El aluminio se colocó en mercurio líquido. ¿Qué le sucede a una persona si traga bolas de mercurio de un termómetro?

El trabajo de control se realiza en tres versiones. Se adjuntan respuestas. Al hacer el trabajo, los estudiantes deben dar una tabla de densidades. Al compilar la prueba, se utilizaron tareas del libro "Control del conocimiento de los estudiantes en física" editado por V, G, Razumovsky y R.F. Krivoshapova.

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"Trabajo de control en física "Fuerza de Arquímedes y condiciones para cuerpos flotantes" (Grado 7)"

examen de fisica para estudiantes de 7mo grado

Fuerza de Arquímedes y condiciones para cuerpos flotantes

Iopción

1. Determinar la fuerza de flotación que actúa sobre una piedra con un volumen de 0,5 m 3 en agua.

2. ¿Qué fuerza se debe aplicar para sostener un riel de acero con un volumen de 0,7 m 3 en agua?

3. Se vierten tres líquidos inmiscibles en el recipiente: agua, alcohol, mercurio. ¿En qué orden se ordenaron? Justifica la respuesta.

IIopción

1. Se sumerge en agua una pieza de granito con un volumen de 10 dm 2 . ¿Qué fuerza se debe aplicar para mantenerlo en el agua?

2. Se sumergió en gasolina un bloque que tenía la forma de un paralelepípedo rectangular. Sus dimensiones son 4x5x10 cm Determine la fuerza de flotación que actúa sobre la barra.

3. Se colocaron bolas de aluminio 1, acero 2 y platino 3 del mismo volumen en mercurio líquido. ¿Cómo están dispuestas las bolas en el líquido?

terceroopción

1. Un bloque de madera con un volumen de 80 cm 3 flota sobre la superficie de queroseno, medio sumergido en él. ¿Cuál es la fuerza de Arquímedes que actúa sobre él?

2. Un adoquín de granito unido a un resorte dinamométrico se sumerge en agua. El volumen del adoquín es de 0,004 m 3. ¿Qué fuerza muestra el dinamómetro?

3. ¿En qué agua es más fácil nadar: mar o río? ¿Por qué?

Una vez que el mercurio fue considerado una panacea para todas las enfermedades y un elixir de la inmortalidad, pero también fue la causa de la "enfermedad del viejo sombrerero". Mercury arruinó a Iván el Terrible y dejó los aviones fuera de servicio para siempre.

Tan pesado que no puedes levantar

El mercurio es una sustancia con una alta gravedad específica y alta densidad. Si intenta siquiera levantar un balde de 10 litros lleno de mercurio, no lo logrará. Por primera vez, el peso del mercurio fue medido por Robert Boyle en 1627, pero sus cifras siguen siendo correctas: 1 litro de mercurio corresponde a unos 13,6 kilogramos, y la densidad del mercurio es mayor que la densidad del agua en el mismo número. . Nuestro cuerpo también está "cargado" de mercurio, pero su cantidad es insignificante: 13 miligramos.

Mascota

Hace un par de siglos, la gente creía que si el mercurio refinado se solidificaba, podía convertirse en oro. Pero aún más confiaron en las propiedades mágicas de esta sustancia. Por ejemplo, los sacerdotes del Antiguo Egipto pusieron varios gramos de mercurio en un recipiente de madera o granito y lo colocaron en la garganta de la momia del faraón; creían que después de la muerte protegería a su gobernante. Los egipcios comunes también contaban con la ayuda del mercurio, usando una botella como amuleto. Muchos creían y creen que el mercurio trae buena suerte, por lo tanto, hoy en día los talismanes de mercurio no son infrecuentes. Los utilizan los aficionados a las carreras de caballos y los juegos de cartas. Para evitar que las propiedades venenosas del mercurio afecten negativamente a la salud, la sustancia se coloca en un orificio hecho con nuez moscada y se sella con cera. Y entre los magos modernos puedes ver anillos de vidrio en los que se sella mercurio.

Medicamento

Debido a su alta toxicidad, el mercurio actualmente prácticamente no se usa en preparaciones médicas, con la excepción de un termómetro, que contiene alrededor de 2 gramos de este metal. El mercurio también puede actuar como conservante de las vacunas. Sin embargo, en la década de 1970, el mercurio se usaba fácilmente en medicina. Por ejemplo, el mercurio que contenía iones de mercurio actuaba como un fuerte diurético, el cloruro de mercurio se usaba como laxante y el cianuro de mercurio formaba parte de antisépticos y ungüentos. La amalgama de plata, que consiste en mercurio, se ha utilizado recientemente en odontología como material de obturación. El viajero Francois Bernier (1620-1688) durante su visita a la India notó que los yoguis locales viven sorprendentemente mucho tiempo, hasta 200 años. Bernier escribió que los yoguis beben una bebida que contiene mercurio y azufre. Los yoguis han confirmado que unas pocas gotas al día de este medicamento pueden mantener el cuerpo en buena forma, pero lo más importante: contribuir a la longevidad. También se sabe que en la antigüedad, los chinos fabricaban “píldoras de la inmortalidad” a base de mercurio.

Víctima de la cura

Durante la exhumación del cuerpo de Iván el Terrible, los científicos determinaron que el contenido de mercurio en el cuerpo del rey era 5 veces superior a las normas permitidas. Se sabe que en Rusia se usó mercurio para tratar la sífilis ya en los siglos XV-XVI. Algunos investigadores han sugerido que Iván el Terrible, que padecía esta peligrosa dolencia, fue tratado con "plata líquida". N. M. Karamzin escribió que el zar "cambió tanto que era imposible reconocerlo: se representaba una ferocidad sombría en su rostro, todas las facciones estaban distorsionadas, sus ojos se desvanecían, casi no quedaba ni un cabello en su cabeza y barba". La caída brusca del cabello es uno de los signos claros del envenenamiento por mercurio, al igual que los ataques epilépticos que atormentaron al rey. La intoxicación por mercurio es la causa de la muerte de Iván el Terrible, según los expertos modernos.

pez "mercurio"

Se sabe que el mercurio se encuentra en el agua de mar. Recientemente se ha descubierto que los peces pequeños son capaces de acumular esta sustancia. Al mismo tiempo, los depredadores, tanto los peces como las aves que se alimentan de peces pequeños, pueden almacenar mercurio en el cuerpo en concentraciones aún mayores. Por ejemplo, si un arenque contiene 0,01 ppm de mercurio, entonces un tiburón tiene un indicador superior a 1 ppm. ¡Los científicos estadounidenses que examinaron el pescado en busca de mercurio encontraron esta sustancia en todos los peces! Al mismo tiempo, el 25% de los pescados tienen mercurio por encima del nivel permitido. El atún y la langosta estaban en riesgo. Los ecologistas ya han comenzado a hacer sonar la alarma, advirtiendo sobre los peligros de comer pescado y otros mariscos, sin embargo, las compañías pesqueras comprensiblemente lo llaman "historias de terror".

Venenoso, pero no siempre peligroso

"Cuanto más estudiamos el mercurio, más tóxico se vuelve", dice David Evers del Instituto de Biodiversidad. “La amenaza de niveles bajos de mercurio es mayor de lo que se pensaba anteriormente”. De hecho, la gente solía subestimar claramente las propiedades tóxicas del mercurio. Ella, por ejemplo, formaba parte del fieltro del que se fabricaban los sombreros. Los que usaban sombreros socavaron gradualmente su salud al acumular una sustancia venenosa en sus cuerpos. Aún más envenenado en la fabricación de sombreros: la expresión "la enfermedad del viejo sombrerero" lo indica claramente. Hoy en día, el envenenamiento por mercurio afecta principalmente a las personas que viven de la pesca y comen pescado activamente (el tratamiento térmico, como saben, no elimina el mercurio de los productos). Un gran número de estas personas vive en Canadá, Brasil, Colombia y China. Según las estadísticas, un promedio de 8 niños por cada mil de una región peligrosa tienen trastornos crónicos, que se manifiestan en el debilitamiento de la memoria y el retraso mental. Pero el peligro de envenenamiento por vapor de mercurio, según algunos expertos, es muy exagerado, ya que el límite de densidad del vapor de mercurio es mucho más bajo que el del aire y, por lo tanto, su concentración en niveles peligrosos solo es posible con una gran cantidad de esta sustancia. El mercurio líquido tampoco es tan peligroso. Si traga bolas metálicas de mercurio de un termómetro, pasarán por todo el intestino sin causar daño. Esto se debe a la consistencia del mercurio, que no puede absorber el tracto gastrointestinal.

Prohibido para el transporte!

Curiosamente, está prohibido transportar mercurio en los aviones, pero no porque los pasajeros y los miembros de la tripulación puedan envenenarse con él. El mercurio, al caer sobre las aleaciones de aluminio, destruye la película superficial de óxido de aluminio, sin la cual el metal se vuelve quebradizo y colapsa rápidamente en el aire. Tal problema para la aviación fue relevante en la década de 1970. Las aeronaves con una gran cantidad de mercurio filtrado a bordo ya no estaban en servicio. Dependiendo del grado de daño, se enviaron para revisión o finalmente se cancelaron.

Hay muchas razones por las que no debe tratar con mercurio bajo ninguna circunstancia. ¡No solo es tóxico y puede provocar trastornos emocionales y mentales en los humanos, sino que también puede provocar la destrucción de la estructura de aluminio del avión y un accidente aéreo! ¿Cómo puede ser esto?

Óxido de aluminio y herrumbre de hierro

El aluminio se usa en todas partes hoy en día: desde latas de cerveza hasta aviones. El hecho es que el aluminio es una buena opción entre otros materiales para muchas situaciones. Es liviano, fuerte y tiene un recubrimiento que solo el diamante puede igualar en dureza. El hierro, o más bien el acero, tiene una gran resistencia y aún no es reemplazable, por ejemplo, en la construcción. Sin embargo, si haces que este hierro-acero vuele por mar todos los días, se oxidará rápidamente. Cuando el hierro se oxida, se combina con el oxígeno. En este caso, el hierro se convierte en escamas rojas y ligeras, que se desprenden fácilmente de la superficie del hierro. A diferencia del hierro, el aluminio reacciona con el oxígeno para formar alúmina, una sustancia increíblemente dura que es muy difícil de rayar.

Esa marcada diferencia en el comportamiento del hierro y el aluminio cuando interactúan con el oxígeno solo confirma esta idea de que "la química es brujería". El óxido de aluminio no se desprende del aluminio como lo hace el óxido con el hierro. Por el contrario, la película de alúmina sella el aluminio restante y evita que se "oxide" más. Esto es lo que se necesita para una estructura de aluminio que vuele por el aire y, a menudo, sobre los mares y océanos.

Mercurio y aluminio fresco

Mercurio hace añicos toda esa fina bondad del aluminio. O, al menos, puede romperse si golpea una pieza de aluminio recién rayada. Si esto sucede, entonces el mercurio se combina activamente con el aluminio, sacándolo de la estructura de aluminio para esto. Por supuesto, cuando la amalgama de aluminio y mercurio se expone al aire, el aluminio se combina inmediatamente con el oxígeno para formar el mismo óxido de aluminio resistente. Es solo que todo sucede en el lugar equivocado en forma de plumas que crecen y pilares que se elevan del mercurio líquido.

Esta extrusión de óxido de aluminio del rasguño primario permite que el mercurio atraviese el aluminio hasta que todo el mercurio se evapore en el aire. Por lo tanto, incluso una pequeña cantidad de mercurio puede causar un gran daño.

Cómo el mercurio se come el aluminio

¡Bueno en realidad no! Lo que realmente hace el mercurio es penetrar la capa protectora de óxido de aluminio, permitiendo que el aluminio se oxide a un ritmo muy alto. El mercurio permite que la superficie del aluminio esté en contacto constante con el aire y asegura el proceso continuo de formación de óxido de aluminio. Parece como si, de hecho, el mercurio se estuviera comiendo el aluminio.

Por supuesto, esto no sucede en condiciones normales, ya que se forma instantáneamente una película de óxido de aluminio en la superficie expuesta del aluminio, que protege al aluminio de una mayor oxidación. El mercurio inhibe la formación de una película de óxido y da esta imagen espeluznante del mercurio comiendo aluminio, que se muestra.

mecanismo de reacción

El mecanismo de reacción del aluminio con el mercurio es muy complejo. Se produce una reacción espontánea entre la película de mercurio, el aluminio, la humedad y el oxígeno del aire (figura). Mientras que el mercurio es insoluble en aluminio, el aluminio es ligeramente soluble en mercurio (0,002 % a temperatura ambiente). Cuando el mercurio humedece una superficie de aluminio, mantiene esa superficie en un estado activado para que no se forme una capa de óxido sobre ella. El aluminio se disolverá en mercurio y se oxidará en contacto con el aire.

Durante esta reacción, el mercurio no se consume, por lo tanto, una vez iniciada, en principio, nunca se detendrá.

Figura - Efecto del mercurio sobre el aluminio

Química de la interacción del aluminio y el mercurio.

Si no hay una capa de óxido en el aluminio, entonces el mercurio forma una amalgama con él, una aleación de aluminio con mercurio. El aluminio fresco con amalgama en su superficie reacciona violentamente con la humedad del aire; reacciona muy fuertemente, especialmente en días con mucha humedad:

Al(t) + 3H 2 O(l) => Al(OH 3)(t) + 3/2 H 2 (g)
H= -418 kJ/mol.