Инертные газы:
«Химическая аристократия»

Заседание клуба юных химиков

Окончание. Начало см. в № 3, 5/2008

Во все времена задачей практической
химии было укрощение веществ
на благо человека.

Вопрос 1. Из всех элементов периодической системы Д.И.Менделеева инертные газы обладают самым миролюбивым «характером». Но случилось так, что история их «трудовой деятельности» началась с военной службы. В один из сентябрьских дней 1917 г. жители Лондона были поражены необычной картиной: простреленный во многих местах немецкий дирижабль (дирижабли широко применялись для разведки, бомбометания, быстрой переброски войск и оружия) не загорелся, а спокойно развернулся и улетел назад. Военные власти обратились к ученым за разъяснениями. Химик Р.Трелфолл первым нашел ответ на загадку – немецкий дирижабль был заполнен не водородом, как обычно, а негорючим…

О т в е т. Гелием.

 

Немецкий дирижабль на задании

 

Вопрос 2. Вечером вы привычно нажимаете кнопку выключателя, и ваша квартира заливается электрическим светом. Назовите инертные газы, использующиеся для заполнения колб электрических лампочек.

О т в е т. Аргон, ксенон, криптон.

Вопрос 3. Американские специалисты с помощью радиоактивных изотопов одного из инертных газов создали «атомную» лампу, срок непрерывного действия которой исчисляется десятилетиями. Энергия радиоактивного излучения вызывает свечение находящихся внутри лампы специальных люминесцирующих составов – фосфоров. Световой поток таких ламп невелик, но достаточен, чтобы сделать заметными в темноте предупредительные знаки, расположенные в труднодоступных местах (в шахтах, на железной дороге, в туннелях и т.д.). Назовите изотопы этого инертного газа.

О т в е т. Изотопы ⁸¹Kr, ⁸⁵Kr, ⁸⁸Kr.

Вопрос 4. Яркий белый свет (с розовым оттенком) ламп высокого давления, заполненных этим инертным газом, используют в лакокрасочной и текстильной отраслях промышленности при освещении сцен, телевизионных студий, при киносъемках. Некоторые из этих ламп служат мощным источником инфракрасного излучения. Назовите этот инертный газ.

О т в е т. Криптон.

Вопрос 5. Причудливые гирлянды световых реклам и надписей, светящихся красным светом в витринах магазинов, на вывесках театров и кино, на шпилях высотных зданий, над вестибюлями метро и т.д., – все это стеклянные трубки, заполненные одним из инертных газов, через который пропущен электрический ток. Назовите этот газ.

О т в е т. Неон.

В рекламах, мерцающих сине-голубым светом, используется газ…

О т в е т. Аргон.

Вопрос 6. Современная техника использует чистые металлы. Однако при повышенных температурах уран, германий, титан и другие взаимодействуют с любыми газами, кроме инертных. Поэтому получение и сварка этих металлов осуществляется в атмосфере инертных газов. Назовите эти инертные газы.

О т в е т. Аргон и гелий.

Вопрос 7. Главная «профессия» одного из инертных газов связана с получением сверхнизких температур. Вся современная техника глубокого холода основана на применении наиболее холодной жидкости в мире. Ее температура кипения составляет –268,93 °С. Назовите эту жидкость.

О т в е т. Жидкий гелий.

 

 

Вопрос 8. Велико значение инертных газов в охране здоровья человека. Для поддержания жизни человека нужны пища, вода и воздух. Однако использование обычного воздуха водолазами может вызвать тяжелое поражение организма – кессонную болезнь. Поэтому водолазы, акванавты, а также космонавты и летчики дышат безазотным воздухом. Назовите состав этого «воздуха».

О т в е т. Это кислородно-гелиевая смесь.

Вопрос 9. Для проведения рентгеноскопических исследований головного мозга применяется инертный газ, который сильно поглощает рентгеновское излучение и помогает найти место поражения. Это инертный газ…

О т в е т. Ксенон.

Вопрос 10. «Яд в малой дозе – лучшее лекарство». Это высказывание можно отнести к газу, разбавленные растворы которого в воде обладают живительной силой. Слава о целебных свойствах некоторых вод Цхалтубо, Пятигорска и других курортов не беспочвенна. Эти источники помогают в лечении нервных, сердечно-сосудистых заболеваний, различных поражений органов движения и т.д. В последнее время широкое распространение получили искусственные… ванны. Назовите этот инертный газ.

О т в е т. Радон.

Вопрос 11. В науке и практике широко применяется эманационный метод физико-химического исследования. С его помощью получают важные сведения о различных превращениях в твердых телах (химические превращения, аллотропные переходы, рекристаллизация и т.д.). Какой инертный газ применяется для осуществления эманационного метода?

О т в е т. Радон.

Вопрос 12. Еще совсем недавно эталоном метра был платино-иридиевый стержень, который хранили в Севре близ Парижа, но с течением времени росла необходимость в повышении точности измерений. В 1960 г. было заключено международное соглашение, определяющее 1 метр как 1 650 763,73 длины волны оранжевого спектра стабильного изотопа одного из инертных газов. Назовите этот инертный газ.

О т в е т. Криптон-86.

Вопрос 13. В 1895 г. знаменитый английский писатель-фантаст в романе «Война миров» повествовал о нашествии на Землю марсиан. После трудной победы человечества над марсианами ученые стали изучать то немногое, что осталось на нашей планете от незваных пришельцев, в том числе и загадочную черную пыль. Химики установили: неведомое марсианское вещество – это химическое соединение аргона с неизвестным на Земле элементом (аргонбыл открыт в 1894 г. – уникальная оперативность писателя!). Назовите имя писателя-фантаста.

О т в е т. Герберт Уэллс.

Учитель. Итак, конец XIX в. ознаменовался открытием инертных газов. При их открытии химические методы не сыграли почти никакой роли. Это было связано с:

• разработкой физических методов исследования газов (спектральный анализ, определение значений теплоемкости, теплопроводности, скорости распространения звука и т.д.);

• решением технически сложной проблемы перевода газов в жидкое и твердое состояние благодаря созданию холодильных машин; совершенствованием спектроскопии, т.к. именно спектры оказались теми «визитными карточками», по которым судили об открытии инертных газов.

Мир веществ – мир разнообразный, причудливый и таинственный. История открытия инертных газов весьма поучительна и представляет собой одну из интереснейших страниц химии прошлого и настоящего.

Закончим заседание клуба юных химиков словами Давида Анахта: «Природа не все утаила от нас, так как в противном случае не было бы возможности что-либо постичь, и не все сделала явным, ибо тогда не было бы исследования, но все устроила природа так, чтобы ее можно было познать через исследование и разыскание».

Подведение итогов.

 

Л и т е р а т у р а

Альтшулер С.В., Кривомазов А.Н. и др. Открытие химических элементов. М.: Просвещение, 1980, с. 49–70; Бердоносов С.С. Инертные газы вчера и сегодня. М.: Просвещение, 1966; Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Химики. Биографический справочник. Киев: Наукова думка, 1984; Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Часть вторая. М.: Просвещение, 1993; Степин Б.Д., Аликберова Л. Ю. Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия, 1994, с. 180–182; Смагин Б.И. Вблизи абсолютного нуля. М.: Детская литература, 1985; Таубе П.Р., Руденко Е.И. От водорода до… нобелия. М.: Высшая школа, 1961; Фигуровский Н.И. История химии. М.: Просвещение, 1979; Ходаков Ю.В. Общая и неорганическая химия. М.: Просвещение, 1965; Энциклопедия для детей. Химия. Т. 17. М.: Аванта+, 2001, с. 247–252.

Э.А.КОЖАНОВА,
учитель химии школы № 6
(г. Курск)