V 1 Samostatná práce№1 11kl
1. Počet energetických vrstev a počet elektronů ve vnější energetické vrstvě atomů selenu,
rovná se 1) 4,6 2) 3,6 3) 4,7 4) 3,7
2. Nejvyšší oxid složení R odpovídá chemickému prvku 2 0. Elektronická konfigurace externí
Energetická hladina atomu tohoto prvku má tvar l) ns 2 2) ns 1 3) ns 2 np 1 4) ns 2 np 2
3. Jádra atomů izotopů se liší počtem
1) protony 2) neutrony 3) protony a neutrony 4) protony a elektrony
4. Součet protonů a neutronů v atomu 65 Zn je 1) 30 2) 65 3) 35 4) 40
5. Elektronická formule ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 má atom prvku 1) Ba 2) Mg 3) Ca 4) Sr
1) B,C,N 2) N,P,As 3) Na,Mg,K 4) B,Si,N
7. V atomu železa je počet volných 3d orbitalů 1) 0 2) 3 3) 1 4) 4
8. V řadě chemické prvky Li -> Be -> B -> C
- zvětšuje se poloměr atomů
9. Nejvíce redukční aktivity má 1) Ca 2) K 3) A1 4) Si
10. Který prvek má nejvýraznější kovové vlastnosti. 1) Li 2) Fe 3) Na 4) Mg
B-2 Samostatná práce č. 1 11kl
1. Počet energetických vrstev a počet elektronů ve vnější energetické vrstvě atomů chrómu jsou 1) 4,2 2) 4,1 3) 4,6 4) 4,5
2. Elektronická formule 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 odpovídá částici I) Li+ 2) K + 3) Cs + 4) Na+
31 P se rovná 1) 15 2) 16 3) 46 4) 31
4. V atomu fosforu je počet elektronů na vnější energetické hladině a náboj jádra 1) 5, 31 2) 5, 15 3) 3,31 4) 3,15
5. Jaká je elektronová konfigurace atomu nejaktivnějšího kovu?
- …..3s 2 3p 1 2) 3s 2 3) 3s 1 4) 3s 2 3p 2
6. Chemické prvky jsou seřazeny vzestupně a atomové poloměry za sebou
l) K, Rb, Cs 2) Rb, Sr, In 3) Al, Na, Mg 4) O, S, C
7. V hlavních podskupinách periodický systém roste redukční schopnost atomů chemických prvků 1) nárůst počtu neutronů v jádře
4) zvětšení poloměru atomů
8. V řadě chemických prvků Si-> P-> S -> C1
- zvyšuje se počet elektronových vrstev v atomech
- počet valenčních elektronů v atomech klesá
- počet protonů v jádrech atomů klesá
- atomový poloměr se zmenšuje
9. Největší redukční aktivitu má 1) Si 2) P 3) S 4) C1
10. Nejvyšší oxid složení EO tvoří všechny prvky
1) IVA skupina 2) 11A skupina 3) IV perioda 4) 11 period
B-3 Samostatná práce č. 1 11kl
1. Počet energetických vrstev a počet elektronů ve vnější energetické vrstvě atomů mědi se rovná
Podle toho 1) 4,2 2) 4,1 3) 4,9 4) 4,10
2. Nejvyšší oxid složení RO odpovídá chemickému prvku. Elektronická konfigurace
Vnější energetická hladina atomu tohoto prvku má tvar
1) ns 2 np 1 2) ns 2 3) ns 2 np 3 4) ns 2 np 2
- 3. Počet elektronů v atomu argonu je roven počtu elektronů v iontu 1) S 2- 2) A1 3+ 3) Na + 4)F -
4. Nejběžnější oxid v zemská kůra je
- 1) oxid vodíku 2) oxid uhelnatý (IV) 3) oxid křemíku 4) oxid hlinitý
5. Počet elektronů ve vnější energetické hladině atomu fosforu v excitovaném stavu je
- 3 2) 5 3) 2 4) 4
6. Chemické prvky jsou uspořádány vzestupně podle jejich objemových poloměrů v řadě
l) Ga, Ge, As 2) AI, Ga, Ge 3) As, P, Ge 4) Se, As, Ge
7. Sloučenina vodíku, který zbarví lakmusový roztok do modra
1) uhlík 2) dusík 3) fluor 4) kyslík
8. V řadě chemických prvků Be -> Mg -> Ca -> Sr
- roste počet valenčních elektronů v atomech
- počet valenčních elektronů v atomech klesá
- počet protonů v jádrech atomů klesá
- zvětšuje se poloměr atomů
9. Nejnižší ionizační energii má 1) In 2)T1 3) Ga 4)A1
10. Vyšší oxidové složení EO 2 tvoří všechny prvky
1) Skupina IVA 2) Skupina 11A 3) Období IV 4) Období II
B-4 Samostatná práce č. 1 11kl
1. Chemický prvek odpovídá nejvyššímu oxidu RO 2 . Elektronová konfigurace vnější energetické hladiny atomu tohoto prvku má tvar l) ns 2 np" 2) ns 2 np 4 3) ns 2 np 3 4) ns 2 np 2
2. Fosfidový ion odpovídá elektronický vzorec
- ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3) ls 2 2s 2 2p 6
- ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 4) ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2
3. Součet protonů a neutronů v atomu 14 C je 1) 14 2) 12 3) 13 4) 15
4. V atomu vápníku je počet elektronů ve vnější energetické hladině a jaderný náboj
Podle toho 1) 4,20 2) 2,20 3) 4,40 4) 2,40
5. Počet elektronů ve vnější energetické hladině atomu hliníku v excitovaném stavu
Rovná se 1) 2 2) 4 3) 3 4) 1
6. Chemické prvky jsou uspořádány vzestupně podle jejich atomových poloměrů v řadě
1) Mn, Fe, Co 2) Mn, Cr, Fe 3) AL Sc, Ti 4) Ni, Cr, Sc
7. V postranních podskupinách periodického systému redukční schopnost chemických atomů
prvky roste s
1) zvětšení poloměru atomů
2) zmenšení poloměru atomů
3) zvýšení počtu elektronů na vnější energetické hladině
4) zvýšení náboje jádra
- 8. Sloučeniny složení KN 2 EO 4 a K 2 NET 4 tvoří prvek I) chlor 2) síra 3) dusík 4) fosfor
9. 1) Br 2) As 3) Ga 4) Ge má nejvyšší redukční aktivitu
10. Který prvek má nejvýraznější kovové vlastnosti? 1) K 2) Rb 3) Cs 4) Sr
B-5 Samostatná práce č. 1 11kl
1. Počet energetických vrstev a počet elektronů ve vnější energetické vrstvě atomů železa
stejné, respektive 1) 4,2 2) 4,8 3) 4,6 4) 4,1
2. Na třetí energetické úrovni je pro každou z částic 8 elektronů:
l) Na + a Ar 2) S 2- a Ar 0 3) F - a Ne 0 4) Mg 2+ a S 0
3. Součet protonů, neutronů a elektronů v atomu 12 C je 1) 14 2) 18 3) 6 4) 12
4. Chemický prvek, jehož vzorec nejvyššího oxidu je R 2 O 7 , má elektronickou
konfigurace atomu: 1) ls 2 2s 2 2p 6 3s 1 3) ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
2) ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 4) ls 1 2s 1
5. Nejběžnějším prvkem v organických sloučeninách je
1) dusík 2) fosfor 3) kyslík 4) uhlík
6. Chemické prvky jsou uspořádány vzestupně podle jejich atomových poloměrů v řadě
l) Zn, Cd, Ca 2) Br, Cl, F 3) In, Sn, Sb 4) Br, Se, Ar
7. V atomu titanu je počet volných 3d orbitalů 1) 0 2)4 3)2 4)3
8. V řadě oxidů SiO 2 -> P205 -> SO3 -> C1207 kyselé vlastnosti
1) zvýšit 2) snížit 3) neměnit 4) nejprve snížit, pak zvýšit
- 9. Největší redukční aktivitu má l) Mn 2) Ca 3) K 4) Rb
10. Složení H 2 E 2 formy 1) uhlík 2) křemík 3) bor 4) dusík
B-6 Samostatná práce č. 1 11kl
1. Chemický prvek odpovídá oxidu složení R 2 O 3. Elektronická konfigurace vnější energetické hladiny atomu tohoto prvku má tvar
1) ns 2 np 1 2) ns 2 3) ns 2 np 3 4) ns 1 np 2
2. Počet elektronů v atomu argonu se rovná počtu elektronů v iontu 1) P 3 - 2) Si 4+ 3) Mg 2+ 4) F -
3. Počet energetických vrstev a počet elektronů ve vnější energetické vrstvě atomů arsenu jsou 1) 4,6 2) 2,5 3) 3,7 4) 4,5
4. Jaká je elektronová konfigurace atomu nejaktivnějšího kovu?
1) 4s 2 4p 2 2) 4s 1 3) 5s 1 4) 5s 2 5p 2
5. Prvek, jehož atom obsahuje 24 protonů je l) Mg 2) Cr 3) Sc 4) Ca
6. Chemické prvky jsou uspořádány v řadě podle klesajících atomových poloměrů
l) Pb, Sn, Ge 2) Ga, In, Tl 3) K, Rb, Cs 4) Li, Na, Ca
7. V hlavních podskupinách periodického systému se oxidační schopnost atomů chemických prvků zvyšuje s 1) zvýšením počtu energetických hladin.
2) zvýšení počtu protonů v jádře
3) zmenšení poloměru atomu
4) zvýšení počtu valenčních elektronů
8. V řadě S -> P -> Si -> A1
- zvyšuje se počet energetických hladin v atomech
- kovové vlastnosti prvků jsou vylepšeny
- zvyšuje se nejvyšší oxidační stav prvků
- oslabují kovové vlastnosti prvků
9. Nejvyšší stupeň oxidace v řadě chemických prvků gallium -> germanium -> arsen -> selen
- zvyšuje se 2) klesá 3) nemění se 4) nejprve klesá, pak se zvyšuje
10. Vyšší oxidové složení E 2 O 3 tvoří všechny prvky
1) skupina lllA 2) skupina lVA 3) skupina VlA 4) skupina VllA
В-7 Samostatná práce №1 11kl
1. Součet protonů a neutronů v atomu 24 Mg je 1) 24 2) 12 3) 30 4) 17
2. Jakou elektronovou konfiguraci má atom nejaktivnějšího kovu?
1) 4s 1 2) 3d 2 4s 2 3)3d 1 4s 2 .... 4) ...3d 3 4s 2
- 3. Nejběžnějším kovem v zemské kůře je
1) železo 2) chrom 3) hliník 4) draslík
- 4. Prvek, jehož atom obsahuje 12 protonů je l) Na 2) C 3) Mg 4) Si
5. Počet elektronů ve vnější energetické hladině excitovaného atomu uhlíku
Rovná se 1) 2 2) 4 3) 3 4) 6
6. Chemické prvky jsou uspořádány v sestupném pořadí podle jejich atomových poloměrů v řadě
L) Ba, Cd, Ra 2) In, Pb, Sb 3) Cs, Na, H 4) Br, Se, As
7. V řadě prvků sodík -> hořčík -> hliník, jejich
- 1) atomový poloměr 2) redukční schopnost
3) chemická aktivita 4) elektronegativita
8. V řadě Mg-> Si ->P ->S
1) zvyšuje se počet energetických hladin v atomech
2) klesá nejvyšší stupeň oxidace prvků
3) zlepšují se kovové vlastnosti prvků
9. Nejvyšší oxidační stav v řadě chemických prvků je indium -> cín -> antimon -> telur
- snižuje 3) zvyšuje
2) nemění se 4) nejprve se zvyšuje, pak klesá
10. Který prvek má nejvýraznější kovové vlastnosti? 1) Be 2) A1 3) Ca 4) Sr
В-8 Samostatná práce №1 11kl
1. Počet energetických vrstev a počet elektronů ve vnější energetické vrstvě atomů zinku se rovnají
Podle toho 1) 2,2 2) 4,1 3) 3,2 4) 4,2
2. Všechny valenční elektrony atomu jsou umístěny na podúrovni 48 energie
1) železo 2) vápník 3) uhlík 4) síra
3. Nejběžnějším prvkem na Zemi je
1) vodík 2) křemík 3) kyslík 4) uhlík
4. V atomu je obsažen stejný počet protonů a neutronů
1) železo -56 2) kobalt - 58 3) jód - 126 4) uhlík - 12
5. Počet elektronů ve vnější energetické hladině atomu selenu v excitovaném stavu je
1) 6 2) 4 3) 5 4) 2
6. Chemické prvky jsou uspořádány v řadě podle rostoucího atomového poloměru
L) Zn, Ca, Cd 2) F, CI, Br 3) In, Sn, Sb 4) As, Se, Bi
7. Jednoduché látky jsou uspořádány v řadě podle rostoucích kovových vlastností
1) Ca, K, A1 2) Al, Ga, Sr 3) Ca, Sc, Ti 4) Cr, Mn, Fe
8. V řadě Al -> Si -> P -> S 1) se zvyšuje počet energetických hladin v atomech
2) zlepšují se kovové vlastnosti prvků
3) klesá nejvyšší stupeň oxidace prvků
4) oslabit kovové vlastnosti prvků
9. Nejvyšší stupeň oxidace v řadě chemických prvků? titan -> vanad -> chrom -> mangan
- 1) zvyšuje se 2) klesá 3) nemění se 4) nejprve klesá, pak se zvyšuje
10. Hlavní vlastnosti oxidů jsou vylepšeny v řadě 1) Na 2 O, MgO, A1 2 O 3 3) A1 2 O 3, MgO, Na 2 O
2) MgO, A1203, Na204) A1203, Na20, MgO
Příběh o plynných sloučeninách fosforu, a především o fosfinu, by měl pravděpodobně začít slovy: „blikající světlo, které se objevuje v bažinách (slavná „putující světla“), je výsledkem samovolného vznícení fosfinu. Následující definice má již encyklopedický význam: „fosfin neboli fosforovodík (PH 3) je bezbarvý plyn s nepříjemným zápachem (hnijící ryby, česnek nebo průmyslový karbid), jedovatý, vznikající při biochemické redukci kyseliny fosforečné. estery, hlavně za anaerobních podmínek, tj. bez přístupu kyslíku.
Sloučeniny fosforu v přírodě
V přírodě se nachází mnoho dalších plynných fosforů. organické sloučeniny, v jejichž molekulách je atom fosforu P spojen s atomem uhlíku C. Jsou jich tisíce. Mnohé z nich jsou součástí ekosystémů, včetně živých buněk rostlin a mikroorganismů. Největší skupina sloučenin s vazbami C-P byla objevena asi před padesáti lety v živých objektech.
V půdách jsou také fosfonáty - deriváty organofosforových sloučenin se zachovanými vazbami C-P. Je pravda, že je jich málo, ne více než 1-2% fosforu obsaženého v organické hmotě, proto je nelze vždy detekovat na orné půdě, ale v bažinatých půdách a loukách jejich obsah stoupá na 3-4%.
Za normálních (aerobních) podmínek jsou přírodními sloučeninami organického a minerálního fosforu fosfáty (ortofosfáty). Je jich velké množství. Pro organické fosfáty, C-O-R připojení jinými slovy, uhlík a fosfor jsou spojeny přes atom kyslíku.
Jednou z úžasných záhad přírody je, že organické fosfáty v živých systémech (například v řasách a mikroorganismech) se syntetizují a rozkládají nikoli libovolně, ale podle pravidla „zlatého řezu“, v souladu s určitým zákonem popsaným ve slavné sérii Fibonacciho čísla (1, 1 , 2, 3, 5, 8...), ve kterých je každý další člen roven součtu dvou předchozích. Harmonie přírody se zde nepochopitelně projevuje v akumulaci a spotřebě energie a hmoty (zejména fosforu) v ekosystémech, popsané poměrem, který je přibližně dán klasickým koeficientem „zlatého řezu“ 1,618 (5/3, 8 /5, 13/8 atd.) atd.), tj. 62 % uvedených sloučenin by mělo být vázáno a akumulováno a pouze 38 % by mělo být zničeno nebo odpařeno. Tyto vzorce následně ovlivňují akumulaci humusu a koloběh fosforu a dusíku a toky plynů určované emisemi a „propady“ oxid uhličitý CO 2 , a na „dýchání“ půdy (uvolňování CO 2 a asimilace kyslíku O 2). Ve skutečnosti v přírodě dochází ke kolísání číselných hodnot tohoto poměru v rozmezí 1,3-1,7. Ale, jak je uvedeno více než jednou v dílech autora a dalších vědců, ukazuje se, že hlavním důvodem odchylek a dokonce i porušení tohoto vzoru byla antropogenní činnost.
Někteří odborníci již upozorňovali na to, že na nás mohou číhat nová nebezpečí, pokud tento poměr směřuje k jednotě, tj. hromadění a rozklad probíhá se stejnou intenzitou, jako se děje např. v uhlíkovém cyklu, kde vlivem „zásah“ globální ekonomiky, oceánu a biosféry nyní absorbuje pouze polovinu uhlíkových emisí (mělo by jich být 62 %).
Vraťme se ale k fosfinu a jeho derivátům, tedy k těm organofosforovým sloučeninám, ve kterých se různé prvky (dusík, síra, křemík, molybden atd.) a jejich komplexy nacházejí společně s fosforem a uhlíkem. Za příznivých podmínek pro růst mikroorganismů (zejména v podmínkách bažin a tundry při pozorovaném oteplování) se organofosforové sloučeniny rozkládají pomocí enzymu (katalyzátoru) C-P-lyázy. Nyní se nachází v 9 skupinách bakterií, které se živí fosforem a získávají ho z rozkladu organofosforových sloučenin. Ale houby a kvasinky, které tvoří 50–70 % celkové mikroflóry v ekosystémech, tyto sloučeniny nerozkládají. Naopak prvoci, měkkýši a houby je syntetizují. Houby mohou růst i při dosti vysokých koncentracích fosfinu, pouze jejich mycelium zežloutne.
Použití, vlastnosti, nebezpečí
Fosfin je jedovatý (nebezpečná koncentrace, která může vést ke smrti, je 0,05 mg/l) a při koncentraci 2000 ml/m 3 (2 l/m 3 nebo 2 10 -3) způsobuje okamžitou smrt. Musí se to řešit především v zemědělství při dezinfekci sýpek a ochraně proti klíšťatům a jiným škůdcům při přepravě plodiny, zejména obilnin. Dříve se aktivně používal proti krysám a myším ve stodolách. V Austrálii se k jeho pomoci uchylují i v boji proti příliš rychle se rozmnožujícím králíkům. Řada herbicidů a insekticidů navíc obsahuje organofosforové sloučeniny na bázi fosfinu a jeho derivátů. A konečně, v poslední době je stále více nutné se jím zabývat v souvislosti s rozsáhlým ničením chemických zbraní, které zajišťuje neutralizaci jedovatých organofosforových sloučenin sarinu a somanu - derivátů fosfinu.
Čistý fosfin (bez nečistot) se vznítí při teplotě 150 °C, vyhoří za vzniku toxické kyseliny fosforečné, ale v přítomnosti nečistot difosfinu P 2 H 4 nebo plynného fosforu P 4 se může na vzduchu samovolně vznítit. Reakce fosfinu s kyslíkem (stejně jako oxidace podobného metanu - CH 4 a silanu - SiH 4) se týká rozvětvených řetězových reakcí. chemické reakce, tj. proudí rychleji a může vést k výbuchu. K oxidaci fosfinu dochází při pokojové teplotě, ale plyn může být stabilní při nízké teplotě. Oxidaci fosfinu lze urychlit ozářením ultrafialovým světlem. Jeho samovznícení na vzduchu je možné při koncentracích 1,7-1,9% (17-19 l / m 3), nebo 26-27 g / m 3. V bažinných ekosystémech se tedy často musíme potýkat nejen se zmíněnými „zbloudilými požáry“, ale také se samovznícením (mimochodem rozšířené požáry rašeliny jsou stejného charakteru).
Pro fumigaci (k zbavení skladů obilí a zemědělských produktů roztočů a jiných škůdců) se obvykle používají fosfidy, zejména sloučeniny fosforu s kovy. Při reakci se vzdušnou vlhkostí uvolňují fosfidy fosfin. Tablety a pásky s obsahem fosfidů jsou vyskládány ve skladech v množství 9 g/t obilí nebo jiných produktů podléhajících dlouhodobému skladování, dokonce se přidávají do jablek. Předpokládá se, že fosfin při provzdušňování prchá, ačkoli podle údajů dostupných ve vědecké literatuře je až 13 % jedovatého plynu absorbováno v krmném obilí. Neměla by tato okolnost sama o sobě přimět člověka, aby zacházel s takovou „dezinfekcí“ extrémně opatrně?!
Nyní jsou pro fumigaci obilí během přepravy a skladování povoleny dvě sloučeniny - methylbrom a methylfosfin, přičemž první je o řád méně toxická (a účinná) než druhá. Pomocí posledně jmenovaného se mlčky předpokládá, že jedovatý fosfin je po vstřebání obsahem trezoru zázračně extrahován a vypařován, přičemž otravuje pouze klíšťata a další škůdce. Zdá se, že dříve nebylo obvyklé přemýšlet o tom, jak tento obrázek odpovídá skutečnosti. Mezitím, téměř před půl stoletím, bylo zjištěno, že methylfosfin (směs dvou plynů – metanu CH 4 a fosfinu PH 3) je extrémně toxický, skoro jako samotný fosfin.
Metan a fosfin v biosféře
Není žádným tajemstvím, že metan vypouštěný z bažin je považován za jeden z hlavních skleníkových plynů a zůstává předmětem aktivní diskuse a výzkumu v souvislosti s problémy globálních klimatických změn. Bohužel, v Rusku se jeho koncentrace v atmosféře zjišťuje pouze na jedné meteorologické stanici (Teriberka na poloostrově Kola). Ale neškodilo by to změřit nad sibiřskými bažinami!
Jak je známo, v hlubinách země se zachovaly obrovské zásoby metanu (7·10 11 -3·10 13 tun) a 4·10 11 z nich se nachází v arktické zóně permafrostu. Na souši se metan nachází v organických sloučeninách bažin, sedimentů a detritu a ve Světovém oceánu - v hydrátech plynu vyskytujících se pod dnem za podmínek nízkých teplot. Ve zprávě OSN o změně klimatu odborníci uvádějí, že na Sibiři dochází k uvolňování metanu z bažin a permafrostu v minulé roky rychle roste. Maximální emise metanu z tundrových půd je dosahována při 8-10°C, při 5°C převažuje jeho oxidace na CO 2 a vodu. Tvoří se ve všech půdních horizontech. V důsledku nedávných studií se ukázalo, že například naše jižní keřová tundra (u Vorkuty) sloužila jako zásobárna uhlíku pouze dva z posledních pěti let.
Jde o poměrně nebezpečný trend, zvláště pokud vezmeme v úvahu, že naše země tvoří 2/3 všech bažin na Zemi. Naše plochy mokřadů přesahují rozlohu veškeré zemědělské půdy: podle údajů z roku 2003 je 343 milionů hektarů bažin (z toho 130 milionů hektarů nezarostlých lesy) a 221 milionů hektarů zemědělské půdy (z toho 123 milionů hektarů orná půda).
A takto hodnotili pracovníci Moskevské státní univerzity únik metanu v roce 2007 podle výsledků měření v bažinách v r. Tomská oblast. Podle jejich odhadů byla průměrná hodnota toku metanu asi 10 mg/m 2 za hodinu. V letní období Za den lze uvolnit 2,4 kg/ha, za sezónu (6 měsíců) 432 kg/ha. A ze 130 milionů hektarů bažin - téměř 60 milionů t. Oxidace takového množství metanu si vyžádá dvakrát tolik kyslíku - 120 milionů tun.
Za hlavní „vedlejší“ efekt emisí metanu je třeba uznat skutečnost, že v ekosystémech tundry a bažin při nízkých teplotách metan nejenže představuje značné množství uhlíku, které může významně změnit jeho obsah v atmosféře, ale je také úzce spojen s organofosforové sloučeniny, které jsou vždy přítomny v rostlinách, mikroflóře bažin a sedimentů (především díky zmíněným připojení S-R). A k jeho izolaci z těch míst, kde byl dříve syntetizován, v důsledku zintenzivnění biochemických fermentačních procesů se zvyšující se teplotou nedochází v poslední zatáčka v důsledku rozkladu sloučenin na bázi fosfinu. Jinými slovy, plyny CH 4 a PH 3 jsou emitovány paralelně. Mezitím ekologové a klimatologové sledují pouze změny obsahu CO 2 a CH 4 v atmosféře a obsah PH 3 nikdo nebere v úvahu. Ale marně!
Toto opomenutí je částečně způsobeno tím, že jen málo odborníků zná metody měření obsahu fosforu v atmosféře v plynném stavu. Ostatně i v vědecký svět stále přetrvává názor, že fosfor v přírodě existuje hlavně ve formě fosforečnanů a po hydrolýze P-O-R připojení, R-O-S a dokonce i R-S se změní na pevný. Toky fosforu do atmosféry ve formě těkavých sloučenin typu PH 3 jsou považovány za zanedbatelné a jsou zanedbávány. Stanovení obsahu fosforu uvolněného do atmosféry pomocí fosfinu pouze za použití obvyklých metod používaných k detekci fosforu v pevných sloučeninách výrazně zkresluje reálný obraz koloběhu fosforu v ekosystémech. Současně je ignorován výskyt jedovatého a samovolně hořlavého fosfinu v atmosféře.
Fosfinová hrozba: Jednoduché odhady
Mezitím to nejjednodušší kvantifikace exkrece fosfinu v ekosystémech lze získat studiem zaplavených oblastí, které napodobují vodní louky nebo rýžová pole. Jak bylo založeno v Moskevské zemědělské akademii, která se konala v roce 1926. K. A. Timiryazev, série šesti experimentů prováděných za přísně kontrolovaných podmínek, 9,7 mg fosforu z 1 kg půdy za hodinu přechází do plynné formy (fosfin). Nepříliš složitý výpočet dává 2,13 kg/ha za den. Ale to je skoro tolik, kolik metanu se uvolňuje z bažin! Proto za sezónu získáme 383 kg/ha a z celé plochy bezstromových bažin (130 milionů hektarů) - asi 50 milionů tun PH 3 . Na jeho oxidaci na kyselinu fosforečnou podle vzorce
PH3 + 2O2 → H3PO4
je snadné vidět, že bude potřeba dvakrát tolik kyslíku - téměř 100 milionů tun (u metanu byly tyto hodnoty 60 a 120 milionů tun).
Nepřímým potvrzením uvolňování fosfinu z půd je studium toků fosforu v rýžovištích – od výsadby až po sklizeň je ztráta fosforu v zaplavených půdách 3–8krát vyšší než jeho obsah v obilí a slámě. Maximální odstranění Р 2 O 5 dosahuje 100 kg/ha. Organické sloučeniny fosforu jsou vylučovány z půd 4x více, než jsou uloženy v rostlinách. Celková ztráta fosforu z horní (20 cm) vrstvy půdy je podle různých odhadů 960-2940 kg/ha. Existují důkazy, že když se rýže pěstuje 32 let na zaplavených kontrolách, více než polovina humusu se z půdy ztrácí a s tím se samozřejmě vyplavuje dusík a fosfor.
K tomu může dojít i v důsledku uvolňování jejich plynných forem – amoniaku (NH 3) a fosfinu (PH 3). To se ví už dávno chemické vlastnosti jsou to chemické strukturní analogy. Opakuji, stanovení fosforu a dusíku pouze v minerální formě, ignorování plynných složek neodráží skutečné procesy v ekosystémech, zejména v anaerobních podmínkách. V nedávných studiích bylo získáno zejména přímé potvrzení, že fosfor se uvolňuje spolu s metanem v bažinových ekosystémech.
Vrátíme-li se k diskusím o možném podcenění obsahu fosfinu v atmosféře, je třeba poznamenat, že nejen bažiny severu či tropů, ale i rozsáhlé rýžové plantáže (především v Indii, Číně, Japonsku a zemích jihovýchodní Asie ) může být docela hmatatelným přínosem.
Ve vědecké literatuře je doloženo, že se srážkami dopadá na zem až 3,5 kg/ha fosforu. Jinými slovy, toto je pouze asi 1 % fosforu, který je podle odhadů odstraněn z bažinových systémů nebo zaplavených půd působením fosfinu do atmosféry (383 kg/ha), zbývajících 99 % se zdá být rychle oxidováno, sráženo nebo rozkládáno. (například v důsledku hydrolýzy) v povrchových vrstvách vzduchu, litosféře a biosféře, zajišťující redistribuci fosforu na povrchu Země.
Fosfin je samozřejmě stejně jako metan v atmosféře, ale je třeba přiznat, že cyklus fosforu byl studován mnohem hůře než cyklus dusíku nebo uhlíku. Vysoce aktivní sloučeniny fosforu se v přítomnosti kyslíku rychle mění na neutrální komplexy, „neškodné“ fosfáty. Kromě toho je fosfor v ekosystémech obvykle vzácný, tj. je přítomen v nízkých koncentracích. Proto opakuji, pokusy zohlednit fosfor pouze ve formě fosfátů mohou vést k znatelnému zkreslení jeho skutečné role v ekosystémech. A k čemu může vést podcenění této role, je dobře vidět například na dříve bezmyšlenkovitě odvodněných bažinách, které se v suchých letech snadno vznítí díky metanu (CH 4), silanu (SiH 4) a fosfinu (PH 3).
Podle výsledků měření na výše uvedené meteorologické stanici Teriberka bylo zjištěno, že v roce 1990 bylo z území Ruska vypuštěno do atmosféry 48,8 milionů tun metanu (připomeňme, naše odhady pro celou oblast bezstromových bažin činil asi 60 milionů tun). Pro roky 1996-2003 nejvyšší koncentrace byla zaznamenána v roce 2003. Letošní rok byl pro celé Rusko nejteplejší, zejména v létě a na podzim v zónách bažin a tundry (Jakutsko, Západní Sibiř) - v průměru se zde teplota ukázala téměř o 6 °C vyšší než dlouhodobá. Za těchto podmínek byl současně pozorován letní pokles obsahu horního ozonu O 3 nad severem Ruska o 5–10 %. Ale v létě se zde urychlují i procesy fotosyntézy a tvorby kyslíku. Je tedy zřejmé, že ozon se zde v podmínkách teplého roku 2003 intenzivně spotřebovával k oxidaci zvýšeného množství metanu a fosfinu.
Od fosfinu ke kyslíku: Některé statistiky a filozofie
Není žádným tajemstvím, že kvůli nejbohatším biologickým zdrojům si Rusko již zvyklo být považováno za světového dárce kyslíku. Podle odborníků se na jejím území ročně vytvoří 8130 milionů tun O 2 . Zdá se, že proti pravdě příliš hřešit nebudeme, za předpokladu, že proces fotosyntézy, který je zodpovědný za vznik této masy kyslíku, se řídí výše zmíněným „zákonem univerzální harmonie“ – pravidlem „zlatého řezu“ . Vždyť na vznik 1 tuny organické hmoty při fotosyntéze se spotřebuje 1,47 tuny oxidu uhličitého, 0,6 tuny vody a 3,84 Gcal sluneční energie a uvolní se 1,07 tuny kyslíku. Poměr mezi množstvím absorbovaného CO 2 a uvolněného O 2 (1,47:1,07) se od „zlatého“ tolik neliší.
Podle některých publikovaných odhadů je spotřeba kyslíku v Rusku (dýchání, spalování paliva a další průmyslové potřeby) 2784 milionů tun. Pak jeho „produkce“ v Rusku převyšuje jeho spotřebu o 5346 milionů tun. Ale v jiných propočtech, které berou v úvahu spotřeba kyslíku mikroflórou (dříve celková půda) na "dýchání", ruský převis produkce kyslíku nad jeho spotřebou je již řádově nižší - 560 mil. t. plynu a spotřebovaného kyslíku. Na panenských pozemcích se hodnota této hodnoty blíží 1,58 a na orné půdě kolísá mezi 1,3-1,75 - jinými slovy, kyslík se spotřebuje "ekonomicky" (42-37%) v procesu "dýchání" půdy (42–37 %) a oxidu uhličitého se uvolňuje více (58–63 %). Vyjdeme-li z průměrné hodnoty „zlatého řezu“ 1,52 pro poměr CO 2 : O 2, pak při emisích CO 2 z půd Ruska 10 409 milionů tun kyslíku se spotřebuje dalších 6 848 milionů tun kyslíku. pro „dýchání“ ruských půd (odhady z roku 2004 založené na údajích zaměstnanců Ústavu základních problémů biologie Ruské akademie věd, zejména V. N. Kudejarova).
Jakýsi „zlatý podíl“ je také pozorován mezi propadem CO 2 a jeho emisemi v měřítku Ruska. Poměr mezi propadem, který je 4450 milionů tun ročně (v přepočtu na uhlík), a emisemi (2800 milionů tun - ve stejných jednotkách) se rovná 1,59, tedy překvapivě blízko "zlata". No, dokud nebude nad Ruskem jako celkem přebytek CO 2, naše ekosystémy více absorbují, než vypustíme, naše lesy nás zachrání a zakryjí naše „hříchy“. Ale v posledních letech (především na severu) bylo stále více zaznamenáno, že ekosystémy se nemohou vyrovnat s „plánem“ absorpce a uvedený poměr je porušován.
Mnohem důležitější však je, že, jak vyplývá z řady odhadů, je v Rusku celková spotřeba kyslíku za rok pro naši potřebu (2784 milionů tun), dýchání půdy (6848 milionů tun) a oxidace metanu a fosfinu (220 milionů tun) se blíží 10 miliardám tun, což je téměř o 2 miliardy tun více, než produkují všechny naše lesy. A tato smutná bilance se mi zdá mnohem závažnějším problémem než očekávané obchodování s kvótami. Kvůli zachování životní prostředí a biosféry planety, jejíž zdroje dnes utrácíme o 25 % více, než se stihne obnovit, si musíme konečně uvědomit, že bez omezení spotřeby my a naši potomci prostě nemůžeme přežít. A v neposlední řadě se to týká kyslíku. Zdá se, že je ho v atmosféře hodně (21 %), ale nemělo by se připustit, aby se ho na Zemi více spotřebovalo, než vyrobilo.
Shrnutí
Není žádným tajemstvím, že za posledních 100 let v důsledku bezmyšlenkovité lidské činnosti a ignorování přírodních zákonů se emise oxidu uhličitého do atmosféry (a jeho obsah v ní) podle různých odhadů zvýšily o 25–35 %. . Jeden ze špatně spočítaných důsledků globální oteplování může jít o prudké zintenzivnění biochemických procesů v přírodní oblasti bažiny a permafrost. Současně se může prudce zvýšit emise nejen metanu (to je již téměř zřejmé), ale také plynů, které jsou z hlediska jejich vlivu na biosféru málo prozkoumány: amoniak, silan a fosfin, které budou vyžadovat hodně kyslík pro oxidaci a neutralizaci. Nejsou zde ale také plně analyzovány zpětnovazební efekty (například intenzivnější uvolňování metanu urychlí další zvýšení koncentrace CO 2 v atmosféře, což může vést k prudkému zpomalení fotosyntézy). Jak vyplývá z posledních studií, kompenzační role fotosyntézy v boreálních lesích v 90. letech znatelně zeslábla. Než však bylo pevně stanoveno, že stromy ve všech zeměpisných šířkách spolehlivě přispívají k fotosyntéze a asimilaci CO 2 . Nebezpečný trend! A příklady takových „metamorfóz“ lesů se rok od roku množí.
V současné době nevíme téměř nic o izolaci a oxidaci silanu (SiH 4) zmiňovaného více než jednou v tomto článku. Mezitím jsou všechny bahenní rostliny, obiloviny a mikroorganismy bohaté na organický křemík. V rašeliništích vrchovišť - 43 % SiO 2, přechodných - 28 %, nížinných - 21 %. Zatím existují jen kusé důkazy, že silan v kombinaci s fosfinem tvoří nedostatečně prozkoumané komplexy – silylfosfiny. Procesy izolace silanu, jeho oxidace a kombinace s dalšími prvky vyžadují seriózní studium.
A na závěr – fantasticky vypadající zápletka, která by měla donutit k zamyšlení každého, kdo tuto schopnost ještě neztratil. V povrchové vrstvě atmosféry může v důsledku rychlého nárůstu obsahu oxidu uhličitého a některých dalších „mrtvých“ plynů v dohledné době dojít k nedostatku kyslíku nejen v důsledku zpomalení fotosyntézy, zvýšení ve spotřebě na oxidaci, spalování a dýchání, ale také kvůli „screeningu“ jedovatých plynů, které narušují příliv O 2 z vyšších vrstev atmosféry.
Základem veškerého života na Zemi byla po miliardy let fotosyntéza, která planetu pravidelně zásobovala kyslíkem. Bohužel, jak někteří badatelé správně podotýkají, zdá se, že se moderní civilizaci poprvé v historii podařilo zpomalit doplňování atmosféry kyslíkem a přivést přírodu do bodu rozdvojení. Přežije?
Viz například: Yeldyshev Yu.N. Je metan viníkem globálního oteplování? // Ekologie a život, 2007, č. 11, s. 45; Změna klimatu: fakta a faktory // Ekologie a život, 2008, č. 3, s. 44.
Viz např. článek Kravčenko I.K. v časopise "Microbiology", č. 6, 2007.
Pro odpovědi na úkoly 20-22 použijte samostatný list. Nejprve si zapište číslo úkolu (20, 21, 22) a poté na něj podrobnou odpověď. Své odpovědi pište jasně a čitelně.
Pomocí metody elektronové rovnováhy napište rovnici reakce
Na2CrO4 + Nal + H2SO4 → I2 + Cr2 (SO4)3 + Na2S04 + H20.
Určete oxidační činidlo a redukční činidlo.
Ukaž odpověď
Na 2 Cr +6 O 4 + Nal + + H 2 SO 4 → I_2 ^ 0 + Cr_2 ^ + 3 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O
2Cr +6 + 6I - = 2Cr +3 + 3I_2^0
Cr +6 (Cr +3 2 (SO 4) 3) - okysličovadlo
I - (NaI -) - redukční činidlo
2Na 2 CrO 4 + 6NaI + 8H 2 SO 4 = 3I 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 5Na 2 SO 4 + 8H 2 O
Při pálení vápence o hmotnosti 300 g byl získán oxid uhelnatý (IV) o hmotnosti 100 g. Určete hmotnostní zlomek (v procentech) uhličitanu vápenatého ve vápenci.
Ukaž odpověď
1) Reakční rovnice:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
2) Vypočítejte látkové množství CO 2:
M (CO 2) \u003d 44 g/mol, n (CO 2) \u003d 100/44 ≈ 2,27 mol.
3) Vypočteme hmotnostní zlomek CaCO 3 ve vápenci:
a) podle reakční rovnice
n (CaCO 3) \u003d n (CO 2) \u003d 2,27 mol CaC03
M (CaCO 3) \u003d 100 g / mol, m (CaCO 3) \u003d 2,27 100 \u003d 227 g
b) m(CaC03) = 227 100/300 ≈ 75,67 %.
Látky jsou uvedeny: ZnO, Zn, roztoky MgSO 4, H 2 SO 4, AgNO 3, Ba(NO 3) 2. Pomocí vody a potřebných látek pouze z tohoto seznamu získáte dusičnan zinečnatý ve dvou fázích. Popište příznaky probíhajících reakcí. Pro iontoměničovou reakci napište zkrácenou rovnici iontové reakce.
Ukaž odpověď
Schéma experimentu Zn → H 2 SO 4 → Zn(NO 3) 2
1) Zn + H2SO4 \u003d ZnS04 + H2
Zn 0 + 2Н + = Zn 2+ + Н_2^0
H + (H 2 SO 4) - oxidační činidlo
Zn 0 - redukční činidlo
Reakce je redoxní. Zinek se rozpouští a uvolňuje se plynný vodík.
2) ZnSO 4 + Ba(NO 3) 2 = Zn(NO 3) 2 + BaSO 4 ↓
Ba 2+ + SO_4 ^ 2- \u003d BaSO 4
Vytvoří se bílá sraženina síranu barnatého. Reakce výměny iontů
