Vì sao từ đá lại chế tạo được thủy tinh?

Vào thời xa xưa, ở Ai Cập có một đoàn lữ hành đã dừng lại nghỉ đêm ở một hẻm núi gần biển. Họ đốt lửa, nấu ăn, nhảy múa. Mấy ngày sau họ chuẩn bị rời đi nơi khác, và phát hiện trong đám tro có một vảy màu trắng sáng lấp lánh. Họ lấy làm lạ vì cái "vảy trắng" đã tìm thấy.

Đó là một câu "đố" một câu đố mà phải qua hơn ngàn năm loài người mới tìm thấy lời giải. Sự thực đó chính là các mẫu thuỷ tinh mà loài người chế tạo được sớm nhất.

Vì sao đoàn lữ hành cổ Ai Cập nọ qua mấy buổi đốt lửa nấu cơm, sưởi ấm đã chế tạo được "thuỷ tinh"? Nguyên do là ở đây có nhiều loại cát do đá núi bị phong hoá và cát bãi biển. Bản thân cát dù có mịn nhưng nếu chỉ bị đốt nóng thì cũng không nóng chảy được. Thế nhưng khi củi cháy sẽ tạo nên tro than có natri cacbonat có tính kiềm, natri cacbonat lại tác dụng với cát mịn. Do nhiệt độ cao khi đốt củi mà natri cacbonat tác dụng được với cát mịn, cát sẽ nóng chảy và sau khi để nguội sẽ kết tinh tạo nên các hạt thuỷ tinh trong suốt.

Các nhà khảo cổ đã khai quật thấy ở trong các ngôi mộ cổ Ai Cập các đồ trang sức chế tác bằng thuỷ tinh thành các vòng đeo cổ của các cô gái.

Ngày nay nguyên liệu chủ yếu để chế tạo thuỷ tinh là cát thạch anh, đá vôi và tràng thạch (felspat). Trong đó thành phần chính để chế tạo thuỷ tinh là cát thạch anh có thành phần hoá học là silic đioxit.

Thuỷ tinh chế tạo từ cát thạch anh có chất lượng rất tốt, trong suốt, chịu đựng được axit, có tính bền cơ học cao. Khi chế tạo thủy tinh người ta đem cát thạch anh và đá vôi nghiền mịn thành khối đồng đều. Cho vào lò, gia nhiệt để hỗn hợp được nung chảy. Nhưng cát thạch anh có nhiệt độ nóng chảy rất cao đến hơn 2000°C, nên quá trình sản xuất thủy tinh đã gặp không ít khó khăn. Vì vậy trong khi sản xuất thủy tinh người ta phải dùng natri cacbonat làm phối liệu để hỗn hợp dễ dàng chảy lỏng hơn. Việc thêm natri cacbonat không chỉ nhằm giảm thấp nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp mà còn làm giảm bớt độ keo dính của khối chảy, làm cho khối chảy sẽ linh động hơn trong lò nấu thuỷ tinh.

Để thoả mãn các nhu cầu trong cuộc sống, các xưởng sản xuất thủy tinh sản xuất ra nhiều loại chế phẩm thuỷ tinh như kính, thuỷ tinh không vỡ, kính nhiều lớp, kính mờ, kính cong, thủy tinh quang học, các loại bình đựng… Trong những năm gần đây đã xuất hiện nhiều chế phẩm được chế tạo bằng thủy tinh như: sợi thuỷ tinh, thuỷ tinh thép cùng nhiều loại chế phẩm mới khác.
Mời bạn đọc : 

Thuỷ tinh có thể thay thế thép hay không?

Từ khoá: Thuỷ tinh; Thạch anh.

Thuỷ tinh có thể thay thế thép hay không?

Vào năm 1940, lần đầu tiên người ta nói đến một thuật ngữ rất mới "thép thủy tinh”. Thép thuỷ tinh, về thành phần không có liên quan gì đến thép nhưng hết sức bền chắc: một tấm thép thủy tinh dày 8mm có thể không bị đạn xuyên thủng.

Mọi người đều biết trong bê tông cốt thép, sợi thép là "xương" còn xi măng là "thịt". Thép thuỷ tinh cũng có tính chất tương tự: Người ta nung chảy thuỷ tinh, kéo thành sợi mảnh. Sợi thuỷ tinh có tính đàn hồi, có thể dệt thành lụa, thành vải. Người ta cuộn vải thuỷ tinh thành nhiều lớp, ép với nhau rồi xử lý bằng chất dẻo đã đốt nóng chảy. Nhờ vậy người ta đã chế tạo được loại vật liệu lấy sợi thuỷ tinh làm "xương" và chất dẻo làm "thịt". Loại vật liệu này được gọi là thủy tinh được gia cố bằng chất dẻo.

Về độ bền cơ học thì thép thủy tinh có thể sánh ngang với thép, còn về khối lượng riêng thì thép thuỷ tinh chỉ bằng 1/4 thép. Thép thuỷ tinh lại không dẫn điện, rất nhẹ, về mặt này thì thép không sánh kịp thép thuỷ tinh.

Thép thủy tinh là loại vật liệu công nghệ mới có thể dùng để chế tạo khung, thân xe, vỏ ca nô, toa xe lửa, dùng làm vật liệu xây dựng vừa nhẹ lại vừa bền. Một thân xe ô tô con chỉ nặng hơn 150 kg. Dùng thép thủy tinh để chế tạo khung xe đạp vừa nhẹ lại vừa đẹp. Dùng thép thủy tinh chế tạo vỏ tàu thuyền vừa nhẹ, lại không bị mục nát, so với vỏ tàu thuyền chế tạo bằng gỗ thì có thể chế tạo thành hình nguyên khối mà không cần ghép nối. Gặp trường hợp thân xe hoặc thân thuyền có thủng một chỗ nào đó chỉ cần dùng keo dán gỗ bôi quanh lỗ thủng rồi dán một miếng thuỷ tinh là có thể tiếp tục đi lại.
Ngày nay phạm vi sử dụng của thép thủy tinh ngày càng được mở rộng. Trong quân sự, người ta dùng thép thuỷ tinh để chế tạo xe tăng, pháo thuyền nhẹ. Trong thể dục thể thao người ta dùng thép thuỷ tinh để sản xuất gậy nhảy sào, làm cung bắn tên. Trong sinh hoạt hằng ngày, người ta dùng thép thủy tinh để chế tạo đồ đựng nước, bể tắm vừa bền vừa đẹp.
Bài viết : 

Vì sao kim loại lại biến thành thủy tinh kim loại?

Từ khoá: Thép thủy tinh.

Vì sao kim loại lại biến thành thủy tinh kim loại?

Ta biết rằng thủy tinh và kim loại là hai loại vật liệu khác nhau. Nhưng ngày xưa đã xuất hiện một trạng thái mới của kim loại đó là trạng thái thủy tinh kim loại. Loại vật liệu này trông bề ngoài giống thủy tinh nhưng thực chất là kim loại, nên người ta gọi là thuỷ tinh kim loại.

Thế thì thủy tinh kim loại được chế tạo như thế nào? Ban đầu người ta nung chảy kim loại rồi dùng phương pháp đặc biệt phun thành mù, sau đó phun với tốc độ lớn lên một tấm đồng ở nhiệt độ thấp thành một lớp kim loại mỏng, chỉ dày mấy micromet. Đó chính là lá thuỷ tinh kim loại. Về sau người ta đã phát minh nhiều phương pháp chế tạo thuỷ tinh kim loại. Dùng phương pháp này người ta có thể chế tạo các tấm thuỷ tinh kim loại hoặc các sợi thuỷ tinh kim loại. So với phương pháp luyện kim thường thì phương pháp này tiết kiệm được nhiều công đoạn như đúc rót, tôi, kéo, làm nguội… nên quá trình sản xuất đơn giản hơn rất nhiều, tốc độ sản xuất nhanh, tiêu hao ít nguyên liệu, do đó giá thành sản xuất rất thấp.

Nói chung do kim loại từ trạng thái nóng chảy được làm lạnh dần dần để trở thành trạng thái rắn, thông thường sự sắp xếp các nguyên tử ở trạng thái rắn hết sức có trật tự theo quy luật xác định. Còn khi chế tạo thủy tinh kim loại, do tốc độ làm lạnh rất nhanh, sự sắp xếp các nguyên tử trong thuỷ tinh kim loại không theo quy tắc xác định giống cấu trúc của thuỷ tinh, nên người ta gọi đó là thuỷ tinh kim loại.

Do sự sắp xếp các nguyên tử trong thuỷ tinh kim loại hết sức hỗn loạn nên so với kim loại thông thường có nhiều "tính cách" đặc biệt. Nói chung ở các kim loại, vốn có cấu trúc tinh thể nên rất dễ bị ăn mòn. Còn ở thuỷ tinh kim loại do không có cấu trúc tinh thể có thể ít bị ăn mòn, nên có phạm vi sử dụng lớn. Ngoài ra do các thủy tinh kim loại giống như các phi kim là có điện trở lớn nên chúng trở thành một loại vật liệu tốt để chế tạo các khí cụ điện. Các thủy tinh kim loại rất cứng, khả năng chống kéo căng lớn. Ví dụ loại thủy tinh kim loại trên cơ sở hợp kim sắt - niken có thể có khả năng chịu kéo đến 2450 N/m2.

Thuỷ tinh kim loại là loại vật liệu mới, là thành phần mới trong họ nhà thủy tinh, có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp hiện đại.
Bài đọc mới : 

Vì sao vàng lại được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật?

Từ khoá: Thuỷ tinh kim loại.

Vì sao vàng lại được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật?

Vàng thuộc vương quốc của các kim loại con cưng. Từ xưa đến nay, vàng được dùng đúc tiền quý, được chế tác thành các đồ nữ trang quý giá. Trong con mắt của mọi người, vàng được xem như minh chứng cho sự giàu có.

gold

Vàng ngoài việc được đánh giá là quý hiếm, còn có nhiều tính chất hoá học, vật lý đặc biệt khác. Vì vậy vàng được đưa vào dự trữ của quốc gia và dần dần tỏ ra có nhiều tác dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực khoa học, kỹ thuật.

Vàng là kim loại rất dễ kéo sợi: 1 g vàng có thể kéo thành sợi dây mảnh dài đến 160 m, có thể dát thành lá mỏng có diện tích 9 m2 với độ dày 1/50.000 mm. Với lá vàng mỏng này người ta hầu như có thể nhìn xuyên qua được, nhưng lại cản được tia tử ngoại. Vì vậy lá vàng mỏng được sử dụng trong các mặt nạ phòng hộ cho các phi công vũ trụ, làm vỏ bọc kín các buồng trong con tàu vũ trụ, vàng lá mỏng phản xạ mạnh các tia hồng ngoại, nên dùng trong các tủ sấy bằng tia hồng ngoại cũng như trong các trang bị quân sự hiện đại, như ở các máy đo dùng tia hồng ngoại.

Như người ta thường nói "vàng thật (thiệt vàng) không sợ chi lửa", nhiệt độ nóng chảy của vàng đến 1061,43°C, nên vàng có thể chịu được nhiệt độ cao. Vàng là kim loại có tính bền hoá học. Nói chung các axit và kiềm không có tác dụng đối với vàng. Vì vậy nhiều loại trang thiết bị trong máy bay, trong các con tàu vũ trụ, các vệ tinh nhân tạo cần có các bộ đóng, ngắt điện có tiếp xúc tốt, cần có độ dẫn điện tin cậy, không bị oxy hoá ở nhiệt độ cao, người ta phải chế tạo bằng vàng hay hợp kim của vàng. Vàng và hợp kim vàng có độ bền hoá học cao nên được dùng để chế tạo đầu kim phun, các đầu nối ở các pin trong các con tàu vũ trụ. Vàng và các hợp kim của vàng cũng được dùng để chế tạo các hợp kim có trí nhớ, vật liệu siêu dẫn và các linh kiện, được sử dụng rộng rãi trong các máy điều trị y học, công nghiệp điện tử, máy tính, người máy, trong hàng không vũ trụ và nhiều lĩnh vực khoa học mới khác.

Tìm hiểu :

Vì sao hợp kim niken lại được phát minh sớm hơn kim loại niken?

Từ khoá: Vàng.

Vì sao hợp kim niken lại được phát minh sớm hơn kim loại niken?

Vàng, bạc, sắt, đồng là những kim loại quen thuộc với chúng ta. Từ hơn 2000 năm trước, nhân dân lao động nhiều nước trong đó có Trung Quốc, Ai Cập, ấn Độ… đã dần dần chế luyện được các kim loại này. Những hợp kim của niken đã được phát minh khá sớm từ thời cổ đại ở Trung Quốc, thế nhưng kim loại niken chỉ được nhận biết một thời gian rất lâu sau khi phát hiện hợp kim niken.

Từ hơn 2000 năm trước, ở huyện Đường Làng (thuộc miền Hội Trạch Xảo Gia ngày nay) thuộc tỉnh Vân Nam Trung Quốc, người ta luyện được một loại hợp kim được gọi là "đồng bạch" (đồng trắng). Đây là loại hợp kim của đồng được chế luyện từ một loại quặng đồng trắng có chứa 6,14% niken. Khi loại hợp kim đồng - niken có chứa đến 16% niken, hợp kim sẽ có màu trắng bạc rất đẹp. Do đó hợp kim có tên gọi là "đồng bạch".

Do đồng bạch được người Trung Quốc chế tác đầu tiên, nên vào thời đó người Ba Tư (thuộc miền Trung Á ngày nay) gọi đó là "đá Trung Quốc". Sau đó từ thế kỷ XVI trở đi, người Châu Âu nhiều lần đề cập đến đồng bạch Trung Quốc. Như vào năm 1735, một người Pháp là Daudet đã viết: "Có loại đồng đặc biệt là đồng bạch, loại đồng rất đặc biệt này có lẽ ngoài Trung Quốc không còn nơi nào có". Vào thời bấy giờ, nhiều quốc gia đã nhập khẩu đồng bạch Trung Quốc để đúc tiền. Nhiều người ở các nước đã bỏ nhiều công chế tạo đồng bạch Trung Quốc. Vào thế kỷ XVIII, XIX, nước Anh đã nhập khẩu đồng bạch; tiến hành nghiên cứu thành phần đồng bạch trong phòng thí nghiệm. Nền công nghiệp nước Phổ (nước Đức cổ) thậm chí đã đặt giải thưởng để kích thích việc nghiên cứu đồng bạch. Các nhà luyện kim phương Tây qua nhiều công trình thí nghiệm nghiên cứu chế tạo đồng bạch, đã giúp họ chế luyện được mấy loại hợp kim có màu trắng bạc, là loại hợp kim của niken không chứa bạc, họ gọi đó là "bạc mới", "bạc nước Đức" và "bạc niken". Các hợp kim này thực tế là loại đồng bạch Trung Quốc.

Hợp kim niken đã ra đời từ thời cổ đại, nhưng loài người chỉ chế luyện được kim loại niken từ thời cận đại. Vào năm 1751, nhà hoá học Thụy Điển Kronesteind đã chế tạo kim loại niken từ loại quặng đa kim trong có chứa asen và niken. Ngày nay, một lượng lớn niken đã được dùng để chế tạo hợp kim. Ví dụ khi đưa niken vào thành phần gang, thép sẽ làm cường độ của gang thép được tăng lên nhiều. Loại thép không gỉ mà người ta thường dùng chính là hợp kim của sắt, niken và crom. Với hợp kim đồng - niken, khi hàm lượng niken đến 46% được gọi là "bạch kim giả”, vì hợp kim này có nhiều tính chất giống bạch kim (platin). Hợp kim titan - niken là "hợp kim có trí nhớ" nổi tiếng. So với thời cổ đại thì chủng loại và phạm vi ứng dụng của hợp kim niken được mở rộng rất nhiều.
Tìm hiểu thêm : 

Vì sao có kim loại lại có khả năng ghi nhớ?

Từ khoá: Hợp kim niken; Niken; Đồng bạch.

Vì sao có kim loại lại có khả năng ghi nhớ?

Người và động vật đều có khả năng ghi nhớ nhất định, liệu với các kim loại vô tri, vô giác lại có khả năng ghi nhớ không?

Vào năm 1961, ở Mỹ có một nhân viên kỹ thuật đã lấy từ kho một cuộn dây hợp kim niken - titan, anh ta uốn thẳng sợi dây thành một thanh thẳng, sau đó đem đặt thanh niken - titan gần một lò lửa, anh ta phát hiện một sự kỳ lạ: sợi dây kim loại lại lấy trở lại dạng cong như cũ, như thể ở dây kim loại có "trí nhớ" vậy. Anh cán bộ kỹ thuật hết sức thú vị về phát hiện của mình. Anh ta lặp lại thí nghiệm nhiều lần và đều nhận được kết quả như nhau. Sau này người ta còn phát hiện được nhiều hợp kim khác cũng có "trí nhớ", ví dụ hợp kim của cađimi, hợp kim của đồng, nhôm, niken.

Vì sao các hợp kim này lại có "khả năng nhớ" như vậy? Khi nghiên cứu kỹ hơn người ta tìm thấy khả năng "ghi nhớ" của hợp kim có liên quan đến cấu tạo nội tại của hợp kim. Nói chung ở các điều kiện khác nhau, các chất ở trạng thái tinh thể sẽ có cấu trúc có tính ổn định khác nhau. Ở nhiệt độ tương đối thấp, các tinh thể của hợp kim có cấu trúc không ổn định. Khi tăng nhiệt độ quá một nhiệt độ xác định nào đó, tinh thể sẽ biến thành dạng cấu trúc ổn định, nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ chuyển biến cấu trúc. Đó là lý do tại sao sợi hợp kim niken - titan lại lấy lại dạng cong ban đầu khi tăng nhiệt độ. Với sợi hợp kim niken - titan, nếu đem chế tạo thành hình dáng xác định, sau đó tăng nhiệt độ đến 150°C rồi lại làm lạnh, dùng ngoại lực thay đổi hình dạng của sợi dây, lúc này sợi dây đang ở trạng thái có cấu trúc tinh thể không ổn định. Bây giờ nếu đem gia nhiệt sợi dây đến nhiệt độ chuyển biến cấu trúc (95°C) trở lên, hợp kim niken - titan lại phục hồi trạng thái ổn định ban đầu. Điều đó tương tự như là hợp kim niken - titan có trí nhớ và đã phục hồi được hình dạng ban đầu. Các nhà khoa học gọi đó là hiệu ứng ghi nhớ hình dạng.

Ngày nay hiện tượng này đã được ứng dụng vào mục đích nghiên cứu khoa học trong công tác thám không. Ví dụ để thu thập các số liệu về Mặt Trăng cần phải phản hồi các tư liệu từ Mặt Trăng về Trái Đất. Muốn thế phải đặt trên Mặt Trăng một anten có dạng như một cái ô lớn (anten parabon). Làm thế nào đưa được một cái ô lớn như vậy lên Mặt Trăng? Các nhà khoa học nghĩ đến nguyên lý dương ô dựa vào các hợp kim "có trí nhớ". Trước hết người ta chế tạo một cái ô lớn ở nhiệt độ cao hơn 40°C. Sau đó gấp cái ô này thành một hình dạng chiếm một thể tích bé để có thể cho vào con tàu vũ trụ và phóng lên Mặt Trăng. Khi anten đã lên đến Mặt Trăng, bao đựng ô mở ra, các sợi dây hợp kim sẽ cao hơn 95°C và anten sẽ phục hồi nguyên trạng hình parabon vốn có trước đó. Đó quả là điều hết sức kỳ diệu.

Hợp kim có trí nhớ ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn. Các hệ thống truyền dẫn áp lực trên máy bay trước đây hay có hiện tượng rò rỉ dầu gây sự cố ở các đầu tiếp nối của các ống dẫn, gây ảnh hưởng xấu đến việc điều khiển máy bay. Người ta đã dùng hợp kim có trí nhớ chế tạo các đầu nối các ống dẫn, không chỉ rất bền mà còn không sợ bị va đập gây biến dạng. Khi cần phục hồi trạng thái ban đầu chỉ cần gia nhiệt chút ít là có thể thực hiện được dễ dàng. Khi dùng hợp kim có trí nhớ để chế tạo các đầu nối sẽ tránh được hiện tượng rò rỉ, tránh được nhiều sự cố đáng tiếc. Theo thống kê, trên ống phun khí của một máy bay chiến đấu có đến hàng trăm nghìn đầu ống nối.

Người ta cũng sử dụng hợp kim có trí nhớ để chế tạo đinh tán. Trước khi sử dụng đinh tán người ta gia công đầu to của đinh tán thành hình trụ thon như nhau, sau đó người ta cho đinh vào lỗ trong điều kiện nhiệt độ thấp. Khi tăng cao nhẹ nhiệt độ, đầu đinh tán lại nở to như cũ và được giữ chặt vào lỗ.
Tìm hiểu thêm : 

Vì sao titan được xem là "kim loại của hàng không vũ trụ"?

Từ khoá: Hợp kim có trí nhớ; Sự hồi phục hình dạng.

Vì sao titan được xem là "kim loại của hàng không vũ trụ"?

Việc dùng kim loại titan trong chế tạo máy bay được bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ XX. Khi nền công nghiệp hàng không và hàng không vũ trụ càng phát triển thì phạm vi sử dụng của titan ngày càng mở rộng nên titan được các chuyên gia đánh giá là "kim loại của hàng không vũ trụ".

Vì sao kim loại titan lại có tính năng đặc biệt như vậy?

titan

Trước hết titan và hợp kim titan rất bền mà lại cứng, độ cứng của hợp kim titan và kim loại titan có thể sánh với thép, vì vậy titan và hợp kim titan có cường độ và độ bền ưu việt so với nhiều hợp kim khác, là vật liệu có cường độ lớn lý tưởng.

Hai là titan có tỷ trọng bé, thuộc loại kim loại nhẹ. Nếu dùng hợp kim titan để thay thế vật liệu chế tạo máy bay thì có thể giảm khoảng 40% khối lượng của máy bay. Đây là một điểm ưu việt khác của titan.

Ngoài ra ở nhiệt độ thường titan là kim loại rất bền, titan không bị axit hoặc kiềm mạnh ăn mòn, là một kim loại chịu ăn mòn tốt nhất. Ví dụ khi đem titan ngâm vào cường thủy cũng không hề gì. So với thép không gỉ thì hợp kim titan còn có tính chịu ăn mòn tốt hơn.

Titan và hợp kim titan còn có một tính năng đặc biệt là chống được sự ăn mòn do khe hở. Chúng ta biết rằng các kim loại cũng như các phi kim, khi giữa hai mặt tiếp xúc có khe hở dần dần sẽ bị ăn mòn thậm chí bị ruỗng nát và làm hư hỏng toàn bộ cả một thiết bị. Nếu dùng titan hoặc hợp kim của titan để chế tạo thiết bị thì sẽ tránh được sự ăn mòn do khe hở. Ngoài các ưu điểm kể trên, titan và hợp kim titan còn có một ưu điểm rất lớn nữa, đó là tính bền nhiệt. Cho titan và hợp kim titan chịu tác dụng của nhiệt độ cao trong thời gian dài, sau đó dùng kính hiển vi điện tử để quan sát cấu trúc nội tại, người ta thấy các tổ chức của hợp kim và kim loại titan rất ít thay đổi. Với các máy bay hiện đại có vận tốc gấp ba lần tốc độ âm thanh, nhiệt độ mặt ngoài của thân máy bay có thể lên đến 500°C. Do kim loại titan có nhiệt độ nóng chảy rất cao (đến 1725°C) nên nếu dùng titan để chế tạo thân máy bay thì sẽ rất thích hợp.
Chính vì titan có nhiều đặc điểm kỳ lạ như vậy nên titan được xem là "kim loại cho ngành hàng không vũ trụ".
Tìm hiểu thêm : 

Vì sao cần thêm các nguyên tố đất hiếm vào gang thép?

Từ khoá: Titan; Kim loại cho hàng không vũ trụ.

Vì sao cần thêm các nguyên tố đất hiếm vào gang thép?

Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, thông thường mỗi nguyên tố hoá học chiếm vị trí 1 ô. Nhưng trong bảng tuần hoàn có hai ngoại lệ là nhóm các nguyên tố lantanoit và actinoit, hai nhóm nguyên tố này mỗi nhóm có 15 nguyên tố và các nguyên tố của mỗi nhóm được xếp vào một ô. Nhóm lantanoit là một nhóm 15 nguyên tố bao gồm các nguyên tố: lantan (La); ceri (Ce); praseodim (Pr); neodim (Nd); prometi (Pm); samari (Sm); europi (Eu); gadoleni (Gd); terbi (Tb); dysprosi (Dy); homi (Ho); erbi (Er); tuli (Tm); yterbi (Yb); lutexi (Lu). Nhóm 15 nguyên tố này thường được gọi là nhóm các nguyên tố đất hiếm. Các nguyên tố đất hiếm có đặc điểm là có cấu tạo nguyên tử và tính chất hoá học rất giống nhau nên các nguyên tố này cũng tập hợp trong cùng một loại khoáng vật. Ngoài ra còn có hai nguyên tố scanđi và itri cũng hay cùng các nguyên tố đất hiếm ở trong cùng một loại khoáng vật, nên hai nguyên tố này cho dù ở 2 vị trí riêng biệt trong bảng tuần hoàn, nhưng chúng cũng được xếp vào họ nguyên tố đất hiếm.

Các nguyên tố đất hiếm được phát hiện từ rất sớm (1794) thế nhưng chúng đã ngủ yên trong suốt 150 năm sau đó, vì trong suốt thời gian đó người ta chưa tìm thấy được công dụng của các nguyên tố đất hiếm. Mãi đến thời kỳ đại chiến thế giới thứ hai, khi người ta đưa được nguyên tố đất hiếm vào thành phần gang thép, bấy giờ nguyên tố đất hiếm mới bắt đầu được sử dụng vào các mục đích thực tiễn.

Ngày nay phạm vi sử dụng các nguyên tố đất hiếm ngày càng rộng rãi. Thực sự thì ở đây các nguyên tố đất hiếm đã tìm được chỗ phát huy các mặt tốt, đã cải thiện được nhiều tính năng của gang thép, nên người ta xem nguyên tố đất hiếm như là "sinh tố" cho gang thép.

Khi đưa nguyên tố đất hiếm vào gang xám sẽ làm tăng tính chịu mài mòn, nâng cao độ bền, có tính chịu mỏi tốt, có thể dùng thay thế thép trong chế tạo cơ khí. Loại gang xám để đúc có tính chịu được axit, vốn có nhiều lỗ xốp, nên khi chế tạo có thể cho nhiều phế phẩm. Khi thêm nguyên tố đất hiếm vào gang đúc có thể loại bỏ các lỗ xốp, nên phế phẩm trong khi sản xuất sẽ giảm, tính chịu axit cũng tăng gấp bội. Loại thép cacbon có hàm lượng photpho cao ở nhiệt độ thấp có độ giãn nở lớn; khi thêm nguyên tố đất hiếm thì sự giãn nở ở nhiệt độ thấp sẽ bị loại bỏ, bấy giờ photpho lại tăng cao được cường độ cũng như tính chịu ăn mòn của thép. Thép xây dựng cường độ siêu cao vốn rất khó hàn; khi thêm các nguyên tố đất hiếm, việc hàn thép sẽ thực hiện được dễ hơn. Thép chế tạo viên bi và thép công cụ có độ cứng và cường độ cao nhưng tính dẻo và tính bền thấp; khi thêm nguyên tố đất hiếm có thể nâng cao được hai tính năng nêu trên của thép, thời gian sử dụng được kéo dài. Thép không gỉ ở nhiệt độ cao vốn khó gia công, khi thêm nguyên tố đất hiếm vào thép, không chỉ làm cho việc gia công thép trở nên dễ hơn mà càng làm tăng tính chống oxy hoá của thép ở nhiệt độ cao càng được tăng cường.
Vì sao các nguyên tố đất hiếm lại có tác dụng "thần kỳ" như vậy? Đó là vì các nguyên tố đất hiếm có tác dụng loại bỏ lưu huỳnh, oxy và nitơ cố định trong thép, tác dụng có hại của tạp chất trong thép giảm đi rất nhiều.
Mặt khác, nguyên tố đất hiếm trong thép sẽ làm thay đổi các hình thái tồn tại của các nguyên tố phi kim, các nguyên tố phi kim sẽ ở dạng các hạt cầu nhỏ phân bố đều trong thép, làm giảm tác hại của tạp chất đối với thép. Ngoài ra các nguyên tố đất hiếm có thể tạo thành hợp kim với nguyên tố có trong thép, nhờ đó cải thiện được tính năng của thép.

Ở Trung Quốc có nguồn nguyên tố đất hiếm khá phong phú, nên việc tiến hành các nghiên cứu về nguyên tố đất hiếm là việc làm hết sức quan trọng và cấp thiết.
Bài khác :

Vì sao thép lại có thể cắt gọt được thép?

Từ khoá: Nguyên tố đất hiếm.

Vì sao thép lại có thể cắt gọt được thép?

Trong các nhà máy, công xưởng người ta thường cần phải cắt gọt, gia công các vật liệu cứng. Các dụng cụ để cắt gọt thường cũng được chế tác bằng thép. Có điều đáng lưu ý là các dụng cụ cắt gọt được chế tạo bằng thép lại có thể cắt thép như cắt bùn; nhờ đó người ta có thể cắt gọt để chế tác các linh kiện cần thiết bằng vật liệu thép.

Trông bề ngoài thì hai loại thép rất giống nhau, thế tại sao dùng các dao bằng thép lại cắt gọt được thép?
Trong thực tế thì có sự khác nhau giữa hai loại thép. Loại thép để chế tác các dao cắt gọt thường có độ cứng cao hơn loại thép mà người ta cần gia công. Nói chung loại thép để chế tác các dụng cụ cắt gọt thường có hàm lượng cacbon cao hơn thép thường (khoảng 0,6 - 1,4%). Ngoài ra nhờ quá trình nhiệt luyện cũng làm tăng độ cứng của thép, làm thép khó bị mài mòn. Nhưng khi dao cắt làm việc ở chế độ cao, do lực ma sát sẽ làm nhiệt độ tăng cao, nên cho dù thép có hàm lượng cacbon cao cũng không đủ cứng để làm việc bình thường. Vì vậy khi cần cắt gọt với tốc độ cao người ta phải dùng các dao cắt chế tạo bằng thép chịu được tốc độ cắt gọt lớn (thường được gọi là thép gió). Thép gió là loại thép hợp kim có thành phần chính là sắt, vonfram, crom, vanađi… loại hợp kim này ở nhiệt độ cao (nhỏ hơn 600°C) vẫn rất cứng. Thế nhưng khi cần làm việc ở nhiệt độ cao hơn (lớn hơn 600°C), dụng cụ chế tác bằng thép gió cũng không còn thích hợp nữa. Trong trường hợp này, người ta phải sử dụng các hợp kim cứng để chế tác dao cắt. Thông thường thì hợp kim cứng có thành phần chính là coban, vonfram, crom và cacbon. Thực sự thì hợp kim cứng đã không còn là thép nữa, bởi vì hàm lượng sắt trong hợp kim cứng rất thấp. Đối với hợp kim cứng thì sắt là tạp chất vô dụng.

Ngoài việc sử dụng các nguyên tố hợp kim để thay đổi tính năng của thép, người ta còn dùng biện pháp nhiệt luyện. Biện pháp nhiệt luyện chủ yếu là có thể đưa thép đến một nhiệt độ xác định rồi làm nguội với các tốc độ làm lạnh khác nhau, ví dụ có thể làm lạnh nhanh bằng nước hoặc dầu, hoặc làm lạnh chậm bằng không khí. Khi thép làm lạnh nhanh thì sẽ cứng, cường độ của thép sẽ lớn. Trái lại khi làm lạnh chậm thì thép sẽ mềm, cường độ thép sẽ thấp, nhưng thép lại có tính dẻo, tính bền tốt. Vì vậy tuỳ theo yêu cầu người ta có thể chọn chế độ nhiệt luyện khác nhau như tôi, thường hoá, ram, ủ…
Ví dụ khi xử lý bằng phương pháp tôi sẽ làm cho thép có độ cứng rất cao. Còn khi dùng biện pháp ủ sẽ làm thép dễ cắt gọt. Với các loại thép đặc trưng người ta phải dùng các chế độ nhiệt luyện thích hợp.

Bài khác : 

Từ khoá: Thép; Nhiệt luyện.

Vì sao cần phải nghiên cứu kỹ thuật luyện kim trong không gian vũ trụ?

Đề cập đến kỹ thuật luyện kim trong không gian vũ trụ chắc các bạn sẽ không khỏi ngỡ ngàng vì loài người còn chưa bắt đầu nghiên cứu kỹ thuật đó. Nói đến kỹ thuật luyện kim trong không gian là các quá trình luyện kim được thực hiện trong các phòng thí nghiệm trong các con tàu vũ trụ. Những quá trình luyện kim này không thể thực hiện được trong các điều kiện ở mặt đất để chế tạo các vật liệu kim loại đặc biệt. Ta thử tưởng tượng trong điều kiện không gian vũ trụ ta tiến hành quá trình luyện kim ở quy mô lớn, khi đó giá thành sản phẩm sẽ quá cao vì vậy có thể làm người ta nản lòng. Thế tại sao cần phát triển kỹ thuật luyện kim trong không gian vũ trụ?
Trước hết trong điều kiện không trọng lượng của không gian vũ trụ sẽ tránh được ảnh hưởng của trọng lượng kim loại đến quá trình luyện kim. Từ năm 1975, các nhà du hành vũ trụ Liên Xô trước đây đã tiến hành các nghiên cứu luyện kim lý thú. Họ đã chọn hai kim loại: một kim loại có khối lượng riêng nhỏ (2,702), điểm nóng chảy thấp (660,4°C) là nhôm và một kim loại có khối lượng riêng lớn (19,35) và điểm nóng chảy rất cao (3410°C) là vofram làm đối tượng nghiên cứu. Vì hai kim loại có khối lượng riêng khác nhau rất lớn nên trong điều kiện ở mặt đất nhôm sẽ nổi lên trên mặt của kim loại vonfram nóng chảy như dầu nổi lên mặt nước. Vì vậy trong điều kiện trên mặt đất người ta không thể chế tạo được hợp kim giữa nhôm và vonfram. Thế nhưng trong điều kiện trên không gian vũ trụ thì nhôm sẽ hoà tan vào vonfram như dấm hoà tan vào nước và người ta sẽ chế tạo được hợp kim nhôm - vonfram lý tưởng.

Ngoài ra, trong không gian vũ trụ người ta có thể tránh được các ảnh hưởng của các loại tạp chất (không khí, bụi bẩn) đối với quá trình luyện kim. Các loại vật liệu có tính năng cao cần phải được chế tạo trong điều kiện chân không cao. Trong điều kiện ở mặt đất, việc tạo được điều kiện chân không cao cho quá trình luyện kim là việc hết sức khó khăn. Còn trong điều kiện của không gian vũ trụ thì việc tiếp cận với điều kiện đó là quá dễ dàng, vì trong không gian vũ trụ hầu như tuyệt đối không có không khí. Trong điều kiện không có trọng lượng trong không gian vũ trụ, người ta có thể dùng phương pháp luyện kiểu huyền phù mà không cần nồi nấu, lò nung, tránh được sự nhiễm bẩn của sản phẩm do các khí cụ dùng để tiến hành chế tạo, nhờ đó mà sản phẩm chế tạo được sẽ có độ tinh khiết rất cao.

Ngoài ra trong không gian vũ trụ có thể có những nơi rất giàu các nguyên tố mà ở trên mặt đất rất hiếm như niken, triti…. Ví dụ sao Hoả và sao Mộc có nhiều tiểu hành tinh có những vật thể có chứa lượng lớn niken và sắt. Người ta có thể dùng phương tiện tên lửa để chuyển các vật liệu đó đến không gian thích hợp, sau đó tiến hành chế tạo các vật liệu cần thiết. Thậm chí có thể dùng nguồn năng lượng Mặt Trời chiếu đến các tiểu hành tinh để tiến hành chế tạo, sau đó chuyển các vật liệu đã chế tạo về các quỹ đạo quanh Trái Đất, rồi vận chuyển về Trái Đất.

Ở nhiều nước người ta đã thử tiến hành nghiên cứu quá trình luyện kim trong không gian vũ trụ như đặt các thiết bị trong các vệ tinh nhân tạo để nghiên cứu quá trình kết tinh kim loại trong điều kiện không gian vũ trụ. Có thể tin rằng trong thế kỷ XXI loài người sẽ tập trung nhiều nhân lực, vật lực để nghiên cứu quá trình luyện kim trong vũ trụ và chắc sẽ thu nhận được nhiều loại vật liệu mới từ các quá trình đó.

Bài viết mới : 

Vì sao gọi chất xúc tác là hòn đá chỉ ra vàng của công nghiệp hoá học?

Từ khoá: Luyện kim trong không gian; Vật liệu kim loại.

Vì sao gọi chất xúc tác là hòn đá chỉ ra vàng của công nghiệp hoá học?

Chất xúc tác là những chất có thể làm thay đổi vận tốc của phản ứng hoá học, nhưng chất xúc tác lại không hề thay đổi gì (về chất cũng như lượng) sau khi phản ứng hoá học đã xảy ra.

Chất xúc tác có vai trò quan trọng trong công nghiệp hoá học. Chất xúc tác có thể tăng tốc độ phản ứng hoá học lên nhiều lần, hàng chục lần, hàng trăm lần, nên rút ngắn được thời gian, tăng cao hiệu suất sản xuất. Ví dụ trong các nhà máy sản xuất phân đạm người ta thường dùng sắt làm chất xúc tác để tăng vận tốc phản ứng giữa nitơ và hyđro qua tác dụng xúc tác bề mặt, nhờ đó nitơ và hyđro trong hỗn hợp dễ tạo thành amoniac. Nếu không có chất xúc tác thì trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, phản ứng tổng hợp amoniac sẽ xảy ra với tốc độ rất chậm, không thể tiến hành sản xuất với lượng lớn.

Chất xúc tác còn có khả năng chọn lịch trình cho phản ứng hoá học. Chất xúc tác có thể giúp chọn các bước phản ứng phù hợp với con đường mà người ta đã thiết kế, phản ứng sẽ xảy ra theo con đường thuận lợi nhất cho quá trình sản xuất. Ví dụ khi dùng rượu etylic làm nguyên liệu thì tuỳ thuộc việc chọn chất xúc tác và điều kiện phản ứng mà ta có thể nhận được các sản phẩm phản ứng khác nhau. Nếu chọn bạc làm chất xúc tác và đưa nhiệt độ lên đến 550°C, rượu etylic sẽ biến thành axetalđehyd; nếu dùng nhôm oxit làm xúc tác và ở nhiệt độ 350°C ta sẽ nhận được etylen; nếu dùng hỗn hợp kẽm oxit và crom (III) oxit làm chất xúc tác và ở nhiệt độ 450°C ta sẽ thu được butylen; nếu dùng axit sunfuric đặc làm xúc tác và giữ nhiệt độ 130 - 140°C ta sẽ có ete etylic. Từ đó có thể thấy chất xúc tác có vai trò rất to lớn trong sản xuất công nghiệp hoá học, và quả là "hòn đá chỉ vàng" trong ngành công nghiệp này.

Chất xúc tác quả đã mở rộng cánh cửa cho sản xuất hoá học. Trong không khí ở thành thị thường bị ô nhiễm do khí thải của ô tô, thành phần khí có hại trong khí thải chủ yếu là nitơ oxit, monoxit cacbon và hyđrocacbon thừa… Ngày nay các nhà khoa học đã tìm được chất xúc tác chế tạo thành thiết bị xúc tác nối vào ống xả khí thải của ô tô. Khi khí xả ô tô qua thiết bị xúc tác sẽ được xử lý, các chất cháy còn dư thừa sẽ bị oxy hoá biến thành cacbon đioxit và nước; nitơ oxit biến thành khí nitơ. Còn như với các vết máu, vết mồ hôi làm hoen ố quần áo để lâu sẽ rất khó giặt sạch. Nếu thêm vào bột giặt một loại men thì các vết máu, vết mồ hôi bám lên vải, không cần phải vò mạnh, cũng tự phân giải và tự hoà tan vào nước. Loại men thêm vào bột giặt chính là chất xúc tác sinh học.

Trong tự nhiên có nhiều loại men sinh học có thể dùng năng lượng Mặt Trời phân giải nước thành hyđro và oxy; biến cacbon đioxit và nước trong không khí thành các hợp chất chứa nước và cacbon. Hyđro chính là một trong các nguồn năng lượng sạch có hiệu suất cao. Mà năng lượng Mặt Trời và nước là nguồn có thể là vô tận, nên nếu có thể dùng chất xúc tác để biến nước thành nhiên liệu hyđro, hoặc biến nước và cacbon đioxit thành thức ăn gia súc, thậm chí thành thực phẩm cao cấp quả là một điều khó tưởng tượng hết hiệu quả. Nếu có thể dùng chất xúc tác sinh học làm được việc đó thì nó sẽ đem lại cho loài người nhiều lợi ích to lớn.

Bạn xem thêm bài : 

Vì sao hoá chất diệt cỏ lại diệt được cỏ dại?

Từ khoá: Chất xúc tác; Chất xúc tác sinh học; Công nghiệp hoá học.

Vì sao hoá chất diệt cỏ lại diệt được cỏ dại?

Ở thôn quê, nếu chỉ dựa vào sức người để trừ cỏ thì đó là việc hết sức gian khổ. So với cây lương thực thì cỏ dại có sức sống mạnh hơn nhiều, không dễ mà trừ diệt được. Khi dùng bừa cỏ, nếu không cẩn thận có thể gây tổn hại cho cây lúa. Ngoài ra tốc độ sinh trưởng của cỏ dại rất lớn, trong khi đó thì từ khi gieo hạt lúa đến khi thu hoạch mùa màng, người nông dân buộc phải tìm cách hạn chế cỏ dại, mong thu hoạch được tốt hơn, đó là việc làm không dễ.

Nếu dùng hoá chất diệt cỏ thì tình hình có thể khác đi. Ví dụ nếu cho hợp chất propanil (tên hoá học là diclo propianyl anilit, viết tắt là DCPA) vào ruộng lúa nước, thì có thể diệt được các loại cỏ dại trong ruộng lúa như: lúa ma, trạch tả, cỏ voi, cỏ tai lừa và các loại cỏ tạp khác… mà không gây hại cho lúa. Nếu phun vào ruộng lúa, bông, vườn rau loại thuốc chứa este diệt cỏ thì các mầm cỏ dại sẽ không mọc lên được. Nhờ sự phát triển của khoa học, các nhà hoá học đã nghiên cứu chế tạo được nhiều loại thuốc diệt cỏ dại có hiệu quả cao, lại ít có tác dụng phụ có hại. Các loại thuốc diệt cỏ này đã được sử dụng rộng rãi cho các loại ruộng khô, ruộng nước, vườn rau xanh, vườn trái cây.

Thuốc diệt cỏ hoá học có thể diệt được cỏ do có thể có các tác dụng: Tác dụng ức chế quá trình hô hấp của cỏ dại, cắt đứt các quá trình sinh lý của cỏ dại, khiến cỏ dại bị chết ngạt; chất diệt cỏ có thể ức chế quá trình quang hợp, ngăn cản sự hình thành chất dinh dưỡng làm quá trình trao đổi chất của cỏ dại bị đình trệ, do đó hạn chế sự sinh trưởng của cỏ dại. Chất diệt cỏ dại có thể phá hoại đường dẫn các chất hữu cơ cũng như dẫn nước trong cỏ dại, ngăn cản sự lưu thông bình thường trong cỏ dại, làm bộ phận phía trên của cỏ dại không nhận được nước, bộ phận phía dưới không nhận được các chất dinh dưỡng, làm cho cỏ dại bị "chết khát", "chết đói".

Dựa vào tính năng diệt cỏ người ta chia thuốc diệt cỏ làm hai loại lớn: Một loại có "tính diệt sạch" như 5 - clopheonolat natri, hoá chất làm rụng lá. Các loại thuốc diệt cỏ này có thể diệt hết các loại cỏ dại, thích hợp cho việc diệt cỏ trước khi gieo trồng. Một loại thuốc diệt cỏ khác có tính chọn lọc: Với loại thuốc diệt cỏ này có thể có tác dụng diệt chọn lọc một loại thực vật này (cỏ dại) nhưng lại an toàn cho loại thực vật khác (loại cây trồng). Như loại thuốc propanil có thể diệt lúa ma và nhiều loại cỏ dại nhưng lại an toàn cho cây lúa nước. Ngoài ra các phương thức sử dụng thuốc diệt cỏ cũng khác nhau: Có loại dùng để diệt các loại cỏ đã trưởng thành, có loại chuyên dùng để diệt các mầm, hạt giống cỏ dại, chủ yếu để diệt cỏ dại ở dạng mầm non. Vì vậy trước khi dùng thuốc diệt cỏ cần xem xét các nhân tố diệt cỏ, điều kiện sử dụng mà chọn lọc thuốc diệt cỏ dại thích hợp cho mùa màng.
Bài khác : 

Vì sao loại bột dập lửa khô lại có hiệu quả tốt hơn bọt dập lửa?

Từ khoá: Thuốc diệt cỏ.

Vì sao loại bột dập lửa khô lại có hiệu quả tốt hơn bọt dập lửa?

Bột dập lửa khô có thành phần chính gồm: Natri hyđro cacbonat, bột thạch anh, bột tan, bột đá phấn… Đây là loại vật liệu dập tắt lửa tốt hơn loại bọt dập lửa (dạng bong bóng nước) là loại vật liệu không dùng để dập tắt lửa các đám cháy do dầu, xăng gây nên.

Mọi người đều biết bọt dập lửa là những bong bóng nước chứa đầy khí cacbonic. Khi bọt dập lửa gặp lửa sẽ vỡ ra làm trùm lên đám cháy một bầu khí cacbonic, tách đám cháy khỏi không khí và do đó dập tắt được lửa. Nhưng với các đám cháy do xăng dầu và khí cháy gây ra thì do tốc độ lan tràn của dầu, xăng, khí rất nhanh nên bọt dập lửa không kịp bao trùm đám cháy bằng bầu khí cacbonic.

Qua việc nghiên cứu quá trình cháy, người ta tìm thấy rằng khi các chất khí cháy không đơn giản là quá trình oxy hoá các chất như bình thường. Ở đây là phản ứng dây chuyền xảy ra giữa các gốc tự do, một khi phản ứng đã xảy ra thì như tuyết tan, núi lở thậm chí gây nên các vụ nổ lớn. Hãy lấy sự cháy của khí hyđro làm ví dụ. Khí hyđro là một loại khí rất nhẹ. Dưới tác dụng nhiệt độ cao, phân tử hyđro dễ dàng tạo thành các gốc tự do do các nguyên tử hyđro tạo nên, người ta gọi đó là gốc hyđro tự do. Các gốc hyđro tự do sẽ tiếp tục tác dụng với oxy của không khí sinh ra các gốc hyđroxyl tự do (OH); các gốc hyđroxyl tự do lại tiếp tục tác dụng với hyđro để tạo ra các gốc hyđroxyl tự do mới và các gốc hyđroxyl lại tiếp tục các phản ứng như trên... Quá trình phản ứng trên lại tiếp tục diễn ra và ngoài việc tạo các phân tử nước lại tiếp tục tạo càng nhiều các gốc tự do. Do đó khi quá trình cháy đã bắt đầu thì cũng giống như việc tạo ra các quả cầu bằng tuyết, quả cầu sẽ ngày càng lớn và làm cháy hết toàn bộ khí hyđro. Ngày nay người ta biết rằng ngoài dầu, khí, thì sự cháy của giấy, gỗ, sợi, chất dẻo, cao su… đều xảy ra theo kiểu phản ứng của gốc tự do. Chất dập lửa phải có năng lực "bắt nhanh" các gốc tự do, cô lập chúng, giảm năng lượng của gốc tự do.

Từ các lý luận nêu trên, chúng ta có thể vạch ra bí quyết dập lửa của các loại bột dập lửa khô. Khi bột dập lửa khô gặp lửa, bột natri hyđrocacbonat nhanh chóng bị phân giải tạo ra cacbon đioxit và bột natri cacbonat bền. Đây là một quá trình thu nhiệt nên sẽ làm giảm cường độ của đám cháy. Đồng thời các hạt rắn natri cacbonat bền được tạo ra sẽ va chạm với các gốc tự do, năng lượng của các gốc tự do sẽ bị các hạt chất rắn bền (bột natri cacbonat) hấp thụ, kết quả là các gốc tự do sẽ biến thành các phân tử bền, do đó đám cháy dữ dội sẽ dần dần bị dập tắt. Các hạt chất rắn bền sẽ như các "dũng sĩ" bắt lấy các gốc tự do, ngăn cản phản ứng dây chuyền vốn như tuyết tan, núi lở và đạt được hiệu quả dập tắt lửa.
Tìm hiểu thêm : 

Vì sao chất hút ẩm lại có thể thay đổi màu?

Từ khoá: Gốc tự do; Bột dập lửa khô.

Vì sao chất hút ẩm lại có thể thay đổi màu?

Để giữ cho không khí khô ráo người ta dùng những biện pháp trong đó có biện pháp dùng chất hút ẩm. Chất hút ẩm là những chất có khả năng hấp thụ mạnh hơi nước trong không khí. Người Trung Quốc thời cổ đại biết cách dùng vôi sống để bảo quản dược liệu, chè là những sản phẩm cần giữ ở trạng thái khô ráo, vì chúng dễ hấp thụ hơi nước và sẽ hư hỏng do hơi ẩm. Ngày nay ở các phòng thí nghiệm, người ta hay dùng axit sunfuric đậm đặc làm chất hút ẩm.

Do vôi sống và axit sunfuric đặc có tác dụng ăn mòn rất mạnh nên phạm vi sử dụng chúng làm chất hút ẩm bị hạn chế. Ví dụ khi cần bảo quản một máy chiếu phim, người ta không thể dùng vôi sống hoặc axit sunfuric để làm chất hút ẩm. Bởi vì chỉ cần sơ suất một chút là máy chiếu phim có thể bị axit sunfuric và vôi sống ăn mòn và sẽ bị hư hỏng. Vì vậy cần tìm một chất hút ẩm vừa không có tính ăn mòn, vừa không độc, là những chất ở thể rắn có tính hút nước mạnh.

Nếu có lúc nào đó, bạn mở bao bì của một máy chiếu phim, hoặc túi đựng dược phẩm, máy móc quý, bạn sẽ thấy bên trong có những túi nhỏ bằng vải hoặc bằng giấy chứa đầy các hạt chất hút ẩm: đó là các hạt silicagel.

Người ta cho thủy tinh lỏng (có thành phần hoá học là natri silicat Na2SiO3) tác dụng với axit sẽ tạo thành axit silicxic (H2SiO3), cho sấy khô để đuổi nước ta sẽ nhận được các hạt rắn đục đó là silicagel. Các hạt silicagel thường có kích thước cỡ hạt đậu tương. Đây là những hạt rắn có nhiều lỗ nhỏ, diện tích bề mặt chung của các lỗ nhỏ khá lớn nên có tác dụng hút nước mạnh. Silicagel có khả năng hút lượng nước đến gần 40% khối lượng chung. Dùng silicagel làm chất hút ẩm có nhiều ưu điểm: không mùi vị, không độc, không có tác dụng ăn mòn. Một đặc điểm quý giá nữa của silicagel là sau khi đã hấp phụ no nước chỉ cần đem sấy ở 120°C hoặc đem phơi nắng là có thể lại sử dụng để làm chất hút ẩm. Trong quá trình chế tạo silicagel nếu đem ngâm các hạt silicagel vào dung dịch muối coban clorua, ta có thể thu được các hạt silicagel có màu. Khi hạt silicagel có màu xanh là các hạt silicagel chưa hút nước, có thể dùng chúng làm chất hút ẩm. Khi hạt silicagel hút nước đến mức độ nào đó thì chúng sẽ biến thành màu đỏ, báo hiệu silicagel đã hút nhiều nước cần phải đem sấy, phơi khô các hạt lại có màu xanh thì mới có thể dùng làm chất hút ẩm được. Nguyên do là khi coban clorua ở trạng thái không nước (trạng thái khan) sẽ có màu xanh. Sau khi hấp thụ nước, coban clorua sẽ trở thành trạng thái kết tinh với các phân tử nước có màu đỏ. Sau khi sấy ở nhiệt độ cao, nước kết tinh trong tinh thể coban clorua sẽ bị bay hơi hết và trở lại coban clorua khan và lại có màu xanh. Như vậy nhìn vào màu của silicagel mà người ta biết liệu có thể dùng silicagel làm chất hút ẩm được không. Điều đó quả là tiện lợi.

Bạn đọc bài mới : 

Vì sao từ một loại dung dịch muối lại mọc ra các "cây kim loại" kỳ lạ?

Từ khoá: Chất hút ẩm; Silicagel.

Vì sao từ một loại dung dịch muối lại mọc ra các "cây kim loại" kỳ lạ?

Các bạn đã từng được thấy "cây kim loại" mọc ra từ một số dung dịch muối trong các thí nghiệm hoá học chưa?

Bạn hãy lấy một bình cầu thí nghiệm đáy bằng, cho vào đó dung dịch chì axetat, khoảng nửa dung tích của bình. Đậy nắp bình bằng một nút cao su. Dùng một sợi dây vải xuyên qua nút cao su. Cuối sợi dây có buộc một dây kẽm nhỏ, cho đầu dây kẽm nhúng vào dung dịch chì axetat. Để yên dung dịch sau vài ba ngày. Bạn sẽ thấy trên đầu dây kẽm xuất hiện một "cây kim loại" sáng lung linh.

Vậy "cây kim loại" này từ đâu mà ra? Đó là do khi ta nhúng dây kẽm vào dung dịch chì axetat, giữa dây kẽm và dung dịch chì axetat đã xảy ra phản ứng hoá học. Kẽm là kim loại hoạt động hơn chì nên khi kẽm tiếp xúc với dung dịch chì axetat, kẽm từ dây kẽm sẽ đi vào dung dịch, còn chì từ dung dịch sẽ kết đọng trên dây kẽm ở dạng chì kim loại. Điều này tương tự như chì và kẽm đã thay đổi chỗ cho nhau trên dây kẽm và dung dịch, và người ta gọi đây là phản ứng trao đổi. Lượng chì bám trên bề mặt càng lớn dần lên và tạo thành "cây chì".

Loại phản ứng trao đổi như trên được sử dụng khá rộng rãi. Ví dụ trước đây trong quá trình luyện đồng theo đường lối ướt, người ta dùng các lá sắt cho vào dung dịch đồng sunfat và xảy ra phản ứng trao đổi đồng và sắt, đồng sẽ bị đẩy ra khỏi dung dịch. Bằng cách tương tự người ta thu hồi bạc từ dung dịch định hình trong quá trình in tráng phim ảnh, cũng như dùng đồng để đẩy bạc ra khỏi dung dịch bằng phản ứng trao đổi.

Nhưng không phải bất kỳ kim loại nào cũng có thể dùng phản ứng trao đổi để đẩy kim loại đó ra khỏi dung dịch. Bạn thử dùng một dây bạc nhúng vào dung dịch đồng thì cho dù bạn có để kéo dài hết ngày này sang ngày khác, bạn cũng không thể nhận được một "cây đồng" nào từ quá trình này. Bởi vì chỉ có kim loại hoạt động hơn mới đẩy được kim loại ít hoạt động hơn ra khỏi dung dịch muối của kim loại đó, nếu làm ngược lại thì sẽ không thu được kết quả. Từ các ví dụ tạo "cây kim loại" đã nêu trên ta thấy: do kẽm hoạt động hơn chì, còn sắt hoạt động hơn đồng nên ta có thể tiến hành phản ứng trao đổi. Nhờ đó qua một loạt phản ứng hoá học tiến hành, người ta có thể sắp xếp các kim loại thành dãy hoạt động: Nhôm, kẽm, sắt, đồng, bạc… và chỉ có tuân thủ theo dãy hoạt động như trên mới có thể thực hiện được phản ứng trao đổi.
Bạn đọc : 

Vì sao trước khi thi đấu các vận động viên thể thao cần xoa bột trắng vào lòng bàn tay?

Từ khoá: Phản ứng trao đổi; Kim loại hoạt động.

Cây kim loại

Vì sao trước khi thi đấu các vận động viên thể thao cần xoa bột trắng vào lòng bàn tay?

Bạn đã xem các trận thi đấu thể thao nào chưa? Các vận động viên thể thao có thân thể tráng kiện, động tác thuần thục chính xác, đẹp mắt khiến người ta thán phục. Không biết các bạn có chú ý đến một chi tiết là trước khi các vận động viên tiến hành thi đấu họ thường xoa vào lòng bàn tay một chất bột màu trắng trước khi cầm lấy các dụng cụ thể thao, các vũ khí (khi diễn các động tác võ thuật có vũ khí). Bạn có biết loại bột trắng đó là gì không, và tại sao họ lại làm như vậy?

xoa bột trắng vào lòng bàn  tay

Loại bột màu trắng có tên gọi là "magiê cacbonat" người ta vẫn thường gọi là "bột magiê". Magiê cacbonat là loại bột rắn mịn, nhẹ có tác dụng hút ẩm rất tốt. Khi tiến hành thi đấu, bàn tay của các vận động viên thường có nhiều mồ hôi. Điều đó đối với các vận động viên thi đấu thể thao hết sức bất lợi. Khi có nhiều mồ hôi ở lòng bàn tay sẽ làm giảm độ ma sát, khiến các vận động viên sẽ không nắm chắc được các khí cụ, vũ khí thao diễn. Điều đó không chỉ ảnh hưởng xấu đến sự chính xác của các động tác, mà còn có thể làm các vận động viên đánh rơi các dụng cụ, vũ khí, gây nguy hiểm, thậm chí gây thương tích. Magiê cacbonat có tác dụng hấp thụ mồ hôi đồng thời tăng cường độ ma sát giữa bàn tay và các dụng cụ thể thao, giúp vận động viên có thể nắm chắc được dụng cụ, giúp cho việc thực hiện các động tác chuẩn xác hơn.

Ngoài ra với các vận động viên giàu kinh nghiệm, họ có thể lợi dụng khoảnh khắc "xoa bột" làm giảm bớt tâm lý căng thẳng; sắp xếp lại trình tự thực hiện thao tác, ôn lại các yếu lĩnh, chuẩn bị tốt hơn tâm lý thi đấu để thực hiện các thao tác tốt nhất.

Không chỉ các vận động viên thi đấu điền kinh nhẹ mà các vận động viên cử tạ cũng cần xoa tay bằng magiê cacbonat. Vì vậy tại các cuộc thi đấu thể thao và cử tạ, magiê cacbonat là một loại vật dụng đặc biệt dùng cho thi đấu. Chớ nên coi thường loại bột trắng này, chính nhờ nó mà các vận động viên có thể nâng cao thành tích thi đấu của mình.

Tìm hiểu thêm : 

Làm thế nào để phát hiện được vết tay vô hình?

Từ khoá: Magiê cacbonat.

Làm thế nào để phát hiện được vết tay vô hình?

Vân tay chính là hình của da đầu ngón tay của mỗi người, do mồ hôi tiết qua kẽ da để lại. Với mỗi người có vết vân tay riêng, không ai giống ai, cho dù với cả các đôi song sinh cũng vậy. Vì vậy vết vân tay được dùng để phân biệt, để đánh dấu cho mỗi người. Việc phát hiện vết vân tay là một biện pháp quan trọng trong công tác trinh sát, cũng là một cách biểu hiện khá lý thú về các biểu hiện của phản ứng hoá học.

Ngày nay người ta đã tìm được nhiều biện pháp kỹ thuật cao để các vân tay vô hình hiện rõ ra trước mắt. Tuy nhiên, chúng ta có thể dùng một biện pháp thử nghiệm khá đơn giản để hiện hình các vết vân tay vô hình. Chúng ta thử dùng đầu ngón tay trỏ hoặc ngón tay giữa in lên một tờ giấy trắng, sạch. Ta sẽ thấy trên tờ giấy trắng không hề có một vết tích gì của vết đầu ngón tay. Lấy một ống nghiệm thủy tinh, cho vào đó mấy tinh thể iot rồi đem hơ nóng nhẹ trên một ngọn đèn cồn. Iot trong ống nghiệm bị đốt nóng sẽ thăng hoa thành hơi iot bay lên. Đem tờ giấy đã in vết ngón tay hơ lên miệng ống nghiệm tại chỗ hơi iot bay ra từ miệng ống nghiệm. Một lúc sau trên tờ giấy đã xuất hiện rõ vết vân tay.

Vì sao hơi iot lại làm hiện ra vết vân tay vô hình? Nguyên do là trên tờ giấy đã có một lượng ít chất dầu tiết ra từ bề mặt da. Trung bình trong một ngày đêm, trên bề mặt da người tiết ra khoảng 15 - 40g chất dầu béo. Cũng có người trong một ngày đêm có thể tiết ra trên bề mặt da đến 45g dầu béo. Khi bạn in đầu ngón tay lên tờ giấy trắng, vì lượng dầu béo trên đầu ngón tay rất ít nên sẽ không để lại dấu vết mà mắt thường có thể nhận biết được.

Dầu và nước là hai chất không trộn lẫn được với nhau. Người ta nói giữa dầu và nước là "không thân thiện" với nhau. Còn dầu và iot vốn là "các bạn tốt" với nhau nên iot rất dễ hoà tan vào dầu nên có thể hoà tan vào vết dầu của vân đầu ngón tay. Vì iot có màu sẫm nên chỉ cần một ít lượng iot trong hơi iot hoà tan vào vết dầu do vân tay để lại cũng làm hiện rõ vết vân tay trên giấy trắng.

Nếu trước khi in đầu ngón tay trên giấy, bạn rửa sạch tay bằng xà phòng thì trên giấy sẽ không để lại vết dầu của vân đầu ngón tay. Vì vậy, nếu bây giờ bạn đem tờ giấy hơ lên hơi iot bạn sẽ không thấy có vết tích gì. Nếu bạn lại xoa tay lên mặt, lên tóc rồi lại in lên tờ giấy, lại đem hơ lên hơi iot, bạn sẽ thấy hiện ra vết vân tay. Không tin bạn thử tiến hành thí nghiệm sẽ thấy kết quả.
Bạn đọc thêm : 

Vì sao dụng cụ phân tích rượu có thể phát hiện các lái xe đã uống rượu?

Từ khoá: Vết vân tay; Iot.

Vì sao dụng cụ phân tích rượu có thể phát hiện các lái xe đã uống rượu?

Ngày nay do trình độ phát triển của xã hội, đã xuất hiện nhiều đường cao tốc. Trên các đưòng cao tốc, các phương tiện giao thông có thể đi lại với tốc độ rất cao. Trên các đường cao tốc này nếu lái xe đã uống rượu thì rất dễ xảy ra tai nạn. Vì vậy cơ quan quản lý giao thông nghiêm cấm các lái xe điều khiển xe cộ sau khi đã uống rượu.

Để kiểm tra các lái xe có uống rượu hay không khi đã lái xe, các cảnh sát giao thông cần có các biện pháp kiểm tra đơn giản nhưng phải chính xác, nhanh chóng. Muốn làm được việc đó các nhân viên kiểm tra giao thông phải nhờ đến hoá học.

Cho dù việc phân tích được tiến hành theo phương pháp nào thì cũng phải đạt yêu cầu là nhanh chóng, chính xác, phát hiện được các lái xe có uống rượu hay không.

Thành phần chính của các loại thức nước uống có cồn là rượu etylic. Đặc tính chủ yếu của rượu etylic là dễ bị oxi hoá và khi rượu gặp các chất oxy hoá thì chất oxy hoá dễ khử để trở thành dạng khử tương ứng của chất oxy hoá đó. Có rất nhiều chất oxy hoá có thể tác dụng với rượu nhưng người ta chọn một chất oxy hoá là oxit crom hoá trị +6 có công thức là CrO3. Đây là một chất oxy hoá rất mạnh, là chất ở dạng kết tinh thành tinh thể màu vàng da cam. Bột oxit crom hoá trị 6+ khi gặp rượu etylic sẽ bị khử thành oxit crom hoá trị ba (+3). Crom (III) oxit là hợp chất có màu xanh đen.

Các cảnh sát giao thông sử dụng các dụng cụ phân tích có chứa bột crom

(VI) oxit. Khi lái xe hà hơi thở vào dụng cụ phân tích, nếu trong hơi thở có chứa hơi rượu thì hơi rượu sẽ tác dụng với crom (VI) oxit và biến thành crom (III) oxit, khi đó bột sẽ chuyển thành màu xanh đen. Đây là thiết bị kiểm tra rượu hết sức nhạy và không người lái xe nào đã uống rượu mà có thể lọt lưới. Đây là biện pháp nhằm cấm các lái xe đã uống rượu mà lại lái xe, ngăn chặn xảy ra tai nạn đáng tiếc.

Với các thiết bị kiểm tra kiểu cũ, sự đổi màu của crom oxit được bộ cảm biến điện tử nhận dạng và chuyển thành tín hiệu âm thanh (ví dụ tiếng ong kêu) để báo cho nhân viên kiểm tra. Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự đổi màu được ghi nhận và thông qua kỹ thuật số sẽ hiện thành chữ số hoặc bằng lời văn trên mạng tinh thể lỏng nhờ đó kiểm tra viên sẽ đánh giá chính xác mức độ uống rượu của lái xe.
Bài viết mới : 

Vì sao mặt nạ phòng độc lại chống được khí độc?

Từ khoá: Rượu; Crom (VI) oxit.

Vì sao mặt nạ phòng độc lại chống được khí độc?

Tháng 4 năm 1915, vào một ngày trời râm mát, binh sĩ liên quân Anh - Pháp đang đồn trú dưới chiến hào, chiến trường hoàn toàn yên tĩnh.

Đột nhiên từ phía quân Đức tràn tới một vùng chất khí màu vàng như một màng yêu khí theo gió bay về phía liên quân Anh, Pháp. Vì không hề có phòng bị, liên quân Anh Pháp hoàn toàn hỗn loạn. Trong chiến hào vang lên tiếng ho, tiếng gào thét. Quân Đức đã xả khí clo về phía liên quân Anh, Pháp. Đó là lần đầu tiên khí độc được sử dụng trong chiến tranh hiện đại. Từ đó mở màn cho cuộc chiến tranh hoá học.

Người ta đã sử dụng rất nhiều loại chất độc hoá học. Ngoài khí clo, người ta còn dùng loại khí độc gây tổn hại thần kinh như sarin, soman (C7H16O2PF) có chất độc làm bỏng da, có chất độc gây ngạt (như photgen COCl2)…

Để đối phó với các loại vũ khí hoá học, các nhà khoa học đã phải tiến hành nghiên cứu trong một thời gian dài. Rõ ràng là việc tìm một số chất để tiêu trừ một số chất độc nào đó chưa đủ. Cần phải tìm được một biện pháp chung có thể đối phó (chí ít là phần lớn) với chất độc.

Qua quá trình nghiên cứu, người ta tìm thấy phần lớn các chất độc trong điều kiện nhiệt độ thường ở dạng chất lỏng hoặc chất rắn có nhiệt độ sôi khá cao. Trong khi đó thì oxy cần cho quá trình hô hấp lại có nhiệt độ sôi rất thấp (-183°C). Oxy có nhiệt độ sôi thấp nên lực hấp dẫn giữa các phân tử của chúng rất bé, còn các chất có nhiệt độ sôi cao thì lực hấp dẫn giữa các phân tử của chúng sẽ lớn.

Các nhà khoa học đã tìm được cách tách biệt hữu hiệu giữa oxy và các chất độc đó, là dùng than hoạt tính. Than hoạt tính được chế tạo bằng cách dùng các vật liệu chứa nhiều cacbon như gỗ hoặc tốt hơn là vỏ hạt hồ đào, vỏ dừa đem đốt ở nhiệt độ cao trong điều kiện thiếu không khí để biến thành than gỗ. Sau đó cho than gỗ xử lý bằng hơi nước quá nhiệt để loại bỏ lớp dầu trong các lỗ trong than gỗ, làm cho các lỗ trong than gỗ trở thành các lỗ trống liên thông với nhau và diện tích bề mặt của than gỗ sẽ trở nên rất lớn. Than gỗ qua quá trình xử lý như trên sẽ trở thành than hoạt tính.

Than hoạt tính thường có dạng những hạt nhỏ hoặc bột có màu đen. Diện tích bề mặt của than hoạt tính rất lớn. Trung bình 1g than hoạt tính có diện tích bề mặt đến hơn 1000 m2. Khi than hoạt tính tiếp xúc với các chất khí hoặc chất lỏng, do có diện tích bề mặt rất lớn nên than hoạt tính có thể hấp phụ lên bề mặt nhiều loại phân tử, đặc biệt với các phân tử có lực hấp dẫn giữa các phân tử lớn. Nhờ đó một biện pháp có thể đối phó với đại đa số các chất độc đã được tìm ra đó chính là các mặt nạ chống độc.

Hiện nay chủ yếu người ta thường sử dụng các mặt nạ phòng độc dựa vào khả năng lọc của mặt nạ. Mặt nạ được tạo ra do một công cụ chế tạo bằng chất liệu lọc che kín mặt. Chất liệu lọc có thể lọc chất độc, lọc khói, sắp xếp thành nhiều lớp. Trong các lớp lọc có các lớp lọc khói độc là những chất độc ở dạng các hạt rắn hoặc các giọt nhỏ chất độc ở dạng chất lỏng. Trong các tầng chất liệu lọc có than hoạt tính dùng để hấp phụ các chất độc ở dạng hơi hoặc khí trong không khí. Để tăng cường hiệu quả phòng độc của than hoạt tính, trước hết người ta cho ngâm than hoạt tính vào các dung dịch có chứa các oxit đồng, bạc, crom với lượng rất nhỏ để cho bề mặt than hoạt tính có chứa một lượng rất nhỏ các oxit đó. Khi các chất độc bị hấp phụ lên bề mặt của than hoạt tính, do tác dụng xúc tác của các oxit bạc, đồng, crom, các chất độc bị phân giải thành các chất không độc. Khi các chất độc được lọc qua các lớp lọc, bị hấp phụ và tiêu độc đồng thời cũng không ngừng cung cấp oxy cho hô hấp của người.
Tìm hiểu thêm : 

Khí độc quân dụng là gì?

Từ khoá: Than hoạt tính; Khí độc; Tác dụng hấp phụ.

Khí độc quân dụng là gì?

Khí độc được dùng sớm nhất trên chiến trường là khí clo. Khí độc clo được sử dụng đầu tiên trong đại chiến thế giới lần thứ nhất, vào năm 1915. Mãi đến năm 1925 mới có công ước quốc tế Giơnevơ cấm dùng khí độc, nhưng việc sử dụng khí độc trên chiến trường không những không dừng lại mà còn phát triển mạnh hơn.

Vậy thế nào là khí độc quân dụng?

Loại khí độc có tên thường gọi là "khí mù tạt" đã từng nổi tiếng là kẻ “sát thủ" (kẻ giết người) đã có lịch sử hơn 100 năm. Đây là loại khí độc có tên hoá học là 2,2 - dichloroactyl sulfide (ClCH2CH2SCH2CH2Cl), dạng tinh khiết là loại chất lỏng sánh như dầu, không màu. Dạng thô thường có màu nâu vàng. Vì loại hợp chất này có mùi của bột mù tạt nên cũng thường được gọi là khí mù tạt. Loại hợp chất này do nhà hoá học Nga Nicolai Zenlenski ngẫu nhiên phát hiện được khi ông tiến hành lưu hoá đicloietyl trong phòng thí nghiệm. Loại chất độc này đã làm bỏng rộp da tay của Zenlinski và làm ông suýt mất mạng. Về sau có người đã ghi chép lại phương pháp điều chế 2,2 - dichloroactyl sulfide và công bố trong một tập sách hoá học. Vào thời bấy giờ, không có ai lại nghĩ đến việc có ngày 2,2 - dichloroactyl sulfide được sử dụng làm khí độc để tàn sát người trên chiến trường.

Nhưng một loại chất độc, loại "thần chết" làm người ta kinh sợ là chất độc sarin. Đây là loại chất lỏng không màu, trong suốt giống như nước máy tinh khiết, thậm chí còn phát ra mùi vị ngọt như mùi táo, đặc biệt đây là loại chất lỏng rất dễ bay hơi. Khi mới ngửi thấy mùi sarin, khiến người ta theo bản năng hít sâu mấy hơi, thế nhưng chỉ một lúc sau sẽ thấy buồn nôn, mấy phút sau đồng tử co lại, đầu đau như búa bổ, toàn thân co quắp, nhiễm độc nặng sẽ nhanh chóng bị tử vong. Một phát hiện nữa làm người ta khiếp sợ là nếu phối hợp chất độc sarin với chất độc mù tạt thì độc tính của chất độc sẽ tăng gấp 5 lần khi dùng riêng rẽ. Vào năm 1995, vụ án chất độc ở đường tàu điện ngầm ở Nhật Bản chính là do chất độc sarin gây nên.

Ngoài ra còn có loại khí độc "bizi" có tác dụng phá hoại. Bizi: Gọi tên tắt của từ đầu các tiếng Anh tên hoá chất B.Z, có công thức nguyên C9H15O3N (với tên gọi 2- hyđroxybenzo - 3 - este quinolinat) rất mạnh khả năng điều tiết hệ thần kinh trung ương. Các nhà khoa học đã thử cho một con mèo ngửi mùi "bizi" rồi đưa một con chuột đến trước mặt mèo, con mèo vốn rất ham bắt chuột này có phản ứng khác thường là quay đầu bỏ chạy. Hiện tại chất độc "bizi" còn chưa xuất hiện trên chiến trường.

Trong thực tế người bình thường khi ngửi phải hơi bizi lập tức bị mất trí nhớ hoàn toàn, thần kinh hoảng loạn, không tự chủ được hành động. Phải sau hàng chục giờ đồng hồ, độc tính trong cơ thể mất dần và người ta dần dần được hồi phục.

Có rất nhiều loại khí độc hoá học. Từ sau đại chiến thế giới lần thứ nhất đến nay, chất độc hoá học đã giết hại đến hàng triệu sinh mạng, là một loại vũ khí hết sức vô nhân đạo. Mong cho loại khí độc hoá học nhanh chóng bị tiêu huỷ trên toàn cõi Trái Đất.
Bạn đọc thêm : 

Vì sao không thể dùng trực tiếp nitơ làm phân bón?

Từ khoá: Khí độc; Khí clo; Khí độc mù tạt; Sarin; Bizi.

Vì sao không thể dùng trực tiếp nitơ làm phân bón?

Do tác dụng của phản ứng quang học, thực vật đã từ cacbon đioxit và hơi nước hấp thụ được trong không khí mà từ các nguyên tố hyđro, oxy và cacbon đã tổng hợp được tinh bột, chất sợi, mỡ… Nhưng để làm cơ sở tạo nên sự sống là tạo nên chất protein thì ngoài các nguyên tố cacbon, hyđro và oxy còn cần có nitơ (chứa đến 16,5% nitơ). Có thể nói không có chất protein thì không có sự sống, mà không có nitơ thì không có protein.

Cho dù là lượng nitơ trong không khí là rất lớn, nhưng lại tồn tại ở dạng khí nitơ là hình thức tồn tại mà thực vật không thể trực tiếp hấp thụ được. Vì các phân tử nitơ trong không khí là do hai nguyên tử nitơ kết hợp với nhau bằng một liên kết hoá học rất bền và có tính trơ. Cho nên dù thực vật được bao trùm trong bầu không khí nitơ, nhưng với đa số thực vật thì thường hay gặp "tình trạng thiếu đạm". Trong số các thực vật chỉ có thực vật họ đậu, thông qua các nốt sần ở rễ cây mà có thể trực tiếp biến nitơ từ không khí thành các hợp chất mà cây có thể hấp thụ được.

Từ đầu thế kỷ XX, nhiều nhà hoá học đã nghiên cứu để biến nitơ trong không khí thành các hợp chất chứa nitơ. Trải qua nhiều lần thất bại, cuối cùng người ta đã tìm ra biện pháp: Dưới điều kiện nhiệt độ cao (≈ 500°C) và áp suất cao (khoảng 200 atm), với sự xúc tác của hợp chất sắt, sẽ sản xuất được amoniac. Từ amoniac người ta có thể sản xuất các loại phân bón chứa nitơ khác nhau: amoni sunfat, amoni nitrat, amoni cacbonat, amoni photphat… Theo tính toán, cứ trên khoảng không của 1000 m2 mặt đất có đến khoảng 10 triệu tấn nitơ. Nếu đem toàn bộ lượng nitơ này sản xuất thành phân bón rồi đem bón ruộng thì người ta có thể tăng sản lượng lương thực trên 1000 m2 đất ấy đến 4 triệu tấn.

Nhiều nước trên thế giới đã xây dựng được các nhà máy sản xuất ở quy mô lớn. Thế nhưng việc sản xuất phân đạm theo phương pháp tổng hợp cần tiêu tốn nhiều nguyên liệu, năng lượng và gây ô nhiễm môi trường hết sức nặng nề. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đang bỏ công sức nghiên cứu kỹ thuật "cố định đạm theo con đường sinh vật". Kết quả nghiên cứu chứng minh con đường sản xuất amoniac bằng kỹ thuật "cố định đạm sinh vật" có thể được tiến hành ở áp suất thường, nhiệt độ thường, không tốn năng lượng, không gây ô nhiễm mà lại đạt được hiệu suất chuyển hoá rất cao. Có thể tin rằng trong tương lai không xa kỹ thuật "cố định đạm sinh vật" giúp cho loài người sản xuất được nhiều lương thực và các nông sản khác.
Tìm hiểu thêm : 

Vì sao hạt trai lại sáng óng ánh?

Chi tiết : giải bài tập hóa học
Từ khoá: Nitơ; Phân đạm; Cố định đạm sinh vật.

Vì sao hạt trai lại sáng óng ánh?

Ngọc trai do một loại sò ngọc tiết ra trong quá trình sinh trưởng. Khi có các hạt cát, ký sinh trùng hoặc dị vật bất kỳ, ngẫu nhiên lọt vào trong vỏ sò, con sò lập tức sẽ tiết ra các hợp chất protein và canxi cacbonat để bao bọc hạt cát, dị vật. Hết ngày này qua ngày khác, một viên ngọc trai sáng lấp lánh được hình thành. Ngọc trai được đánh giá cao do vẻ sáng lấp lánh của nó. Vì sao ngọc trai lại có thể sáng lấp lánh như vậy?

Nguyên do là ở mặt ngoài của ngọc trai có bọc một lớp chất keo sáng bóng, chính lớp keo này làm nên vẻ đẹp của ngọc trai. Hơn 90% lớp vỏ bóng này là canxi cacbonat, ngoài ra còn có một ít hợp chất hữu cơ, một ít kim loại và một số các giọt nước kích thước rất bé. Chính các hạt rắn và các giọt chất lỏng nhỏ li ti tạo nên một lớp có khả năng chiết xạ ánh sáng lớn, chính nhờ đó mà khi được ánh sáng chiếu vào, ngọc trai sẽ phát sáng lấp lánh rất đẹp mắt.

Do ngọc trai vốn không được ổn định lắm, nên ngọc trai thường có tuổi thọ xác định. Một viên ngọc trai thường có "tuổi thọ" khoảng 100 năm. Sau một thời gian dài, lớp nước ở ngoài mặt có thể bị bay đi hết, và viên ngọc trai sẽ bị mờ, bị "lì" đi, cuối cùng sẽ mất màu, thậm chí bị vỡ nát. Vì vậy các viên ngọc trai cổ không thể lưu giữ được đến ngày nay.

Ngọc trai thường có bốn loại chính: màu trắng, màu vàng, màu xanh nhạt và màu phấn hồng, trong đó loại ngọc trai màu phấn hồng là quý nhất. Lớp vỏ của ngọc trai do một loại protein màu trắng là pocphirin kết hợp với một số kim loại thành thể pocphirin. Khi pocphirin kết hợp với nguyên tố kim loại khác nhau sẽ cho các thể pocphirin khác nhau, tạo nên màu sắc khác nhau của ngọc trai. Ví dụ ngọc trai có màu phấn hồng là có chứa kim loại natri và kẽm, ngọc trai có màu vàng là có chứa đồng và khá nhiều kim loại bạc. Ngoài ra phụ thuộc thể pocphirin nhiều hoặc ít mà có thể có màu đậm nhạt khác nhau.

Ngoài tác dụng làm đồ trang sức, ngọc trai còn là một dược phẩm quý trong đông y. Ngọc trai có tác dụng an thần, giải độc, mạnh cơ, thanh nhiệt, làm sáng mắt. Vì vậy trong các loại thuốc hoàn tán như: Trân châu hoàn, lục thần hoàn, an cung ngưu hoàng hàn, thuốc bổ mắt bát bửu đã dùng ngọc trai làm thành phần chính.
Tìm hiểu thêm : 

Vì sao loại sơn đáy thuyền, tàu lại phải khác sơn thường?

Trang chủ :  giải bài tập hóa

Từ khoá: Ngọc trai; Bản chất ngọc trai.

Vì sao loại sơn đáy thuyền, tàu lại phải khác sơn thường?

Ngày xưa, một chiếc thuyền mới sơn, sau khi hạ thuỷ được ba tháng, tốc độ của thuyền sẽ giảm đi 10% so với lúc mới hạ thuỷ. Tàu thuyền lưu hành sau nửa năm tốc độ chỉ còn khoảng một nửa so với lúc mới hạ thuỷ.

Nguyên nhân của hiện tượng trên liệu có phải do động cơ tàu thuyền bị hư hỏng hay do vỏ thuyền, tàu bị mục nát gây nên chăng? Cả hai yếu tố vừa nêu trên đều không phải.

Khi kéo tàu thuyền vào âu thuyền để sửa chữa, toàn bộ đáy thuyền lộ ra khỏi mặt nước. Bấy giờ người ta mới rõ nguyên nhân: Phần đáy thuyền chìm dưới nước xuất hiện chi chít các "chùm gai góc" và chính các "chùm gai góc" này đã ngăn cản tàu thuyền lướt nhanh. Thế các chùm gai nhọn này là gì vậy? Chúng ta biết rằng, trong nước đại dương có nhiều loại sinh vật sống trôi nổi như: rong, sò, hà, trùng đục lỗ, khi còn ở dạng ấu trùng chúng thường trôi nổi trên mặt biển. Khi gặp tàu thuyền chúng lập tức bám vào đáy tàu thuyền, lấy đáy tàu thuyền làm "đất sống" hết ngày này qua ngày khác. Đặc biệt ở các vùng biển nhiệt đới, các loại sinh vật này càng nhiều và phát triển càng nhanh.

Từ khi vỏ đáy thuyền bị các "cư dân" này bám vào và phát triển, tốc độ chuyển động của thuyền sẽ ngày càng chậm dần. Theo như tính toán chỉ cần 46% diện tích đáy tàu thuyền có một lớp sinh vật dày 4mm thì phải tăng động lực của tàu thuyền lên 5% thì mới duy trì được tốc độ chuyển động như cũ.

Chính vì vậy người ta đã phải chọn cách sơn đáy tàu thuyền bằng loại sơn đặc biệt. Trong loại sơn này có chứa một số chất độc như: đồng (I) oxit, hợp chất có chứa thủy ngân, hợp chất hữu cơ có chứa thiếc… Vì lớp sơn có chứa các chất độc như vậy nên khi các sinh vật có hại bám vào đáy thuyền, lập tức chúng bị chết ngay và không thể bám vào đáy thuyền và phát triển, gây hại được.

Bây giờ chắc các bạn đã rõ sơn đáy thuyền có một số tác dụng đặc thù để ngăn chặn các sinh vật có hại sống bám vào đáy thuyền.
Bạn đọc thêm : 

Vì sao có loại hoá phẩm phải được đựng trong các bình chứa màu nâu?

giải bài tập hóa học
Từ khoá: Sơn đáy thuyền, tàu; Sơn thường.

Vì sao có loại hoá phẩm phải được đựng trong các bình chứa màu nâu?

Ánh sáng Mặt Trời rực rỡ gây nên nhiều biến đổi quan trọng: Biến hàng vạn tấn nước thành hơi nước, làm tan băng tuyết, làm tăng nhiệt độ không khí và tạo nên gió.

Ánh sáng Mặt Trời gây các phản ứng hoá học trong vật chất. Dưới tác dụng của ánh sáng Mặt Trời, vải vóc bị bạc màu (phản ứng oxy hoá); gây phản ứng cảm quang cho phim, giấy ảnh (phản ứng phân giải); trong chất diệp lục, nước và cacbon đioxit tiến hành phản ứng quang hoá biến thành đường glucoza; photpho trắng biến thành photpho đỏ (phản ứng thay đổi cấu trúc)… Khi Mặt Trời lặn xuống ở phía Tây và màn đêm buông xuống, các phản ứng nói trên nói chung sẽ dừng lại. Rõ ràng là ánh sáng có tác dụng khá quan trọng trong các phản ứng hoá học. Vì ánh sáng là một loại năng lượng nên có thể kích thích các phân tử vật chất để gây ra các phản ứng hoá học. Như Enstein đã nói: "Một quang tử có thể thúc đẩy một phân tử gây ra phản ứng".

Nhiều phản ứng hoá học gắn chặt với ánh sáng. Nhiều khi ánh sáng cũng gây ra một số sự việc rắc rối do ánh sáng gây ra nhiều phản ứng hoá học trong vật chất. Khi ta chụp ảnh, rõ ràng không thể thiếu ánh sáng, nhưng khi bảo quản phim lại phải dùng giấy đen để bọc kỹ phim, không để ánh sáng lọt vào.

Trong phòng thí nghiệm, có nhiều loại hoá chất cần phải được đựng trong các bình đựng màu nâu cũng vì lý do tương tự. Nhờ đựng trong các bình đựng màu sẫm mà làm giảm bớt cường độ ánh sáng hoặc che hết ánh sáng, nhờ đó hoá chất sẽ không bị phân huỷ và sẽ bảo quản được lâu dài hơn.
Các bài viết khác : 

Kim loại nào nhẹ nhất?

giải bài tập hóa học

Từ khoá: Ánh sáng; Hoá chất; Bình đựng màu nâu.

Kim loại nào nhẹ nhất?

Nếu có người bảo có thể dùng dao cắt kim loại thành lát mỏng chắc bạn sẽ không tin. Thế nhưng sự thực lại có nhiều kim loại như vậy, liti là một trong các kim loại đó. Liti là kim loại nhẹ nhất, khối lượng riêng của liti chỉ là 0,543g cho một centimet khối (ở 21°C), vì vậy liti có thể nổi trên mặt xăng, dầu. Liti có màu trắng bạc loé mắt, khi tiếp xúc với không khí thì bề mặt kim loại sẽ mất vẻ sáng loáng và sẫm lại. Liti tác dụng với nước và giải phóng hyđro. Liti có thể bốc cháy mãnh liệt như thuốc nổ.

Một khi mà liti không chịu được tác dụng của không khí, không chịu được tác dụng của nước thì liệu còn có thể dùng được vào việc gì? Trước đây đã có lúc người ta cho liti là kim loại vô dụng, thế nhưng nhà phát minh vĩ đại Eđixơn đã không bỏ qua liti. Chính Eđixơn đã dùng liti oxit làm dung dịch điện giải cho pin, ăcquy, đã tăng cường tính năng của pin lên rất nhiều. Chính loại pin này, trong đại chiến thế giới lần thứ nhất là loại vật dụng không thể thiếu được trong các tàu ngầm. Ngày nay loại pin này được sử dụng rộng rãi trong máy kích động nhịp đập của tim, dùng trong điện thoại di động.

Liti có hai loại đồng vị là Li - 6 và Li -7 có tính chất hoá học hầu như giống nhau, nhưng phạm vi sử dụng của chúng lại khác nhau hoàn toàn. Li - 6 được dùng trong các ngành kỹ thuật mũi nhọn, còn Li - 7 chủ yếu phục vụ cho sản xuất công - nông nghiệp.

Trong các ngòi nổ của bom nguyên tử hay bom khinh khí có lớp vỏ bọc dày bằng Li - 6 để khống chế quá trình phản ứng.

Ở các máy móc cơ khí, khi vận hành cần có dầu bôi trơn giúp cho bộ máy cơ khí vận hành linh hoạt, mặt khác giảm bớt sự mài mòn các chi tiết do ma sát. Thế nhưng các dầu bôi trơn dưới tác dụng của nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, dưới tác dụng của nước sẽ có nhiều biến đổi xấu. Nếu dùng Li - 7 làm phụ gia trong chế tạo dầu bôi trơn thì loại dầu sẽ ít chịu ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài, ví dụ có thể làm việc trong giới hạn -50°C đến 160°C.

Trong đời sống hằng ngày, ta thường thấy các loại đồ sành sứ có lớp men bóng như thủy tinh. Trong nguyên liệu sản xuất lớp men bóng này có chứa liti có khả năng làm giảm nhiệt độ nóng chảy của men sành sứ, có tác dụng rút ngắn thời gian nung sản phẩm và làm cho độ bóng của bề mặt sản phẩm được đồng đều. Ngoài ra trong lớp phát quang của các đèn hình trên máy thu hình cũng có chứa liti.

Trong nông nghiệp, liti có tác dụng chống các bệnh cho thực vật. Dùng liti làm phân bón giúp cho tiểu mạch chống được bệnh gỉ sắt, giúp cho cà chua chống được bệnh lụi.
 Tìm hiểu thêm : 

Vì sao thuỷ tinh "thép" đột nhiên bị vỡ?

giải bài tập hóa học
Từ khoá: Liti.