Изотопы углерода
(для решения требуется авторизация)
Источник: Региональный этап ВсОШ по химии
Являющийся основой всего живого элемент углерод по распространённости в земной коре (0,087 масс. %) занимает 13 место среди элементов Периодической Системы. В природе углерод представлен двумя стабильными изотопами 12С и 13С и одним радиоактивным 14С, образующимся в верхних слоях атмосферы под действием нейтронов космического излучения на изотоп 14N. Радиоактивный изотоп 14С (его содержание 10–12 % от общей массы углерода) является β-излучателем с периодом полураспада 5700 лет.
Углерод в форме простого вещества известен ещё с доисторических времён. Очень рано люди познакомились с такими его ископаемыми минералами, как исключительно твёрдый А и горючий Б. С момента овладения огнём человечество узнало о тончайшем чёрном порошке В (до сих пор использующемся в качестве пигмента), а также об остающихся на кострище чёрных кусочках Г, которые, однако, сгорают при повторном разведении костра на том же месте.
Основная часть углерода находится на нашей планете Земля в окисленном виде, в частности, такие его минералы, как кальцит и доломит слагают целые горные хребты. Есть он и в атмосфере, примерно 0,046 масс % которой составляет углекислый газ. В атмосферном СО2, масса которого оценивается в 2,4∙1012 т, содержится 0,0027 масс. % от всего углерода на нашей планете.
Тем не менее, признание углерода как элемента состоялось лишь в XVIII веке после проведения целого ряда экспериментов, часть из которых мы представляем Вашему вниманию.
В 1752–1757 гг. шотландский учёный Джозеф Блэк обнаружил, что нагревание белой магнезии или действие на неё разбавленных кислот приводит к образованию газа, который он назвал «фиксируемый воздух», поскольку газ поглощался («фиксировался») известковой водой. Тогда же он показал, что тот же газ образуется при горении Г и при дыхании человека и животных.
Английский химик Смитсон Теннант в 1791 г первым получил свободный углерод химическим способом, пропуская пары фосфора над разогретым мелом, в результате чего образовалась смесь углерода с фосфатом кальция. Несколько позже (1796–1797 гг.), окисляя калиевой селитрой одинаковые количества А, Г и графита, Теннант установил, что они дают одинаковые количества продуктов и, следовательно, имеют одинаковую химическую природу.
-
Для описанных в задаче форм углерода А–Г приведите их собственные названия, а для минералов кальцита и доломита напишите химические формулы, отражающие их состав. В ответе последовательно укажите названия на русском языке и формулы минералов.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Воспользовавшись приведёнными в задаче данными, оцените массу всего углерода на нашей планете, массу земной коры, а также массу земной атмосферы. В ответе последовательно укажите массу углерода, земной коры и земной атмосферы. Для ответа укажите n, где 10n - искомое число.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Исходя из значения атомной массы углерода и содержания 14С, оцените количество каждого из изотопов углерода в земной коре в штуках. Для ответа укажите n, где 10n - искомое число. Укажите ответы в последовательности 12C, 13C, 14C.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Напишите уравнения ядерных реакций образования изотопа 14С в атмосфере и его радиоактивного распада. Во сколько раз уменьшается содержание 14С в изолированном образце горной породы за 28500 лет?
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Напишите уравнения реакций, проведённых Блэком и Теннантом. Предложите способ выделения углерода из его смеси с фосфатом кальция.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
