а.м. 145)
• 62 Sm Самарий (а.м. 150,35)
• 63 Eu Европий (а.м. 151,96)
• 64 Gd Гадолиний (а.м. 157,25)
• 65 Tb Тербий (а.м. 158,92)
• 66 Dy Диспрозий (а.м. 162,5)
• 67 Ho Гольмий (а.м. 164,93)
• 68 Er Эрбий (а.м. 167,26)
• 69 Tm Тулий (а.м. 168,93)
• 70 Yb Иттербий (а.м. 173,04)
• 71 Lu Лютеций (а.м. 174,97)
• 72 Hf Гафний (а.м. 178,49)
• 73 Ta Тантал (а.м. 180,9479)
• 74 W Вольфрам (а.м. 183,85)
• 75 Re Рений (а.м. 186,207)
• 76 Os Осмий (а.м. 190,2)
• 77 Ir Иридий (а.м. 192,22)
• 78 Pt Платина (а.м. 195,09)
• 79 Au Золото (а.м. 196,9665)
• 80 Hg Ртуть (а.м. 200,59)
• 81 Tl Таллий (а.м. 204,37)
• 82 Pb Свинец (а.м. 207,2)
• 83 Bi Висмут (а.м. 208,9)
• 84 Po Полоний (а.м. 209)
• 85 At Астат (а.м. 210)
• 86 Rn Радон (а.м. 222)
• 87 Fr Франций (а.м. 223)
• 88 Ra Радий (а.м. 226)
• 89 Ac Актиний (а.м. 227)
• 90 Th Торий (а.м. 232,03)
• 91 Pa Протактиний (а.м. 231,03)
• 92 U Уран (а.м. 238,02)
• 93 Np Нептуний (а.м. 237,04)
• 94 Pu Плутоний (а.м. 244,06)
• 95 Am Америций (а.м. 243,06)
• 96 Cm Кюрий (а.м. 247,07)
• 97 Bk Берклий (а.м. 247,07)
• 98 Cf Калифорний (а.м. 251,07)
• 99 Es Эйнштейний (а.м. 252,08)
• 100 Fm Фермий (а.м. 257,08)
• 101 Md Менделевий (а.м. 258,09)
• 102 No Нобелий (а.м. 259,1)
• 103 Lr Лоуренсий (а.м. 260,1)
• 104 Rf Резерфордий (а.м. 261)
• 105 Db Дубний (а.м. 262)
• 106 Sg Сиборгий (а.м. 266)
• 107 Bh Борий (а.м. 267)
• 108 Hs Хассий (а.м. 269)
• 109 Mt Мейтнерий (а.м. 276)
• 110 Ds Дармштадтий (а.м. 227)
• 111 Rg Ренгений (а.м. 280)
• 112 Cn Коперниций (а.м. 285)
• 113 Uut Унунтрий (а.м. 284)
• 114 Uuq Унунквадий (а.м. 289)
• 115 Uup Унунпентий (а.м. 288)
• 116 Uuh Унунгексий (а.м. 293)
• 117 Uus Унунсептий (а.м. 294)
• 118 Uuo Унуноктий (а.м. 294)
• 119 Uuе Унуненний (а.м. 316)
• 120 Ubn Унбинилий (а.м. 320)
• 121 Ubu Унбиуний (а.м. 320)
• 122 Ubb Унбибий
• 123 Ubt Унбитрий
• 124 Ubq Унбиквадий
• 125 Ubp Унбипентий (а.м. 332)
• 126 Ubn Унбигексий (а.м. 322)

Другие заметки по химии

Таблица Менделеева для чайников – HIMI4KA

Еще в школе, сидя на уроках химии, все мы помним таблицу на стене класса или химической лаборатории.

Эта таблица содержала классификацию всех известных человечеству химических элементов, тех фундаментальных компонентов, из которых состоит Земля и вся Вселенная.

Тогда мы и подумать не могли, что таблица Менделеева бесспорно является одним из величайших научных открытий, который является фундаментом нашего современного знания о химии.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

На первый взгляд, ее идея выглядит обманчиво просто: организовать химические элементы в порядке возрастания веса их атомов. Причем в большинстве случаев оказывается, что химические и физические свойства каждого элемента сходны с предыдущим ему в таблице элементом.

Эта закономерность проявляется для всех элементов, кроме нескольких самых первых, просто потому что они не имеют перед собой элементов, сходных с ними по атомному весу.

Именно благодаря открытию такого свойства мы можем поместить линейную последовательность элементов в таблицу, очень напоминающую настенный календарь, и таким образом объединить огромное количество видов химических элементов в четкой и связной форме.

Разумеется, сегодня мы пользуемся понятием атомного числа (количества протонов) для того, чтобы упорядочить систему элементов. Это помогло решить так называемую техническую проблему «пары перестановок», однако не привело к кардинальному изменению вида периодической таблицы.

В периодической таблице Менделеева все элементы упорядочены с учетом их атомного числа, электронной конфигурации и повторяющихся химических свойств. Ряды в таблице называются периодами, а столбцы группами. В первой таблице, датируемой 1869 годом, содержалось всего 60 элементов, теперь же таблицу пришлось увеличить, чтобы поместить 118 элементов, известных нам сегодня.

Периодическая система Менделеева систематизирует не только элементы, но и самые разнообразные их свойства. Химику часто бывает достаточно иметь перед глазами Периодическую таблицу для того, чтобы правильно ответить на множество вопросов (не только экзаменационных, но и научных).

The ID of 1M7iKKVnPJE is invalid.

Периодический закон

Существуют две формулировки периодического закона химических элементов: классическая и современная.

Классическая, в изложении его первооткрывателя Д.И. Менделеева: свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величин атомных весов элементов.

Современная: свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов (порядкового номера).

Графическим изображением периодического закона является периодическая система элементов, которая представляет собой естественную классификацию химических элементов, основанную на закономерных изменениях свойств элементов от зарядов их атомов. Наиболее распространёнными изображениями периодической системы элементов Д.И. Менделеева являются короткая и длинная формы.

Группы и периоды Периодической системы

Группами называют вертикальные ряды в периодической системе. В группах элементы объединены по признаку высшей степени окисления в оксидах. Каждая группа состоит из главной и побочной подгрупп.

Главные подгруппы включают в себя элементы малых периодов и одинаковые с ним по свойствам элементы больших периодов. Побочные подгруппы состоят только из элементов больших периодов.

Химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров.

В периодической системе имеются семь периодов: первый, второй и третий периоды называют малыми, в них содержится соответственно 2, 8 и 8 элементов; остальные периоды называют большими: в четвёртом и пятом периодах расположены по 18 элементов, в шестом — 32, а в седьмом (пока незавершенном) — 31 элемент. Каждый период, кроме первого, начинается щелочным металлом, а заканчивается благородным газом.

Физический смысл порядкового номера химического элемента: число протонов в атомном ядре и число электронов, вращающихся вокруг атомного ядра, равны порядковому номеру элемента.

Свойства таблицы Менделеева

Напомним, что группами называют вертикальные ряды в периодической системе и химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:

• усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические;
• возрастает атомный радиус;
• возрастает сила образованных элементом оснований и бескислородных кислот;
• электроотрицательность падает.

Все элементы, кроме гелия, неона и аргона, образуют кислородные соединения, существует всего восемь форм кислородных соединений.

В периодической системе их часто изображают общими формулами, расположенными под каждой группой в порядке возрастания степени окисления элементов: R2O, RO, R2O3, RO2, R2O5, RO3, R2O7, RO4, где символом R обозначают элемент данной группы.

Оксиды состава R2O проявляют сильные основные свойства, причём их основность возрастает с увеличением порядкового номера, оксиды состава RO (за исключением BeO) проявляют основные свойства. Оксиды состава RO2, R2O5, RO3, R2O7 проявляют кислотные свойства, причём их кислотность возрастает с увеличением порядкового номера.

https://www.youtube.com/watch?v=D5e7Jv9qiFY

Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения. Существуют четыре формы таких соединений. Их располагают под элементами главных подгрупп и изображают общими формулами в последовательности RH4, RH3, RH2, RH.

Соединения RH4 имеют нейтральный характер; RH3 — слабоосновный; RH2 — слабокислый; RH — сильнокислый характер.

Напомним, что периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров.

В пределах периода с увеличением порядкового номера элемента:

• электроотрицательность возрастает;
• металлические свойства убывают, неметаллические возрастают;
• атомный радиус падает.

К ним относятся элементы из первой и второй группы периодической таблицы. Щелочные металлы из первой группы — мягкие металлы, серебристого цвета, хорошо режутся ножом. Все они обладают одним-единственным электроном на внешней оболочке и прекрасно вступают в реакцию.

 Щелочноземельные металлы из второй группы также имеют серебристый оттенок. На внешнем уровне помещено по два электрона, и, соответственно, эти металлы менее охотно взаимодействуют с другими элементами.

По сравнению со щелочными металлами, щелочноземельные металлы плавятся и кипят при более высоких температурах.

Показать / Скрыть текст

Лантаниды (редкоземельные элементы) и актиниды

Лантаниды — это группа элементов, изначально обнаруженных в редко встречающихся минералах; отсюда их название «редкоземельные» элементы.

Впоследствии выяснилось, что данные элементы не столь редки, как думали вначале, и поэтому редкоземельным элементам было присвоено название лантаниды. Лантаниды и актиниды занимают два блока, которые расположены под основной таблицей элементов.

Обе группы включают в себя металлы; все лантаниды (за исключением прометия) нерадиоактивны; актиниды, напротив, радиоактивны.

Показать / Скрыть текст

Галогены и благородные газы

Галогены и благородные газы объединены в группы 17 и 18 периодической таблицы. Галогены представляют собой неметаллические элементы, все они имеют семь электронов во внешней оболочке.

В благородных газахвсе электроны находятся во внешней оболочке, таким образом с трудом участвуют в образовании соединений. Эти газы называют «благородными, потому что они редко вступают в реакцию с прочими элементами; т. е.

ссылаются на представителей благородной касты, которые традиционно сторонились других людей в обществе.

Показать / Скрыть текст

Переходные металлы

Переходные металлы занимают группы 3—12 в периодической таблице. Большинство из них плотные, твердые, с хорошей электро- и теплопроводностью. Их валентные электроны (при помощи которых они соединяются с другими элементами) находятся в нескольких электронных оболочках.

Показать / Скрыть текст

Металлоиды

Металлоиды занимают группы 13—16 периодической таблицы. Такие металлоиды, как бор, германий и кремний, являются полупроводниками и используются для изготовления компьютерных чипов и плат.

Показать / Скрыть текст

Постпереходными металлами

Элементы, называемые постпереходными металлами, относятся к группам 13—15 периодической таблицы. В отличие от металлов, они не имеют блеска, а имеют матовую окраску.

В сравнении с переходными металлами постпереходные металлы более мягкие, имеют более низкую температуру плавления и кипения, более высокую электроотрицательность. Их валентные электроны, с помощью которых они присоединяют другие элементы, располагаются только на внешней электронной оболочке.

Элементы группы постпереходных металлов имеют гораздо более высокую температуру кипения, чем металлоиды.

Показать / Скрыть текст

Неметаллы

Из всех элементов, классифицируемых как неметаллы, водород относится к 1-й группе периодической таблицы, а остальные — к группам 13—18. Неметаллы не являются хорошими проводниками тепла и электричества. Обычно при комнатной температуре они пребывают в газообразном (водород или кислород) или твердом состоянии (углерод).

Показать / Скрыть текст

А теперь закрепите полученные знания, посмотрев видео про таблицу Менделеева и не только.

Отлично, первый шаг на пути к знаниям сделан. Теперь вы более-менее ориентируетесь в таблице Менделеева и это вам очень даже пригодится, ведь Периодическая система Менделеева является фундаментом, на котором стоит эта удивительная наука.

10 фактов о периодической таблице Менделеева, которые вы не знали

• Например, мои авторские посты по следующим меткам: Леви Страусс: революция штанов. 26 сентября 1902 года умер создатель самых популярных…
• Приветствую всех друзей и гостей моего блога и поздравляю с наступлением весны, пока что календарной! 🙂 Приглашаю вас принять участие в нашем…
• Семена разных культур человек употребляет в пищу, не задумываясь об их свойствах. Внимания заслуживают тыквенные семечки, польза которых имеет…
• Проект «Акварельный мир» оцифровал 80 000 исторических акварельных картин, которые были созданы до 1900 года, и он все еще…
• …
• Древний Египет был одной из самых величайших цивилизаций на Земле. Древние египтяне жили на заре истории; тот период значительно отличался от…

• Приветствую всех. Сегодня я хочу с Вами поделиться рецептом огурцов по-корейски. Огурчики получаются остренькими и очень вкусными, станут отличным…
• Думаю, что блюда из курицы являются неотъемлемой частью повседневного стола любой семьи. И это вовсе не удивительно. Курица доступный и недорогой…
• В жизни любой хозяйки бывают трудности в приготовлении еды или ее подаче, поэтому повара и просто те, кто любит готовить и имеет фантазию, делятся…
• Колдуны, или мясные котлеты с наполнителем, или пирожки из мяса, или… Сверху – фарш. Внутри – яйца, зеленый лук и грибы. Как…
• Китайская кухня, это часть многовековых традиций Китая и его многочисленного народа. Ингредиенты китайских блюд напрямую зависят от региона и…
• Чтобы точно определить, сколько грамм в столовой ложке сыпучих, твердых, или жидких пищевых ингредиентов, следует иметь под рукой специальную…
• Мы подготовил рецепты самых популярных вариантов маринада. Ингредиенты для них найдутся в каждом доме. При составлении рецептов мы исходили из…
• Бастурма из говядины в домашних условиях — отменная мясная закуска на праздничный стол вместо колбасы. По этому рецепту вяленое мясо получается…
• Это вкусное блюдо готовится в несколько этапов, что займет немного больше времени, чем если просто потушить курицу в собственном соку. Такой…

Page 3

• Например, мои авторские посты по следующим меткам: Леви Страусс: революция штанов. 26 сентября 1902 года умер создатель самых популярных…
• Приветствую всех друзей и гостей моего блога и поздравляю с наступлением весны, пока что календарной! 🙂 Приглашаю вас принять участие в нашем…
• Семена разных культур человек употребляет в пищу, не задумываясь об их свойствах. Внимания заслуживают тыквенные семечки, польза которых имеет…
• Проект «Акварельный мир» оцифровал 80 000 исторических акварельных картин, которые были созданы до 1900 года, и он все еще…
• …
• Древний Египет был одной из самых величайших цивилизаций на Земле. Древние египтяне жили на заре истории; тот период значительно отличался от…

Page 4

С другой стороны «базы телефонов» на DVD — хит продаж на Горбушке начала нулевых. Фигня из прошлого, да, но представьте моё удивление, когда по одному из реальных мобильных номеров я смог особых трудностей пробить все данные своего автомобиля. По найденному VIN-номеру я смог узнать телефоны, имена и регионы обитания предыдущих владельцев.

По именам — аккаунты в ВК, их предыдущие автомобили и… короче начинаем.В этом посте поговорим про поиск «простых» людей. Разберем инструменты добычи максимума информации о человеке в открытых источниках сети, не хуже олдскульного «пробить по телефону». Для знаменитостей, политиков и популярных аккаунтов методы могут отличаться, но во многом пересекаться.

С примерами на этот раз сложнее. Несмотря на десяток успешных деанонов, я не могу сослаться ни на один из них, не нарушив приватность участников. Придется брать примеры из других источников или экспериментировать на себе.Никнейм, имя-фамилия, дата рождения, телефон, адрес, образование, служба, ИНН (SSN), и.т.д. Чаще известно лишь что-то одно, но зачастую этого достаточно чтобы начать.

Идем в Google. Отправная точка большинства расследований. По нику Google выдаст аккаунты человека в играх или на форумах, которые часто раскрывают нам другие данные. Steam вот знает под какими еще никами человек играет, форумы отображают дату рождения. Учебные учреждения часто публикуют списки учащихся. Одно «но» — не бросайтесь сразу доверять найденному.

Как часто вы вводите вместо даты рождения на форумах что-то типа 01-02-1983? Вот и я тоже.

Не забывайте про поисковые операторы. Поиск по «filetype:doc» (или xls, pdf) может помочь, если человек участвовал в каких-нибудь олимпиадах или соревнованиях. Учебные заведения часто публикуют их результаты на сайтах, не особо думая о приватности. Американских или евро-студентов можно найти по фильтру «site:.edu», который будет искать по сайтам в зоне университетов.

Социальный поиск и глубокая паутина. Крупные поисковики хоть и договорились с соцсетями индексировать их данные, но часто это лишь имя-фамилия и пара строк биографии.

Социальные сети до сих пор остаются практически DeepWeb'ом для исследователей, на сайте расследований FirstDraftNews написана целая статья для иностранцев как зарегаться в ВК чтобы проще вести расследования.

Поиск , , — главные отправные точки. Их возможности огромны: поиск по нечеткому имени, возрасту, учебе и службе.Объяснения тут излишни, формы поиска говорят сами за себя. Фильтровать по городу, возрасту и другим данным труда не составит. Но есть и некоторые неочевидные вещи. Из того, чем часто пользуюсь я: позволяет искать по номеру телефона, даже если пользователь у вас не в друзьях — новая «база телефонов» с Горбушки. твитер поможет найти не только пользователя, но и всех, кто отвечал ему в реплаях или упоминал в определенные даты. Если знаете еще подобные неочевидные фичи — пишите в комменты под этим абзацем.

Мета-поисковики и агрегаторы. В России самый популярный — people.yandex.ru, за рубежом есть PeekYou и аналоги, которые легко нагуглить по запросу «people search». Базы и возможности у них скудные, чаще всего джентльменский набор это имя и город. Но их плюсом является то, что они часто находят связанные аккаунты в других социальных сетях, о которых вы могли даже не догадываться.

Помимо личного следа в социальных сетях, некоторые данные появляются в сети и без нашего ведома. Базы данных всяких министерств, коммунальщиков, госуслуг, росреестр, реестры юридических лиц, судебных приставов — всё это открывает дополнительные возможности для поиска.

Например вы знаете, что ваша цель водит автомобиль, занимается предпринимательством или покупала квартиру — скорее всего какая-то информация об этих операциях легко доступна в сети.
Эти данные недоступны для поисковых систем, так как требуют ввода поискового запроса.

Но эти базы часто использует тот же ФБК Навального, многие свои расследования они ведут через реестр госзакупок, росреестр (последнее про Медведева тоже) и платный сервис СПАРК, недавно прославившийся в истории с Лигой Школ.
Единого мирового хранилища таких данных, очевидно, нет. Если нужно найти человека за пределами РФ — ищите соответствующую базу.

Частенько доступность личных данных в других странах может удивлять. На опыте собственных поисков могу сказать, что в Швеции и некоторых штатах США есть так называемые White Pages, где можно без особых усилий пробить такие махровые инсайды, что весь этот пост покажется ненужным. Вплоть до клички кота.

В США или Европе открытых данных очень много, в Азии и на Ближнем Востоке — поменьше. Вот еще несколько агрегаторов для примера.

Skipease — пока живая страничка с подборкой социальных поисковых систем по США. Там же на странице собран целый список альтернатив, они могут помочь в других странах.

Таблица Менделеева. Что это такое, и как ей пользоваться

Как пользоваться таблицей Менделеева?Для непосвященного человека читать таблицу Менделеева – все равно, что для гнома смотреть на древние руны эльфов.  А таблица Менделеева, между прочим, если ей правильно пользоваться, может рассказать о мире очень многое.

Помимо того, что сослужит Вам службу на экзамене, она еще и просто незаменима при решении огромного количества химических и физических задач. Но как ее читать? К счастью, сегодня этому искусству может научиться каждый.

В этой статье расскажем, как понять таблицу Менделеева.

Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) – это классификация химических элементов, которая устанавливает зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра.

История создания Таблицы

Дмитрий Иванович Менделеев был не простым химиком, если кто-то так думает. Это был химик, физик, геолог, метролог, эколог, экономист, нефтяник, воздухоплаватель, приборостроитель и педагог.  За свою жизнь ученый успел провести фундаментально много исследований в самых разных областях знаний.

Например, широко распространено мнение, что именно Менделеев вычислил идеальную крепость водки – 40 градусов. Не знаем, как Менделеев относился к водке, но точно известно, что его диссертация на тему «Рассуждение о соединении спирта с водой» не имела к водке никакого отношения и рассматривала концентрации спирта от 70 градусов.

При всех  заслугах ученого, открытие периодического закона химических элементов – одного их фундаментальных законов природы, принесло ему самую широкую известность.

Д. И. Менделеев (1834-1907)

Данная версия о создании таблицы Менделеева, по-видимому, не более чем легенда.

На вопрос о том, как была открыта таблица, сам Дмитрий Иванович отвечал: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово»

В середине девятнадцатого века попытки упорядочить известные химические элементы (известно было 63 элемента) параллельно предпринимались несколькими учеными.

Например, в 1862 году Александр Эмиль Шанкуртуа разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил циклическое повторение химических свойств. Химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс предложил свой вариант периодической таблицы в 1866 году.

Интересен тот факт, что в расположении элементов ученый пытался обнаружить некую мистическую музыкальную гармонию. В числе прочих попыток была и попытка Менделеева, которая увенчалась успехом.

Первоначальный вариант таблицы Менделеева

В 1869 году была опубликована первая схема таблицы, а день 1 марта 1869 года считается днем открытия периодического закона. Суть открытия Менделеева состояла в том, что свойства элементов с ростом атомной массы изменяются не монотонно, а периодически.

Первый вариант таблицы содержал всего 63 элемента, но Менделеев предпринял ряд очень нестандартных решений. Так, он догадался оставлять в таблице место для еще неоткрытых элементов, а также изменил атомные массы некоторых элементов.

Принципиальная правильность закона, выведенного Менделеевым, подтвердилась очень скоро, после открытия галлия, скандия и германия, существование которых было предсказано ученым.

Современный вид таблицы Менделеева

Ниже приведем саму таблицу

Таблица Менделеева

Сегодня для упорядочения элементов вместо атомного веса (атомной массы) используется понятие атомного числа (числа протонов в ядре). В таблице содержится 120 элементов, которые расположены слева направо в порядке возрастания атомного числа (числа протонов)

Столбцы таблицы представляют собой так называемые группы, а строки – периоды. В таблице 18 групп и 8 периодов.

• Металлические свойства элементов при движении вдоль периода слева направо уменьшаются, а в обратном направлении – увеличиваются.
• Размеры атомов при перемещении слева направо вдоль периодов уменьшаются.
• При движении сверху вниз по группе увеличиваются восстановительные металлические свойства.
• Окислительные и неметаллические свойства при движении вдоль периода слева направо увеличиваются.

Что мы узнаем об элементе по таблице? Для примера, возьмем третий элемент в таблице – литий, и рассмотрим его подробно.

Первым делом мы видим сам символ элемента и его название под ним. В верхнем левом углу находится атомный номер элемента, в порядке которого элемент расположен в таблице. Атомный номер, как уже было сказано, равен числу протонов в ядре. Число положительных протонов, как правило, равно числу отрицательных электронов в атоме (за исключением изотопов).

Атомная масса  указана под атомным числом (в данном варианте таблицы). Если округлить атомную массу до ближайшего целого, мы получим так называемое массовое число. Разность массового числа и атомного числа дает количество нейтронов в ядре. Так, число нейтронов в ядре гелия равно двум, а у лития – четырем.

Напоминаем, что изучать новый предмет всегда эффективнее не одному, а при помощи опытного наставника.

Именно поэтому, никогда не стоит забывать о наших авторах, которые с радостью поделятся с Вами своими знаниями и опытом.

Таблица Менделеева — история, фото, по химии, полная и периодическая таблица Менделеева

Периодическая система химических элементов (табли́ца Менделе́ева) — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И.

Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (по-современному, от атомной массы). В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

The post Самая большая таблица Менделеева appeared first on Химия.

История открытия водорода занимает важную веху в развитии науки. Согласно современным научным представлениям, этот газ – один из самых распространенных элементов во Вселенной. Он является наиболее важным веществом для существования звезд, а, следовательно, главным источником энергии.

Краткая история открытия водорода

Элемент был обнаружен британским ученым Генри Кавендишем в 1766 году. Происхождение названия восходит к греческим словам «гидро» и «генов», что означает «вода» и «генератор».

Еще в 1671 году Роберт Бойл (1627-1691, английский химик и физик) опубликовал статью «Новые эксперименты, касающиеся отношения между пламенем и воздухом», в которой он описал реакцию между железными опилками и разбавленными кислотами. В процессе экспериментов ученый заметил, что реакция данных веществ приводит к эволюции газообразного водорода («горючий раствор Марса»).

Однако только в 1766 году газ был утвержден в качестве основного элемента Генри Кавендишем (1731-1810, английский химик и физик, который также открыл азот), использовавшим для синтеза ртуть.

Современное название химическому элементу дал французский естествоиспытатель А. Л. Лавуазье.

История открытия водорода (H) на этом не заканчивается. В 1931 году профессором химии Гарольдом Юри, работавшим в Чикаго (США), был обнаружен газ дейтерий. Он является тяжелым изотопом водорода и записывается как 2H и D.

Кирпичики мироздания

Долгое время люди не могли разобраться в свойствах материи. Хотя еще древние греки предполагали, что «эфир» (окружающее пространство) состоит из неких элементов, четкого обоснования и тем более твердых доказательств сему факту не существовало.

Осенью 1803 года англичанин Джон Дальтон смог объяснить результаты некоторых своих исследований, предположив, что вещество состоит из атомов. Также исследователь выяснил, что все образцы любого данного соединения состоят из одной и той же комбинации этих атомов.

Дальтон также отметил, что в ряде соединений отношения масс второго элемента, которые сочетаются с заданным весом первого элемента, могут быть сведены к малым целым числам («Закон множественных пропорций»).

Таким образом, ученый имеет определенное отношение к истории открытия водорода.

Презентация «Теории атомов» Дальтона состоялась в 3-м томе научного издания «Системы химии», изданном Томасом Томсоном в 1807 году. Также материал появился в статье об оксалатах стронция, опубликованной в «Философских транзакциях».

В следующем году Дальтон самостоятельно опубликовал эти идеи, сделав более развернутый анализ в работе «Новая система химической философии». Кстати, в ней ученый предложил использовать в качестве символа водорода круг с точкой в центре.

История открытия водорода богата интересными событиями. В 1839 году британский ученый сэр Уильям Роберт Гроув провел эксперименты по электролизу. Он использовал электричество для разделения воды на водород и кислород.

Позже исследователь задумался, а можно ли сделать обратное действие – генерировать электричество из реакции кислорода с водородом? Гроув закрыл платиновые пластинки в отдельных запечатанных емкостях, в одной из которых содержался водород, а в другой – кислород.

С тех пор на водород возлагаются большие надежды в плане получения компактных экологически чистых источников энергии. Однако пока не решен вопрос 100 %-й безопасности и высокой эффективности конечных устройств для массового потребления. Кстати, термин «топливный элемент» впервые использован химиками Людвигом Мондом и Чарльзом Лангером, продолжившими исследования У. Р. Гроува.

Автономные источники энергии

В 1932 году Фрэнсис Томас Бэкон, инженер Кембриджского университета в Великобритании, продолжил работу над проектами Гроува, Монда и Лангера. Он заменил платиновые электроды менее дорогой никелевой сеткой, а вместо электролита с серной кислотой использовал щелочной гидроксид калия (менее агрессивный к электродам).

Это было по существу создание первого щелочного топливного элемента, получившего название ячейка Бэкона. Британцу потребовалось еще 27 лет, чтобы продемонстрировать установку, способную производить 5 кВт энергии, что достаточно для питания сварочного аппарата.

Примерно в то же время был продемонстрирован первый автомобиль на топливных элементах.

Позже топливные элементы использовались НАСА в 1960 годах для полетов в рамках лунной программы «Аполлон». Ячейки Бэкона стояли (и стоят) на сотнях космических аппаратов. Также «большие батарейки» используются на подводных лодках.

Полезный, но опасный

История открытия водорода сопряжена не только с радостными моментами. О том, насколько небезопасен данный элемент, свидетельствует трагедия дирижабля-гиганта «Гинденбург».

В 1930 годах Германия построила серию воздушных судов – цеппелинов. В качестве газа использовался водород.

Будучи легче азотно-кислородной смеси, составляющей основную часть атмосферы, он позволял перевозить большие объемы грузов.

В 1936 году немецкие конструкторы представили миру крупнейший на то время дирижабль «Гинденбург». 245-метровый гигант вмещал 200000 м3 газа. Его грузоподъемность поразительна: аппарат был способен поднять в небо до 100 тонн грузов.

Воздушное судно использовалось для трансатлантических перевозок между Германией и США. Пассажирская гондола вмещала 50 человек с багажом. 6.05.1937 по прибытии в Нью-Йорк произошла утечка водорода. Легко воспламеняющийся газ загорелся, произошел взрыв, приведший к смерти 36 человек.

С тех пор вместо водорода в летательных аппаратах применяют более безопасный гелий.

Вывод

Водород – один из важнейших элементов во Вселенной. Хотя его свойства хорошо изучены, он не перестает интересовать ученых, инженеров, конструкторов. Данный элемент является темой тысяч научных работ, дипломов и рефератов. История открытия водорода – это история самой науки, системы знаний, пришедшей на смену невежеству и религиозным догмам.

Твёрдое доказательство или новые приключения водорода

Вот уже более ста лет человечеству известно такое физическое явление, как сверхпроводимость. Голландец Х.К.

Оннес в 1911 году, охлаждая ртуть в жидком гелии, обнаружил, что по достижении температуры 4,1 кельвина плавно уменьшающееся до того момента электрическое сопротивление образца резко падает до нуля.

За свои исследования способностей вещества при низких температурах «Господин абсолютного нуля», как восхищённо называли его коллеги, в 1913 году удостоился Нобелевской премии по физике.

С тех пор лучшие умы человечества участвуют в гонке за верхним температурным порогом сверхпроводимости. Ведь тот, кто сумеет добиться нулевого электрического сопротивления в проводнике при комнатной температуре, станет повелителем мира. Преувеличение? Ничуть.

Ключ ко всем мечтам человечества — энергия. Самые смелые проекты, самые дерзкие фантазии станут осуществимы при реализации двух технологических предпосылок: компактного высокоёмкого источника электрической энергии и сведении к нулю потерь передачи этой энергии.

И первое, похоже, недостижимо без второго.

Сегодня самыми «тёплыми» сверхпроводниками являются купраты (соединения на основе меди) различных металлов. Нашими соотечественниками Е. Антиповым и С. Путилиным в 1993 году было зафиксировано рекордное значение критической температуры у вещества HgBa2Ca2Cu3O8+x, и эта температура равна 135 К, или -138 °C. Как видно, до комнатной температуры пока далековато…

Водород Фаза V

Но 7 января 2015 года человечество получило новую благую весть. В статье «Доказательства существования нового состояния плотного водорода при давлении выше 325 гигапаскалей» исследователей Филиппа Далладей-Симпсона, Росса Т.

Хоуи и Евгения Григорянца, опубликованной в журнале Nature, заявлено об открытии новейшего агрегатного состояния водорода, которое учёные назвали «фаза V». Принципиальное отличие нового состояния от полученной ранее «фазы IV» заключается в том, что фазу IV по её свойствам следует относить к полупроводникам, тогда как фаза V демонстрирует свойства металла.

И эти свойства под давлением 350 ГПа (3,4 миллиона атмосфер) были зафиксированы при температуре 465 К, или -8 °C. Доказательством физики считают существенное ослабление подобного эффекта Рамана, проявляющегося в специфической способности поляризации света, которая возникает в результате взаимодействий фотонов с атомами исследуемого вещества.

Структура полученной ранее фазы IV представляла собой нечто вроде слоёв из шестигранников и гораздо дальше отстояла от классической кристаллической решётки металла, вплотную к которой приблизилась судя по её свойствам, структура фазы V.

Металлический водород и сверхпроводимость

Но при чем тут сверхпроводимость? Вроде бы исследователи ничего об этом не упоминают? Действительно, сверхпроводимость не была предметом изучения интернациональной команды Эдинбургского университета.

Однако, как говорят сами учёные, «мы полагаем, что фаза V может быть предшественником немолекулярного (атомизированного и металлического) состояния водорода, предсказанного 80 лет назад». Вот в этом предсказании и скрыта интрига. В 1935 году Юджином Вигнером и Хиллардом Беллом Хантингтоном (E. Wigner, H. B.

Huntington) была опубликована работа, в которой утверждалось, что при превышении определённого давления ядро атома лишится валентного электрона и в объёме водорода образуется свободный электронный газ, свойственный металлам.

Последующие расчёты выявили, что в этом состоянии водород должен будет обладать рядом очень значительных свойств, в том числе сверхпроводимостью при температурах, сопоставимых с комнатной (Ashcroft, N.W. Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor? Physical Review Letters. — 1968. — Vol. 21, №. 26. — p. 1748).

До сих пор эти расчёты оставались чистым теоретизированием, поскольку получить металлический водород не удавалось даже в лабораторных условиях, не говоря уж о промышленных объёмах.

Что ж, похоже, сегодня шанхайскому Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research удалось ранее недостижимое, и человечество вплотную приблизилось к тому, чтобы воочию увидеть металлическое лицо первого элемента Периодической системы Менделеева.

Остаётся пустяк — зафиксировать это состояние при атмосферном давлении… Очень хочется надеяться, что это случится раньше, чем мир скатится к варварству ортодоксального шариата или станет объектом «исследования» интеллектуальных боеголовок ядерных ракет.

The post Твёрдое доказательство или новые приключения водорода appeared first on Химия.

Металлический водород — фаза водорода, в котором он ведет себя как электрический проводник.

Эта фаза была предсказана теоретически в 1935, но не была достоверно произведена в лабораторных экспериментах из-за требования высокого давления на заказе сотен gigapascals. При этих давлениях водород мог бы существовать как жидкость, а не тело.

Жидкий металлический водород, как думают, присутствует в большом количестве в гравитационно сжатых интерьерах Юпитера, Сатурна, и в некоторых недавно обнаруженных extrasolar планетах.

Металлизация водорода под давлением

Хотя наверху щелочной колонки металла в периодической таблице, водород не, при обычных условиях, щелочном металле.

В 1935, однако, физики Юджин Вигнер и Хиллард Белл Хантингтон предсказали, что под огромным давлением приблизительно (или), водородные атомы покажут металлические свойства, выпускающие из рук их электроны.

С тех пор металлический водород был описан как «Святой Грааль физики с высоким давлением».

Начиная с первой работы Wigner и Хантингтоном, более современные теоретические вычисления указывали на выше, но тем не менее потенциально доступные давления металлизации.

Методы развиваются для создания давлений до, выше, чем давление в центре Земли, в надежде на создание металлического водорода.

Жидкий металлический водород

Гелий 4 является жидкостью при нормальном давлении около абсолютного нуля, последствия его высокой энергии нулевых колебаний (ZPE).

ZPE протонов в плотном государстве также высок, и снижение энергии заказа (относительно ZPE) ожидается в высоком давлении.

Аргументы были продвинуты Нилом Эшкрофтом и другими, что есть максимум точки плавления в сжатом водороде, но также и что может быть диапазон удельных весов (при давлениях вокруг), где водород может быть жидким металлом, даже при низких температурах.

Сверхпроводимость

В 1968 Нил Эшкрофт выдвинул тот металлический водород, может быть сверхпроводник, до комнатной температуры (~), намного выше, чем какой-либо другой известный материал кандидата. Это происходит от его чрезвычайно высокой скорости звука и ожидаемой сильной связи между электронами проводимости и колебаниями решетки.

Возможность новых типов квантовой жидкости

В настоящее время известные «супер» состояния вещества — сверхпроводники, супержидкие жидкости и газы и супертвердые частицы.

Егор Бабаев предсказал, что, если у водорода и дейтерия есть жидкие металлические государства, у них может быть квант, заказанный государства, которые не могут быть классифицированы как сверхпроводимость или супержидкость в обычном смысле.

Вместо этого они могут представлять два возможных новых типа квантовых жидкостей: «супержидкости сверхпроводимости» и «металлические супержидкости».

Такие жидкости были предсказаны, чтобы иметь очень необычные реакции на внешние магнитные поля и вращения, которые могли бы обеспечить средство для экспериментальной проверки предсказаний Бабаева. Было также предложено, чтобы под влиянием магнитного поля водород мог показать переходы фазы от сверхпроводимости до супертекучести и наоборот.

Литиевый допинг уменьшает необходимое давление

В 2009 Zurek и др. предсказал, что сплав, в котором LiH будет стабильным металлом только давления, требуемого металлизировать водород, и что подобные эффекты должны держать для сплавов типа LiH и возможно другие сплавы типа? Литий.

Металлизация водорода в сжатии ударной взрывной волны

В марте 1996 группа ученых из Ливерморской национальной лаборатории сообщила, что они случайно производили, в течение приблизительно микросекунды при температурах тысяч kelvins, давлениях более чем миллиона атмосфер (> 100 Гпа) и плотность приблизительно 0,6 г/см, первый идентифицируемо металлический водород.

Команда не ожидала производить металлический водород, поскольку это не использовало твердого водорода, который, как думают, был необходим, и работало при температурах выше определенных теорией металлизации.

Предыдущие исследования, в которых твердый водород был сжат в алмазных наковальнях к давлениям до, не подтверждали обнаружимую металлизацию. Команда стремилась просто измерить менее чрезвычайные электрические изменения проводимости, которые, как ожидали, произойдут.

Жидкий водород был в контакте с проводами, приводящими к устройству, измеряющему электрическое сопротивление. Ученые нашли, что, поскольку давление повысилось до, электронная энергетическая ширина запрещенной зоны, мера электрического сопротивления, упала на почти ноль.

Запрещенная зона водорода в ее несжатом государстве о, делая его изолятором, но, поскольку давление увеличивается значительно, запрещенная зона постепенно падала на. Поскольку тепловая энергия жидкости (температура стала о должном к сжатию образца) была выше, водород можно было бы считать металлическим.

Другое экспериментальное исследование с 1996

Много экспериментов продолжаются в производстве металлического водорода в лабораторных условиях при статическом сжатии и низкой температуре.

Артур Руофф и Чандрэбхас Нэраяна из Корнелльского университета в 1998, и позже Пол Лубеир и Рене Летуллек от Commissariat à l'Énergie Atomique, Франция в 2002, показали, что при давлениях близко к тем в центре Земли (3.

2 к 3,4 миллионам атмосфер или 324 — 345 Гпа) и температуры 100–300 K, водород все еще не истинный щелочной металл из-за ширины запрещенной зоны отличной от нуля. Поиски, чтобы видеть металлический водород в лаборатории при низком температурном и статическом сжатии продолжаются.

Исследования также продолжающиеся на дейтерии. В 2004 Шэхриэр Бэдии и Леиф Холмлид из университета Гетеборга показали, что сжатые металлические государства, сделанные из взволнованных водородных атомов (вопрос Rydberg), являются эффективными покровителями к металлическому водороду.

Результаты эксперимента в 2008

Теоретически предсказанный максимум тающей кривой (предпосылка для жидкого металлического водорода) был обнаружен Санти Деемйядом и Исааком Ф.

Сильверой при помощи пульсировавшего лазерного нагревания. Богатый водородом молекулярный SiH, как утверждали, металлизировался и становился сверхпроводимостью М.И. Эреметсом и др.

Однако, это требование оспаривается, и их результаты не были повторены.

Металлизация водорода в 2011

В 2011 Eremets и Троян сообщили о наблюдении жидкого металлического государства водорода и дейтерия при статических давлениях 260-300 Гпа. Это требование было подвергнуто сомнению другими исследователями в 2012.

Астрофизика

Жидкий металлический водород, как думают, присутствует в большом количестве в гравитационно сжатых интерьерах Юпитера, Сатурна, и некоторые недавно обнаруженные extrasolar планеты.

См. также

• График времени водородных технологий

Металлический водород

Металли́ческий водоро́д — совокупность фазовых состояний водорода, находящегося при крайне высоком давлении и претерпевшего фазовый переход.

Металлический водород представляет собой вырожденное состояние вещества и, по некоторым предположениям, может обладать некоторыми специфическими свойствами — высокотемпературной сверхпроводимостью и высокой удельной теплотой фазового перехода.

Предсказан теоретически в 1935 году, впервые синтезирован в лабораторных условиях в 1996 году в Ливерморской национальной лаборатории. Время существования металлического водорода было очень недолгим — около одной микросекунды. В 2017 году учёными из Гарварда был получен образец стабильного металлического водорода[1].

История исследований[ | ]

В 1930-х годах британский ученый Джон Бернал предположил, что атомарный водород, состоящий из одного протона и одного электрона и представляющий собой полный аналог щелочных металлов, может оказаться стабильным при высоких давлениях[2]. В 1935 году Юджин Вигнер и X. Б. Хантингтон провели соответствующие расчёты.

Гипотеза Бернала нашла подтверждение — согласно полученным расчётам, молекулярный водород переходит в атомарную металлическую фазу при давлении около 250 тыс. атмосфер (25 ГПа) со значительным увеличением плотности[3]. В дальнейшем оценка давления, требуемого для фазового перехода, была повышена, но условия перехода всё же считаются потенциально достижимыми.

Однако, камера где хранился образец, под давлением разрушилась и образец был потерян.

Переход в металлическую фазу[ | ]

При увеличении внешнего давления до десятков ГПа коллектив атомов водорода начинает проявлять металлические свойства.

Ядра водорода (протоны) сближаются друг с другом существенно ближе боровского радиуса, на расстояние, сравнимое с длиной волны де Бройля электронов.

Таким образом, сила связи электрона с ядром становится нелокализованной, электроны слабо связываются с протонами и формируют свободный электронный газ так же, как в металлах.

Жидкий металлический водород[ | ]

Жидкая фаза металлического водорода отличается от твердой фазы отсутствием дальнего порядка. Имеется дискуссия о допустимом диапазоне существования жидкого металлического водорода.

В отличие от гелия-4, жидкого при температуре ниже 4,2 K и нормальном давлении благодаря нулевой энергии нулевых колебаний, массив плотно упакованных протонов обладает значительной энергией нулевых колебаний. Соответственно, переход от кристаллической фазы к неупорядоченной ожидается при ещё более высоких давлениях. Исследование, проведенное Н.

Ашкрофтом, допускает область жидкого металлического водорода при давлении около 400 ГПа и низких температурах[6][7]. В других работах Е. Бабаев предполагает, что металлический водород может представлять собой металлическую сверхтекучую жидкость.[8][9]

Сверхпроводимость[ | ]

В 1968 году Нил Эшкрофтen предположил, что металлический водород может обладать сверхпроводимостью при сравнительно высоких температурах.[10]

Более точные расчёты[11] (Н. А. Кудряшов, А. А. Кутуков, Е. А. Мазур, Письма ЖЭТФ, т.104, вып. 7, 2016, с.

488) показали, что критическая температура металлического водорода в фазе I41/AMD, той самой, которая изучалась[4] Рангой Диас и Иcааком Сильверой при давлении в 5 миллионов атмосфер, дает величину температуры перехода в сверхпроводящее состояние 215 кельвинов, то есть −58 градусов по Цельсию.

Металлизация водорода ударным сжатием в 1996 году[ | ]

В 1996 году Ливерморская национальная лаборатория сообщила, что в ходе исследований были созданы условия для металлизации водорода и получены первые свидетельства его возможного существования[12]. Кратковременно (около 1 мс) было достигнуто давление более 100 ГПа ( 10 6 {displaystyle 10{6}} атм.

), температура порядка тысяч кельвинов при плотности вещества около 600 кг/м3[13].

Поскольку предыдущие опыты по сжатию твердого водорода в ячейке с алмазными наковальнями до 250 ГПа не дали результата, целью эксперимента не было получение металлического водорода, а только изучение проводимости образца под давлением.

Однако, по достижении 140 ГПа электрическое сопротивление практически исчезло. Ширина запрещенной зоны водорода под давлением составила 0.3 эВ, что оказалось сравнимо с тепловой энергией k T {displaystyle kT} , соответствующей 3000 К и что свидетельствует о переходе «полупроводник — металл».

Исследования после 1996 года[ | ]

Продолжались попытки перевести водород в металлическое состояние статическим сдавливанием при низких температурах. А. Руофф и Ч. Нараяна (Корнеллский университет, 1998)[14], П. Лоувьер и Р. Летуле (2002) последовательно приближались к давлениям, наблюдаемым в центре Земли (324—345 ГПа), но все же не наблюдали фазового перехода.

Эксперименты 2008 года[ | ]

Теоретически предсказанный максимум кривой плавления на фазовой диаграмме, указывающий на жидкую металлическую фазу водорода, был экспериментально обнаружен Ш. Деемьяд и И. Сильвера[15].Группа М. Ереметца заявила о переходе силана в металлическое состояние и проявление сверхпроводимости[16], но результаты не были повторены.[17][18]

Эксперименты 2011 года[ | ]

В 2011 году было сообщено о наблюдении жидкой металлической фазы водорода и дейтерия при статическом давлении 260—300 ГПа.[19], что вновь вызвало вопросы в научном сообществе[20].

Эксперименты 2015 года[ | ]

26 июня 2015 году в журнале Science была опубликована статья, в которой описан успешный эксперимент группы исследователей из Сандийских национальных лабораторий (США) совместно с группой из Ростокского университета (Германия) по сжатию жидкого дейтерия (тяжёлого водорода) с помощью Z-Машины до состояния, которое проявляет свойства металла[21].

Эксперименты 2016 года[ | ]

В июле 2016 физикам из Гарвардского университета удалось получить в лаборатории металлический водород.В своей лаборатории физики наблюдали, как происходит превращение водорода из жидкого диэлектрика в жидкий металл.

Чтобы довести вещество до такого состояния, его зажали между двух кончиков алмаза, размер которых не превышал 100 микронов, и нагрели с помощью коротких вспышек лазера, интенсивность которых каждый раз возрастала.

Исследователи довели водород до температуры около 1900 градусов Цельсия и подвергли его давлению в 1,1-1,7 мегабар.

В результате, ученым, как им показалось, удалось зарегистрировать переход водорода в состояние жидкого металла. Это событие наблюдалось не напрямую, так как вещество переходит в другое состояние за доли секунды, а потом так же быстро разрушается. Вместо этого ученые наблюдали за изменением коэффициента пропускания и отражения.

В некотором смысле водород резко перешел из прозрачного, как стекло, состояния в состояние блестящего металла, который, как и медь или золото, отражал свет

 — комментирует один из авторов работы.

Научное сообщество скептически отнеслось к данной новости[22], ожидая повторного эксперимента[23].

Эксперимент физиков помогает объяснить, какие процессы могут происходить в недрах газовых гигантов. Кроме того, ученые предполагают, что в будущем металлический водород сможет быть использован в качестве ракетного топлива или как сверхпроводник, способный существовать при комнатной температуре.[24]

Астрофизика[ | ]

Считается, что большие количества металлического водорода присутствуют в ядрах планет-гигантов — Юпитера, Сатурна и крупных экзопланет. Благодаря гравитационному сжатию под газовым слоем должно находиться ядро из металлического водорода.

Топливные элементы[ | ]

Метастабильные соединения металлического водорода перспективны как компактное, эффективное и чистое топливо. При переходе металлического водорода в обычную молекулярную фазу высвобождается в 20 раз больше энергии, чем при сжигании смеси кислорода и водорода — 216 МДж/кг[25].

Примечания[ | ]

1. ↑ В США ученые провели эпохальный опыт. Они получили металлический водород / Наука / Независимая газета
2. ↑ 12Сергей Стишов. Практическое использование металлического водорода следует отнести к научной фантастике // Коммерсантъ Наука, № 1, 24 февраля 2017
3. ↑ Wigner, E.; Huntington, H.B.

   On the possibility of a metallic modification of hydrogen (англ.) // Journal of Chemical Physics. — 1935. — Vol. 3, no. 12. — P. 764. — DOI:10.1063/1.1749590.

4. ↑ 12Ranga P. Dias, Isaac F. Silvera. Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen (англ.) // Science. — 2017-01-26. — P. eaal1579.

    — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203. — DOI:10.1126/science.aal1579.

5. ↑ In, Geology. Scientists Have Finally Created Metallic Hydrogen, Geology IN. Проверено 28 января 2017.
6. ↑ Ashcroft N. W. The hydrogen liquids (англ.) // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2000. — Vol. 12, no. 8A. — P. A129. — DOI:10.1088/0953-8984/12/8A/314.

7. ↑ Bonev S.A., et al. A quantum fluid of metallic hydrogen suggested by first-principles calculations (англ.) // Nature. — 2004. — Vol. 431, no. 7009. — P. 669. — DOI:10.1038/nature02968. — arXiv:cond-mat/0410425.
8. ↑ Babaev E., Ashcroft N. W. Violation of the London law and Onsager–Feynman quantization in multicomponent superconductors (англ.

   ) // Nature Physics. — 2007. — Vol. 3, no. 8. — P. 530. — DOI:10.1038/nphys646. — arXiv:0706.2411.

9. ↑ Babaev E., Sudbø A., Ashcroft N. W. A superconductor to superfluid phase transition in liquid metallic hydrogen (англ.) // Nature. — 2004. — Vol. 431, no. 7009. — P. 666. — DOI:10.1038/nature02910. — arXiv:cond-mat/0410408.
10. ↑ Ashcroft, N.W.

    Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor? (англ.) // Physical Review Letters. — 1968. — Vol. 21, no. 26. — P. 1748. — DOI:10.1103/PhysRevLett.21.1748.

11. ↑ N. A. Kudryashov, A. A. Kutukov, E. A. Mazur. Critical temperature of metallic hydrogen at a pressure of 500 GPa (англ.) // JETP Letters. — 2016-12-14. — Vol. 104, iss. 7. — P. 460–465.

     — DOI:10.1134/S0021364016190061.

12. ↑ Weir S. T., Mitchell A. C., Nellis W. J. Metallization of fluid molecular hydrogen at 140 GPa (1.4 Mbar) (англ.) // Physical Review Letters. — 2004. — Vol. 76, no. 11. — P. 1860. — DOI:10.1103/PhysRevLett.76.1860.
13. ↑ Nellis, W. J. Metastable Metallic Hydrogen Glass.

    Lawrence Livermore Preprint UCRL-JC-142360 (2001). — «minimum electrical conductivity of a metal at 140 GPa, 0.6 g/cm3, and 3000 K».

14. ↑ Ruoff A. L., et al. Solid hydrogen at 342 GPa: No evidence for an alkali metal (англ.) // Nature. — 1998. — Vol. 393, no. 6680. — P. 46. — DOI:10.1038/29949.
15. ↑ Deemyad S., Silvera I. F.

    The melting line of hydrogen at high pressures (англ.) // Physical Review Letters. — 2008. — Vol. 100, no. 15. — DOI:10.1103/PhysRevLett.100.155701. — arXiv:0803.2321.

16. ↑ Eremets M. I., et al. Superconductivity in hydrogen dominant materials: Silane (англ.) // Science. — 2008. — Vol. 319, no. 5869. — P. 1506–9. — DOI:10.1126/science.1153282.

17. ↑ Degtyareva O. Formation of transition metal hydrides at high pressures (англ.) // Solid State Communications. — 2009. — Vol. 149, no. 39—40. — DOI:10.1016/j.ssc.2009.07.022. — arXiv:0907.2128v1.
18. ↑ Hanfland M., Proctor J., Guillaume C. L., et al. High-Pressure Synthesis, Amorphization, and Decomposition of Silane (англ.

    ) // Physical Review Letters. — 2011. — Vol. 106, no. 9. — DOI:10.1103/PhysRevLett.106.095503.

19. ↑ Eremets M. I., Troyan I. A. Conductive dense hydrogen (англ.) // Nature Materials. — 2011. — No. 10. — P. 927–931. — DOI:10.1038/nmat3175.
20. ↑ Nellis W. J., Ruoff A., Silvera I. F. Has Metallic Hydrogen Been Made in a Diamond Anvil Cell? (англ.

    ) // arxiv.org. — 2012. — arXiv:http://arxiv.org/abs/1201.0407.

21. ↑ M. D. Knudson, M. P. Desjarlais, A. Becker, R. W. Lemke, K. R. Cochrane, M. E. Savage, D. E. Bliss, T. R. Mattsson, R. Redmer. Direct observation of an abrupt insulator-to-metal transition in dense liquid deuterium (англ.) // Science. — 26 June 2015. — Vol. 348, no. 6242. — P. 1455—1460.

     — DOI:10.1126/science.aaa7471.

22. ↑ Physicists doubt bold report of metallic hydrogen : Nature News & Comment
23. ↑ There's Reason To Be Skeptical About Metallic Hydrogen
24. ↑ Физики получили частицу Юпитера на Земле
25. ↑ Silvera, Isaac F. Metallic Hydrogen: A Game Changing Rocket Propellant. NIAC SPRING SYMPOSIUM (27 марта 2012).

     — «Recombination of hydrogen atoms releases 216 MJ/kg Hydrogen/Oxygen combustion in the Shuttle releases 10 MJ/kg … density about 12-13 fold». Проверено 13 мая 2012.

Что такое металлический водород?

Металлический водород — это разновидность вещества, фаза водорода, которая возникает при достаточном сжатии, ведет себя как электрический проводник.

Эта фаза была предсказана в 1935 году Юджином Вигнером и Хиллардом Беллом Хантингтоном и с тех пор производство металлического водорода в лаборатории было названо «святым Граалем физики высокого давления». Металлический водород будет жидким даже при очень низких температурах.

При высоких давлениях и температурах металлический водород может существовать в виде жидкости, а не твердого тела, и исследователи считают, что он присутствует в больших количествах в горячих и гравитационно сжатых недрах Юпитера, Сатурна и некоторых внесолнечных планет.

Металлический водород

Твердое вещество. Жидкость. Газ. Материалы, которые окружают нас в нашем обычном, повседневном мире, делятся на три аккуратных лагеря. Нагрейте твердый куб воды (лёд), и когда он достигнет определенной температуры, то переходит в фазу жидкости. Продолжайте проворачивать тепло и в конце концов, у вас будет газ: водяной пар.

Каждый элемент и молекула имеют свою «фазовую диаграмму», карту того, что вы должны ожидать, если примените к ней определенную температуру и давление.

Диаграмма уникальна для каждого элемента, потому что она зависит от точной атомно-молекулярной компоновки и того, как она взаимодействует с собой в различных условиях.

Поэтому ученым нужно изучать эти диаграммы посредством трудных экспериментов и тщательной теории.

Даже когда мы получаем чистый водород — он соединяется как двухатомная молекула, почти всегда как газ.

Если вы заманили водород в бутылку и довели его температуру до минус 240 градусов Цельсия, водород станет жидким, а при минус 259 градусов C становится твердым.

Вы могли бы подумать, что на противоположном конце температурной шкалы горячий газ водорода останется … горячим газом. И это правда, если давление будет низким. Но сочетание высокой температуры и высокого давления приводит к некоторому интересному поведению.

Погружаясь в Юпитер

На Земле, как мы видели, поведение водорода простое. Но Юпитер — это не Земля, и водород, найденный в изобилии внутри под большими облаками и завихряющимися штормами его атмосферы может быть вытеснен за пределы его обычных пределов.

Погружаясь глубоко под видимую поверхность планеты, давление и температура резко возрастают, и газообразный водород медленно уступает место слою сверхкритического газожидкостного гибрида.

Из-за этих экстремальных условий водород не может окунуться в узнаваемое состояние.

Слишком жарко, чтобы оставаться жидкостью, но при слишком большом давлении свободно плавать в качестве газа — это новое состояние материи.

Погружаясь глубже, водород становится еще более странным

Даже в своем гибридном состоянии, в тонком слое расположенном под вершинами облаков, водород все еще подпрыгивает, как двухатомная молекула. Но при достаточном давлении (скажем, в миллион раз более интенсивном, чем давление воздуха на Земле на уровне моря) даже те связи молекул недостаточно сильны, чтобы противостоять подавляющим сжатиям.

Ниже, примерно 13 000 км под вершинами облаков, представляет собой хаотическую смесь свободных ядер водорода, которые представляют собой только одиночные протоны, смешанные с освобожденными электронами.

Вещество возвращается к жидкой фазе, но то, что делает водород водородом, теперь полностью дезасолируется в его составные части.

Но в глубинах Юпитера давление приводит к тому, что водород ведет себя по-другому чем плазма. Вместо этого он приобретает свойства, более похожие на свойства металла. Следовательно: жидкий металлический водород.

Свойства металлического водорода

Большая проблема состоит в том, что металлический водород не является типичным металлом. У разнородных металлов есть специальная решетка ионов, встроенных в море свободноплавающих электронов. Но урезанный атом водорода — это всего лишь один протон и нет ничего, что протон мог бы сделать, чтобы построить решетку.

Когда вы сжимаете металлический стержень, вы пытаетесь сблизить блокирующие ионы. Электростатическое отталкивание обеспечивает всю опору, чтобы металл был сильным. Но протоны подвешены в жидкости? Как жидкий металлический водород внутри Юпитера поддерживает вес атмосферы над ним?

Ответ — это давление вырождения, квантово-механическая причуда вещества в экстремальных условиях.

Исследователи считали, что крайность может быть найдена только в экзотических, ультранизких средах, таких как белые карлики и нейтронные звезды.

Даже когда электромагнитные силы перегружены, одинаковые частицы, такие как электроны, могут быть сжаты так плотно вместе — они отказываются разделять одно и то же квантовомеханическое состояние.

Другими словами, электроны никогда не будут разделять один и тот же уровень энергии, а это означает, что они будут накапливаться друг на друге, никогда не приближаясь, даже если вы очень сильно нажимаете.

Другой способ взглянуть на ситуацию — через так называемый принцип неопределенности Гейзенберга: если вы попытаетесь зафиксировать положение электрона, нажав на него, его скорость может стать очень большой, что приведет к силе давления, которая сопротивляется дальнейшему сжатию.

Итак, внутренность Юпитера странная — суп из протонов и электронов, нагретый до температур выше, чем у поверхности Солнца, страдает от давления в миллионы раз сильнее, чем на Земле, и вынужден раскрыть их истинную квантовую природу.

Жмите кнопку «» в соцсетях, чтобы не потерять информацию

The post Получен металлический водород! appeared first on Химия.

Все чаще мы видим с экранов телевизоров, слышим и читаем в новостях, что к экологическим проблемам относится тенденция глобального потепления на земле.

Не безосновательно эти явления связывают с выбросами в атмосферу углекислого газа, который является побочным продуктом промышленной деятельности человечества.

Так ли это на самом деле? Я предлагаю вам шаг за шагом разобраться в поставленном вопросе.

CO2 в прошлом

800 тысяч лет, до начала индустриально-промышленной эпохи, содержание диоксида углерода в воздухе регулировалась происходящими на поверхности и в океане геологическими процессами и производящими фотосинтез организмами. В среднем концентрация колебалась от 150 ppm до 300 ppm (частиц на миллион). Колебание зависело от определенных временных периодов на планете, в том числе и ледниковых.

Земля ведёт подробный дневник, записанный в прошлогоднем снеге. Учёные-климатологии берут на исследования керны — образцы льда из ледников Гренландии и Антарктики, в которых сохранился древний воздух. Анализируя его, можно вести непрерывную запись состояния земной атмосферы за последние 800 тысяч лет.

За всё это время содержание углекислого газа в воздухе никогда не превышало 3 сотых процента. Одним из первых, кто нашёл способ точного измерения концентрации диоксида углерода в атмосфере, был океанограф по имени Чарльз Дэвид Киллинг.

А основная масса лесов располагается в Северном полушарии.

Карта лесов нашей планеты

Когда на север приходит весна, леса вдыхают углекислый газ из воздуха и вырастают, делая земли зелеными. CO2 в атмосфере падает.

Когда приходит осень, деревья сбрасывают листья, которые разлагаются и выдыхают двуокись углерода обратно в атмосферу. Когда на север приходит осень, то же самое происходит и в Южном полушарии.

Но большую часть Южного полушария занимает океан, так что именно леса севера контролируют ежегодные изменения глобального уровня углекислоты.

Процесс дыхания нашей планеты происходит подобным образом десятки миллионов лет. Казалось бы, что никто не сможет нарушить глобальное равновесие экосистемы на нашей планете. Но на Земле уже существовал и развивался человек.

Повышение CO2 в атмосфере

В 14000 году до нашей эры сельское хозяйство заложило основу оседлой жизни и появлению постоянных поселений.

Это был период становления древнейших цивилизаций, таких как Шумерская, на территории современного Ирака. Чтобы выращивать урожай, люди начали вырубать леса еще в древности, используя освобожденные места для засева культурами.

Древесина использовалась и используется повсеместно как: строительный материал, инструмент, топливо.

Уже в 1750 году Западная Европа начинает использовать механизмы, работающие на сжигании каменного угля. В течение нескольких десятилетий, новые методы химического производства, паровые котлы и станки полностью заменили ручной труд. С этого момента установилась тесная взаимосвязь между загрязнением, выбросами углекислого газа и деятельностью человека.

В 1781 году был запатентован первый паровой двигатель. Это стало важным шагом в промышленной революции и позволило ввести в эксплуатацию тяговые, транспортные средства и железнодорожные локомотивы.

Что привело к увеличению добычи и использования каменного угля. Не стоит забывать и об увеличении населения и его потребностях. Оно составляло на тот момент 800 миллионов человек.

До 1 миллиарда оставалось примерно 17 лет.

В 1850-х нефть использовали в качестве топлива и сырья в различных промышленных производствах. Это «новое золото» используется повсеместно национальными и международными компаниями.

К концу 19-го столетия, на нефтяной сектор приходилось около 1/3 глобальных выбросов углекислого газа.

В 1908 году на рынок выходит автомобиль Ford, что дает начало массовому производству в автомобилестроении. Население Земли в это время перевалило за 1 миллиард 650 миллионов человек.

В настоящее время более миллиарда человек имеют собственный автомобиль.

Спустя 8 лет Дэвид Киллинг обнаружил беспрецедентный в истории человечества резкий рост общего уровня CO2, который с тех пор только усиливался. По сравнению с содержанием этого газа во времена становления земледелия и цивилизаций, отрыв был шокирующим.

3 миллиона лет ничего подобного на земле не происходило.

Сейчас, в 2000-е годы, более половины населения Земли проживает в городах и потребляет приблизительно 70 процентов первичной энергии произведенной человеком. Население земли приближается к отметке в 8 миллиардов человек.

Обобщая все факторы, влияющие на избыток углекислого газа в атмосфере, можно сказать, что с ростом и развитием человечества и улучшением его комфортного существования растет содержание диоксида углерода в воздухе.

По состоянию на 2018 год основными источниками углекислого газа являются:

• Сжигание угля;
• Сжигание нефти;
• Сжигание газа;
• Производство цемента;
• Сжигание попутного газа;
• Изменение в типе пользования земли (вырубка лесов, строительство, земледелие).

Такие незначительные факторы как, увеличение численности населения, пастбищ и крупного рогатого скота в совокупности дополняют общую эмиссию CO2 и приводят к глобальному потеплению.

Причины глобального потепления климата на Земле

Сжигая уголь, нефть и газ наша цивилизация выдыхает двуокись углерода намного быстрее, чем Земля способна его поглотить. Из-за этого CO2 накапливается в атмосфере и планета нагревается.

Каждый тёплый объект излучает некий свет в невидимом невооружённым глазом диапазоне, это тепловое инфракрасное излучение. Все мы светимся невидимым тепловым излучением даже в темноте. Поступающий от солнца свет падает на поверхность, а Земля поглощает значительные объёмы этой энергии. Эта энергия нагревает планету и заставляет поверхность излучать в инфракрасном диапазоне.

Земля в инфракрасном излучении

Но углекислый газ атмосферы поглощает большую часть этого исходящего теплового излучения, отражая его обратно к поверхности Земли. Это ещё сильнее нагревает планету — это и есть парниковый эффект, который приводит к глобальному потеплению. Простейшая физика поддержания энергетического баланса.

Хорошо, но откуда мы знаем, что проблема в нас? Возможно, рост уровня CO2 вызван самой Землёй? Возможно сжигаемые уголь и нефть, тут не причем? Возможно, всё дело в этих проклятых вулканах? Ответ — нет, и вот почему.

Раз в несколько лет гора Этна на Сицилии впадает буйство.

При каждом сильном извержении в атмосферу выбрасываются миллионы тонн CO2. Прибавим к этому результаты остальной вулканической активности на планете, возьмем самое большое расчетное число около 500 млн. тонн вулканического углекислого газа в год. Создается впечатление, что это много, да? Но это меньше 2% из 30 млрд.

тонн CO2, выбрасываемых каждый год нашей цивилизацией. Увеличение содержания диоксида углерода в атмосфере совпадает с известными объемами выбросов от сжигания угля, нефти и газа. Совершенно очевидно, что причиной роста концентрации углекислоты в воздухе кроется не в вулканах.

Более того, наблюдаемое потепление соответствует прогнозам, по результатам зарегистрированного увеличения содержания двуокиси углерода.

30 млрд. тонн углекислого газа в год, много ли это? Если сжать его до твердого состояния, то объем будет равняться всем «белым скалам Дувра» и такое количество CO2 мы выбрасываем в атмосферу каждый год беспрерывно. К несчастью для нас, главный побочный продукт нашей цивилизации, не какое-то другое вещество, а именно углекислый газ.

Свидетельства того, что планета нагревается, повсюду. Для начала стоит взглянуть на градусники. Метеостанции ведут регистрацию данных о температуре с восьмидесятых годов 19 века. Ученые НАСА использовали эти данные для составления карты, которая показывает изменения средних температур по всему миру с течением времени.

Сильнейшее воздействие на изменение климата сейчас оказывает, вызванное сжиганием ископаемых видов топлива, увеличение концентрации углекислого газа, удерживающего больше солнечного тепла. Эта дополнительная энергия должна куда-то деваться. Часть идет на нагрев воздуха, а большая часть оказывается в океанах и они становятся теплее.

Повышение температуры у поверхности океана вследствие глобального потепления влияет на развитие фитопланктона, ограничивая количество питательных веществ, поступающих из прохладных океанских глубин в поверхностные слои.

Очевиднее всего потепление видно в северном ледовитом океане и окружающих его районах. Из-за нагрева океанов мы теряем летние льды в местах, куда почти никто не заходит. Лёд — самая светлая природная поверхность на земле, а океанские просторы самые темные.

Лёд отражает падающий солнечный свет обратно в космос, вода поглощает солнечный свет и нагревается. Что приводит к таянию новых льдов.

Что в свою очередь обнажает еще больше поверхности океана, поглощающей еще больше света — это называется положительной обратной связью.

На мысе Дрю Пойнт штата Аляска, берег Северного Ледовитого океана, 50 лет назад береговая линия находилась более чем в полутора километрах дальше в море. Берег отступал со скоростью около 6 метров в год.

Сейчас эта скорость составляет 15 метров в год. Северный Ледовитый океан нагревается всё сильнее.

Большую часть года в нём уже нет льдов, это делает берег ещё более уязвимым перед эрозией из-за штормов, которые становятся с каждым разом все мощнее.

Северные районы Аляски, Сибири и Канады — это по большей части вечная мерзлота. 1000 лет почва там была заморожена круглый год. В ней содержится много органического вещества — старые листья, корни растений, которые росли там до замерзания. Из-за того, что арктические регионы нагреваются быстрее других, вечная мерзлота тает, а ее содержимое начинает гнить.

Вечная мерзлота содержит достаточно углерода, чтобы увеличить содержание CO2 в атмосфере более чем вдвое.

При существующих темпах, глобальное потепление способно высвободить всю эту двуокись углерода до конца этого столетия.

Какие последствия может иметь глобальное потепление

Чем же опасен углекислый газ в больших концентрациях в воздухе и к чему приведет глобальное потепление? Такое будущее прогнозируют уже давно и вот каким оно будет в 2100 году.

При отсутствии действий по смягчению последствий изменения климата, со способами и темпами хозяйственной деятельности аналогичными сегодняшним, мы будем жить в энергоемкой мире, основанном на использовании все более дефицитного и дорогостоящего ископаемого топлива.

Человечество будет испытывать большие проблемы в сфере энергетической безопасности. Лесной покров в тропиках будет замещен сельскохозяйственными и пастбищными угодьями практически повсеместно.

К концу 21-ого века, глобальная температура достигнет отметки на ≈ 5°С выше, чем до индустриальной революции.

Контрастность природных условий резко усилится. Мир полностью измениться при концентрации углекислого газа в атмосфере, равной 900 ppm. Произойдут широкие преобразования природной среды, часто в ущерб человеческой деятельности. Стоимость адаптации к новым условиям намного превысит стоимость смягчения последствий изменения климата.

Последствия в океане

Воды Арктики могут стать полностью свободными ото льда в летний период к 2050 году. Уровень моря повысится на 0,5-0,8 метров и продолжит повышаться после 2100 года.

Многие населенные пункты и прибрежная инфраструктура по всему миру будут находиться под угрозой разрушения.

Возникнет повсеместная гибель коралловых рифов в результате окисления и нагрева океана, повышения уровня моря и усиления интенсивности тропических циклонов и ливней. Изменения в рыболовстве даже не поддаются предсказаниям.

Последствия на суше

Области распространения вечной мерзлоты сократятся более чем на 2/3, что приведет к эмиссиям в атмосферу, эквивалентным выбросам углекислого газа за всю историю вырубки лесов.

Многие виды растений будут не в состоянии достаточно быстро приспособиться к новым климатическим условиям. Увеличение температуры негативно скажется на урожае пшеницы, риса и кукурузы в тропических и умеренных широтах. В результате чего произойдет массовое исчезновение видов.

Повсеместно будет не хватать пищи людям, голод станет одной из основных проблем человеческой цивилизации.

Последствия в атмосфере

Интенсивность и продолжительность периодов аномально жарких дней, по крайней мере, удвоится по сравнению с сегодняшним днем.

Холодные и влажные северные регионы станут еще более влажными, а регионы с полусухим и пустынным климатом еще более сухими. Экстремальные осадки станут более интенсивными и частыми на большей части умеренных и тропических широт.

Произойдет глобальное увеличение количества осадков, а ежегодная площадь наводнений увеличится в 14 раз.

Последствия для человека

Расчетный безопасный уровень концентрации CO2 для человека в 426 ppm будет достигнут в ближайшие 10 лет. Предполагаемый рост до 900 ppm в атмосфере к 2100 году очень негативно скажется на человеке.

Постоянная вялость и усталость, чувство духоты, потеря внимания, обострение астматических заболеваний – это лишь малая часть неудобств, которые мы ощутим на себе. Постоянные перепады температур и погодных условий не принесут человеческому организму никакой пользы.

Производительность труда сильно упадет. Эпидемиологический и болезненный риски очень повысятся в больших городах.

Изменение климата

Здравствуйте! Данная статья будет на тему изменения климата. Думаю Вам будет интересно то, как на Земле на протяжении ее истории менялся климат.

Необычные погодные явления, которые в последние десятилетия наблюдаются во всем мире, говорят о том, что человечество стоит на пороге глобальной катастрофы.

На нашей планете климат постоянством никогда не отличался, и неоднократно изменялся на протяжении всей истории Земли.

Изучение окаменелостей и горных пород дало возможность получить информацию о климатических условиях на Земле в далеком прошлом.

Например, наличие в недрах Антарктиды (подробнее об этом материке читайте в этой статье) угольных пластов, говорит о том, что в этой ледяной пустыне когда-то царил теплый климат. Ведь уголь образуются из остатков растений, которые буйно развиваются в тропиках.

Также образцы горных пород свидетельствуют о том, что часть Австралии, юго-восточную часть Южной Америки и юг Африки, 300 млн. лет назад покрывали огромные ледовые щиты.

Данные, которые были получены при изучении окаменелостей, и которые касаются изменений климата, подтверждают теорию дрейфа континентов.

Иными словами, ученные сегодня полагают, что при изменении положений частей суши, меняются климатические условия.

Но дрейф континентов (более подробно о дрейфе континентов читайте тут) – это медленный процесс и не объясняет причину последнего ледникового периода, который начался 1,8 млн. лет назад, а тогда карта мира мало чем отличалась от нынешней.

Также эта теория не объясняет и серьезных климатических изменений, которые произошли за последние 10 000 лет после окончания ледникового периода.

В частности, дрейф континентов не имеет прямого отношения к необычным погодным явлениям, которые зарегистрированы во всем мире в период 1970-80-х гг.

Послеледниковый период

Погода в северном полушарии, в ледниковый период, не всегда была холодной. Периоды похолодания (ледовые щиты двигались из полярной области на юг) чередовались с теплыми периодами (льды таяли, отступая на север).

Около 10 000 лет назад завершился последний ледниковый период. Изучая годичные кольца стволов и содержание пыльцы различных деревьев, ученные обнаружили, что вначале наблюдалось быстрое потепление климата.

Лед таял и, соответственно, уровень океана повысился, а многие участки суши оказались затопленными. Так, около 7500 лет назад, оказались отрезанными от Европы (подробнее об этой части света читайте здесь) Британские острова.

Поэтому снеговая граница (нижняя граница вечных снегов) находилась примерно на 300 м выше, чем теперь.

Климат Северо-Западной Европы, около 5000 лет назад, стал суше и прохладнее. А Сахара в те времена представляла собой саванну (степь) с множеством озер и рек.

Дальнейшие перемены

Более холодная и влажная погода в Северо-Западной Европе установилась примерно 3 000 лет назад. Долины Альп покрылись ледниками. В озерах поднялся уровень воды, и появились обширные болота. Сахара превратилась в пустыню.

За последние 2000 лет информацию об изменении погодных условий ученные получают из исторических документов. А в последнее время они используют данные, которые были получены при взятии глубоководных кернов (цилиндрических колонок горных пород) и бурении скважин в ледовых щитах.

Так стало известно, что между 400 и 1200 гг. н. э. в Северо-Западной Европе царила теплая, более сухая и относительно ясная погода. А в Англии рос виноград.

В XIII – XIV вв. произошло следующее похолодание. Зимой, такие реки, как Темза и Дунай покрывались толстым слоем льда, что редко происходит в наши дни. Индия, из-за отсутствия муссонных ветров, страдала от летних засух, а на юго-западе нынешней США (более подробно об этой стране смотрите в этой статье) была крайне сухая погода.

«Малый ледниковый период» Европа пережила приблизительно с 1550 по 1880 гг. Тогда температура опускалась до минимума.

Последние 100 лет

Климат после 1880 года постепенно становился теплее вплоть до 1940—1950-х гг., когда примерно на 0,2-0,3°С понизились средние показатели.

Также наряду с этим происходили изменения в глобальном распределении осадков, которые заметны по перемещениям климатических зон (о климатических зонах более подробно смотрите тут) в направлении «север-юг».

В странах Экваториальной Африки увеличилось выпадение осадков, что также было с этим связано. Так, в озере Виктория начал повышаться уровень воды, а это грозило затоплением прибрежных населенных пунктов.

Исходя из наблюдающегося глобального похолодания, в середине 1970-х гг., ученые пришли к выводу, что надвигается новый ледниковый период.

Ученые полагали, что последние 10 000 лет могли быть межледниковьем. Но, метеорологические станции всего мира, в течение 1970—1980 гг., регистрировали повышение среднемесячных температур.

Но к концу 1980-х гг. стало очевидным, что с 1880 г. среднемесячные температуры фактически увеличились примерно на 0,5°С.

Все это сопровождалось необычными погодными условиями, включая ранний приход весны, мягкие зимы, более жаркое лето, засухи и временами сильные бури. Все это указывает на то, что на Земле климат становится теплее.

Многие ученные считают, что все эти изменения связаны с загрязнением атмосферы.

Вулканический пепел

Каковы причины изменения климата? По этому поводу существует много различных теорий, но ученные сошлись во мнении, что ни одна из этих теорий не объясняет все множество перемен в погоде.

Дрейф континентов, как таковой, не оказывает краткосрочного влияния на погодные условия, а вот его последствия (вулканическая деятельность, например), безусловно, могут их изменять.

Например, в 1883 году после сильнейшего извержения вулкана Кракатау, всю планету окутала пелена вулканической пыли. Это способствовало снижению количества солнечной радиации, которая достигала земной поверхности.

В 1982 году в Мексике, в результате извержения вулкана Эль-Чичон, огромное облако пыли было выброшено в стратосферу. Масса этого облака предположительно 16 млн. тонн.

Но представляется очевидным, что при наступлении периода интенсивной вулканической деятельности, остывает поверхность планеты, это происходит из-за скопления облаков тепла.

В период с 1750 по 1900 гг. наблюдалась высокая вулканическая активность, что могло стать причиной «малого ледникового периода».

Другие теории касаются солнечной активности. Его энергия обеспечивает перемещение воздушных масс планеты и активно воздействует на климат.

Некоторые ученые считают, что основные изменения глобального климата могут быть вызваны колебаниями солнечной постоянной (количества солнечной радиации, которая попадает в атмосферу).

Наклон земной оси

В основе этой теории лежит изменение угла наклона Земной оси к плоскости орбиты вращения вокруг Солнца. Известно, что к плоскости орбиты земная ось наклонена под углом 23,5°. Но также известно и то, что этот угол вследствие прецессии – медленного движения оси вращения Земли (подробнее о Земном вращении смотрите в этой статье) по круговому конусу, меняется.

Чем больше угол наклона, тем более резкие различия между зимним и летним сезонами. Исходя из недавних расчетов ученных, изменение наклона земной оси в сочетании с изменениями околосолнечной орбиты Земли, могли существенно отразится на климате.

Вмешательство человека в природу считают одним из главных факторов изменения климата.

Парниковые газы

Постоянное увеличение содержания в атмосфере углекислого газа является еще одним фактором изменения климата. Углекислый газ называют «парниковым». Он действует как тепличные стекла – т. е. пропускает тепло Солнца через атмосферу, и препятствует отдаче излишков в открытый космос.

Тепловой баланс на Земле всегда помогал поддерживать парниковый эффект.

Но при увеличении количества парниковых газов, атмосферой задерживается все больше исходящего от поверхности излучения, а это неизбежно ведет к тому, что растет температура.

углекислого газа растет в результате сжигания ископаемого топлива – природного газа, угля и нефти, а также при сжигании древесины. Кроме всего этого, на Земле уничтожаются леса и растения, а ведь они поглощают из воздуха этот газ.

Возможные последствия

Что произойдет, если продолжит расти количество углекислого газа? Существует такое мнение, что если содержание этого газа удвоится, это приведет к повышению средних температур на 6°С, что, в свою очередь, конечно же, будет иметь очень серьезные последствия для планеты.

Вероятно, углекислый газ – это причина примерно 2/3 увеличения глобального потепления климата за последние 100 лет. Но здесь свою роль играют и другие газы.

Метан, например, который образуется при перегнивании растительности. Он в 25 раз улавливает больше тепла, чем углекислый газ. Ученные полагают, что около 15% роста температур дает метан, а еще 8% приходится на долю искусственных газов – хлорированных и фторированных углеводородов (ХФУ).

ХФУ

ХФУ – это газы, которые используют в аэрозольных баллончиках, холодильниках и растворителях для моющих средств. Также их применяют в теплоизоляционном пенопласте.

Хотя они и встречаются в небольших количествах, ХФУ оказывают значительное влияние на потепление, так как они улавливают в 25 000 раз больше тепла, чем углекислый газ.

Кроме этого, ХФУ разрушают озоновый слой, на высоте 15-35 км над поверхностью Земли. Нашу планету защищает тонкий озоновый слой. Он задерживает большую часть опасного ультрафиолетового солнечного излучения. А попадание в атмосферу ХФУ привело к истощению этого слоя.

Ученые в начале 1980-х гг. над Антарктидой обнаружили «озоновую дыру», а в конце того же десятилетия над Северным Ледовитым океаном появилась дыра меньших размеров.

Истощение озонового слоя способствует не только глобальному потеплению климата, но также усиливает вредное воздействие ультрафиолетового излучения, что грозит очень серьезными последствиями для всего живого на Земле.

Прогнозы

Повышение температуры во всем мире на 0,5°С за последние 100 лет на первый взгляд мелочь. Но многие ученные считают, что реальная величина глобального потепления скрыта снижением температур, вызванным другими факторами, такими как вулканический пепел или пыль антропогенных пустынь.

Пока невозможны точные прогнозы изменений климата в будущем. Причина тому – недостаточный экологический и метеорологический мониторинг.

Но большинство ученых согласны с тем, что при всей важности продолжения научных исследований, уже существует множество доказательств глобального потепления, и необходимо принять срочные меры, для того чтобы избежать катастрофических последствий для планеты в целом и для всех форм жизни на Земле.

Проблема парникового эффекта: 80% выбросов углекислого газа в атмосферу даёт энергетика

Юрий Банько

В ряду глобальных экологических проблем сегодня остро стоит проблема изменения климата, на который влияют промышленные выбросы СО2. Глобальное потепление может иметь для планеты и всего человечества катастрофические последствия.

Негативные изменения уже присутствуют в нашей жизни. Повышение средней температуры воздуха на 2 градуса может привести к необратимым последствиям. Не допустить этого – задача всего человечества и прежде всего промышленно развитых стран.

Аномально холодная зима 2009-2010 годов не означает изменения негативных тенденций. К парниковому эффекту и повышению температуры приводит высокая концентрация в атмосфере углекислого газа (СО2) и метана.

80% выбросов в атмосферу парникового газа даёт не нефтегазовый комплекс, а энергетика, сталелитейная промышленность и предприятия по производству цемента.

Мы единственная форма жизни, которая уничтожает себя сама

Тема семинара «Глобальное потепление климата: причины и последствия» очень актуальна. Повышение температуры уже сказывается на изменениях климата. В России в течение последних 15 лет количество неблагоприятных климатических явлений возросло в два раза. Только в 2009 году таких катаклизмов в России произошло более 300.

Если не предпринять меры, то к 2050 году из 13 регионов России продуктивное сельское хозяйство останется только в 4-х. Под угрозой окажется нефтегазовый комплекс нашей страны, инфраструктура и предприятия которого расположены в зоне вечной мерзлоты, которая начинает интенсивно оттаивать.

Кроме этого, сибирские болота, оттаивая, выбрасывают до 6 миллионов тонн метана в атмосферу, усугубляя ситуацию.

Если не предпринять меры по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу, то человечество ожидает безрадостное будущее.

В 2007 году был снят кинофильм «Век дураков», рассказывающий о событиях, которые предшествовали катастрофе вселенского масштаба. мысль, заложенная в фильм – мы могли спасти себя, но не сделали этого.

Мы сами приближали свое вымирание. Мы не первая форма жизни, которая исчезла на Земле, но мы единственные, кто уничтожает себя сами.

Из-за потепления климата, к примеру, ледники Монблана с 1945 года опустились на 145 метров. Ураган Катрина, практически уничтоживший американский город Новый Орлеан, – также прелюдия будущих катастрофических ударов природы.

То что мы делаем сегодня отразится на нас через 30-40 лет. При повышении температуры на 2 градуса наступают необратимые последствия, при повышении на 6 градусов — на Земле будет уничтожено все живое.

Период 2010-2017 годов должен стать периодом стабилизации, после которого должно начаться сокращение выброса парниковых газов.

Если мы не сделаем этого, то планета сама очистит свою атмосферу, но мы этого уже не увидим и не ощутим.

Человечеству нужно объединить усилия

В 1992 году была принята рамочная конвенция ООН об изменении климата. Конечной целью Конвенции является «стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему».

Проблема предотвращения глобального потепления была обсуждена на конференции в Копенгагене. К сожалению, она не оправдала возложенных на неё ожиданий

Сегодня перед человечеством стоит задача уменьшить выбросы СО2 к 2020 году на 40% и на 85% к 2050 году. Этого можно добиться, повышая энергоэффективность производства и увеличивая долю возобновляемой энергетики, внедряя технологии изоляции СО2.

В 2005 году при сотрудничестве Европейской комиссии и «Беллоны» в Европейском союзе была создана европейская технологическая платформа по электростанциям на ископаемом топливе с нулевым выбросом (European Technology Platform on Zero Emission Fossil Fuel Power Plants — ZEP). Цель платформы – обеспечить к 2020 году повсеместное распространение технологий улавливания (изоляции) углекислого газа на европейских электростанциях, работающих на ископаемом топливе, что позволит им полностью избавиться от выбросов СО2.

У России огромный потенциал возобновляемых источников энергии: гидро- и ветроэнергетика, энергия волн и приливных течений, солнечные батареи и использование биомассы.

В решении проблем сокращения выбросов СО2 играет роль и каждая семья, производящая в среднем 18,67 тонн СО2 в год. Это, по сравнению с производственными предприятиями, немного, но семей – миллионы.

80% глобального производства энергии осуществляется за счёт ископаемого топлива. Человечеству нужно всё больше и больше энергии, чтобы повысить уровень жизни, но это приводит к увеличению выбросов вредных газов. Как устранить это противоречие? Нужно внедрять технологии улавливания и хранения СО2 и использовать возобновляемые источники энергии.

На долю России приходится 5% парниковых газов. Следует отметить, что у нас ситуация значительно лучше, нежели в других промышленно развитых странах. При росте ВВП на 7% выбросы парниковых газов возросли в нашей стране на 1%.

Россия ратифицировала Киотский протокол к Рамочной конвенции ООН об изменении климата в 2004 году, взяв на себя обязательства по снижению выбросов CO2.

17 декабря 2009 года была принята Климатическая доктрина РФ, требующая принятия мер по сокращению выбросов парникового газа. 28 октября 2009 года вступило в силу Постановление Правительства РФ №843 «О мерах по реализации статьи 6 Киотского протокола и Рамочной конвенции ООН об изменении климата»

В соответствии с Киотским протоколом России на период 2008 – 2012 годов была выделена квота на выбросы парниковых газов в размере 16 миллиардов 617 миллионов тонн.

Реально же, вместо 3,3 миллиардов тонн в год у нас ежегодно выбрасывается в атмосферу 2,2 миллиарда тонн парниковых газов. Наша страна имеет возможность торговать излишками квоты. При стоимости 1 тонны квоты в размере 10 евро – это колоссальная сумма.

В период с 17 февраля по 12 марта 2010 года Сбербанк России принимал заявки на утверждение проектов, осуществляемых в соответствии со статьей 6 Киотского протокола. Но, к сожалению, на торги выставлено лишь 30 миллионов тонн квоты на сокращение выбросов парникового газа.

Сбербанку поступило 39 заявок, среди которых НК «Роснефть», НК «ЛУКОЙЛ», ТНК-ВР. Вырученные средства будут направляться на реализацию проектов, приводящих к снижению выбросов СО2.

Технологии сбора и утилизации СО2 уже работают

Улавливание и хранение двуокиси углерода (СО2) – это процесс, включающий отделение СО2 от промышленных и энергетических источников, транспортировка к месту хранения и долгосрочная изоляция от атмосферы.

Больше всех СО2 в атмосферу выбрасывают США, Китай, Европейские страны и Индия. К сожалению, в мире имеется всего полтора десятка установок по улавливанию СО2.

Лидерами по внедрению этих технологий является Норвегия.

Идея улавливания и хранения углекислого газа далеко не нова. Эксперты норвежской исследовательской организации SINTEF работают над развитием этого метода вот уже двадцать лет. А нефтегазовая компания Statoil использует технологию геологического хранения выбросов углекислого газа с 1996 года. На месторождении Слейпнер, расположенном в Северном море, компания закачивает СО2 в подводный резервуар – водоносный слой, заполненный солёной водой, под названием Утсира. Природный газ, добываемый на месторождении, очищается почти от всего содержащегося в нем углекислого газа. Затем по скважине, работающей на платформе А, CO2 закачивается внутрь формации

Ежедневно вглубь Утсиры уходит 2800 тонн CO2. Если принять во внимание и другие геологические формации, расположенные по соседству с Утсирой, то в этом районе можно безопасно захоронить количество углекислого газа, сравнимое с тем, сколько может быть выброшено в атмосферу Земли всеми европейскими электростанциями, работающими на ископаемом топливе, за 600 лет.

https://www.youtube.com/watch?v=uo3Up7yTmEg

Процесс закачки СО2 в резервуар находится под жестким контролем. С начала проекта на месторождении не было зарегистрировано ни одной утечки. Опыт показал, что углекислый газ можно безопасно прятать под толщей воды.

Statoil был вынужден применить технологию улавливания СО2 не только ради сохранения климата, но и с целью минимизации издержек. Дело в том, что добываемый на месторождении газ содержит примерно 9% примесей СО2.

Согласно норвежским требованиям, концентрация этих примесей в газе, который продаётся с наземных терминалов местным потребителям и поставляется на европейский рынок, не должна превышать 2,5%. Поэтому Statoil построил на отдельной платформе (высотой 20 м и дедвейтом 9 тыс. тонн) специальную очистную систему, где происходит химическое отделение концентрированного СО2 от природного газа.

Получается, что ежедневные платы компании составили бы около 140 тыс. долларов. Поэтому было принято решение о хранении СО2 в подводном резервуаре, расположенном выше газоносного слоя месторождения.

Этот опыт пригодился и на Снёвите (Белоснежка) – первом газовом месторождении на шельфе Баренцева моря. В рамках этого проекта компания Statoil построила первый в Европе и самый северный в мире завод по производству сжиженного природного газа (СПГ).

Требования к чистоте газа на месторождении Снёвит значительно жёстче, чем на Слейпнере и Ан Салахе, – концентрация СО2 в СПГ не должна превышать 0,5 промилле.

Если это условие не будет выполняться, то присутствующая в метане твердая углекислота (сухой лед) может забить системы транспортировки СПГ и остановить его производство.

Но в проекте «Снёвит» были реализованы новые технические решения, в частности система очистки располагается не на платформе, а на берегу. Теперь StatoilHydro использует свой опыт улавливания и хранения углекислого газа при строительстве нефтеперегонного завода в Монгстаде.

Существует, кроме того, и другой метод изоляции CO2 – закачивание углекислого газа обратно в скважины истощённых месторождений, то есть месторождений, приближающихся к порогу исчерпания нефтяного резерва. Работы по добыче нефти на таких месторождениях часто заканчиваются прежде, чем на поверхность извлекается весь доступный ресурс.

Углекислый газ закачивается в скважину, чтобы высвободить (выдавить) тот остаточный запас нефти, который не удалось бы извлечь традиционными методами. Под давлением CO2 химически и физически вытесняет труднодоступную нефть, оставшуюся в порах геологических слоёв после первых стадий добычи.

Такая разработка называется «реабилитацией истощённого месторождения». Применение метода изоляции CO2 на истощённых нефтяных и газовых месторождениях позволит снизить необходимость разработки новых месторождений, а значит, существенно сократит нагрузку на окружающую среду со стороны нефтегазовой промышленности.

Углекислый газ поможет вдохнуть в старые нефтяные месторождения новую жизнь. Такой опыт утилизации СО2 применяется в США на месторождении нефти Рэнжли Уебер Сэнд Юнит с октября 1986 года.

Технологии улавливания и хранения углекислого газа применяются не только в Норвегии. Разработка масштабных проектов с привлечением этих технологий проводится по всему миру: в Канаде, Австралии, Китае, Алжире, ЕС и др

К 2015 году в странах ЕС будет построено 15 таких установок, производительностью не менее 1 миллиона тонн СО2 в год каждая.

Конечно же сложно убедить промышленные предприятия и нефтегазовые компании внедрять у себя на производстве такие дорогостоящие установки, чтобы не выбрасывать СО2 в атмосферу.

Эксперты ООН отмечают, что улавливание СО2 потребует значительного увеличения издержек: затраты на производство электроэнергии в зависимости от вида топлива и применяемой технологии вырастут от 30 до 60%.

Но проблема решаема. Если следовать примеру Норвегии, установившей в 1992 году штраф в размере 50 долларов за тонну выброшенного в атмосферу углекислого газа, полученного при добыче и переработке нефти и газа, то несложно подсчитать убытки в виде штрафов, которые можно свести до минимума, построив установки по улавливанию СО2.

Технология улавливания и хранения СО2, используемая на Слейпнире, была позднее применена в Алжире, где Statoil разрабатывает месторождение Ан Салах вместе с компаниями BP и Sonatrach. Избыточная концентрация СО2 в природном газе удаляется химическими поглотителями (аминами), сжимается и затем вводится под давлением в водоносный слой, расположенный на двухкилометровой глубине.

Сокращение выбросов парниковых газов может быть достигнуто только путем повышения эффективности использования энергии и снижения ее потребления, использования возобновляемых источников энергии, улавливания и геологического хранения углекислого газа.

Внедрение технологии улавливания и хранения CO2 является существенным вкладом в решение проблемы изменения климата

СОДЕРЖАНИЕ ЖУРНАЛА «СЕВЕР ПРОМЫШЛЕННЫЙ» № 2 2010 Г. 

Еще статьи на тему «Газа»:

Польские компании займутся совместной добычей газа

Об экономической оценке ресурсов нефти и газа арктического шельфа России

Месторождения нефти и газа на акваториях западной Сибири: прогноз залежей

Технология улавливания и геологического хранения углекислого газа как способ решения проблемы изменения климата

Проект по сжижению природного газа с месторождения Snоhvit — успех в Арктике

Особенности проявлений свободного газа в верхней части разреза шельфа Баренцева и Карского морей

Популярная палеогеография. Причины климатических изменений и климаты будущего

Природные события различного ранга геологического прошлого Земли нашли свое воплощение не только в образовании возрастных, генетически неоднородных отложений и структур, но и в становлении современной географической оболочки нашей планеты.

Земная поверхность под воздействием атмосферы и гидросферы, глобальных перемещений жестких литосферы, морских трансгрессий или регрессий и других факторов существенно видоизменяла свой облик. Особенно сильные изменения на протяжении длительной истории развития Земли происходили с климатом нашей планеты.

В связи с необходимостью прогнозов климата ближайшего и будущего попробуем выяснить причины этих климатических изменений.

Что влияет на изменение климата?

В истории климата Земли намечаются разномасштабные периодические колебания. Одни из них измеряются десятками миллионов лет, другие — десятилетиями, и в каждом таком изменении имеются свои причинно-следственные связи.

Не вызывает сомнения, что такие изменчивые космические факторы, как яркость Солнца и угол наклона земной оси, форма земной орбиты и скорость вращения Земли прямо или косвенно оказывали воздействие на климат Земли и изменяли его. Более подробно остановимся на возможном влиянии на климат геолого-географических причин.

Приходно-расходный баланс тепла и влагообмена на земной поверхности осуществляется через атмосферу, океан, биосферу и литосферу.

На глобальный климат Земли оказывают большое влияние не только морские трансгрессии и регрессии, но и особенно положение литосферных плит.

Увеличение площади морей и океанов приводит к господству на Земле влажного и теплого климата, а при регрессии, обычно сопровождаемой повышением гипсометрического положения суши и возникновением расчлененного рельефа, усиливается контрастность в распределении температур и влажности.

Но максимальное воздействие на климат Земли оказывало положение материков — их дрейф. В те времена, когда в приполярных районах находилась материковая суша, на Земле наступали оледенения, сильно изменялась циркуляция воздушных масс и морских течений.

Такие крупные оледенения происходили в позднеордовикское и позднекарбоновое время, когда вблизи Южного полюса оказывалась суша Гондваны. В то же время, когда на обоих полюсах Земли располагались океаны или даже мелководные эпиконтинентальные моря, климат на Земле был теплым.

Эту закономерность можно объяснить тем, что отражающая способность (альбедо) водной поверхности намного ниже, чем у суши. Вода не только поглощала солнечные лучи, но и, обладая большой теплоемкостью, как бы обогревала нашу планету. Таким образом материковая суша играла роль глобального холодильника.

Установлено, что в распределении тепла и влаги на земной поверхности немаловажную роль играют прозрачность атмосферы и содержание в ней углекислого газа (СО2) и паров воды. СО2 в атмосфере на протяжении последних 100 млн.

лет неуклонно падало, но уменьшение ресурсов углекислоты происходило весьма неравномерно. В отдельные периоды количество СО2 было близким к современному, а в другие — возрастало почти в 10—15 раз.

При сравнении характера изменения значений среднеглобальных температур с кривой изменения содержания СО2  в атмосфере выясняется их почти полное единообразие. Эпохи с высоким содержанием атмосферной углекислоты характеризовались существованием высокого термического режима, и наоборот.

Колебания ресурсов СО2 в атмосфере определялись тектонической и магматической активностью Земли и регламентировались развитием биосферы. Усиленный приток СО2 в атмосферу был связан с интенсивной вулканической деятельностью и хорошо увязывался с возникновением и ростом крупнейших рифтовых структур и активными перемещениями литосферы.

Большой объем карбонатонакопления  и  увеличение  продуктивности растений привели к усиленному расходу атмосферной углекислоты.

Если относительно причины возникновения палеозойских оледенений мы можем судить благодаря неопровержимым геологическим данным, то что же привело к возникновению и развитию четвертичного оледенения? Похолодание, случившееся во второй половине олигоценовой эпохи, и появление первых ледников в Восточной Антарктиде были результатом сильного уменьшения количества атмосферной углекислоты, возникновением пролива Дрейка и образованием широкого пролива между Антарктидой и Австралией, благодаря которым было сформировано крупнейшее течение Западных Ветров. Это циркумантарктическое течение наряду с понижением температур в глобальном масштабе привело к возникновению мощного ледяного покрова Антарктиды.

В дальнейшем похолодание охватило северное полушарие и кроме уменьшения содержания атмосферной углекислоты развитию ледяного покрова в Арктике благоприятствовала сильная морская регрессия.

В конце плиоценового времени почти вся площадь современного шельфа Арктики представляла собой низменную сушу и, следовательно, высокое альбедо в полярных широтах наряду с другими факторами было одной из важнейших причин развития оледенения.

Одной из главных причин непредвиденного возрастания среднеглобальных температур в конце 60-х годов XX в. является резкое возрастание количества углекислого газа в атмосфере.

В свою очередь такой подход к рассмотрению причинно-следственных связей климата с атмосферой создает реальные предпосылки для правильного прогноза климата будущего. 

Прогноз климата будущего

В  последние годы  была  установлена определенная закономерность между глобальными температурами земной поверхности и концентрацией СО2 в атмосфере.

В течение кайнозоя происходило неуклонное снижение ресурсов СО2 в атмосфере и этот процесс  ускорился в конце неогена, когда общая масса углекислого газа достигла наименьших значений за всю историю Земли. Под влиянием естественного убывания содержания СО2 климат изменялся с периодичностью более ста тысяч лет.

Этому способствовали  гипсометрическое положение суши, морские регрессии, мощность растительного покрова, соотношение площадей суши и водной поверхности и т. д.

Исходя из периодического изменения положения Земли в космическом пространстве (согласно гипотезе югославского геофизика М. Миланковича, наклон земной оси периодически изменялся через каждые 40 тыс. лет положение земной орбиты — через 92 тыс.

лет, а нахождение ближайшей точки земной орбиты к Солнцу — перигелия — через 21 тыс. лет), советские ученые Ш. Г. Шараф и Н. А. Будникова вычислили, что слабые оледенения на Земле могут наступить через 170, 215, 269 и 335 тыс. лет, а сильные оледенения через 505, 620, 665 и 715 тыс. лет.

Если не учитывать деятельности человека, то примерно через 10—15 тыс. лет в высоких широтах должно произойти существенное снижение радиационного баланса. Это приведет к развитию оледенения. В дальнейшем радиация вновь возрастет, что приведет к разрушению ледникового покрова.

По расчетным данным, уменьшения радиации могут повторяться через каждые 40 и 90 тыс. лет, причем амплитуды их будут возрастать.

Если учесть, что за последние 30—40 млн. лет происходило неуклонное снижение ресурсов СО2 в атмосфере, то надо полагать, что в будущем эта естественная убыль углекислоты сохранится.

Учитывая общую тенденцию снижения концентрации СО2 в атмосфере, можно предсказать время наступления полного оледенения планеты. Оно должно произойти тогда, когда концентрация СО2 в атмосфере станет меньше 0,015%.

Согласно расчетным данным это наступит примерно через 1 млн. лет.

Снижение концентрации углекислого газа в атмосфере могло бы привести не только к понижению температурного режима, но и к постепенному сокращению продуктивности растений и уменьшению общей массы живых организмов.

Такой пессимистический вывод не должен вызывать особых тревог, поскольку в нем не учитывается хозяйственная деятельность человека — фактор, имеющий огромное влияние на формирование климата. Так, например, в начале XX в.

концентрация углекислого газа в атмосфере составляла 0,029%, а в настоящее время — 0,033%. Человечество оказывает активное влияние на окружающую среду.

Только за последние десятилетия в результате сжигания различных видов жидкого и твердого топлива в атмосфере не только наблюдались повышения температур, но и увеличение концентрации СО2.

И это произошло, несмотря на все возрастающую вырубку лесов и существование активных поглотителей углекислоты — морей и океанов.

Следовательно, хозяйственная деятельность человека не только существенно замедлила процесс естественной убыли углекислоты в атмосфере, но и привела к ее возрастанию.

Если даже представить себе, что в ближайшем будущем полностью прекратится выброс в атмосферу СО2, что само по себе маловероятно, то имеющейся концентрации углекислого газа в атмосфере будет вполне достаточно для того, чтобы оттянуть время наступления оледенения на десятки и даже сотни тысяч лет. Вместе с тем при сохранении масштабов современного воздействия человека на атмосферу, а оно имеет определенные тенденции к резкому возрастанию, вероятность глобального оледенения Земли в будущем сводится к нулю.

Однако людям важно знать не только то, что будет через миллионы или тысячи лет, но и то, что ждет нас в самом ближайшем будущем.

В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать по крайней мере три главных фактора: рост производства различных видов топливной энергетики; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля, т. е. небольших, пылеватых частиц  в атмосфере.

По мнению многих исследователей, наиболее надежным прогнозом в развитии предстоящих климатических изменений являются те, которые основаны на данных потребления энергетики. При этом учитываются потребление в народном хозяйстве газа и нефти, каменного угля, горючих сланцев, а также использование атомной и термоядерной энергии.

Изменения содержания в атмосфере ряда других компонентов могут прямо или косвенно оказывать влияние на климат. Так неоднократно предпринималась попытка подсчитать влияние антропогенного аэрозоля на формирование климата. Частицы аэрозоля, образующие смог, увеличивают альбедо атмосферы и тем самым способствуют снижению среднеглобальной температуры.

Охранные мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферы с каждым годом усиливаются в законодательном порядке.

В процессе прогнозных расчетов еще не учитывается возможность крупных извержений вулканов в будущем с выбросом в атмосферу не только углекислого газа и других газообразных веществ, в том числе и водяного пара, но и большого количества тонкой вулканической пыли — пепла.

Увеличение содержания пепла в атмосфере приводит также к существенному понижению среднегодовых температур. Такая картина наблюдалась на нашей планете через год после извержения крупнейших вулканов — Везувия, Катмай, Этны, Кракатау, вулканов Камчатки и Курильских островов.

Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующих на климат, позволил советскому климатологу М. И. Будыко еще в начале 70-х годов дать прогноз о повышении среднеглобальных температур. По его предположению, с 1970 по 2000 г.

при повышении концентрации углекислого газа на 17% средняя температура воздуха у земной поверхности должна повыситься на 0,65°. Исходя из того, что концентрация углекислого газа в 2000 г. составит 0,037— 0,039%, в 2025 г.

— 0,065—0,074% ожидается, что это приведет к повышению среднеглобальных температур в 2000 г. на 1,5°, а через 25 лет, возможно, на 5°.

Глобальное потепление на 1,5° приведет к уменьшению количества зимних атмосферных осадков на значительной части степной и лесостепной зон примерно на 10—15% и соответствующему их увеличению в субтропическом поясе. В результате потепления исчезнут горные ледники и полярные ледниковые покровы, а уровень Мирового океана, возможно, повысится и произойдет новое перемещение к полюсам ландшафтно-климатических зон.

The post Причины снижения содержания углекислого газа в атмосфере при изменениях климата appeared first on Химия.

НАСА недавно объявило о наличии жидкой воды на Марсе. Звучит здорово! Но она насыщена солью, называемой перхлоратами, которые являются, токсичны для людей и растений. Так что это значит для тех, кто хочет заселить Марс? Как мы можем жить на Марсе, если не можем пить местную воду?

Сколько воды нам нужно в день?

На Земле человеку обычно нужно выпивать около половины галлона (2 литра) в день, что эквивалентно 8 стаканам. Активным людям нужно еще больше. Возможно целый галлон в день. Это только то, что нам нужно пить.

Кроме того, нам также нужна вода для других вещей, таких как мытье и сельское хозяйство.
На международной космической станции ограничивают потребление воды всего 3 галлонами или 11 литрами в день.

Посредством утилизации (да — они пьют свою мочу) МКС может поддерживать достаточное количество воды на некоторое время, но все же ее необходимо периодически пополнять.

Таким образом, для населенного пункта, в 1000 человек, 20 литров в день, означает, что колония будет нуждаться в 20 000 литров новой воды каждый день.

Поэтому возникает вопрос: как мы можем получить воду, чтобы выжить?

Привести с собой

Доставить достаточно воды с Земли на Марс для 1000 поселенцев не представляется возможным, что, если бы мы принесли только один из элементов — водород? Объединив его с СО 2 будет достаточно легко превратить водород в воду, верно?

В основном это выглядит так: возьмите углекислый газ из атмосферы Марса, соедините его с водородом, и получите метан (СН 4) и воду, согласно реакции:

CO2 + 4 H 2 → CH 4 + 2 H 2 O

По сути, с помощью небольшого количества дополнительного водорода, привезенного с Земли, можно производить много метана и воды. По крайней мере, достаточного количества топлива, чтобы вернуться на Землю, но будет ли достаточно производство воды для поддержания колонии?

Вес воды, составляет около 11% водорода и 89% кислорода. Это означает, что в 1 литре, будет около 111 граммов водорода. Если мы оценим потребность в 11 литров, необходимых на человека в день, это равносильно 11 кг воды или 1,221 кг водорода — без какой-либо переработки.

Предположим мы привезли дополнительно 8 метрических тонн водорода (8000 кг) с Земли, это даст только около 72 000 литров воды.

При повторном использовании вода может растянуться на некоторое время, но для поселения из 1000 человек это будет всего несколько дней.

Таким образом, получение воды с использованием водорода может работать недолго — для нескольких человек. Для длительного проживания — как, скажем, постоянного — нам нужно что-то другое.

Нам нужно использовать ту воду, которая уже есть на Марсе.

Извлечение из почвы

Вода на Марсе содержится в марсианской почве в виде льдинок. Мы знали это со времен викингов.

След марсохода обнажил льдинки в почве Марса

Лендеры Викингов проверили образцы поверхности почвы, нагревая их до 500 o C, и обнаружили, что они выбрасывают в воду около 1% своего веса. Многие полагают, что эти тесты были неточными, и что количество воды, в среднем, в почве составляет около 4%.

В некоторых районах оно может достигать 20% и более.

Тогда возникает вопрос — как можно ее получить?

Метод состоит в том, чтобы просто собрать насыщенные почвы и затем нагреть их до 500 o C, после чего вода отделится от почвы и выйдет в виде пара. Пар может быть собран и сконденсирован в чистую опресненную воду. После конденсации пар не содержит соли (перхлораты).

Второй очень распространенный метод опреснения воды на Земле. Это проталкивание ее через тонкую мембрану для получения пресной воды. В мембране есть отверстия — достаточно маленькие, чтобы не пропустить соль или грязь, но достаточно большие, чтобы пропустить воду. Вредные вещества накапливаются на одной стороне мембраны, а чистая вода проходит насквозь.

https://www.youtube.com/watch?v=FFjmnlpGyzY

Однако есть несколько проблем с этим процессом.

• Во-первых, хотя он очень хорош для фильтрации соли, он дает лишь небольшую струйку пресной воды, что может быть хорошо для небольшого поселения на Марсе, но было бы лучше иметь способ, позволяющий производить больше чистой воды.
• Во-вторых, этот процесс использует тонкую мембрану. Эту мембрану нужно будет периодически заменять. И получение запасных частей на Марсе будет проблемой. Мы не можем просто позвонить ремонтникам или отправить новую деталь.

Таким образом, самый простой способ получения чистой воды на Марсе может состоять в том, чтобы просто собрать насыщенную почву и нагреть ее, чтобы удалить соли.

Извлечь из марсианских ледяных шапок

На Марсе тонны водяного льда в полярных шапках. Одна северная ледяная шапка имеет протяженность 1000 км (621 миль) и содержит около 1,6 млн куб. Км льда. Сравните это с ледяным щитом Гренландии, который имеет около 2,85 миллиона кубических километров льда.

По оценкам, южная ледяная шапка имеет примерно такой же объем воды, но ледяная шапка здесь покрыта сухим льдом (замороженным углекислым газом) в 3-4 раза больше, чем северная ледяная шапка, и добраться до нее гораздо труднее.

Кроме того, сухой лед на севере полностью исчезает (сублимируется) летом, оставляя чистый пресноводный лед — готовый к уборке. Эта часть шапки называется северной остаточной шапкой и считается, что ее толщина достигает трех километров.

И хотя анализ шапок показывает большое количество воды, ее все же необходимо опреснить, как при процессах извлечения почвы.

Так что — получение жизненно необходимой жидкости не должно быть слишком большой проблемой. Это значит, что первые люди на Марсе будут иметь одну основную задачу найти источник, достаточный для поселения. А это значит, что сначала им не нужно будет делать свою воду на Марсе. Им придется принести ее с собой и максимально расширить ее использование.

Переработка с замкнутым циклом

Более двадцати лет НАСА занимается исследованиями технологий жизнеобеспечения в космосе. Конечная цель — создать полностью «замкнутую» систему. Это означает создание системы, которая может полностью перерабатывать воздух, воду и человеческие отходы в закрытой среде.

Поселение Марса определенно будет закрытой средой.

Не было разработано ни одной системы, которая была бы эффективна на 100%.

В настоящее время система развернута на МКС которая имеет эффективность на 80%, что означает, что такие элементы, как кислород, продукты питания и вода должны периодически заменяться. Это все еще довольно хорошо!

Мы сейчас не смотрим на всю систему. Для наших целей давайте просто посмотрим на часть, которая перерабатывает воду.

Система регенерации — 80% воды, используемой в МКС, перерабатывается, включает в себя собственную мочу космонавтов. Это может показаться не очень привлекательным, но оно сводит к минимуму потребность в пополнении запасов – имеющие решающее значение для заселения Марса.

Что все это будет означать для жизни на Марсе? Недавнее обнаружение водяного льда является захватывающим и перспективным способом снабжения марсианских поселений водой, в которой они будут нуждаться.

Но марсианская вода очень токсична для человека и потребует небольшой обработки, прежде чем ее можно будет безопасно пить. И хотя полярные ледяные шапки содержат много водяного льда, нам необходимо разработать и протестировать способы сбора и ее очистки.

Ну, а до тех пор искусственных систем жизнеобеспечения должно хватить на поддержание жизни.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

На Марсе обнаружено озеро. В нем есть вода

Правообладатель иллюстрации Science Photo Library

Ученые объявили, что впервые обнаружили свидетельства наличия на Марсе воды — в жидком состоянии.

Озеро размером около 20 км в поперечнике расположено у южного полюса планеты и скрыто толстой ледяной шапкой.

Открытие было сделано при помощи радара Marsis, установленного на межпланетной станции «Марс-экспресс».

Ранее исследователи предполагали, что по поверхности Марса может иногда ненадолго разливаться вода тающих ледников (учитывая низкое давление, она должна очень быстро испаряться), однако впервые появились основания полагать, что на Красной планете существует и постоянный жидкий водный резервуар.

Марсоход НАСА «Кьюриосити» обнаружил на поверхности планеты лишь высохшие озера, доказав, что в прошлом вода на Марсе была.

Однако с тех пор температура на планете значительно понизилась из-за очень разреженной атмосферы — и большая часть воды превратилась в лед.

Правообладатель иллюстрации NASA/JPL/Malin Space Science Systems Image caption Озеро скрыто под толстым слоем льда

«Возможно, это не очень большое озеро», — говорит руководитель исследования, профессор Итальянского национального института астрофизики Роберто Оросеи.

Радар не смог измерить толщину водяного слоя, однако ученые полагают, что она никак не меньше метра.

«Это позволяет классифицировать его как самостоятельный водный резервуар. Это озеро, а не просто заполненное талой водой пространство между льдом и горной породой, какие иногда можно найти и под ледниками на Земле», — добавляет он.

Правообладатель иллюстрации ESA/INAF Image caption «Марс-экспресс» изучает поверхность Красной планеты (рисунок), а сверху — результаты работы радара

Как озеро было обнаружено?

Радар Marsis исследует поверхность планеты и верхние слои грунта, излучая электромагнитные волны и изучая отраженный сигнал.

Непрерывная светлая линия на фото чуть выше отображает верхний слой осадочных отложений на южном полюсе планеты. Он представляет собой тестообразную смесь, состоящую из пыли и замороженной воды.

Однако под ним ученые обнаружили что-то необычное.

«Голубым цветом обозначена область, которая отражает сигнал значительно лучше, чем поверхность планеты. Для нас это показатель наличия воды», — объясняет профессор Оросеи.

Правообладатель иллюстрации USGS Astrogeology Science Center, Arizona State Un Image caption Синим цветом обозначена область с высоким коэффициентом отражения — то самое озеро

Значит ли это, что на Марсе возможна жизнь?

Определённо ответить на этот вопрос нельзя. Пока нельзя.

«Мы давно знаем, что поверхность Марса непригодна для жизни — в том виде, в каком мы ее знаем. Поэтому в поисках жизни мы переключились на верхние слои грунта, — объясняет профессор Открытого университета Маниш Патель.

— Там можно найти достаточную защиту от вредного излучения, а давление и температура поднимаются до более приемлемого уровня.

Но главное — именно в таких условиях может существовать в жидком состоянии вода, составляющая основу жизни».

«Ищи воду» — именно так звучит основной принцип астробиологии — науки, изучающей возможность существования жизни за пределами Земли.

Такие образом, новое открытие позволяет с большой долей вероятности предположить наличие воды, но больше ничего не подтверждает.

«Мы не приблизились к обнаружению жизни как таковой, — говорит Патель, — но это открытие указывает нам, где именно ее искать на Марсе. Это как карта сокровищ — только в данном случае крестов на ней может оказаться немало».

Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Астробиологи изучают экстремальные природные условия, в том числе солёные озёра Земли

Температура воды и ее химический состав также могут представлять проблему для возможных марсианских организмов.

«Вполне вероятно, что эта вода представляет собой экстремально холодный соляной раствор, что для жизни, мягко говоря, не самые идеальные условия», — объясняет астробиолог Сент-Эндрюсского университета.

Что дальше?

Хотя само существование водного резервуара будоражит воображение тех, кого интересует возможность существования на Марсе жизни — пусть даже в прошлом, — характеристики озера ещё нужно подтвердить дальнейшими исследованиями.

«Сейчас необходимо повторить произведенные измерения в других местах, чтобы посмотреть на похожие сигналы, подумать над другими возможными причинами таких результатов и — надеюсь — исключить любые альтернативные объяснения», — объясняет профессор Открытого университета Мэтт Балми.

«Может быть, это послужит отправной точкой для организации нового запуска к Марсу, чтобы пробурить скважину к этому водному карману — как это было сделано с земными озерами, скрытыми под ледниками Антарктики», — рассуждает он.

Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Озеро Восток было обнаружено под 4-километровым слоем антарктического льда

Ученые уже заявляли об обнаружении бактериальной жизни в глубинах антарктического озера Восток, но бурение на Марсе — куда более амбициозный проект.

«Добраться туда и окончательное убедиться, что это именно озеро, — задача не из простых», — говорит профессор Оросеи.

«Для этого потребуется летающий робот, способный пробурить 1,5-километровую скважину в толще льда. В настоящий момент таких технологий попросту нет», — заключает он.

Есть ли вода на Марсе: открытия, сделанные учёными совсем недавно

Ученые уже несколько десятилетий пытались доказать существование воды на Марсе, но только недавно они обнаружили несколько аргументов в пользу того, что вода на Красной планете есть. Открытие полярных льдов стало одним из первых подтверждений наличия воды на планете, хотя и в замороженном виде.

А через несколько лет были найдены доказательства большего количества замерзшей воды под поверхностью (ближе к экватору) и даже жидкой соленой воды на поверхности планеты. В этом обзоре — интереснейшие факты по данной теме.

1. Первые предположения о воде на Марсе

Фотографии от Mariner 9.

Первые предположения о наличии воды на Марсе были высказаны после того, как в 1971 году появились фотографии, снятые Mariner 9 — первым космическим аппаратом, выведенным на орбиту другой планеты. На снимках были четко видны пересохшие речные русла и каньоны, поэтому ведущие ученые того времени задумались о том, есть ли вода на планете.

2. Овраги Марса

Первое свидетельство жидкой воды на Марсе.

В течение многих десятилетий ученые пытались подтвердить существование жидкой воды на Марсе. Прорыв произошел в 2000 году, когда внезапно на снимках Марса появились новые овраги, которые, вероятно, были сделаны жидкой водой, текущей по поверхности планеты.

3. На Марсе была жизнь

История марсианской воды.

Ученые, изучающие Марс, обнаружили, что миллиарды лет назад климат планеты был довольно теплым и влажным. А также поверхность Марса была частично покрыта реками и океанами.

4. Утерянная вода

Вода «сбежала» в космос.

Из-за тонкой атмосферы Марса, слабая сила тяжести этой планеты не смогла удержать всю воду на поверхности. По мере того как планета нагревалась и жидкая вода испарялась, все большее ее количество безвозвратно терялось в космосе.

5. Самое крупное наводнение в Солнечной системе

Тоже крупное, тоже наводнение…

Несмотря на отсутствие проточной воды на Марсе в настоящее время, ученые постулируют, что около 3,5 миллиарда лет назад именно на этой планете случилось крупнейшее наводнение, известное в Солнечной системе.

6. Вода в ловушке из льда

Шапка Северного полюса.

Огромное количество марсианской воды, как полагают, «заперто» в полярных ледяных шапках этой планеты. Летом шапки уменьшаются, поскольку замерзшая вода превращается из твердого состояния в газообразную форму, а в зимний период шапки увеличиваются до половины расстояния от полюсов до экватора.

7. Марс затопит

Глобальное потепление на Марсе.

Обширное глобальное потепление может превратить Марс в огромный бассейн.

Планета будет покрыта водой.

Если марсианские ледяные шапки толщиной в среднем 3 км растают, вся планета будет покрыта 5,6-метровым слоем воды.

8. Водяной лёд, пыль, твердый диоксид углерода

Состав ледяных шапок.

Марсианские ледяные шапки имеют довольно сложный состав. Ближе к «дну» они состоят из слоев водяного льда и пыли, а сверху из твердого диоксида углерода (сухой лед), который напоминает свежевыпавший снег.

9. Разгар ледникового периода

Жидкая вода «покинула » Марс.

В прошлом Марс переживал множество ледниковых периодов, которые фактически изменили количество воды, доступной для жизни. В настоящее время на Марсе царит разгар одного из этих ледниковых периодов, что делает невозможным существование жидкой воды до тех пор, пока планета не нагреется.

10. Замерзшее озеро

Свидетельства существования древнего озера.

Марсоход Curiosity нашел доказательства наличия неглубокого древнего озера на Марсе. Это озеро размером 50 х 5 км, по оценкам, существовало на поверхности планеты в течение десятков тысяч лет, а затем, возможно, замерзло.

11. Лед на экваторе

Вода заморожена не только в полярных шапках.

Ученые сегодня считают, что вода на Марсе может оказаться в ловушке из льда не только в полярных шапках, но и в других областях под поверхностью планеты. К примеру, к северу от экватора был найден огромный ледяной щит размером с Германию, Швецию и Японию, вместе взятые. Ледяной покров распространяется на глубину до 40 м.

12. Грязь на колесе

Неисправность привела к открытию.

После того, как одно из колес марсохода Spirit перестало функционировать, оно при передвижении аппарата прорыло целую колею в грунте. Этот сбой случайно привел к открытию убедительных доказательств существования воды на Марсе. Грязь, налипшая на колесо, оказалась богата кремнием, для образования которого необходима вода.

13. Марсоход нашел жидкие глобулы воды

Стационарный марсоход Phoenix.

В 2008 году стационарный марсоход Phoenix, изучающий марсианскую поверхность, выкопал части яркой субстанции, которая исчезла в течение четырех дней. Ученые пришли к выводу, что это вещество было жидкой водой, которая в итоге испарилась.

14. Снег из двуокиси углерода

Снег на Марсе.

Во время марсианской зимы 2006-2007 на Марсе падал снег, но это не совсем то, что привыкли видеть люди на Земле. вы могли бы думать. Это был снег из диоксида (двуокиси) углерода. Подобное событие было зафиксировано впервые в Солнечной системе. А в 2008 году марсоход Phoenix впервые зафиксировал вблизи марсианского северного полюса водно-ледяной снег (похожий на тот, что идет на Земле).

15. Холодная Красная планета

Негостеприимный Марс.

Несмотря на всю воду в ее многочисленных формах, которая была обнаружена за последние десятилетия на Марсе, температура на Красной планете все еще слишком низкая, а ее атмосфера слишком тонкая для возможности существования на поверхности жидкой воды.

Источник

Вода на Марсе: все, что вам нужно знать об открытии NASA

Новость о том, что NASA нашло воду на Марсе, облетела весь мир и стала главной за сутки. После того, как ажиотаж стих, многим стало интересно: что же именно это значит. Мы решили разобраться в том, какая именно это вода, сколько ее на красной планете и что с ней дальше можно сделать.

Это точно вода?

Анимация 2011 года, которая показывает темные полосы. Тогда ученые еще не были уверены, что это вода.

Первые признаки воды на Марсе были найдены еще пять лет назад, но доказательств их достоверности не было. Химический состав находки тоже не могли определить.

Однако теперь исследователи NASA смогли объединить снимки, полученные с помощью орбитальной камеры HiRISE, и спектральный анализ почвы, сделанный аппаратом CRISM. Это сработало. Теперь мы знаем, что темные полосы, будто стекающие по склонам Марса, имеют сезонный характер и появляются ежегодно.

Спектральный анализ подтвердил, что почва в этих местах наполнена гидратированными солями. Что это значит? Это значит, что по грунту красной планеты стекала соленая вода, а затем — испарилась.

Кадр из вчерашней презентации NASA: именно здесь было сделано открытие.

Когда первые подозрения о наличии воды на Марсе возникли пять лет назад, ученые никак не могли найти доказательства своих гипотез.

О том, что вода появляется каждый сезон, узнали только сейчас, после длительного наблюдения за поверхностью Марса. Раньше не было ресурсов для того, чтобы исследовать одновременно почву и внешний вид планеты.

Теперь же есть достаточно приборов и собранной информации для того, чтобы сделать первые выводы.

Сколько именно воды на Марсе?

Кратер Горовица и темные полосы на нем.

Конечно же, всех интересует, сколько конкретно воды на Марсе нашло NASA. Специалисты агентства уточняют: речь идет о небольших потоках. Как если бы вы неплотно закрыли кран на кухне или одна из ваших труб начала протекать. Ждать Ниагарских водопадов на Марсе не стоит — никаких предпосылок к этому нет.

Есть ли жизнь на Марсе?

Ученые считают, что это следы воды на каньоне Копратес Касма. Информация еще не подтверждена.

Основной вопрос, который также могут задавать многие: есть ли жизнь в этой воде? Но ответить на него сложно по нескольким причинам. Например, к местам ее протекания нельзя отправить марсоход Curiosity.

У маленького робота просто нет инструментов для обнаружения жизни на красной планете. В качестве следующего шага NASA называет дальнейшее исследование поверхности. Космическое агентство располагает подробной фото- и видеоинформацией примерно о трех процентах поверхности планеты.

Эти данные сейчас изучают, чтобы найти еще больше «мокрых» мест на Марсе.

Можно ли отправить людей на Марс для изучения воды?

Следы потоков воды, протекавшей по поверхности Марса.

Чтобы исследовать темные полосы на поверхности красной планеты, специалистам из NASA придется очень сильно изловчиться. На пути к открытиям нас поджидает множество преград, среди которых и недостаточное развитие науки, и бюрократия, и сложности осуществления миссий.

Например, оптимальным выходом из ситуации была бы экспедиция на красную планету — и человек бы изучил все досконально сам. Джон Грюнсфельд, главный по научным миссиям в NASA, заявил, что хотел бы отправить на Марс команду астробиологов, но пока это невозможно.

Визит людей на соседнюю планету запланирован на 2030-е года, поэтому пока что руками в марсианскую воду никто не полезет.

Хорошо, а почему не отправят робота?

Следы потоков воды, протекавшей по поверхности Марса.

Существует «Договор о космосе», подписанный в 1967 году США, Великобританией и СССР. В нем в частности говорится о недопустимости заражения небесных тел земными бактериями. Это классифицируется как «вредное загрязнение» других миров органикой с Земли.

Поэтому каждый космический корабль, который отправляется с нашей планеты в космос, проходит тщательную очистку. Микробы подвергаются сушке, химической обработке, ультрафиолетовому излучению и так далее. Казалось бы, этого достаточно, чтобы быть уверенными в идеальном порядке на корабле, но ошибки постоянно случаются вновь и вновь.

Например, марсоход Curiosity начал свою работу на красной планете с 65-ю бактериями на борту.

Все космические корабли (и люди, если так случится) должны избегать этих областей красной планеты, если только их оборудование не будет гарантированно идеально чистым.

Иначе мы рискуем заразить Марс микробами с Земли и тем самым нарушить чистоту эксперимента.

Полосы, образованные потоками воды.

К сожалению, марсоход 2020, который мог бы стать следующим роботом, пригодным для поиска жизни на Марсе, не подходит под условия Комитета. В его конструкцию входит теплогенератор, а значит, аппарат может нагреть марсианскую воду. Если на корпусе робота будет хотя бы пара микробов с Земли, они могут прижиться на Марсе, попав в теплую и влажную среду.

В общем-то, сделать космический корабль идеально чистым можно. И спроектировать его так, чтобы он не нагревал пространство вокруг себя, — тоже. Но это стоит так дорого, что даже крупнейшее космическое агентство мира затягивает пояс потуже. Откуда взять средства на такую миссию, пока не ясно.

По материалам Popular Science, Gizmodo, NASA.

Жидкая, соленая вода на Марсе: описание, история и факты

По мере изучения космоса людей все больше интриговала мысль обнаружения инопланетной жизни. С развитием технологий появилась возможность исследования ближайших к Земле планет.

Одной из них стал Марс – четвертая по счету планета в Солнечной системе, удивительно похожая на Землю, но как будто давно отжившая свой век и уже остывшая. Вечная мерзлота, непригодная для биологических существ атмосфера, сильнейшие пылевые бури – все это делает ее недоступной для жизни.

Однако найденная совсем недавно вода на Марсе дает надежду рассматривать планету в качестве второго дома для людей в далеком будущем.

Общая информация

Марс имеет практически в два раза меньший радиус, чем у Земли (в среднем 6780 км), как и намного меньшую массу (всего 10,7 процента земной). Движение планеты вокруг Солнца осуществляется по эллиптической орбите.

Вращение планеты вокруг своей оси происходит за 24 часа и 39 минут, примерно как и на Земле. А вот вокруг Солнца Марс движется намного дольше – более 686,98 суток по земным меркам.

Фобос и Деймос – спутники Красной планеты небольшого размера, имеющие неправильную форму.

До того как на Марсе нашли воду, ученые стали задуматься о наличии там жизни. Теоретически там могла быть жизнь еще задолго до появления ее на Земле, но произошло что-то такое, что уничтожило атмосферу и все живое на планете.

Исследование

Исследованием планеты занимались СССР, США, Индия и Европейское космическое сообщество начиная с 1960 г.

Подробные сведения и сенсационные открытия были сделаны благодаря работающим там космическим аппаратам и марсоходам «Марс», «Маринер», Curiosity, Opportunity, Spirit. Именно марсианским зондам удалось сделать новые фотографии с поверхности планеты, исследовать образцы грунта, зафиксировать наличие тумана, льда и воды.

Самые четкие фотографии Марса были сделаны «Хабблом» – мощнейшим космическим телескопом.

Поверхность планеты

Светлые участки поверхности Марса называют материками, а более темные – морями.

Последние исследования показали, что на Марсе присутствует сезонность. Размеры полярных шапок полюсов изменчивы, в летнее время становятся меньше, а в зимнее разрастаются. Поверхность планеты покрывают ущелья, огромные разломы, глубокие кратеры, свидетельствующие о сейсмической и тектонической активности.

Планета имеет удивительно ровный ландшафт. Более высокий рельеф на Южном полушарии позволяет предположить, что в далеком прошлом планета пережила существенное столкновение с астероидом, сильнейший удар.

Возможно, именно это становится переломным концом периода, когда на Марсе течет вода. Удар привел к увеличению магнитного поля на Южном полушарии вследствие перераспределения ядерной массы Марса.

Исследование грунта

Обнаруженный марсоходом Curiosity грунт в исследовательских целях подвергли нагреванию, в процессе которого заметили испаряющуюся влагу. После чего НАСА пришло к ошеломляющему открытию, обнаружив, что в кубическом метре грунта содержится около литра воды. Представляя, где на Марсе вода, никто и не предполагал, что она практически везде.

Некоторые слои грунта сухие, но большинство участков достаточно увлажнены и содержат до 4% воды в составе. Причем верхние слои более влажные, а под ними находятся сухие слои. Непонятно, по какой причине влага, которая на Земле находится под грунтом, на Марсе содержится наверху.

Исследование более глубоких слоев грунта, добытых путем бурения в районе пещер, обнаружило соединения карбонатов и других минералов с содержанием глины. Это позволяет предполагать, что жидкая вода на Марсе также была в виде грунтовых вод.

Длинные ветвистые углубления на поверхности планеты, сфотографированные со спутников, вполне могут оказаться высохшими руслами глубоких рек. Вечная мерзлота превратила всю воду в лед, под которым и сейчас предположительно скрываются потоки воды. Толстый слой льда не дает ей замерзнуть, позволяя потокам продолжать углублять речные русла.

Атмосфера и радиация на планете

Богатой кислородом атмосферой не может похвастаться планета Марс. Вода в виде пара составляет совсем незначительную в ней часть. Атмосфера разреженная, поэтому уровень радиации здесь очень высокий.

Углекислого газа содержится в составе атмосферы больше всего – более 95%, разбавлено все это небольшим количеством азота и аргона.

Средняя температура на планете равна -50 °C, но может опускаться до -140 °C. Гипотетически много лет назад климат на Марсе был более влажным и теплым, случались дожди.

Гипотезы и их подтверждение

Возможность наличия жидкости на Марсе с давних пор волновала человечество. Даже не имея специального оборудования, мощных телескопов, ученые начали выдвигать гипотезы о существовании воды на планете задолго до отправки первого спутника в космос.

Еще в XIX веке Джованни Скиапарелли позволил себе утверждать, что на Марсе вода есть. Более того, он утверждал, что на планете существует множество каналов, искусственно созданных разумными существами. Он считал, что, когда на Марсе течет вода, она наполняет рукотворные каналы, созданные как оросительные системы для экономии водных ресурсов.

Обнаружение воды на Марсе стало настоящим прорывом в исследовании планеты. Следующей важной находкой, возможно, станет настоящая органическая жизнь.

Соленая вода на Марсе

Впервые о смене сезонов на Марсе заговорили после обнаружения белых шапок на полюсах, которые то уменьшались в объеме, то увеличивались.

В 2011 г. НАСА сделало сенсационное заявление: были обнаружены потоки воды — перхлораты, которые стекали со склонов в районе Южного полушария планеты по стенкам кратеров. Спектральные снимки Mars Rreconnaissance Orbiter (MRO) не оставляли сомнений в том, что вода движется.

Вода течет весной, образуя водяные потоки длиной в сотни, а шириной около пяти метров, а зимой пропадает.

С другой стороны, обычная вода сразу же превратилась бы в лед под действием низких температур на поверхности Марса.

Существует теория, что жидкость соленая, своеобразный рассол на основе хлорной кислоты, который благодаря своему составу не замерзает. Пока еще ученые не знают наверняка, что это за вода.

Но если действительно соленая вода на Марсе есть, то в ней могут жить микроорганизмы, которые любят соль, подобные земным.

Туман над Красной планетой

На закате постепенно появляется туман вокруг поверхности планеты. Это еще одно подтверждение того, что жидкая вода на Марсе существует. Туман поднимается над остывшим грунтом.

В нем содержатся замерзшие ледяные частички, выпадающие на грунт из тумана под своей тяжестью. Их удалось сфотографировать «Фениксу», направляя вверх лазер.

Ночью туман становится более глубоким, поднимается выше, из него выпадает большее количество ледяных частичек. Интенсивность и высота его также зависят от времени года.

Штормы и бури на планете

Еще до того как на Марсе обнаружили воду, ученые предполагали возникновение там пыльных бурь и штормов. Климат на Красной планете всегда был сухим и холодным согласно фактам и утвержденным ранее теориям.

Построенная модель, отображающая марсианские условия около 3,5 млрд лет назад показала существование ранее гигантского теплого озера. Пар, поднимавшийся от его поверхности, образовал тучу, из которой потом сыпались снежные хлопья. Это приводит к выводу, что на планете можно наблюдать и снежные бури.

В 2015 г. марсоход Opportunity сделал панорамные снимки огромного пылевого смерча. Его собрат Spirit неоднократно делал подобные снимки и раньше. Но на этот раз смерч действительно был невероятно большого размера, он скрыл поверхность планеты.

Порывы ветра во время бурь переносят песок, пыль и достигают скорости до ста метров в секунду.

Марсианский океан

Сделанные еще в 70-х годах снимки, доказывают, что на Марсе ранее был океан, который покрывал большую часть Северного полушария. Наличие углублений в поверхности свидетельствует о существовании больших озер и рек.

Исследования с помощью мощных радаров показало, что глубоко под толщами грунта спрятаны огромные ледники. MRO позволил выявить раскинувшиеся на сотни километров от северного полюса до экватора ледники. Вода на Марсе в виде льда находится глубоко под подножьями горных образований, внутри кратеров вулканов.

Именно система глубоких каналов теоретически могла сформировать в далеком прошлом океаны. Сами каналы, скорее всего, появились вследствие потоков лавы, песка, камней и эрозии ледников. Вулканическая активность привела к выработке большого объема газов, что и стало причиной образования огромных пещер.

Питьевая вода на Марсе

Американские ученые выдвинули гипотезу, что ранее на Марсе были огромные объемы жидкости, которую постепенно поглотила система пещер. Ведь пещеры стали природными естественным образом сформировавшимися хранилищами, возможно, даже питьевой воды, которая, скорее всего, находится там до сих пор.

В образцах грунта с планеты Марс были обнаружены минералы, в том числе и углерод, необходимые для поддержания человеческой жизни. Это позволяет утверждать, что на планете была ранее питьевая вода. Наличие пригодной для питья жидкости свидетельствует о том, что на Марсе были условия для развития жизни, подобной земной.

С другой стороны, органические микроэлементы могли попасть на планету из космоса, с астероидами, которые часто сталкиваются с ее поверхностью, о чем говорит множество кратеров. Поэтому уверенно сказать, что на Марсе нашли воду, пригодную для питья, пока нельзя.

Загадку подземных пещер еще предстоит разгадать, над ней ломают свои умы лучшие ученые мира. Но обнаружение на фото провалов, дыр на поверхности Марса, в которые и могла уйти когда-то вода, позволяет предположить ее наличие глубоко в пещерах.

Возможна ли колонизация Марса?

Исследования Красной планеты продолжаются. Наверняка найдется еще множество мест, где на Марсе вода, а возможно и биологическая жизнь в виде бактерий, существует. Чтобы поиски стали более эффективными, было бы неплохо отправить на планету исследовательскую экспедицию, но пока эта задумка находится на стадии планирования.

Чтобы долететь до Марса, понадобится чуть меньше года. Космонавты будут лишены удобств, ограничены в движении, не смогут помыться, а питаться им придется одними консервами. Человек не может долгое время находиться в замкнутом пространстве. Это грозит бессонницей, длительной депрессией и другими нервными расстройствами.

Пока настолько длительно в космосе человек еще не был из-за опасности потери мышечной, а также костной ткани под влиянием искусственно созданной гравитации. Максимальный период нахождения космонавта на борту МКС равен полугоду.

Хоть теоретически колонизация планеты и возможна, но для того чтобы осуществить первые шаги в сторону достижения цели, необходимы длительные исследования планеты, разработка новейшего оборудования для успешного перелета на нее и действенных способов обойти разрушающее влияние Марса на человека.

Есть ли вода на Марсе?

Не так давно весь мир всколыхнула новость о том, что на Марсе нашли воду в жидком состоянии. Многие люди в это не поверили, ведь новость появилась перед премьерой фильма «Марсианин» и эту информацию восприняли как вирусную рекламу.

Позже, тот факт, что вода на Марсе все-таки имеется подтвердили авторитетные люди из NASA.

Когда все эмоции улеглись, а ведущие ученые дали свои экспертные оценки, можно попробовать разобраться — действительно ли Красная планета обладает водными ресурсами или это просто выдумка?

Ранее ученые из NASA обнаружили, что вода занимала около 20% поверхности планеты Марс и она до сих пор может скрываться в подземных недрах. Но недавно, исследуя поверхность Марса, ученые нашли зоны, в которых вода сохраняет жидкое состояние в зависимости от сезона.

Темные полосы на фото со спутника были образованны потоками гидратированных солей, которые стекают со склонов и тем самым меняют поверхность планеты. Данный процесс начинается летом, когда температура на Марсе поднимается выше -23 °C и прекращается осенью.

Благодаря своим свойствам, гидрированные соли, при повышенной влажности на Марсе, могут поглощать воду из атмосферы, после чего образуются жидкие соединения. Другое свойство солей — хранение воды в жидком состоянии до отметки в -70 °C.

На самом деле это не совсем потоки, а скорее тонкий слой влаги, которая постепенно скатывается вниз.

Вода на Марсе: перспективы исследований

На данный момент идут дебаты: стоит ли отправлять марсоход Curiosity исследовать потоки? Сомнения ученых вызвано тем фактом, что марсоход может загрязнить гидрированные соли, что негативно скажется на исследовании возможных микробиологических организмов, которые там находятся. Кроме того, Curiosity не имеет достаточного оборудования, чтобы провести соответствующие анализы.

Следует отметить, что впервые гипотезы относительно вода на Марсе выразил астроном из Италии Джованно Скиапарелло. Он назвал загадочные полосы «canali», что впоследствии трансформировалось в «channels», «canals» или каналы.

Открытие Скиапарелли породило ряд теорий, согласно которым каналы были построены разумными существами, чтобы транспортировать воду из полюсов Марса до инопланетных городов.

В частности американский коллега Скиапарелло — Персиваль Ловелл, наблюдая за Красной планетой через свой телескоп, также отметил, что каналы на Марсе созданы разумными существами.

Источником гадания на кофейной гуще стал известный снимок «Лицо Марса», который был сделан во время миссии «Викинг». Некоторые параноики считали, что ландшафтное образования является замаскированным неизвестным объектом.

Наибольший успех миссии заключался именно в исследовании поверхности Марса, аппараты Viking 1, а затем и Viking 2 обнаружили, что некоторые части ландшафта идентичны земным, которые были образованы водяными потоками.

Лицо Марса

Подтверждение наличия воды на Марсе

В 2002 году, аппарат Mars Odyssey подтвердил наличие замороженной воды на полюсах Марса, впоследствии он стал корректировщиком марсоходов Phoenix, Spirit, Opportunity и Curiosity.

Преемником Curiosity станет аппарат размером с автомобиль, его запуск планируется на 2020 год.

Тем не менее исследователи уже думают как использовать найденную субстанцию для будущих колонизаторов: «Все научные открытия, совершенные на поверхности Марса, Curiosity, Gale Crater, наблюдения с MRO дают нам гораздо более четкое представление о том, что Марс обладает необходимыми ресурсами, которые пригодятся для будущих путешественников», — пояснил Джон Грансфелд, помощник администратора Комитета научных полетов НАСА в Вашингтоне. «Если у вас есть вода, водород и кислород — вы можете сделать ракетное топливо.» — добавил он.

Марсианскую жидкость можно пить, но после тщательной очистки. Именно этим будут заниматься первые астронавты, которые отправятся на Марс в 2030 году. Амбициозные планы NASA предполагают, что доставка команды на Красную планету осуществится на SLS Orion от компании Boeing. Испытания Orion стартуют в 2018 году, а путешествие будет продолжаться, примерно, 500 суток.

Тёмные полосы, появляющиеся из стен кратера «Гарни» имеют длину до 200 метров. Выяснилось, что они образованы потоком соленой жидкой воды.

The post Есть ли вода на Марсе? appeared first on Химия.

]]> https://himya.ru/est-li-voda-na-marse.html/feed 0 https://himya.ru/fosfor-glavnyj-element.html https://himya.ru/fosfor-glavnyj-element.html#respond Tue, 14 May 2019 12:35:43 +0000 http://himya.ru/?p=19017 Фосфор: строение атома, химические и физические свойства 1001student.ru > Химия > Фосфор: строение атома, химические...

The post Фосфор — главный элемент? appeared first on Химия.

]]> Фосфор: строение атома, химические и физические свойства

1001student.ru > Химия > Фосфор: строение атома, химические и физические свойства

Фосфор (Р) — элемент VA группы, которую составляют также азот, сурьма, мышьяк, висмут. Название, происходящее от греческих слов, означает в переводе «несущий свет».

В природе фосфор встречается только в связанном виде. Основные минералы, содержащие фосфор: апатиты — хлорапатит 3Ca3(PO4)2*Ca(Cl)2 или фторапатит 3Ca3(PO4)2*Ca (F)2 и фосфорит 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2. в земной коре — примерно 0,12 массовых %.

• История открытия
• Общая характеристика элемента
• Физические свойства
• Химические свойства
• Соединения фосфора
• Способ получения
• Области применения

Фосфор является жизненно важным элементом. Его биологическую роль сложно переоценить, ведь он входит в состав таких важных соединений, как белки и аденозинтрифосфат (АТФ), содержится в тканях животных (например, фосфорные соединения отвечают за сокращения мышечной ткани, а содержащийся в костях фосфат кальция обеспечивает прочность скелета), содержится он также и в тканях растений.

История открытия

Открыть фосфор в химии удалось во второй половине XVII века. Чудотворный носитель света (лат. phosphorus mirabilis), как было названо вещество, получалось из человеческой мочи, кипячение которой приводило к получению из жидкой субстанции воскоподобного светящегося в темноте вещества.

Общая характеристика элемента

Общая электронная конфигурация валентного уровня атомов элементов VA группы ns2np3. В соответствии со строением внешнего уровня в соединения элементы этой группы входят в степенях окисления +3 или +5 (главная, особенно устойчивая степень окисления фосфора), однако фосфор может иметь и другие степени окисления, например, отрицательную -3 или +1.

Электронная конфигурация атома фосфора 1s22s22p63s23p3. Радиус атома 0,130 нм, электроотрицательность 2,1, относительная атомная (молярная) масса 31.

Физические свойства

Фосфор в виде простого вещества существует в виде аллотропных модификаций. Самыми устойчивыми аллотропными модификациями фосфора являются так называемые белый, чёрный и красный фосфор.

• Белый (формулу можно записать как P4)

Молекулярная кристаллическая решётка вещества состоит из четырёхатомных тетраэдрических молекул. Химическая связь в молекулах белого фосфора — ковалентная неполярная.

Основные свойства данного чрезвычайно активного вещества:

• быстрое окисление на воздухе с проявлением хемилюминесценции (способности светиться в темноте в результате химической реакции),
• нерастворимость в воде,
• переход в красный P при нагревании до 250−300°С в безвоздушной среде,
• переход в чёрный P при температуре 200°C и высоком давлении,
• растворимость в органических растворителях, например, CS2.

Белый P является сильнейшим смертельным ядом.

Жёлтым называют неочищенный белый фосфор. Это ядовитое и пожароопасное вещество.

Вещество, представляющее собой большое количество атомов P, которые связаны в цепи сложной структуры, является так называемым неорганическим полимером.

Свойства красного фосфора резко отличаются от свойств белого P: не обладает свойством хемилюминесценции, растворить его удаётся лишь в некоторых расплавленных металлах.

На воздухе, вплоть до температуры 240—250°С, не воспламеняется, но способен к самовоспламенению при трении или ударе. В воде, бензоле, сероуглероде и других веществах это вещество не растворяется, но растворим в трибромиде фосфора, окисляется на воздухе. Не ядовит. В присутствии влаги воздуха постепенно окисляется, образуя оксид.

Также, как и белый, переходит при нагревании до 200°C и под очень высоким давлением в чёрный P.

Вещество представляет собой также неорганический полимер, имеющий слоистую атомную кристаллическую решётку и является наиболее устойчивой модификацией.

Чёрный P — вещество по внешнему виду напоминающее графит. Совершенно нерастворим в воде и органических растворителях. Поджечь его можно, только раскалив до 400°C в атмосфере чистого кислорода. Чёрный P проводит электрический ток.

Таблица физических свойств

Белый/жёлтый	Красный	Чёрный
Агрегатное состояние	Твёрдое кристаллическое вещество	Твёрдое вещество, порошок	Твёрдое кристаллическое вещество
Растворимость в воде	нерастворим	нерастворим	нерастворим
Плотность, г/см3	1,8	2,2	2,7
Температура плавления, °С	44	260	280
Токсичность	сильный яд	не ядовит	не ядовит

Химические свойства

Фосфор, являясь типичным неметаллом, реагирует с кислородом, галогенами, серой, металлами, окисляются азотной кислотой. В реакциях он может проявлять себя как окислителем, так и восстановителем.

Взаимодействие с кислородом белого P приводит к образованию оксидов Р2О3 (оксид фосфора 3) и Р2О5 (оксид фосфора 5), причём первый образуется при недостатке кислорода, а второй — при избытке:

4Р + 3О2 = 2Р2О3

4Р + 5О2 = 2Р2О5

• взаимодействие с металлами

Взаимодействие с металлами приводит к образованию фосфидов, в которых P находится в степени окисления -3, то есть в этом случае он выступает в роли окислителя.

с магнием: 3Mg + 2P = Mg3P2

с натрием: 3Na + P = Na3P

с кальцием: 3Ca + 2P = Ca3P2

с цинком: 3Zn + 2P = Zn3P2

• взаимодействие с неметаллами

С более электроотрицательными неметаллами P взаимодействует как восстановитель, отдавая электроны и переходя в положительные степени окисления.

При взаимодействии с хлором образуются хлориды:

2Р + 3Cl2 = 2PCl3 — при недостатке Cl2

2Р + 5Cl2 = 2PCl5 — при избытке Cl2

Однако с йодом возможно образование только одного йодида:

2Р + 3I2 = 2PI3

С другими галогенами возможно образование соединений 3-х и 5-ти валентного Р в зависимости от соотношения реагентов. При реакции с серой или фтором также образуются два ряда сульфидов и фторидов:

2Р + 3S = P2S3

2Р + 5S = P2S5

Р + 3F = PF3

Р + 5F = PF5

• взаимодействие с кислотами

3P + 5HNO3(разб.) + H2O = 3H3PO4 + 5NO↑

P + 5HNO3(конц.) = H3PO4 + 5NO2↑ + H2O

2P + 5H2SO4(конц.) = 2H3PO4 + 5SO2↑ + H2O

С другими кислотами P не взаимодействует.

• взаимодействие с гидроксидами

Белый фосфор способен реагировать при нагревании с водными растворами щелочей:

P4 + 3KOH + 3H2O = PH3↑ + 3KH2PO2

2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2PH3↑ + 3Ba(H2PO2)

В результате взаимодействия образуется летучее водородное соединение — фосфин (РН3), в котором степень окисления фосфора=-3 и соли фосфорноватистой кислоты (Н3РО2) — гипофосфиты, в которых Р находится в нехарактерной степени окисления +1.

Соединения фосфора

Рассмотрим характеристики соединений фосфора:

• Фосфин — РН3 — газ при комнатной температуре, но уже при небольшом повышении температуры разлагается. Растворим в органических растворителях, но мало растворим в воде. По химическим свойствам — восстановитель. Ядовит. Практического значения это вещество не имеет.
• Оксиды — наиболее стабильным оксидом является фосфорный ангидрид — оксид фосфора V (P2O5). Кристаллическое вещество является очень гигроскопичным и активно используется как осушающий агент. В зависимости от условий при взаимодействии с водой образует либо метафосфорную (НРО3), либо ортофосфорную (Н3РО4), либо пирофосфорную (Н4Р2О7) кислоты. Оксид фосфора III неустойчив. Взаимодействие с водой приводит к образованию фосфорноватистой кислоты (Н3РО3).
• Кислоты разделяют на фосфорные (содержащие атом фосфора в степени окисления +5) — ортофосфорная (Н3РО4), пирофосфорная (Н4Р2О7), метафосфорная (НРО3) и низшие фосфорнокислые кислоты — фосфористая (Н3РО3), фосфорноватистая (Н3РО2).
• Галогениды — хлориды фосфора — широко используемые вещества в органическом синтезе в качестве хлорирующих агентов.

Способ получения

В промышленности Р получают из природных ортофосфатов при температуре 800–1000°С без доступа воздуха с применением кокса и песка:

Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO↑ + 2P↑

Получающийся пар конденсируется при охлаждении в белый Р.

В лаборатории для получения Р особой чистоты используют фосфин и тирхлорид фосфора:

2РН3 + 2РCl3 = P4 + 6HCl

Области применения

В основном Р расходуется для производства ортофосфорной кислоты, которую используют в органическом синтезе, в медицине, а также для получения моющих средств, из её солей получают удобрения.

h2po3-такого соединения нет

Фосфор

Фосфор — элемент 3-го периода и VA-группы Периодической системы, порядковый номер 15. Электронная формула атома [10Ne]3s23p3, устойчивая степень окисления в соединениях +V.

Электроотрицательность фосфора (2,32) значительно ниже, чем у типичных неметаллов, и немного выше, чем у водорода. Образует различные кислородсодержащие кислоты, соли и бинарные соединения, проявляет неметаллические (кислотные) свойства. Большинство фосфатов нерастворимы в воде.

В природе — тринадцатый по химической распространенности элемент (шестой среди неметаллов), встречается только в химически связанном виде. Жизненно важный элемент.

Недостаток фосфора в почве восполняется введением фосфорных удобрений — главным образом суперфосфатов.

Аллотропные модификации фосфора

Красный и белый фосфор Р. Известно несколько аллотропных форм фосфора в свободном виде, главные — это белый фосфор Р4 и красный фосфор Pn. В уравнениях реакций аллотропные формы представляют как Р (красн.) и Р (бел.).

Красный фосфор состоит из полимерных молекул Pn разной длины. Аморфный, при комнатной температуре медленно переходит в белый фосфор. При нагревании до 416 °С возгоняется (при охлаждении пара конденсируется белый фосфор). Нерастворим в органических растворителях. Химическая активность ниже, чем у белого фосфора. На воздухе загорается только при нагревании.

Применяется как реагент (более безопасный, чем белый фосфор) в неорганическом синтезе, наполнитель ламп накаливания, компонент намазки коробка при изготовлении спичек. Не ядовит.

Белый фосфор состоит из молекул Р4. Мягкий как воск (режется ножом). Плавится и кипит без разложения (tпл 44,14 °С, tкип 287,3 °С, р 1,82 г/см3). Окисляется на воздухе (зеленое свечение в темноте), при большой массе возможно самовоспламенение.

В особых условиях переводится в красный фосфор. Хорошо растворим в бензоле, эфирах, сероуглероде. Не реагирует с водой, хранится под слоем воды. Чрезвычайно химически активен. Проявляет окислительно-восстановительные свойства.

Восстанавливает благородные металлы из растворов их солей.

Применяется в производстве Н3Р04 и красного фосфора, как реагент в органических синтезах, раскислитель сплавов, зажигательное средство. Горящий фосфор следует гасить песком (но не водой!). Чрезвычайно ядовит.

Получение в промышленности фосфора

— восстановление фосфорита раскаленным коксом (песок добавляют для связывания кальция):

Ca3(PО4)2 + 5С + 3SiО2 = 3CaSiO3 + 2Р + 5СО (1000 °С)

Пар фосфора охлаждают и получают твердый белый фосфор.

Красный фосфор готовят из белого фосфора (см. выше), в зависимости от условий степень полимеризации n (Pn) может быть различной.

Качественная реакция на ион РО43-

— образование желтого осадка ортофосфата серебра(I).

Применяется для устранения «постоянной» жесткости пресной воды, как компонент моющих средств и фотопроявителей, реагент в синтезе каучука. Уравнения важнейших реакций:

Получение: полная нейтрализация Н3Р04 гидроксидом натрия или по реакции:

Гидроортофосфат натрия Na2HPO4. Кислая оксосоль. Белый, при умеренном нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону. Реагирует с Н3Р04 (конц.), нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион НРО42- — образование желтого осадка ортофосфата серебра (I).

Применяется как эмульгатор при сгущении коровьего молока, компонент пищевых пастеризаторов и фотоотбеливателей.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: неполная нейтрализация Н3Р04 гидроксидом натрия в разбавленном растворе:

2NaOH + Н3РО4 = Na2HPO4 + 2H2O

Дигидроортофосфат натрия NaH2PO4. Кислая оксосоль. Белый, гигроскопичный. При умеренном нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, анион Н2Р04 подвергается обратимой диссоциации. Нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион Н2Р04 — образование желтого осадка ортофосфата серебра(1).

Применяется в производстве стекла, для защиты стали и чугуна от коррозии, как умягчитель воды.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: неполная нейтрализация H3PО4 едким натром:

Н3РО4 (конц.) + NaOH (разб.) = NaH2PO4 + H2O

Ортофосфат кальция Са3(PO4)2— Оксосоль. Белый, тугоплавкий, термически устойчивый. Нерастворим в воде. Разлагается концентрированными кислотами. Восстанавливается коксом при сплавлении. Основной компонент фосфоритных руд (апатиты и др.).

Применяется для получения фосфора, в производстве фосфорных удобрений (суперфосфаты), керамики и стекла, осажденный порошок — как компонент зубных паст и стабилизатор полимеров.

Уравнения важнейших реакций:

Фосфорные удобрения

Смесь Са(Н2Р04)2 и CaS04 называется простым суперфосфатом, Са(Н2Р04)2 с примесью СаНР04 — двойным суперфосфатом, они легко усваиваются растениями при подкормке.

Наиболее ценные удобрения — аммофосы (содержат азот и фосфор), представляют собой смесь аммонийных кислых солей NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4.

Хлорид фосфора (V) PCI5. Бинарное соединение. Белый, летучий, термически неустойчивый. Молекула имеет строение тригональной бипирамиды (sp3 d-гибридизация).

В твердом состоянии димер P2Cl10 с ионным строением РСl4+[РСl6]—. «Дымит» во влажном воздухе. Весьма реакционноспособный, полностью гидролизуется водой, реагирует со щелочами. Восстанавливается белым фосфором.

Применяется как хлорагент в органическом синтезе. Ядовит.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: хлорирование фосфора.

Фосфор — один из элементов жизни

Фо́сфор (от др.-греч. φῶς — свет и φέρω — несу; φωσφόρος — светоносный; лат. Phosphorus) — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 15.

Элемент входит в группу пниктогенов. Фосфор — один из распространённых элементов земной коры: его содержание составляет 0,08—0,09 % её массы. Концентрация в морской воде 0,07 мг/л. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности.

Образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), фосфорит и другие. Фосфор входит в состав важнейших биологических соединений — фосфолипидов.

Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.

Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать философский камень, а получил светящееся вещество.

Бранд сфокусировался на опытах с человеческой мочой, так как полагал, что она, обладая золотистым цветом, может содержать золото или нечто нужное для его добычи.

Первоначально его способ заключался в том, что сначала моча отстаивалась в течение нескольких дней, пока не исчезнет неприятный запах, а затем кипятилась до клейкого состояния. Нагревая эту пасту до высоких температур и доводя до появления пузырьков, он надеялся, что, сконденсировавшись, они будут содержать золото.

После нескольких часов интенсивных кипячений получались крупицы белого воскоподобного вещества, которое очень ярко горело и к тому же мерцало в темноте. Бранд назвал это вещество phosphorus mirabilis (лат. «чудотворный носитель света»). Открытие фосфора Брандом стало первым открытием нового элемента со времён античности.

Картина Джозефа Райта «Алхимик, открывающий фосфор» (1771 год), предположительно описывающая открытие фосфора Хеннигом Брандом.
Несколько позже фосфор был получен другим немецким химиком — Иоганном Кункелем.

Независимо от Бранда и Кункеля фосфор был получен Р. Бойлем, описавшим его в статье «Способ приготовления фосфора из человеческой мочи», датированной 14 октября 1680 года и опубликованной в 1693 году.

Более усовершенствованный способ получения фосфора был опубликован в 1743 году Андреасом Маргграфом.

Существуют данные, что фосфор умели получать ещё арабские алхимики в XII в.

То, что фосфор — простое вещество, доказал Лавуазье.

Физические и химические свойства

Элементарный фосфор при нормальных условиях существует в виде нескольких устойчивых аллотропических модификаций. Все существующие аллотропные модификации фосфора пока (2016 г.) до конца не изучены. Традиционно различают четыре его модификации: зеленовато-белый, красный, чёрный и металлический фосфор.

Иногда их ещё называют главными аллотропными модификациями, подразумевая при этом, что все остальные описываемые модификации являются смесью этих четырёх.

При стандартных условиях устойчивы только три аллотропических модификации фосфора (например, белый фосфор термодинамически неустойчив (квазистационарное состояние) и переходит со временем при нормальных условиях в красный фосфор). В условиях сверхвысоких давлений термодинамически устойчива металлическая форма элемента.

Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим и химическим характеристикам, особенно по химической активности. При переходе состояния вещества в более термодинамически устойчивую модификацию снижается химическая активность, например, при последовательном превращении белого фосфора в красный, потом красного в чёрный (металлический).

Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Химические свойства фосфора во многом определяются его аллотропной модификацией. Белый фосфор очень активен, в процессе перехода к красному и чёрному фосфору химическая активность снижается.

Белый фосфор в воздухе при окислении кислородом воздуха при комнатной температуре излучает видимый свет, свечение обусловлено фотоэмиссионной реакцией окисления фосфора.
В жидком и растворенном состоянии, а также в парах до 800 °С фосфор состоит из молекул Р4.

При нагревании выше 800 °С молекулы диссоциируют: Р4 = 2Р2. При температуре выше 2000 °С молекулы распадаются на атомы.

Применение

Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности. Красный фосфор применяют в производстве спичек. Его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробки. При трении спичечной головки, в состав которой входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение.

Пожалуй, первое свойство фосфора, которое человек поставил себе на службу, — это горючесть. Горючесть фосфора очень велика и зависит от аллотропической модификации.
Фосфор (в виде фосфатов) — один из трёх важнейших биогенных элементов, участвует в синтезе АТФ.

Большая часть производимой фосфорной кислоты идёт на получение фосфорных удобрений — суперфосфата, преципитата, аммофоски и др.
Фосфаты широко используются:
в качестве комплексообразователей (средства для умягчения воды),
в составе пассиваторов поверхности металлов (защита от коррозии, например, т. н. состав «мажеф»).

Способность фосфатов формировать прочную трёхмерную полимерную сетку используется для изготовления фосфатных и алюмофосфатных связок.

Стихи о фосфоре

Фосфор — неметалл он важный,
Он в костях хранится наших.
В удобрениях отрада.
И на списке должен быть.

Слишком даже аллотропен
Бывает красным порошком.
Есть белый «парафин»
И черный «графит».

Образует он фосфаты.
Кислоту ортофосфорную.
Даже есть металл-фосфор.
Если давление сменить.

Он бывает и токсичен,
Так что осторожней с ним.
Красный, белый — смерть обитель.
Не берите в руки их. 

*****

Познакомьтесь все со мной!
Я свечусь во тьме ночной.
Разным быть могу на вид:
Белый Фосфор – ядовит,
Если я по цвету красный,
Это Фосфор безопасный!

*****

Есть фосфор белый, черный, красный –
Три аллотропных формы есть.
Вот белый: это яд опасный.
Слегка нагреешь – вспыхнет весь.
Элемент был назван «светоносным»
За то, что в полной темноте
Свет испускает белый фосфор,
В воздушной находясь среде.

Известен людям фосфор красный,
Ведь спички зажигают все.
В составе смеси безопасной
Он есть на каждом коробке.
Запомним: в спичечной головке
Смесь серы с солью Бертолле.
Мы чиркнем спичкой о коробку,
И вмиг окажемся в тепле:
6P + 5KCLO3 = 3P2O5 + 5KCl.

В природе мы в свободном виде,
Конечно, фосфор не найдем.
Можно извлечь из фосфорита (Ca3(PO4)2)
Его химическим путем.
Фосфат и уголь измельчают,
Добавив кварцевый песок.

В печах смесь сильно нагревают,
Используя электроток:
Ca3(PO4)2 + 5С + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2P + 5CO2

Шаркунова Н.

*****

Мечтая раздобыть свой философский камень,
Способный приоткрыть златые ворота,
Алхимик Бранд увидел синий пламень
И фосфором нарек его тогда.
Он «элементом мысли» будет назван,
Плодоношенье трав определит.

И даст начало удобреньям разным:
Природный фосфорит и апатит.
Двуликий фосфор: миф о нем развеян.
Он даст завесы дым — лишь только тронь.
Или в компании с стеклом и клеем
На спичке в коробке смирит огонь.

Недогибченко О.

*****

Коль с буквы Б начнём мы слово,
Оно откроет нам пролив
И будет каждому не ново,
Кто в атлас смотрит, терпелив.
Лишь Б на Ф мы заменили,
И появился неметалл.
Из глаз собаки Баскервилей
Он искры яркие метал.
(Босфор, фосфор)

Фосфор и его соединения. Практическое применение соединений фосфора

Среди биогенных элементов особое место следует выделить именно фосфору. Ведь без него невозможно существование таких жизненно важных соединений, как, например, АТФ или фосфолипиды, а также многие другие органические вещества.

При этом и неорганика данного элемента весьма богата на различные молекулы. Фосфор и его соединения находят широкое применение в промышленности, являются важными участниками биологических процессов, используются в самых разных отраслях деятельности человека.

Поэтому рассмотрим, что собой представляет данный элемент, каково его простое вещество и самые важные соединения.

Фосфор: общая характеристика элемента

Положение в периодической системе можно описать в нескольких пунктах.

1. Пятая группа, главная подгруппа.
2. Третий малый период.
3. Порядковый номер — 15.
4. Атомная масса — 30,974.
5. Электронная конфигурация атома 1s22s22p63s23p3.
6. Возможные степени окисления от -3 до +5.
7. Химический символ — Р, произношение в формулах «пэ». Название элемента — фосфор. Латинское название Phosphorus.

История открытия данного атома уходит своими корнями в далекий XII век. Еще в записях алхимиков встречались сведения, говорящие о получении неизвестного «светящегося» вещества.

Однако официальной датой синтеза и открытия фосфора стал 1669 год. Обанкротившийся торговый купец Бранд в поисках философского камня случайно синтезировал вещество, способное издавать свечение и сгорающее ярким ослепляющим пламенем.

Сделал он это путем многократного прокаливания человеческой мочи.

После него независимо друг от друга примерно одинаковыми способами данный элемент получили:

• И. Кункелем;
• Р. Бойлем;
• А. Маргграфом;
• К. Шееле;
• А. Лавуазье.

Сегодня один из самых популярных способов синтеза данного вещества — восстановление из соответствующих фосфорсодержащих минералов при высоких температурах под воздействием угарного газа и кремнезема. Процесс осуществляется в специальных печах.

Фосфор и его соединения являются очень важными веществами как для живых существ, так и для множества синтезов в химической отрасли. Поэтому следует рассмотреть, что же представляет собой данный элемент как простое вещество и где в природе содержится.

Простое вещество фосфор

Сложно назвать какое-то конкретное соединение, когда речь идет о фосфоре. Это объясняется многочисленностью аллотропных видоизменений, которые имеет этот элемент. Выделяют четыре основных разновидности простого вещества фосфора.

1. Белый. Это соединение, формула которого Р4. Представляет собой белое летучее вещество, обладающее резким неприятным запахом чеснока. Самовозгорается на воздухе при обычной температуре. Сгорает светящимся бледно-зеленым светом. Очень ядовито и опасно для жизни. Химическая активность чрезвычайно высокая, поэтому получают его и хранят под слоем очищенной воды. Это возможно благодаря плохой растворимости в полярных растворителях. Лучше всего для этого белому фосфору подходит сероуглерод и органические вещества. При нагревании способно переходит в следующую аллотропную форму — красный фосфор. При конденсации и охлаждении паров способен формировать пласты. На ощупь жирные, мягкие, легко режущиеся ножом, белого цвета (слегка желтоватого). Температура плавления 440С. Благодаря химической активности используется в синтезах. Но из-за ядовитости не имеет широкого промышленного применения.
2. Желтый. Это плохо очищенная форма белого фосфора. Является еще более ядовитой, также неприятно пахнет чесноком. Возгорается и горит ярким светящимся зеленым пламенем. Данные желтые или бурые кристаллы в воде не растворяются совсем, при полном окислении выделяют клубы белого дыма составом Р4О10.
3. Красный фосфор и его соединения являются самой распространенной и наиболее часто применяемой в промышленности модификацией данного вещества. Пастообразная красная масса, которая при повышенном давлении может переходить в форму фиолетовых кристаллов, является химически малоактивной. Это полимер, способный растворяться только в некоторых металлах и больше ни в чем. При температуре в 2500С возгоняется, переходя в белую модификацию. Не ядовит настолько сильно, как предыдущие формы. Однако при длительном воздействии на организм токсичен. Его используют в нанесении зажигающего покрытия на спичечные коробки. Это объясняется тем, что самовозгораться он не может, а вот при денотации и трении взрывается (зажигается).
4. Черный. По внешним данным очень напоминает графит, так же является жирным на ощупь. Это полупроводник электрического тока. Темные кристаллы, блестящие, которые не способны растворяться ни в каких растворителях вообще. Чтобы он загорелся, нужны очень высокие температуры и предварительное раскаливание.

Также интересна не так давно открытая форма фосфора — металлический. Он является проводником и имеет кубическую кристаллическую решетку.

Нахождение в природе

Как биогенный элемент, фосфор является очень распространенным. Его процентное содержание в земной коре составляет 0,09%. Это достаточно большой показатель. Где встречается этот атом в природе? Можно назвать несколько основных мест:

• зеленая часть растений, их семена и плоды;
• животные ткани (мышцы, кости, зубная эмаль, многие важные органические соединения);
• земная кора;
• почва;
• горные породы и минералы;
• морская вода.

При этом можно говорить только о связанных формах, но не о простом веществе. Ведь он крайне активен, и это не позволяет ему быть свободным. Среди минералов самыми богатыми на фосфор являются:

• инглишит;
• фторапаптит;
• сванбергит;
• фосфорит и другие.

Биологическое значение данного элемента переоценить невозможно. Ведь он входит в состав таких соединений, как:

• белки;
• фосфолипиды;
• ДНК;
• РНК;
• фосфопротеиды;
• ферменты.

То есть всех тех, которые являются жизненно важными и из которых строится в целом весь организм. Суточная норма для обычного взрослого человека около 2 грамм.

Фосфор и его соединения

Как очень активный, данный элемент образует множество различных веществ. Ведь он формирует и фосфиды, и сам выступает как восстановитель. Благодаря этому сложно назвать элемент, который был бы инертен при реакции с ним. А поэтому формулы соединений фосфора крайне разнообразны. Можно привести несколько классов веществ, в образовании которых он активный участник.

1. Бинарные соединения — оксиды, фосфиды, летучее водородное соединение, сульфид, нитрид и прочие. Например: Р2О5, PCL3, P2S3, PH3 и прочие.
2. Сложные вещества: соли всех типов (средние, кислые, основные, двойные, комплексные), кислоты. Пример: Н3РО4, Na3PO4, H4P2O6, Ca(H2PO4)2, (NH4)2HPO4 и другие.
3. Кислородсодержащие органические соединения: белки, фосфолипиды, АТФ, ДНК, РНК и прочие.

Большинство обозначенных типов веществ имеют важное промышленное и биологическое значение. Применение фосфора и его соединений возможно и в медицинских целях, и для изготовления вполне обыденных бытовых предметов.

Соединения с металлами

Бинарные соединения фосфора с металлами и менее электроотрицательными неметаллами имеют название фосфиды. Это солеподобные вещества, которые обладают крайней неустойчивостью при воздействии разных агентов. Быстрое разложение (гидролиз) вызывает даже обычная вода.

Кроме того, под действием неконцентрированных кислот происходит также распад вещества на соответствующие продукты. Например, если говорить о гидролизе фосфида кальция, то продуктами станут гидроксид металла и фосфин:

Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3↑

А подвергая фосфид разложению под действием минеральной кислоты, мы получим соответствующую соль и фосфин:

Ca3P2 + 6HCL = 3CaCL2 + 2PH3↑

В целом ценность рассматриваемых соединений как раз в том, что в результате образуется водородное соединение фосфора, свойства которого рассмотрим ниже.

Летучие вещества на основе фосфора

Таких можно выделить два основных:

О первом мы уже упоминали выше и характеристики приводили. Сказали, что это белый густой дым, сильно ядовитый, неприятно пахнущий и самовоспламеняющийся при обычных условиях.

А вот что такое фосфин? Это самое распространенное и известное летучее вещество, в состав которого входит рассматриваемый элемент. Оно бинарное, и второй участник — водород. Формула водородного соединения фосфора — РН3, название фосфин.

Свойства этого вещества можно описать так.

1. Летучий бесцветный газ.
2. Очень ядовитый.
3. Обладает запахом гнилой рыбы.
4. С водой не взаимодействует и очень плохо в ней растворяется. Хорошо растворим в органике.
5. При обычных условиях очень химически активен.
6. Самовоспламеняется на воздухе.
7. Образуется при разложении фосфидов металлов.

Другое название — фосфан. С ним связаны истории из самой древности. Все дело в «блуждающих огнях», которые иногда люди видели и видят сейчас на кладбищах, болотах. Шарообразные или свечеподобные огоньки, которые возникают то здесь, то там, создавая впечатление движения, считались плохим предзнаменованием и их очень боялись суеверные люди.

Причиной этого явления, по современным взглядам некоторых ученых, можно считать самовозгорание фосфина, который образуется естественным путем при разложении органических остатков, как растительных, так и животных. Газ выходит наружу и, соприкасаясь с кислородом воздуха, загорается. Цвет и размер пламени может варьироваться.

Чаще всего, это зеленоватые яркие огоньки.

Очевидно, что все летучие соединения фосфора — ядовитые вещества, которые легко обнаружить по резкому неприятному запаху. Этот признак помогает избежать отравления и неприятных последствий.

Соединения с неметаллами

Если фосфор ведет себя как восстановитель, то следует говорить о бинарных соединениях с неметаллами. Чаще всего именно они оказываются более электроотрицательными. Так, можно выделить несколько типов веществ подобного рода:

• соединение фосфора и серы — сульфид фосфора P2S3;
• хлорид фосфора III, V;
• оксиды и ангидрид;
• бромид и йодид и прочие.

Химия фосфора и его соединений разнообразна, поэтому сложно обозначить самые важные из них. Если же говорить конкретно о веществах, которые образуются их фосфора и неметаллов, то наибольшее значение имеют оксиды и хлориды разного состава. Они используются в химических синтезах как водоотнимающие средства, как катализаторы и так далее.

Так, одним из самых сильных осушающих средств является высший оксид фосфора — Р2О5. Он настолько сильно притягивает воду, что при прямом контакте с ней происходит бурная реакция с сильным шумовым сопровождением. Само по себе вещество представляет собой белую снегообразную массу, по агрегатному состоянию ближе к аморфному.

Кислородсодержащие органические соединения с фосфором

Известно, что органическая химия по численности соединений намного превосходит неорганическую. Это объясняется явлением изомерии и способностью атомов углерода формировать различного строения цепочки атомов, замыкаясь друг с другом.

Естественно, есть определенный порядок, то есть классификация, которой подчиняется вся органическая химия. Классы соединений разные, однако, нас интересует один конкретный, напрямую связанный с рассматриваемым элементом.

Это кислородсодержащие соединения с фосфором. К ним относятся:

• коферменты — НАДФ, АТФ, ФМН, пиридоксальфосфат и другие;
• белки;
• нуклеиновые кислоты, так как остаток фосфорной кислоты входит в состав нуклеотида;
• фосфолипиды и фосфопротеиды;
• ферменты и катализаторы.

Вид иона, в котором фосфор участвует в образовании молекулы данных соединений, следующий — РО43-, то есть это кислотный остаток фосфорной кислоты. В состав некоторых белков он входит в виде свободного атома или простого иона.

Для нормальной жизнедеятельности каждого живого организма данный элемент и образуемые им органические соединения крайне важны и необходимы. Ведь без белковых молекул невозможно построение ни одной структурной части тела. А ДНК и РНК — главные носители и передатчики наследственной информации. В общем, все соединения должны присутствовать в обязательном порядке.

Применение фосфора в промышленности

Применение фосфора и его соединений в промышленности можно охарактеризовать в нескольких пунктах.

1. Используют в производстве спичек, взрывчатых соединений, зажигательных бомб, некоторых видов топлива, смазочных материалов.
2. Как поглотитель газов, а также при изготовлении ламп накаливания.
3. Для защиты металлов от коррозии.
4. В сельском хозяйстве в качестве удобрений почвы.
5. Как средство для умягчения воды.
6. В химических синтезах при производстве разных веществ.

Роль в живых организмах сводится к участию в процессах образования зубной эмали и костей. Участие в реакциях ана- и катаболизма, а также поддержание буферности внутренней среды клетки и биологических жидкостей. Является основой в синтезе ДНК, РНК, фосфолипидов.

Модификации и свойства

Элементарный фосфор существует в виде нескольких аллотропных модификаций — белый, красный, чёрный. Белый фосфор — воскообразное прозрачное вещество с характерным запахом, образуется при конденсации паров фосфора. В присутствии примесей — следов красного фосфора, мышьяка, железа и др. — окрашен в жёлтый цвет, поэтому товарный белый фосфор называется жёлтым.

Существуют 2 модификации белого фосфора а-Р имеет кубическую решётку плотнейшей упаковки а=0,185 нм; плотность 1828 кг/м3; t плавления 44,2°С, t кипения 277°С; теплопроводность 0,56 Вт/(м•К); молярная теплоёмкость 23,82 Дж/(моль•К); температурный коэффициент линейного расширения 125•10-6 К-1 ; по электрическим свойствам белый фосфор близок к диэлектрикам.

При температуре 77,8°С и давлении 0,1 МПа а-Р переходит в b-Р (решётка ромбическая, плотность 1880 кг/м3). Нагрев белого фосфора без доступа воздуха при 250-300°С в течение нескольких часов приводит к образованию красной модификации.

Обычный товарный красный фосфор практически аморфен, однако при длительном нагревании может переходить в одну из кристаллических форм (триклинную, кубическую) с плотностью от 2000 до 2400 кг/м3 и t плавления 585-610°С. При возгонке (t вoзгонки 431°С) красный фосфор превращается в газ, при охлаждении которого образуется в основном белый фосфор.

При нагревании белого фосфора до 200-220°С под давлением 1,2-1,7 ГПа образуется чёрный фосфор. Данный вид превращения можно осуществить и при нормальном давлении (при t 370°С), используя в качестве катализатора ртуть, а также небольшое количество чёрного фосфора для затравки.

Чёрный фосфор — кристаллическое вещество с ромбической решёткой (а=0,331, b=0,438 и с=1,05 нм), плотность 2690 кг/м3, t плавления 1000 °С; по внешнему виду похож на графит; полупроводник, диамагнитен. При нагревании до температуры 560-580°С и давлении насыщенных паров переходит в красный фосфор.

Химический фосфор

Атомы фосфора объединяются в двухатомные (Р2) и четырёхатомные (Р4) полимерные молекулы. Наиболее устойчивы при нормальных условиях молекулы, содержащие длинные цепи связанных между собой тетраэдров Р4. В соединениях фосфор имеет степень окисления +5, +3, -3.

Подобно азоту в химических соединениях образует главным образом ковалентную связь. Фосфор химически активный элемент. Наибольшей активностью отличается его белая модификация, которая при температуре около 40°С самовоспламеняется, поэтому хранится под слоем воды. Красный фосфор воспламеняется при ударе или трении.

Чёрный фосфор малоактивен и с трудом воспламеняется при поджигании. Окисление фосфора обычно сопровождается хемилюминесценцией. При горении фосфора в избытке кислорода образуется P2O5, при недостатке — в основном Р2O3.

Фосфор образует кислоты: орто- (H3PO4), полифосфорные (Hn+2 РО3n+1), фосфористую (H3PO3), фосфорноватую (H4Р2О6), фосфорноватистую (H3PO2), а также надкислоты: надфосфорную (H4Р2О8) и мононадфосфорную (H3PO5).

Фосфор непосредственно реагирует со всеми галогенами с выделением большого количества тепла. Известны сульфиды и нитриды фосфора. При температуре 2000°С фосфор взаимодействует с углеродом, образуя карбид (PC3); при нагревании фосфора с металлами — фосфиды. Белый фосфор и его соединения высокотоксичны, ПДК 0,03 мг/м3.

Фосфор в природе

Среднее содержание фосфора в земной коре (кларк) 9,3•10-2%, в ультраосновных породах 1,7• 10-2%, основных — 1,4•10-2%, кислых — 7• 10-2%, осадочных — 7,7•10-2%. Фосфор участвует в магматических процессах и энергично мигрирует в биосфере.

С обоими процессами связаны его крупные накопления, образующие промышленные месторождения апатитов — Ca5(PO4)3(F, Cl) и фосфоритов — аморфный Ca5(PO4)3(OH, CO3) с различными примесями. Фосфор исключительно важный биогенный элемент, который накапливается многими организмами.

Именно с биогенной миграцией связаны процессы концентрации фосфора в земной коре. Известно свыше 180 минералов, содержащих фосфор.

Получение и применение

В промышленных масштабах фосфор извлекают из природных фосфатов электротермическим восстановлением коксом при температурах 1400-1600°С в присутствии кремнезёма (кварцевого песка); газообразный фосфор после очистки от пыли направляется в конденсационные установки, где под слоем воды собирают жидкий технический белый фосфор.

Основная масса производимого фосфора перерабатывается в фосфорную кислоту и получаемые на её основе фосфорные удобрения и технические соли. Широко применяются соли фосфорных кислот — фосфаты, в несколько меньшей степени — фосфиты и гипофосфиты.

Белый фосфор используется при изготовлении зажигательных и дымовых снарядов; красный — в спичечном производстве.

The post Фосфор — главный элемент? appeared first on Химия.

]]> https://himya.ru/fosfor-glavnyj-element.html/feed 0 https://himya.ru/kak-izbavitsya-ot-plastika.html https://himya.ru/kak-izbavitsya-ot-plastika.html#respond Tue, 14 May 2019 12:34:33 +0000 http://himya.ru/?p=18977 Как избавиться от пластика Вакуумные упаковки, пакеты для продуктов на развес, емкости для бытовой химии...

The post Как избавиться от пластика? appeared first on Химия.

]]> Как избавиться от пластика

Вакуумные упаковки, пакеты для продуктов на развес, емкости для бытовой химии и косметики, бутылки — это лишь малая часть пластиковой продукции, которая, на самом деле, никому не нужна. Для тех, кто хочет в этом убедиться, редакция «Со Вкусом» подготовила для вас специальный материал.

Представьте, какой станет ваша жизнь, если вычеркнуть из нее пластик. Неудобной? Затратной? Может, в ней останется меньше свободного времени? Всё это мифы, без которых производство синтетики просто не смогло бы существовать. Рассказываем, как это будет на самом деле.

Вред пластика

Только задумайтесь: 70—80 % мусорного ведра занимает пластик и полиэтилен, и за каждый процент этих синтетических отходов были заплачены деньги.

Вода, продающаяся в бутылке, стоит в десять раз меньше, чем емкость, в которой она продается.

Это значит, что даже если не поднимать такую глобальную тему, как загрязнение планеты, отказ от пластика — блестящее решение для каждого.

Для начала стоит заметить, что многоразовый пластик, медицинское оборудование и упаковки медикаментов — это совсем другая история.

Еда — наше всё

Первая проблема, с которой вы столкнетесь – прозрачный пластиковый барьер, который станет между вами и любимыми продуктами. Запакованные колбасы, филе, сыры, молочные продукты, выпечка и овощи с фруктами, которые нужно брать полиэтиленовыми одноразовыми перчатками и класть в полиэтиленовые одноразовые пакеты.

Бороться с этим проще, чем кажется. Брать продукты на вес почти всегда выгодно и во всех случаях экологично. Замените пакеты из синтетики на экосумки и мешочки (для круп, например). Если на кассе вам предложат завернуть какой-то продукт в полиэтилен, воспользуйтесь бумагой.

При покупке мяса используйте пластиковый контейнер, а для его хранения — стеклянные банки. Вода, большая часть которой продается исключительно в пластике, намного дешевле (а порой и качественнее) на разлив, а еще лучше купить фильтр и платить за нее копейки, не выходя из дома при этом.

Многоразовая бутылка из стекла не только выглядит лучше. Она сэкономит до 20 долларов в месяц в странах СНГ.

Чистота или жизнь без пластика?

К сожалению, почти вся косметическая продукция и хозяйственная химия продается в синтетической упаковке. Полностью отказаться от этого и жить привычной жизнью невозможно, но парочка лайфхаков найдется.

Шампунь можно заменить (или заменять время от времени) на натуральный: для этого замочите 2 столовые ложки ржаной муки кипятком, дайте смеси остыть, добавьте яйцо. Смесь хорошо пенится и деликатно очищает волосы и кожу головы.

Моющее средство для стекол и других поверхностей легко заменяется аммиаком, разведенным водой. А жидкое мыло вполне можно заменить бруском, который продается в бумажной упаковке.

Что делать с мусором

Выкидывать пластик с помощью пластика — это ли не ирония? Мусорные пакеты очень удобны, герметичны и легки, но даже они навязаны нам силой привычки. Во-первых, мусор можно выбрасывать непосредственно в мусорном ведре. Предварительно лучше застелить дно газетой.

Для тех, кто подойдет к проблеме загрязнения планеты со всей серьезностью, сортировка мусора не должна быть сложной задачей.

Пластик (который периодически всё равно будет появляться в доме, если вы купите мебель, примете подарок в герметичной упаковке или купите технику), бумагу и пищевые отходы складывайте отдельно.

Первые два вида мусора годятся для переработки.

А органические отходы пригодятся тем, у кого есть дача или палисадник: компост — лучшее, но в то же время бесплатное удобрение.

Не только люди, вся наша планета тонет в пластике. С 1950-го было произведено больше 8 миллиардов тонн этого материала, реальные цифры были опубликованы в журнале «Science Advances». Это при том, что пластик разлагается десятки лет и представляет смертельную угрозу для живых существ.

Стоит ли за это платить деньги? Вряд ли.

Наша редакция обратила внимание на эту проблему, так как пищевая промышленность — едва ли не главный поставщик одноразового пластикового мусора: стаканчики, столовые приборы, тарелки всех видов, бутылки, мягкие упаковки, пластиковые банки, пищевая пленка и многое другое. Если вы разделяете нашу точку зрения, поделитесь этой статьей с друзьями. И не забывайте о том, что натуральные материалы, как и натуральные продукты, намного полезнее и чище.

Смерть в пакете: что будет с каждым из нас, если и дальше покупать еду в пластиковой упаковке

Вакуумные упаковки, пакеты для продуктов на развес, емкости для бытовой химии и косметики, бутылки — это лишь малая часть пластиковой продукции, которая, на самом деле, никому не нужна. Для тех, кто хочет в этом убедиться, редакция «Со Вкусом» подготовила для вас специальный материал.

Представьте, какой станет ваша жизнь, если вычеркнуть из нее пластик. Неудобной? Затратной? Может, в ней останется меньше свободного времени? Всё это мифы, без которых производство синтетики просто не смогло бы существовать. Рассказываем, как это будет на самом деле.

Как мир борется с одноразовым пластиком: 10 экологических инициатив

Загрязнение планеты пластиком достигло невероятных масштабов. В результате производители осознали свою ответственность, а правительства ряда стран перешли к активным действиям в борьбе против пластика.

Почти каждый день можно увидеть новость о том, что очередная страна, город или компания отказываются от пластика и, в первую очередь, от одноразовой продукции. К антипластиковой кампании уже присоединились 40 государств.

Recycle собрал наиболее яркие примеры борьбы с пластиковым загрязнением.

Запрет пластиковых пакетов в Кении

Кения стала известна тем, что ввела самый строгий запрет на полиэтиленовые пакеты в мире. За использование пакета можно получить штраф в размере 32.500 евро или тюремный срок до четырех лет.

Сейчас власти заявляют о своей победе, и их успех настолько впечатляет, что другие восточноафриканские страны, такие как Уганда, Танзания, Бурунди и Южный Судан хотят последовать примеру Кении. 

Министр окружающей среды говорит, что отношение производителей заметно изменилось: «Сейчас компании сами обращаются к нам и предлагают новые решения». Следующие на очереди у правительства – ПЭТ-бутылки, и заинтересованные компании уже предлагают схему управления, которая поможет организовать сбор и переработку бутылок.

Запрет одноразового пластика в Евросоюзе

В Евросоюзе введут запрет на одноразовую пластиковую посуду, а также сбор в размере 80 центов за один килограмм непригодного к переработке мусора. 

В частности, предлагается запретить одноразовую посуду, столовые приборы, соломинки для напитков, ватные палочки и пластиковые крепления для воздушных шаров. Кроме того, ограничения также могут коснуться пластиковых упаковок для еды, которую продают на вынос закусочные. 

В первую очередь, будут запрещены трубочки для напитков и ватные палочки. Еврокомиссар по бюджету ЕС Гюнтер Эттингер (Günther Oettinger), предложил взимать с властей стран Евросоюза 80 центов за каждый килограмм пластикового мусора, непригодного к переработке. Такая мера может сократить объем пластиковых отходов. 

Согласно исследованию Кёльнского института немецкой экономики, только каждый житель Германии ежегодно производит 37 килограмм пластикового мусора.

Запрет коснется и депутатов Европарламента в Брюсселе. Так, из столовой Европарламента в Брюсселе уберут всю пластиковую посуду, а на заседаниях они не будут пить воду из пластиковых бутылок. 

Вместо этого в помещениях Европарламента установят более 150 фонтанчиков с питьевой водой. Отказ от одноразового пластика начнется с июля 2019 года. 

Запрет одноразового пластика в Индии

Премьер-министр Индии Нарендра Моди сделал громкое заявление о том, что страна откажется от одноразового пластика к 2022 году. 

«Выбор, который мы делаем сегодня, определит наше будущее, — сказал Моди. – Этот выбор будет нелегким, но современные технологии, глобальное партнерство и осознание важности поставленной цели помогут нам добиться своего. Давайте вместе остановим пластиковое загрязнение и сделаем нашу планету лучшим местом для жизни».

Ситуация с пластиковым загрязнением в Индии сейчас катастрофическая, большая часть пластикового мусора попадает на побережье и пляжи, в реки страны, а затем и в океан. 

Во второй по численности населения страны мира до сих пор нет развитой системы сортировки и переработки отходов. 

По данным Министерства городского развития, в Индии ежедневно производится 160 000 тонн мусора. 

С 2017 года в столице Индии — Дели — уже действует запрет на использование одноразовой пластиковой посуды, стаканов, пакетов и других предметов. К 2022 году этот запрет должен распространиться на всю страну. 

Цели Индии оказались, по мнению ООН, слишком оптимистичными. Например, Великобритания готова отказаться от одноразового пластика только к 2042 году.

Запрет пластиковых соломинок и ушных палочек в Великобритании

Британское правительство намерено запретить в Англии пластиковые соломинки и палочки для перемешивания коктейлей, а также ушные палочки.

Полностью избавиться от этих пластиковых предметов в Великобритании планирует к 2042 году в рамках национальной стратегии. 

«Пластиковые отходы — одна из самых больших проблем для экологии, которая есть в мире, особенно они опасны для океана, — заявила в этой связи британский премьер-министр Тереза Мэй.

 — Правительство Соединенного Королевства является мировым лидером в этом вопросе, а британцы продемонстрировали энтузиазм и энергичность, дружелюбно встретив наш налог на пластиковые пакеты и запрет на микрочастицы».

По оценкам правительства, только пластиковых соломинок в Великобритании в год выбрасывается около 8,5 млрд. Они особенно пагубно влияют на морских животных и экологию океана.

По данным экспертов, к 2050 году объем произведенного пластикового мусора достигнет 12 млрд тонн.

Как пишет BBC, организаторы около 60 британских независимых музыкальных фестивалей уже заявили о том, что планируют избавиться от одноразовых пластиковых изделий до 2021 года. Кроме того, ряд из них уже пообещали, что уже в 2018 году на фестивалях не будут подавать пластиковые соломинки к напиткам.

Отказ от использования пластика в отелях, магазинах и ресторанах

Положительный пример оказался тоже заразительным. Отели, сети ресторанов и крупных торговых центров также заявили о том, что примут участие в борьбе с одноразовым пластиком.

Так, ИКЕА планирует отказаться от продажи и использования в своих магазинах и ресторанах одноразового пластика к 2020 году.

Это коснется 363 магазинов и ресторанов компании по всему миру. В частности, постепенно уберут из ассортимента или найдут экологичные замены соломинкам для напитков, одноразовой посуде, пакетам для заморозки, мешкам для мусора и бумажным тарелкам и чашкам с пластиковым покрытием.

К концу 2018 года 650 отелей международной сети отелей Hilton откажутся от использования пластиковых трубочек и бутылок. 

Таким образом, компания станет первым международным отельным оператором, который так масштабно откажется от пластиковых изделий.

Представители сети McDonald’s также анонсировали отказ от пластиковых трубочек для напитков с начала мая 2018 года.

Отказ от соломинок для напитков вписывается в планы компании, согласно которым в сети фаст-фуда будут использовать только упаковку из перерабатываемых, возобновляемых или сертифицированных источников к 2025 году.

Бороться с одноразовым пластиком планируют также в Disneyland, Starbucks  и других компаниях по всему миру. 

Запрет полиэтиленовых пакетов в Чили и Боливии 

Чили стала первой страной в Латинской Америке, которая законодательно запретила коммерческое использование пластиковых пакетов, сообщает BBC.

Согласно новому закону, который принял Национальный конгресс Чили и утвердил президент Себастьян Пиньера, предприятия малого бизнеса в стране должны будут полностью отказаться от продажи и использования пластиковых пакетов в течение двух лет. 

Крупные компании обязаны перестать использовать полиэтиленовые пакеты в течение следующих шести месяцев. Нарушители законодательства должны будут заплатить штраф в размере $370.

Пиньера заявил, что новые правила станут отличным шагом в сторону чистой страны. 

«Мы хотим перейти от культуры одноразового использования, где все используется и выбрасывается, к здоровой культуре переработки», — заявил президент.

До этого президент Боливии Эво Моралес также призывал отказаться от использования полиэтиленовых пакетов.
«Мы должны уйти от потребительской культуры, раньше мы не использовали такие пакеты, мы проваливаемся в западную культуру», – с таким заявлением выступил Моралес во время подписания закона об обращении с мусором.

По статистике, в Боливии ежегодно используется 3 миллиарда пластиковых пакетов. Стандартное время использование каждого пакета – не более 20 минут.

Полный отказ от одноразового пластика в Коста-Рике

Коста-Рика может стать первой в мире страной, полностью отказавшейся от пластика, который нельзя переработать. 

Предполагается, что под запретом окажутся не только полиэтиленовые пакеты и пластиковая тара, но и одноразовая посуда — в частности, пластиковые вилки и тарелки, крышки для стаканчиков для кофе и другие товары. По планам, от пластика Коста-Рика избавится к 2021 году.

В Коста-Рике ежедневно производится 4 000 тонн твердых отходов, 20% из них не подвергаются переработке, а остаются в реках Коста-Рики, на океанских пляжах и в лесах, загрязняя природу. 

Кроме отказа от пластика, Коста-Рика планирует к 2021 году нейтрализовать выбросы углекислого газа, перейдя на возобновляемые источники энергии. 

С помощью инвестиций в новые технологии правительство планирует заменить одноразовые пластиковые изделия инновационными.

Запрет всего одноразового пластика на острове в Карибском море

Доминика — государство, расположенное на одном из островов Карибского моря площадью 754 кв.км, — с 1 января 2019 года введет запрет на использование одноразового пластика, сообщает Le Figaro.

В частности, запрет коснется пластиковых соломинок, одноразовой посуды, в том числе тарелок, ножей и вилок, а также кружек и контейнеров из полистирола.

О нововведение сообщил в Твиттере журнал TourismeAntilles. 

La Dominique interdit les équipements en plastique à usage unique. pic..com/HWvmmYqDR3— TourismeAntilles (@TourismAntilles) 27 июля 2018 г.

В твите заявляется, что запрет вступит в силу 1 января 2019 года «в соответствии с видением правительства о создании первой климатически устойчивой нации». Кроме того, Доминика называет себя «островом природы» и говорит о том, что ее основным обязательством является защита окружающей среды. 

Отказ от посуды из пластика в Молдове

Наши соседи также постепенно сокращают использование пластика. Так, с 1 января 2021 года в Молдове запретят одноразовую посуду из пластика. 

Как сообщает журнал Натур-продукт, под запрет попадут пластиковые тарелки, стаканы, ложки, вилки и палочки. Соответствующие поправки внесены в закон «О внутренней торговле» и Кодекс о правонарушениях. 

За нарушение закона предусмотрены штрафы — 4,5 тыс. леев (около 17 тыс. руб.) для физических лиц и 12 тыс. леев (около 45 тыс. руб.) для юридических лиц. По мнению депутатов местного парламента, этот закон поможет избавиться от неперерабатываемого пластика. 

Кроме того, с 1 января 2019 года в Молдове вступит в силу запрет на использование и продажу плотных пластиковых пакетов, к 2021 году этот запрет распространится и на тонкие пластиковые пакеты.

Запрет полиэтиленовых пакетов в Узбекистане

С 1 января 2019 года в торговле и сфере услуг в Узбекистане запрещена бесплатная выдача пакетов из полимерной пленки. Соответствующий указ «О мерах по дальнейшему совершенствованию системы обращения с бытовыми отходами» подписал президент Узбекистана Шавкат Мирзиеев.

Запрещена будет не только бесплатная выдача и продажа таких пакетов ниже их себестоимости, но и производство, а также ввоз пакетов на территорию государства. Исключение будет сделано для пакетов, ввезенных в страну для личного пользования, а также транзитного перемещения товара.

В документе уточняется, что запрещается производство пакетов из полимерной пленки толщиной менее 40 микрон за исключением пакетов, производимых для экспорта. 

Госкомэкологии совместно с заинтересованными министерствами и ведомствами внесут до 1 января 2020 года предложения о целесообразности введения экологического сбора на производимые и импортируемые товары, наносящие вред окружающей среде после использования. 

Кроме того, до 2022 года в стране планируют построить 644 мусоросборочных пункта, а также закупить более 25оо мусорных контейнеров. На специальном интернет-портале в будущем любой человек сможет разместить фото и видеоматериалы о правонарушениях в данной сфере.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
t.me/recyclemagru

Как избавиться от пластика?

Согласно недавнему исследованию, опубликованному в Science, в мировой океан попало 12.7 млн тонн пластика. Не удивляйтесь этим ужасающим цифрам, это лишь малая часть от того объема бытовых отходов, который генерируют страны вдоль береговой линии.

С 1980 года мировое производство пластика выросло на 500%. По объемам загрязнения вод океана, пластик составляет от 80 до 90% .

Тем не менее большая часть его остается на суше, на территории стран третьего мира, которые не имеют необходимых технологий для сортировки и эффективной переработки искусственного материала.

На самом деле именно развивающиеся страны ответственны за самые большие загрязнения. В том же исследовании отмечается, что среди 20 крупнейших загрязнителей Западного мира Соединенные Штаты занимают лишь 20 место.

Можно ли вообще представить наше будущее, лишенное пластика? Многие уверены, что дальнейшее сокращение ископаемого топлива заставит человечество искать альтернативу для замены пластика на что-то более дешевое. Но даже если человечество откажется от производства пластиковых изделий, это еще не означает исчезновение пластиковых отходов, которые могут очень долго оставаться в экосистеме.

Жизнь без пластика

Можно начать понемногу уменьшить употребление пластиковых изделий, и таким образом уменьшить экологический след в окружающей среде. Среди таких указаний можно найти советы покупать резиновую обувь и использовать бумажную или картонную упаковку, керамическую или стеклянную посуду.

Однако это нелегко: синтетический пластик можно найти почти во всем, что мы покупаем. Все это объясняется широким спектром характеристик, которые можно получить с использованием полимеров. Поэтому обратный переход к натуральным материалам не кажется очень практичным решением. К тому же, жизнь без пластика оказывается гораздо дороже.

Запретить пластик?

Кроме персональных инициатив и программ общественных организаций, правительство некоторых стран решили законодательно уменьшить уровень потребления пластиковых изделий в своих странах. В 1990 году на острове Нантакет в США запретили употребление пластиковых пакетов.

Через несколько лет Калифорния последовала примеру островного руководства и ввела такие же ограничения. Подобное решение Китая в 2008 году запретить населению использовать одноразовые пакеты позволило уменьшить количество этого вида пластика на 50%.

Хотя и другие страны пытались ввести полный запрет на все виды пластиковых пакетов, их потуги не всегда завершались успехом.

Европейский Союз пока не утвердил решение, но уже обязал страны-члены уменьшить использование легких полиэтиленовых пакетов на 80%.

Это должно уменьшить употребление населением пластиковых пакетов среднестатистическим европейцем со 170 в год до 40 в течение десяти лет.

Италия в этом вопросе стала пионером и полностью избавилась от пластика, который не поддается биологическому разложению, в 2011 году. В то же время Франция только внесла закон, который запретил одноразовые пластиковые пакеты в 2016 году.

Биоразлагаемый или биопластик

Первым шагом в уменьшении пластикового отпечатка человека в окружающей среде стало введение биоразлагаемого пластика с добавлением специальных веществ. Однако, это не решает проблему его нефтехимического происхождения, когда используются не возобновляемые ресурсы. Поэтому следующим шагом должна стать разработка биопластика, который не зависит от нефти или газа.

Появился устойчивый прогресс в изготовлении биопластика на основе крахмала и целлюлозы. Одним из примеров является полимолочная кислота, полученная из того же соединения, что и полистирол.

Среди исследователей, экспериментирующих с новыми биологическими источниками для биоразлагаемых пластиков, можно выделить команду Итальянского технологического института в Генуе, которые работают над процессом выработки пластика из пищевых отходов, таких как петрушка, стебель шпината и бобовая шелуха. Их метод позволяет получить материал с различными свойствами: от жесткого до мягкого и гибкого.

Сравнение механических свойств новых биологических разлагающихся материалов с синтетическими полимерами полученными из нефти показало, что характеристики биопластика соответствуют синтетике по многим показателям.

Биопластик из хитинового покрова креветок

Микробы едят пластик

Даже в случае очень ограниченного применения нефтехимического пластика и повседневного использования биоразлагаемых пластмасс в одноразовых упаковках, вокруг останется миллионы тонн пластиковых отходов, которые еще предстоит переделать (не просто закопать в землю).

В природе можно найти бактерии, например, земляная бактерия рода Pseudomonas, и даже грибы похожи на те, что живут на деревьях, которые способны переваривать искусственный пластик естественным путем.

«Вот он ответ!» — Скажете вы — «Горы пластика за нас уничтожат микробы!»

Но все не так просто. Чтобы микроорганизмы начали делать свое дело для них нужно создать определенные «комфортабельные» условия, такие как высокая температура и ультрафиолетовое освещение.

Недавно группа исследователей из Бейханского университета в Пекине нашла путь, как заставить работать бактерии без специальных условий. Они обратили внимание на гусеницу определенного вида бабочек, которая преимущественно питается пластиковыми изделиями.

Когда они заглянули к ней в кишечник, то обнаружили там два вида бактерий, которые расщепляют полиэтилен без особых условий.

В опубликованном исследовании отмечается, что это стало многообещающим доказательством возможности биоразложения полиэтилена в обычной среде.

Процесс разложения пластика

Обратная переработка

Многие ведущие страны сосредоточились на увеличении темпов рециркуляции пластмасс. Однако эксперты все равно предупреждают, что такой подход не является панацеей: в отличие от стеклянной тары, пластиковые контейнеры не становятся теми же предметами, а получают новую форму, которая также в конце оказывается на свалке.

Интересная альтернатива пришла из Индии. Если пластик производят из нефти, то почему бы не превратить его обратно в жидкое топливо?

Индийский химик Ашут Кумар и инженер-химик Рагхубанш Кумар Сингх из Национального технологического института в Одиши предложили свой метод преобразования полиэтилена в жидкое топливо, дизель и что-то похожее на бензин при 450 градусов Цельсия. Таким образом, они смогли получить 700 грамм топлива из каждого килограмма пластика. В своей работе они подчеркивают, что их метод утилизации пластиковых отходов способен решить проблему загрязнения, особенно в развивающихся странах.

Переработка пластиковых бутылок

Пластик убивает планету. Используйте эти 14 способов, чтобы сократить его потребление

С точки зрения среднестатистического горожанина мир представляет собой удобную и безопасную среду, которая специально создана для удовлетворения его, горожанина, потребностей.

В магазинах каждое утро непонятно откуда материализуются свежие булки, помидоры, молоко и прочие необходимые продукты, чтобы, будучи переваренными и исторгнутыми в виде отходов, исчезнуть где-то вдали без всякого остатка и следа. Чистый, приятный и удобный мир.

Разрыв шаблона наступает тогда, когда этот среднестатистический гражданин сталкивается с отходами своей жизнедеятельности вплотную. Происходит это, как правило, в самый неподходящий момент и производит неизгладимое впечатление.

Вкусив все прелести пикника в лесу, забитом бытовыми отходами, поплавав в речке, поверхность которой представляет собой кашу из бутылок и одноразовой посуды, повалявшись на пляже среди пластиковой посуды и одноразовых шприцев, вы неожиданно прозреваете и понимаете, что «так дальше жить нельзя и надо что-то делать».

А тут и мы такие с памяткой про борьбу против пластикового нашествия.

1. Избегайте упакованных продуктов

Стремление к максимальному удобству для покупателя заставляет магазины применять всё больше и больше упаковки даже в тех случаях, когда без неё можно прекрасно обойтись. Старайтесь вообще отказаться от заключённых в пластиковую оболочку фруктов и овощей и переместиться на соседний рынок, где всё это можно купить без дополнительных обёрток.

2. Не используйте пластиковые пакеты

Пластиковые пакеты являются настоящим бичом нашего времени, вредность которого даже трудно оценить. Вдумайтесь только в несколько фактов:

• Средний срок жизни пакета — 20 минут, а разлагается он около 200 лет.
• Четвёртая часть водной поверхности океана уже покрыта плавающим пластиковым мусором.
• Нефти, используемой, чтобы сделать 14 полиэтиленовых пакетов, достаточно, чтобы проехать на автомобиле 1,6 км.
• На производство полиэтиленовых пакетов тратится 4% всемирной добычи нефти.

3. Покупайте оптом и на развес

Старайтесь воздержаться от покупки товаров, расфасованных мелкими количествами и заключённых в неэкологичную упаковку.

4. Не используйте пластиковую посуду

Использование пластмасс на кухне, даже специальных пищевых сортов, не только экологически безграмотно, но и может нанести прямой вред вашему здоровью. С течением времени, особенно под воздействием температур, они могут выделять сильные токсические вещества, вызывающие различные заболевания. Старайтесь отдавать предпочтение стеклу и металлу.

5. Перестаньте покупать бутилированную воду

Нет, я вовсе не призываю вас начать пить воду из-под крана или из луж, что в некоторых городах, кстати, почти равноценно. Просто обратите внимание на существование домашних очистных установок или найдите в своём районе один из пунктов продажи на разлив очищенной питьевой воды.

6. Носите с собой воду в стальной или стеклянной посуде

Мы много писали о правильной гидратации организма, и вы, надеюсь, уже не расстаётесь с бутылкой воды. Теперь необходимо сделать следующий шаг и заменить её на специальную многоразовую ёмкость. Отличный способ не только сохранить природу, но и ещё раз выделиться и подчеркнуть свою индивидуальность.

7. Вместо одноразовых стаканчиков используйте специальные термостаканы

Подсчитайте, сколько стаканов кофе и чая вы выпиваете каждый день и сколько пластиковых стаканчиков отправляете в мусорное ведро. Пора обзавестись уже специальным многоразовым стаканом, который к тому же гораздо дольше будет хранить тепло и аромат вашего напитка.

8. Ходите в магазин со своей сумкой

Авоська — гениальное советское изобретение (на самом деле чешское), которое было популярно в эпоху тотального дефицита благодаря тому, что авоська практически не занимала места в сложенном состоянии, но в случае необходимости легко вмещала в себя мешок картошки. Сегодня пора вспомнить об этом и других, не менее удобных и красивых заменителях пластиковых сумок.

9. Соломинки для напитков

Каждая окружающая нас вещь служит для удовлетворения какой-либо потребности. Какую потребность удовлетворяют пластиковые трубочки в напитках, я не знаю. Пора завязывать с этим пережитком прошлого и пить, как нормальные люди, из стакана.

10. Используйте пластиковые пакеты так много раз, сколько это возможно

Сюжет из рассказа одного из популярных в прошлом юмористов, да. Но на самом деле ничего в этом смешного нет. Если вы не станете выбрасывать каждый пластиковый пакет сразу после использования, то сможете сохранить жизнь паре сотен морских птиц или черепах. Всё равно смешно?

11. Выбирайте продукты в упаковке без пластика

Сегодня на полках магазинов можно встретить множество товаров, представленных в разных упаковках. Например, молоко может быть в бумажном пакете, в пластиковой бутылке или пакете. То же самое касается стиральных порошков, круп, соков. Делайте правильный выбор!

12. Не используйте для хранения пластиковые контейнеры

Самое химически нейтральное вещество — это стекло. Затем идут различные металлы. Пластик совершенно не подходит для длительного хранения продуктов питания и консервации.

13. Окружите себя правильными предметами

Возможно, пластик дешёв в производстве, но он никогда не сравнится по ощущениям с благородным деревом или металлом. Не окружайте себя дешёвыми вещами!

14. Игрушки без пластика

Когда в доме появляется ребёнок, счастливые родители хотят окружить его всем самым лучшим, удобным и безопасным. Так почему они кладут в его кроватку все эти безобразные куски пластмассы, в химический состав которых входит вся таблица Менделеева? Ведь вполне можно заменить эту гадость продукцией из натуральных материалов: дерева, шерсти, натуральных тканей.

Мы предложили вам только несколько простых способов, с помощью которых каждый читатель может внести свой вклад в большое общее дело.

Можно, разумеется, просто не обращать на проблему внимания, можно объявить автора очередным свихнувшимся натуралистом, но избежать войны с пластиковым нашествием всё равно не удастся.

Потому что сейчас вопрос стоит совершенно просто: или мы его, или всё же оно нас.

Как сделать жизнь менее пластиковой: 10 советов от Life Less Plastic – Woman Delice

Когда попадаешь на страницу заядлого эко-типа, то первое время тебя не покидает стойкое ощущение «во, псих!». Так, на главной странице блога Life less plastic, который с 2007 года ведет Beth Terry, неподготовленного посетителя сразу вводит в транс предложение сделать компост в квартире, чтобы перерабатывать отходы еще более эффективно.

Beth с восторгом описывает свой «компостик» и в деталях рассказывает сам процесс переработки, делая ощущение «во, псих» у читателя все более стойким.

Однако если не испугаться идеи устроить экологически чистую выгребную яму дома (ну хорошо, не яму — ямку, компост у Beth и правда компактный) и познакомиться с главной темой блога поближе, то в общем и целом идеология автора ясна.

И увлекательна. В том смысле, что увлекает — невольно начинаешь смотреть на свой быт другими глазами…

жизнь без пластика

Как пишет Beth, в 2007 году она решила избавиться от пластика в своей жизни, ну или постараться уменьшить его количество настолько, насколько это возможно. Девица случайно ознакомилась с темой, ужаснулась размаху проблемы (одни только пластиковые пакеты тихо гадят нашей планете так, как не снилось никакому BP с разливами нефти) и решила начать с себя.

Как пишет Beth, избавиться от пластика совсем у нее так и не получилось, однако постепенно она свела его потребление к минимуму. Что может сделать по теме каждый?

отказаться от пластиковых пакетов

Всегда носить с собой тканевые сумки и сетки, не брать пластиковые пакеты в супермаркетах. Для больших закупок купить специальную хозяйственную сумку, такие можно найти в любом большом супермаркете.

ОТКАЗАТЬСЯ ОТ ОДНОРАЗОВОЙ ПОСУДЫ

Не использовать пластиковую одноразовую посуду, никогда. И бумажную тоже, потому что она всегда покрыта тонким слоем пластика. Старая добрая фарфоровая или железная тарелка поможет сделать этот мир чище, убеждает нас Beth.

НЕ ПОКУПАТЬ НАПИТКИ В ПЛАСТИКОВЫХ БУТЫЛКАХ И ТЕТРАПАКЕ

Не покупать воду, соки, молоко и т. д. в пластиковых бутылках и тетра-паке (картонные упаковки изнутри тоже покрыты слоем пластика и точно также не разлагаются, как и пластиковые бутылки). Воду Beth берет с собой в специальной фляге, молоко и соки покупает только в стеклянных бутылках, которые аккуратно отвозит раз в неделю в пункт приема стеклотары.

НАУЧИТЬСЯ ДЕЛАТЬ ДОМАШНЮЮ КОСМЕТИКУ

Перейти на домашнюю косметику, которую можно хранить в упаковке многоразового использования или в стекле. Торжественному отказу от промышленного ополаскивателя в пользу традиционного лимонного сока с водой посвящен большой пост в начале 2008-го. Судя по современным фотографиям, без покупной косметики девица справляется вполне себе неплохо.

избегать консервы и не покупать овощи в пластиковых упаковках

Возделывать свой участок, дабы не покупать овощи в пластиковых упаковках и консервных алюминиевых банках (еще одна серьезная экопроблема). Ежели участка своего нет, или превратиться в фермера вы пока не готовы, то покупать овощи вразвес и носить добычу всё в той же сеточке, а не в бессовестном пластиковом мешке.

купить себе йогуртницу

Научиться делать йогурт самостоятельно, чтобы избавиться от бесконечных пластиковых стаканчиков. «Это очень просто и очень вкусно!», пытается Beth заразить своим энтузиазмом уже порядком обалдевшего от всех этих ограничений читателя. Если покупать йогуртницу вам не хочется, то можно делать йогурт и в духовке (хотя в случае с электроплитой получается не так уж и экологично).

печь домашний хлеб

Печь свой собственный хлеб или покупать хлеб в пекарнях, а не в супермаркете, где его фасуют в пакеты.

использовать эко продукты для уборки

Чистить квартиру с помощью натуральных средств (сода, уксус, порошок пемзы), как это делали наши бабушки — чтобы избежать бытовой химии, которая и сама-то сомнительно экологична (например, средства вроде мистера пропера остаются на поверхностях тонкой химической пленкой, которая испаряется и вдыхается потом членами семьи еще сутки после уборки), да еще и продается, зараза, в пластиковых бутылках!

покупать туалетную бумагу штучно

Покупать туалетную бумагу не в гигантских пачках в полиэтиленовых упаковках, а по одной штуке в обычной бумажной обертке. Можно набить рулонами всю ту же хозяйственную сетку и поиграть в туалетного Санту.

купить себе термо-кружку

И ходить в Старбакс со своей кружкой. И это, пишет Beth, вовсе не дурдом — бумажные стаканы «на вынос» покрыты изнутри все тем же пластиком, и если уж решаться на жизнь без пластика, то надо идти до конца! «И никто еще ни разу слова мне не сказал, ни в одном кафе!», ставит точку в этом вопросе эко-девица.

перейти на тканевые салфетки и полотенца

Вместо бумажных салфеток и полотенец использовать исключительно обычные, тряпичные. Беречь леса Амазонии, Финляндии, Украины и России. Ну или если использовать, то брать переработанные, страшного коричневого цвета — да, стоят они дороже, но в итоге что важнее: ваше желание вытереть лужу на столе или красавица-сосна?.. (в этом месте читателя охватывает стыд и глубокое раскаяние)

меняться одеждой с подругами

Меняться одеждой.

Чтобы не потреблять лишнего, Beth с подругами организовала в своем районе обмен ненужной одеждой — они собираются все вместе, каждый приносит вещи, которые по какой-то причине ему не нужны и просто валяются в шкафу, и меняет их на что-то чужое, что ему приглянулось. Таким образом, эффект новой вещи есть, а лишнего потребления и вреда экологии — нету! Для этого пункта придется обзавестись подругами схожей комплекции, но чего не сделаешь ради будущих поколений!

покупать экологичные мусорные пакеты

Мусорные пакеты. Ооо, это отдельная головная боль! С проблемой утилизации мусора Beth до сих пор не справилась, так как альтернативы большим мешкам она так и не нашла. Разумеется, она покупает только мешки, которые поддаются переработке, однако это все равно пластик.

И только приобретение домашнего компоста стало светом в конце этого темного туннеля — вероятно, непищевые отходы можно выбрасывать в пакетах из переработанной бумаги, а пищевые превращать в удобрение, которым удобрять свой огород, который будет приносить овощи и фрукты, остатки которых потом будут возвращаться обратно в компост.  Уфффф, всё сошлось!

Beth также признается в том, что помимо мусорных пакетов не может пока избавиться от пластиковой упаковки лекарств и некоторых видов продуктов, которые исключить из употребления пока не получается.

У нее есть несколько пластиковых пакетов, которые она использует пока те не «умрут» окончательно, а также 2 пластиковых контейнера для еды, тоже уже почетные пенсионеры — девушка пока не смогла найти им экологичной замены.

Но Beth не сдается и продолжает свой эксперимент, стремясь окончательно «обеспластить» свою жизнь, ведь уже сейчас, по ее подсчетам, каждый год она своим образом жизни избавляет природу примерно от 20-ти кг пластика.

Однако главный результат, как мне кажется, вовсе не в килограммах пластика, которые все равно потребит и выбросит «в природу» если не Beth, так кто-то другой, а в том, что весь этот эксперимент опровергает ленивое «ну а что я могу?», фиговый листочек экоравнодушия.

Окончив знакомство с блогом, я пошла искать сеточку для магазина. От бальзама для волос я пока отказаться не готова, но кто знает? Стоит только начать!..

The post Как избавиться от пластика? appeared first on Химия.

]]> https://himya.ru/kak-izbavitsya-ot-plastika.html/feed 0