Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка):
а образовавшийся при этом нуклид испытывает один (? ~)-распад. Составьте уравнения ядерных реакций.
5.24. Нуклид 2JjPu используют в качестве источника энергии для стимуляторов сердечной деятельности. Определите, какую энергию можно получить при распаде 200 мг плутония по реакции
2JjPu^25He+2JjU.
Известно, что из общего количества энергии в электрическую превращается 25 %. При вычислениях используйте точные значения масс: 2JJ Pu 239,0006, 2H U 234,9935, 2' Не 4,00150 а.е.м.
5.25. Опытное животное подвергли действию а-излучения. Доза излучения составила 0,15 Гр. Вычислите эквивалентную дозу излучения, которую получило животное.
5.26. Кусочек обуглившегося дерева из древнего захоронения показал радиоактивность 10,1±0,1 распадов в минуту на 1 г материала. Определите возраст этого захоронения.
280
В.В. Вольхин. Общая химия
Химия окружающей среды
6.1. Наука об окружающей среде
Осознание обществом того факта, что деятельность человека создает серьезную угрозу сохранению окружающей среды и даже жизни на Земле, побуждает к действиям по защите окружающей среды. При этом под термином «окружающая среда» понимают комплекс всех объектов, явлений и процессов, внешних по отношению к живым организмам, но взаимодействующих с ними. Выбор правильных решений по защите окружающей среды может основываться только на глубоком понимании процессов, протекающих в ней в нормальных условиях, и того влияния, которое оказывают на эти процессы антропогенные факторы, т.е. факторы, связанные с человеческой деятельностью. Необходимую объективную информацию призвана добывать и обобщать наука об окружающей среде.
Существует, по крайней мере, два подхода к изучению окружающей среды. Согласно одному из них условно выделяют концентрические оболочки вокруг центра Земли - геосферы, включая атмосферу, гидросферу, литосферу и другие, и исследуют процессы, происходящие в каждой из них раздельно. При изучении той или иной из геосфер учитывают входы и выходы энергии и веществ при взаимодействии ее с другими геосферами. Особо выделяют также биосферу, представляющую собой совокупную среду обитания живых организмов. Биосфера распространяется на ряд геосфер и особо чувствительна к обменным процессам между ними.
Другой подход предусматривает изучение Земли как единой биогеосистемы. Но для упрощения методик исследования в этой системе выделяют отдельные химические элементы (или узкие группы элементов) и изучают их кругооборот в целом в окружающей среде (циклы веществ).
В данной главе рассмотрены оба подхода к изучению окружающей среды. Ознакомление с ними начнем с обсуждения отдельных природных сфер.
Атмосфера представляет собой тонкий слой газов, покрывающий поверхность Земли.
Атмосфера играет важную роль в поглощении солнечной энергии и космических излучений, в защите биосферы от губительного ультрафиолетового излучения Солнца, в переносе энергии от экваториальной области Земли в сторону ее более высоких широт, в кругообороте воды и химических элементов.
Пример 6.1. Вычислим общую массу O2 в атмосфере Земли. Для выполнения расчетов воспользуемся следующими справочными данными: содержание O2 в атмосфере - 21 %, средняя моляр
Химия окружающей среды
281
пая масса воздуха - 29 г/моль, давление воздушного столба на поверхность Земли - 1 -103 г/см2 (« 1 атм), общая площадь поверхности земного шара- 5,1- 1014лЛ
Решение, Все необходимые вычисления можно выразить в форме единого уравнения:
m0, = UO'г/см2 ? 5,1•101V • hlQ*cf--!--0,21 • 32 г/моль ? -±%— = 1,2-10|5/я.
2 \м' 29 г Iмоль 1?1O6 г
Ответ: масса O2 в атмосфере Земли равна 1,2•1015W.
Гидросфера включает в себя все виды природных вод Земли.
По оценкам специалистов на нашей планете около 1410•1O6 км* воды. Более 97 % воды из этого количества содержится в океанах, около 2 % - в виде льда у полюсов Земли и в ледниках, примерно 0,70 % - в подземных водах, не более 0,01 % - в озерах, около 0,001 % - в виде паров в атмосфере, только лишь 0,0001 % - в реках, менее 0,00005 % - в биосфере, около 0,005 % - в почве, горных породах и других материалах. Таким образом, лишь небольшая доля воды связана с атмосферой и биосферой, но вода в них находится в постоянном движении и играет важную роль в обеспечении жизни на Земле.
Литосфера связана с твердой частью Земли (толщина до 75 км), включая почву. Верхняя часть литосферы, особенно ее слои глубиной до 8 - 10 м от поверхности, находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и гидросферой и участвует в биогеохимическом кругообороте веществ на Земле. Но биологические процессы возможны и в более глубоких слоях литосферы. В нефтеносных слоях литосферы живые бактерии обнаружены на глубине 2 - 3 км.
Процесс преобразования литосферы живыми организмами начался около 450 млн. лет назад и привел к образованию почвы.
Биосфера - область существования и функционирования живого вещества, включающего в себя все ныне живущие организмы.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы (до 15 км в высоту, ниже озонового слоя), всю гидросферу и верхнюю часть литосферы (до 4 км в глубину при температурах до 100 0C).
