Совет 1: В каких бытовых устройствах применяется гафний

Гафний - редкий металл, обладающий целым рядом ценных свойств. Его применяют в атомной промышленности, на его основе изготавливают мощные радиолампы. В быту встретить гафний чрезвычайно сложно.
Гафний - очень редкий металл. В одной тонне земной коры содержится всего четыре грамма гафния. Единственный способ его получения - переработка циркониевой руды и некоторых других минералов. В обычных цирконах содержится до 4 процентов оксида гафния. Чтобы добыть этот редкий металл, цирконы растворяют в кипящих кислотах.

Добыча



Самая богатая гафнием страна - Австралия. Здесь сосредоточено более 600 тонн этого металла. Общие же запасы гафния на планете оцениваются в 1000 тонн. В России тоже много гафния - он содержится в таких минералах, как гранит, бадделеит, лопарит и т.д.

Свойства



Внешне гафний выглядит, как блестящий металл с серебристым отливом. Гафний очень тугоплавок и отличается высокой способностью захвата тепловых нейтронов.

Гафний достаточно инертен химически. На его поверхности образуется оксидная пленка, которая предохраняет его от действия агрессивных сред. Лучше всего гафний растворяется в сильных кислотах - азотной, фтороводородной и царской водке.

Применение



В бытовых устройствах гафний практически не используется. Очень редко можно встретить сверхмощные постоянные магниты на основе гафниевых сплавов. Но возможностью подержать в руках гафний обладают владельцы компьютеров, работающих на микропроцессорах Intel серии Penryn. К таким процессорам, например, относится семейство Intel Core 2 Duo. В них соединения гафния используются в качестве диэлектрика.

Гафний нашел широкое применение в производстве мощных радиоламп, изготовлении сопел ракетных двигателей и частей ядерных реакторов. Окись гафния имеет очень высокую температуру плавления и хороший показатель преломления - на ее основе изготавливают особые марки стекла, предназначенные для приборов ночного видения, оптоволоконных сетей и тепловизоров.

Если сплавить карбид тантала с карбидом гафния, получится самый тугоплавкий сплав в мире. Температура его плавления составляет более 4200 градусов. На основе гафния делают устойчивые к износу композитные покрытия, электроды для аргонной сварки и отражающие покрытия для рентгеновских зеркал.

Остановимся на еще одном любопытном варианте применения гафния. Изотоп гафния под названием 178m2 содержит столько избыточной энергии, что при действии на него рентгеновских лучей способен ее взрывообразно отдавать. При этом из одного грамма гафния-178m2 выделяется столько энергии, сколько выделяется при взрыве 50 килограммов тротила.

Совет 2: Как добывают уран

Россия является одной из главных стран-добытчиков и поставщиков урана во всем мире. Уран широко используется на атомных электростанциях, однако мало кто знает, как добывают и получают этот элемент.
Инструкция
1
Как и другие металлы, уран добывают в недрах Земли. Где-то этот процесс полностью автоматизирован, и рабочим остается лишь нажимать на кнопки и следить за работой аппаратуры, но во многих местах горные породы, содержащие в себе этот химический элемент, добывают вручную в шахтах или карьерах, используя взрывчатку и затем транспортируя куски руды к месту ее дальнейшей обработки.
2
После этого горную породу дробят и смешивают с водой. Делается это для того, чтобы ненужные тяжелые примеси быстрее осели на дно, и их можно было удалить. Работать продолжают с более легкими вторичными минералами урана.
3
На следующей стадии при помощи кислотного либо щелочного выщелачивания уран переводят в раствор (реагент выбирают в зависимости от валентности элемента). После этого можно выделить непосредственно уран. Для этого применяют методы ионного обмена и экстракции. В ходе цепи последовательных окислительно-восстановительных реакций сырье очищают от присутствующих в нем других катионов, которые порой могут вести себя как уран, однако на самом деле являются вредными примесями. Благодаря использованию методик экстракции и ионного обмена выделять уран можно даже из руд, в котором содержится небольшое количество этого химического элемента.
4
Для очищения урана от бария, гафния и кадмия, его помещают в концентрированный раствор азотной кислоты, после чего образовавшееся вещество проходит еще несколько дополнительных очисток. Затем уран кристаллизуют, медленно прокаливают и обрабатывают водородом. В результате образуется соединение UO2.
5
На образовавшийся оксид воздействуют сухим фтористым водородом при повышенной температуре. На последней стадии при помощи обработки магнием или кальцием получают готовый к использованию металлический уран.

Совет 3: Кем и когда были открыты химические элементы

Химические элементы ученые открывали еще до 1500 года, затем в средние века, уже в Новое время и продолжают открывать в настоящее время. Этому способствовали развитие науки в эпоху Просвещения, промышленный скачок в истории человечества, открытия в спектроскопии, квантовой механики и ядерного синтеза. Так какие элементы, кем и когда были зафиксированы и внесены в химическую таблицу?
Инструкция
1
Ученые мужи еще глубокой древности открыли медь, серебро, золото, свинец, олово, железо и углерод, а также другие химические элементы – сурьму (ранее 3 тысячного года до н.э.), ртуть (до 1500 до н.э.), цинк (примерно 1300-1000 годы до н.э.) и сера (около 6-го века до н.э.).
2
Средние века дали человечеству еще три открытия – мышьяк (1250 год, причем автор не известен), висмут (1450 год и также не известно имя первооткрывателя) и фосфор, который в 1669 году открыл немец Хенниг Бранд.
3
Более плодовитым стал 18 век: в 1735 году кобальт открыл швед Брандт; в 1748-ом платину испанец де Мендоса; в 1751 году никель швед Кронштедт; в 1766 м 1772-ом водород и азот британец Кавендиш; в 1774 году кислород Дж. Пристли; при участии шведа Шееле стали известны марганец, хлор, барий, молибден и вольфрам; в 1782 году австриец фон Рейхенштейн открыл элемент теллур; в 1789-ом уран и цирконий немец Клапрот; в 1790 году британцы Кроуфорд и Клапрот обнаружили стронций; в 1794-ом иттрий открыл финн Гадолин, в 1795 году титан немец Клапрот, а хром и бериллий француз Л. Воклен.
4
Еще больше химических элементов стали известны в 19 веке: в 1801 году Хатчет – ниобий; в 1802-ом Экеберг – тантал; в 1803 году Волластон и Берцелиус обнаружили палладий и церий; в 1804-ом были открыты иридий, осмий и родий учеными из Великобритании; британец Дэви в 1807 обнаружил сразу двоих – натрий и калий; бор в 1808-ом – Гей-Люссак, кальций и магний в том же году тот же Дэви; иод найден в 1811 году Куртуа; кадмий – 1817-ом Штромейер; селен – в том же Берцелиус; литий – тогда же швед Арфведсон; кремний – в 1823-ом Берцелиус; ванадий – в 1830-ом швед Сефстрем; открытие сразу трех элементов (лантан, эрбий и тербий) произошло при участии шведа Мосандера; рутений в 1844-ом в Казани обнаружил Клаус; рубидий и цезий – в 1861 году – Бунзен и Кирхгоф; таллий – в 1861-ом Крукс; индий – в 1863 году немцы Рейх и Рихтер; галлий – в 1875-ом француз Лекок де Буабодран; иттербий – в 1878 году швед Мариньяк; тулий – в 1879-ом Клеве; самарий – в 1879 году Лекок де Буабодран; гольмий – в 1879-ом Клеве; скандий – в 1879 году швед Нильсон; празеодим и неодим – в 1885-ом австриец Ауэр фон Вельсбах; фтор – в 1886 году Муассан; германий – в 1886-ом Винклер; гандолий и диспрозий – в том же году Лекок де Буабодран; аргон, гелий, неон, ксенон и криптон – в 1898 году британцы Рамзай и Траверс; полоний и радий – в 1898 году чета Кюри; радон – в 1899-ом британцы Оуэнс и Резенфорд и в том же году француз Дебьерн обнаружил актиний.
5
В 20 веке ученые из разных стран нашли следующие химические элементы: европий – в 1901-ом Демарсе; лютеций – в 1907 году француз Урбен; протактиний – в 1918-ом команда немецких специалистов; гафний – в 1923 году датчане Костер и Хевеши; рений – в 1927-ом немец Ноддак; технеций – в 1937 году команда ученых из США и Италии; франций – в 1923-ом француз Перей; усилиям американских исследователей человечество обязано известностью астата, нептуния, плутония, америция, кюрия, прометия, берклия, калифорния, эйнштейния, фермия и менделевия; в подмосковной Дубне в 20 веке были найдены нобелий, лоуренсий, резерфордий, дубний, сиборгий и борий; в Германии в 80-х годах обнаружили мейтнерий, хассий, дармштадтий, рентгений и коперниций, а в 1999 и 2000 годах в той же Дубне нашли флеровий и ливерморий.
Видео по теме

Совет 4: Аккумуляторы АА и другие источники питания для цифровой техники

Для питания большинства бытовых электронных и электрических устройств используются аккумуляторы размеров АА и ААА. Как правило, они представляют собой угольно-цинковые, алкалиновые или литиевые элементы питания.
В качестве источников питания в современных электронных устройствах применяются перезаряжаемые и неперезаряжаемые аккумуляторы. Они чаще всего бывают двух размеров - АА и ААА. В быту их принято называть «пальчиковыми» и «мизинчиковыми».

Любые источники питания, которые используются в бытовой электронике, работают по одному принципу. Аккумулятор представляет собой металлический стакан, в котором находятся электролит и стержень. Стержень выполняет функцию анода, а стакан - катода. При включении в цепь с катода на анод начинают переходить электрические заряды и возникает электрический ток.

Угольно-цинковые аккумуляторы



В зависимости от материала, из которого они изготовлены, элементы питания могут иметь различные характеристики. Наиболее распространенными аккумуляторами являются угольно-цинковые. В них в качестве катода используется графитовый стержень, а в качестве анода - цинковый стакан. Электролитом в угольно-цинковых аккумуляторах служит раствор кислоты. Такие элементы питания имеют небольшую емкость и широко применяются в карманных фонариках, плеерах и прочих бытовых устройствах.

Алкалиновые аккумуляторы



По сравнению с угольно-цинковыми аккумуляторами, марганцево-цинковые элементы питания обладают гораздо большей емкостью. В них анод изготавливается не из графита, а из оксида марганца. В качестве электролита в марганцево-цинковых элементах питания используется раствор щелочи. В быту такие аккумуляторы называются алкалиновыми.

Литиевые аккумуляторы



Еще большей емкостью обладают литиевые аккумуляторы. Для сравнения, обычная емкость для угольно-цинковых аккумуляторов составляет 300-600 миллиампер в час, а для литиевых - более 2000 миллиампер в час. В литиевых источниках питания в качестве анода используется литиевый стержень, а в качестве электролита - смесь органических веществ. Литиевые аккумуляторы могут работать очень долго, при этом они выгодно отличаются от остальных аккумуляторов тем, что почти не разряжаются в неподключенном состоянии.

Литиевые и алкалиновые элементы питания выпускаются в корпусах ААА и АА. Благодаря высокой емкости литиевых элементов питания, они могут иметь маленькие размеры. В дисковых аккумуляторах «таблетках» используются именно литиевые аноды. Дисковые литиевые элементы питания применяются в наручных часах и обеспечивают резервное питание BIOS на компьютерах. Цилиндрические литиевые аккумуляторы применяют в цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и т.д.

Совет 5: Как определить площадь цилиндра

Цилиндрическая геометрическая форма используется при производстве автомобильных двигателей, других технических и бытовых устройств, и не только. Чтобы определить площадь цилиндра, нужно найти его полную поверхность.
Инструкция
1
Согласно определению Евклида, цилиндр образуется в пространстве в результате вращения прямоугольника. Другой математик, Кавальери, дал этой фигуре более обобщенное определение в виде вращения образующей прямой. Вращение происходит по некоторой направляющей линии, которая, в простейшем случае, является окружностью. Однако основанием цилиндра может быть любая замкнутая фигура.
2
Основания всегда параллельны друг другу и равны. Более того, этими свойствами обладают любые два поперечных сечения, а также образующие отрезки. Чтобы определить площадь цилиндра, нужно воспользоваться формулой:S = Sб + 2•So, где Sб – площадь боковой поверхности, Sо – площадь основания.
3
Если развернуть простейший, круговой цилиндр по оси вращения, то получится прямоугольник со сторонами, равными периметру основания и высоте цилиндра. Согласно формуле площади этой двухмерной фигуры, она равна произведению длины основания на высоту. Следовательно, площадь боковой поверхности цилиндра представляет собой результат умножения периметра основания на высоту:Sб = Ро•h.
4
Рассмотренный прямоугольник и две окружности основания называются разверткой цилиндра. Этот термин применяется при создании технических чертежей. Периметр круга равен двойному произведению его радиуса на число π, откуда:Sб = 2•π•R•h.
5
Осталось найти площади оснований цилиндра. Они также связаны с числом π и зависят от радиуса R:So = π•R².
6
Подставьте величины в основную формулу:S = 2•π•R•h + 2•π•R² = 2•π•R•(h + R).
7
У обобщенного цилиндра направляющая линия является ломаной, а соответствующую цилиндрическую поверхность можно представить в виде ряда прямоугольников, образованных парами параллельных образующих прямых. Сечениями в этом случае являются многоугольники, а площадь такого цилиндра определяется аналогично площади полной поверхности призмы.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500