В стекольном производстве пылевые частицы размером до 50 мкм удерживаются в воздухе длительное время. Пыль обладает фиброгенным действием (Si02) и общетоксичным (В203, As203 и др.).
Диоксид кремния -- основа кварцевого песка (99--99,5%) -- имеет средний размер кристаллических частиц 0,1--1 мм. На организм человека наибольшее влияние оказывают частицы размером 1--2 мкм. Длительное воздействие этих частиц на легкие приводит к фиброзу -- разрастанию в легких соединительных тканей, ведущего к силикозу -- заболеванию всего организма.
Пыль доломита [(СаМg(С03)г] составляет 50% от всей пыли, образующейся при приготовлении шихты. Она обладает фиброгенным действием.
Пыль известняка СаС03 (мела) также фиброгенна. Карбонат натрия (Na2C03) обладает большой летучестью, вызывает изъязвление слизистой оболочки носа, раздражает дыхательные пути и приводит к конъюнктивиту.
Оксид бора В203 является составляющим элементом ряда оптических стекол и стекловолокна. В шихту вводят борную кислоту Н3В03, пыль которой может быть причиной повреждения кожи.
В производстве хрусталя, оптических стекол, эмалей используют материалы, содержащие оксиды свинца (РЬО, РЬ304), пыль которых высокотоксична и обладает кумулятивным действием -- может накапливаться (аккумулироваться) в организме. Свинец поражает сердечнососудистую и нервную системы, кроветворные органы и желудочно-кишечный тракт.
В качестве осветлителя в производстве стекла используют оксид мышьяка (III) As203, являющийся сильным ядом. На организм человека он оказывает пагубное влияние, разрушая вегетативную нервную систему, приводит к параличу кровеносной системы, действует на обмен веществ. Нарушение питания тканей может привести к злокачественным образованиям. Так же как и свинец, он может накапливаться в организме. Доза, приводящая к серьезному отравлению человека, составляет 0,01-0,052 г.
Из числа вредных веществ, входящих в состав шихты, выделяют оксид хрома Сг203 и дихромат калия К2Сг207, используемые как красители. Эти вещества также крайне токсичны. Они раздражают и изъязвляют слизистые оболочки и кожу, при их взаимодействии наблюдается прободение хрящевой перегородки, носоглотки и поражение желудочно-кишечного тракта.
Отрицательное влияние пылевых выбросов на организм человека требует таких технических решений, которые обеспечивали бы содержание вредных выбросов в атмосфере не выше ПДК.
В окружающей отделение атмосфере на уровне приземного слоя, концентрация вредных веществ не должна превышать 30% от ПДК в рабочей зоне помещения.
Из всего вышесказанного следует, что помимо бесспорной важности силикатного производства просматривается и наличие серьезных экологических проблем, вызываемых процессами, на которых основана силикатная промышленность. Эти проблемы могут вызвать, и, к сожалению, уже вызывают различные серьезные заболевания у работников силикатной промышленности и населения, а также негативно влияют в целом на экологическую обстановку.
IV. Закрепление знаний (5 мин.)
1. Как получают кремниевую кислоту и ее соли?
2. Что такое стекло?
3. Расскажите, какие отходы и выбросы возникают в результате производства стекла?
4. Какие последствия может вызвать не соблюдение в воздухе рабочей зоны ПДК вредных выбросов стекольного производства?
5. Какие еще стекла бывают?
6. Каким образом в промышленности получают бетон и цемент?
IV. Домашнее задание (3 мин.)
1. Внимательно изучите материал, изложенный в §37-39.
2. Постарайтесь выяснить какие экологические проблемы могут вызвать процессы производства керамики и цемента.
3.2 Контрольный опрос в виде тестовых заданий для учеников 9-х классов
Разработаны тестовые задания по выбранной теме в двух вариантах:
1. Вопросы, отражающие материал в таком виде, как он преподноситься в школьном учебнике.
2. Вопросы, отражающие школьный материал и экологические проблемы по выбранной тематике.
Вариант 1.
Вопросы:
1) Как обозначается химический знак кремния:
a) Sc
b) Si +
c) Sn
2) Порядковый номер Si соответствует номеру:
a) 19
b) 90
c) 14 +
3) Кремний относят к:
a) подгруппе углерода +
b) подгруппе кислорода
c) подгруппе азота
4) Химическая формула кремнезёма:
a) SiO2 +
b) SiO5
c) SnO2
5) Химическая формула силикагеля:
a) SnO2 • H2O
b) SiO2 • H2O +
c) SiO • H2O
6) Какой из вариантов является тривиальным названием диоксида кремния:
a) асбест
b) кремнезём +
c) кремний
7) Какой из вариантов соответствует формуле асбеста:
a) 3MgSiO3 • CaSiO3
b) MgSiO3 • CaSiO
c) 4MgSiO3 • CaSiO
8) Как пишется химическая формула монооксида кремния:
a) SiO2
b) SiO +
c) SnO2
9) Температура плавления кварца:
a) 1728 0С +
b) 1850 0С
c) 1760 0С
10) Плавлением кварца готовят:
a) гипс
b) цемент
c) кварцевое стекло +
11) Силикаты калия и натрия в воде:
a) растворяются
b) не растворяются
c) слаборастворимы
12) Наибольшее распространение в природе имеют силикаты, содержащие:
a) кальций
b) натрий
c) алюминий +
13) Относительная атомная масса кремния составляет:
a) 27,30
b) 28,0855 +
c) 28,66
14) К какой группе в таблице периодической системы элементов Д.И. Менделеева относится химический элемент кремний:
a) 5
b) 4 +
c) 1
15) К какому периоду в таблице периодической системы элементов Д.И. Менделеев относят химический элемент кремний:
a) 3 +
b) 6
c) 5
16) К какой группе элементов относится кремний:
a) P
b) S
c) d
17) Электроотрицательность кремния соответствует:
a) 2,4
b) 1,8 +
c) 3,7
18) Температура плавления кремния:
a) 1514
b) 1415 +
c) 1670
19) Кремний в чистом виде является:
a) хрупким металлом
b) кристаллическим веществом
c) твёрдым металлом +
20) С растворами кислот, за исключением, плавиковой кремний:
a) не реагирует +
b) реагирует
Вариант 2.
Вопросы:
1. Обезвоженный студень кремниевой кислоты, имеющий вид твердой пористой массы, обладающей большой адсорбционной способностью называют:
а) силикагель +
б) алюмогель
в) нитрогель
д) карамель
2. Силикагель применяют в промышленности для:
а) улавливания газов и водяных паров +
б) очистке нефти, керосина +
в) прокачки газовых выбросов
д) извлечения тяжелых металлов
3. Производство изделий из стекла связано с образованием большого количества отходов и выбросов, а именно:
а) стеклобой +
б) инертные газы
в) суспензии и шламы +
д) сточные воды +
е) газообразные выбросы фторхлоруглеводородов
4. Какой процесс сопутствует начальным операциям разгрузки и транспортировки компонентов шихты:
а) пылеобразование +
б) кислотные дожди
в) образование смогов
д) комплексонообразование
5. Пыль, образующаяся в результате стекольного производства, обладает:
а) фиброгенным действием +
б) общеукрепляющим действием
в) общетоксичным действием +
д) оздоравливающим действием
6. Диоксид кремния - основа кварцевого песка (99-99,5%). Его частицы размером 1-2 мкм оказывают на организм человека негативное влияние. А именно:
а) фиброз +
б) авитаминоз
в) силикоз +
д) остеопороз
7. Карбонат натрия, образующийся при приготовлении шихты вызывает:
а) изъязвление слизистой оболочки носа +
б) приводит к конъюнктивиту +
в) травмоопасен
д) раздражает дыхательные пути
8. В производстве хрусталя, оптических стекол, эмалей используют оксиды свинца (PbO, P3O4), пыль которых:
а) высокотоксична и обладает кумулятивным действием +
б) малотоксичная, неопасна и приводит к улучшению работы сердца
в) поражает сердечнососудистую и нервную систему +
д) выводит шлаки из организма человека и повышает иммунитет
9. В качестве осветлителя стекол используют оксид мышьяка (III) As2O3. Он является:
а) сильным ядом +
б) амфитомином
в) коагулянтом
д) витамином
10. Оксид мышьяка (III) As2O3 оказывает пагубное влияние на организм человека, а именно:
а) разрушает вегетативную нервную систему +
б) приводит к параличу кровеносной системы +
в) может привести к злокачественным образованиям +
д) нормализует обмен веществ
11. Как обозначается химический знак кремния:
а) Sc
в) Si +
с) Sn
12. Порядковый номер Si соответствует номеру:
а) 19
б) 90
в) 14 +
13) Кремний относят к:
а) подгруппе углерода +
б) подгруппе кислорода
в) подгруппе азота
14) Химическая формула кремнезёма:
а) SiO2 +
б) SiO5
в) SnO2
15) Химическая формула силикагеля:
а) SnO2 • H2O
б) SiO2 • H2O +
в) SiO • H2O
16) Какой из вариантов является тривиальным названием диоксида кремния:
а) асбест
б) кремнезём +
в) кремний
17) Какой из вариантов соответствует формуле асбеста:
а) 3MgSiO3 • CaSiO3
б) MgSiO3 • CaSiO
в) 4MgSiO3 • CaSiO
18) Как пишется химическая формула монооксида кремния:
а) SiO2
б) SiO +
в) SnO2
21) Температура плавления кварца:
а) 1728 0С +
б) 1850 0С
в) 1760 0С
22) Плавлением кварца готовят:
а) гипс
б) цемент
с) кварцевое стекло +
23) Силикаты калия и натрия в воде:
а) растворяются
б) не растворяются
в) слаборастворимы
24) Наибольшее распространение в природе имеют силикаты, содержащие:
а) кальций
б) натрий
в) алюминий +
25) Относительная атомная масса кремния составляет:
а) 27,30
б) 28,0855 +
в) 28,66
26) К какой группе в таблице периодической системы элементов Д.И. Менделеева относится химический элемент кремний:
а)5
б) 4 +
в) 1
27) К какому периоду в таблице периодической системы элементов Д.И. Менделеев относят химический элемент кремний:
а) 3 +
б) 6
в) 5
28) К какой группе элементов относится кремний:
а) P
б) S
в) d
29) Электроотрицательность кремния соответствует:
а) 2,4
б) 1,8 +
в) 3,7
30) Температура плавления кремния:
а) 1514
б) 1415 +
в) 1670
31) Кремний в чистом виде является:
а) хрупким металлом
б) кристаллическим веществом
в) твёрдым металлом +
32) С растворами кислот, за исключением, плавиковой кремний:
а) не реагирует +
б) реагирует
Для сравнения провели следующий эксперимент в 9 «А» провели тестирование по первому варианту, а в 9 «В» по второму варианту.
Результаты тестирования показали, что процент усвоения знаний выше в 9 «В» классе (рис.1) . На рисунке представлена диаграмма, отражающая процент удовлетворительных и неудовлетворительных оценок, полученных учениками после проведения контрольного тестирования по выбранной теме.
Очевидно, что успеваемость в 9 «В» классе после проведения урока с экологическим содержанием на порядок выше, чем в 9 «А», где провели обычный урок. По всей видимости, это свидетельствует о проявлении большей заинтересованности учащихся к проблемам, которые могут коснуться непосредственно их самих или их близких, повышению внимательности при изложении школьного материала в связке с насущными экологическими проблемами.
Рис. 1. Результаты контрольного тестирования 9-х классов по теме «Кремниевая кислота. Соли кремниевой кислоты
Выводы
1. Проведенный анализ литературных источников по выбранной теме показал необходимость формирования экологических знаний в данной области.
2. Подобран экологический материал для изучения темы «Кремниевая кислота и ее соединения».
3. Приведена методика проведения урока по выбранной теме с экологическим содержанием.
4. Проведенный эксперимент в Гимназии №14, а именно уроки с содержанием обычной школьной программы и с экологическим уклоном, показал, что у школьников недостаточно хорошо сформированы знания в области охраны окружающей среды. И доказал необходимость наполнения школьного материала по химии вопросами экологической направленности, так как в дальнейшем это позволит сформировать у учащихся экологическую культуру и воспитает в них ответственность за сохранность окружающей природной среды.
5. Литературный обзор и Приложение 1 содержат материал, который учителя могут использовать при проведении уроков по химии.
6. Тесты и ролевые игры, представленные в Приложении 1, могут быть использованы для контрольных мероприятий и внеклассных уроков.
Результаты проведенного в школе - Гимназии №14 эксперимента показали улучшение усвоения материала школьниками, что способствовало развитию экологического воспитания школьников и расширило их познания в области охраны окружающей природной среды
Литература
1. Т.Н. Кровельщикова, А.В. Коршунов Из опыта реализации экологического подхода к обучению химии. Химия в школе, №8, 2002 г., с.40-42.
2. Бурая Н.В., Машерова П.М. Интеграция знаний и умений как условие творческого саморазвития личности. Химия в школе, №10, 2001г., с.23-32.
3. «Большая Советская Энциклопедия» Издательство «Советская Энциклопедия». Москва 1976 г.
4. А.Г. Кульман «Общая химия» Издательство «Колос». Москва 1968 г.
5. «Неорганическая химия» Пособие для абитуриентов и старшеклассников. Издательство «Московский Лицей». Москва 1996 г.
6. Б.В. Мартыненко «Кислоты - основания», Издательство «Просвещение». Москва 1988г.
7. Чехов О.С., Назаров В.И., Кадлыгин В.Г. Вопросы экологии в стекольном производстве. - М.: Легкпромиздат, 1990. - 144 с.
8. «Химия» Справочные материалы. Издательство «Просвещение». Москва 1989 г.
9. Ю.В. Никитин «Поделочные камни и их обработка», Издательство «Наука». Ленинград 1979 г.
10. «Полезные ископаемые».- М:, Издательство «Недра», 1982 г.
11. Рохов Юджин Джордж. Мир кремния.- М6, Химия, 1990 г.,- 147 с.
12. Шаов А.Х. Элементы периодической системы Д.И. Менделеева с точки зрения химической экологии: Справочное пособие. - Н.:, КБГУ, 2003 г., 166с.
13. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия, учебник для 9 класса М.; Просвещение, 2002 г. -192 с.
14. Рабочая тетрадь по химии. Газета «Химия», №4, 2008 г.,М:
15. Рабочая тетрадь по химии. Газета «Химия», №9, 2008 г.,М:
16. Химический КВН. И.Г. Афонина // Химия в школе., М.: 2001, №2.
17. Дом на необитаемом острове. С.А. Демьянова // Химия в школе.,М.: 2001, №9.
18. Как мы изучаем силикатную промышленность. Л.А. Ерыкалова // Химия в школе., М.: 2008, №2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
1. Химический КВН.
Организация внеклассной работы по предмету имеет очень важное значение. Она способствует формированию интереса к химии, развивает творческие способности учащихся и создает условия для самовыражения. В рамках предметной недели можно провести различные мероприятия [16,17,18]. Например, химический КВН. КВН можно провести между двумя командами X и XI классов («Индикаторы» и «Химические братья»). КВН позволит не только украсить предметную неделю, но и позволить выяснить уровень остаточных знаний у учеников по пройденному ранее материалу.
Итак, Вашему вниманию представляется Химический КВН.
Презентация команд.
Голос из-за кулис «Менделеев-пикчерс и 10 Б-телевидение» представляют чисто химический проект «Особенности интернациональных индикаторов».
На сцену выходят участники команды в белых халатах с надписями (формулы воды, кислот, щелочей). Они поют песни о свойствах индикаторов. По ходу песни на сцене появляются Лакмус, Фенолфталеин и Метилоранж, которые в нужный момент иллюстрируют изменение окраски индикаторов сменой халатов соответствующих цветов. В заключительный момент участники команды поворачиваются к зрителям и жюри спиной, и на их спинах буквы образуют название «Индикатор».
Презентация команды «Химические братья» начинается с выхода забинтованных калек с костылями. Они ведут диалог о несоблюдении правил безопасности при выполнении опытов. Эту тему подхватывает группа реперов. Выступление заканчивается проходом по сцене «поезда», пассажиры которого - элементы, названные в честь выдающихся ученых. Последний пассажир - элемент № 114, на его спине - табличка с надписью: «Мухамедий» (из-за отсутствия названия элемента № 114 ребята дали ему название по фамилии одного из участников команды). Пассажиры поют:
Не жди меня, мама, хорошего сына,
Твой сын не такой как был вчера,
Его засосала научная трясина….
Мухамедий нажми на тормоза!
В перерывах между конкурсами устраиваем музыкальные паузы.
Разминка.
Ведущий задает каждой команде по 10 вопросов в быстром темпе.
1. Определенный вид атомов. (Химический элемент)
2. Химик, который ввел современное обозначение химических элементов. (Берцелиус)
3. Автор атомно-молекулярного учения. (Ломоносов)
4. Молярный объем газов при нормальных условиях. (22,4 л/моль)
5. Процесс соединения многих одинаковых молекул в более крупные. (Полимеризация)
6. Сходные по строению вещества, отличающиеся на одну или несколько групп CH2. (Гомологи)
7. Частица с неспаренным электроном, обладающая химической активностью. (Радикал)
8. Другое название циклопарафинов. (Нафтены)
9. Ученый впервые предложивший химическую формулу бензола. (Кекуле)
10. Физический процесс разделения нефти на фракции. (Перегонка)
11. Самая легкая жидкость. (Жидкий водород)
12. Растворимые в воде основания. (Щелочи)
13. Вращение электрона вокруг собственной оси. (Спин)
14. Процесс отдачи электронов. (Окисление)
15. Все ли вещества состоят из молекул? (Нет)
16. Оксид реагирующий и с кислотами, и с щелочами. (Амфотерный)
17. Масса одного моля вещества. (Молярная)
18. Природные источники углеводородов. (Нефть, газ, каменный уголь)
19. Процесс разложения органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. (Пиролиз)
20. Число Авагадро. (6,02 • 1023 частиц в одном моле вещества.)
Конкурс капитанов.
Сначала каждому капитану предлагается распознать два вещества по запаху, например уксусную кислоту и бензол; этанол и ацетон.
Затем ассистент демонстрирует в двух цилиндрах опыт «Дым без огня». Капитанам необходимо записать на бумаге названия веществ, взятых для проведения опыта.
Наконец, последнее испытание: ассистент поочередно переливает растворы из первого цилиндра во второй (бесцветная жидкость становиться малиновой), из второго в третий (окраска исчезает), из третьего в четвертый (образуется белый осадок). Капитанам нужно за отведенное время записать на бумаге уравнения возможных реакций и сдать жюри. Конкурс регламентирован по времени.
Химические конкурсы.
Ты - мне, я - тебе
Команды задают друг другу по три подготовленных заранее вопроса.
* В XVII - XVIII в. В России это вещество называли «соленый спирт», «морская кислота». В 1790 г. русский академик Лаксман ввел для него название, которым мы пользуемся по сей день. Какое это вещество? (Соляная кислота.)
* Его изобрели как дорогой упаковочный материал для подарков, цветов, ювелирных изделий. В наши дни оно стало не чуть ли самым главным мусором планеты. (Целлофан.)
* Лао-цзы утверждал, что «самое мягкое и слабое существо в мире, но в преодолении твердого и крепкого она непобедима и нет ей на свете равного в этом». О каком веществе идет речь? (Вода)
* Залежи этого есть в Японии и в Доминиканской Республике, но 95 % находятся в Калининградской области России. (Янтраь).
* Его разновидности называют «карбонадо», «борт», его плотность 3,5 г/см3. Это полупроводник. Твердость этого кристалла равна 10. (Алмаз.)
* По приказу Наполеона для солдат было разработано дезинфицирующее средство с тройным эффектом - лечебным, гигиеническим и освежающим. Ничего лучшего не было придумано и через сто лет, поэтому в 1913 г. на выставке в Париже это средство получило «Гран-при». Под каким названием оно выпускается у нас в стране? (Тройной одеколон.)
Конкурс кроссвордов
1. Единица количества вещества.
2. Русский композитор и химик-органик.
3. Темно-бурая жидкость, галоген.
4. Химический элемент, самый легкий газ.
5. Инертный газ.
6. Лабораторный сосуд.
7. Диметилзамещенное бензола.
8. Радикал пропана.
9. Сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп.
Написав правильные ответы, в выделенном столбце Вы сможете прочитать фамилию великого русского ученого-энциклопедиста.
1. Вид ковалентной связи в молекулах органических веществ.
2. Химический элемент, входящий в состав головок спичек.
3. Радикал этилена.
4. Углеводороды с двумя двойными связями.
5. Тип химических реакций характерных для алканов.
6. Гомолог бензола.
7. Смесь углеводородов, маслянистая жидкость.
8. Основной продукт пиролиза нефти.
9. То, из чего состоит тело.
Написав правильные ответы, в выделенном столбце Вы сможете прочитать фамилию великого русского ученого, автора периодического закона химических элементов.
Экспериментальная заморочка.
В результате жеребьевки каждая команда получает конверт с заданием.
* Получите кислород, соберите его в пробирку и докажите наличие этого газа.
* Получите углекислый газ, соберите его в пробирку и докажите наличие этого газа.
При представлении результатов опытов учитываются выполнение правил безопасности, грамотность проведения эксперимента и содержание сопроводительного рассказа.
Домашнее задание.
Командам было предложено подготовить инсценировку сказок «ЧП в государстве Организм» и «Магия чудес».
В заключении по традиции члены жюри делятся своими впечатлениями о конкурсе, оценивают выступления команд, вручают призы.
2. Дополнительные задания для укрепления химических и экологических знаний учащихся средней общеобразовательной школы [14,15].
Вопросы:
1. Какова химическая активность кремния?
2. Напишите уравнения реакций кремния с:
а) кислородом
б) хлором
в) магнием.
Укажите роль кремния в этих реакциях - окислитель или восстановитель.
3. Напишите уравнения реакций, протекающих при сплавлении оксида кремния SiO2 c:
а) гидрооксидом кальция
б) оксидом магния
в) карбонатом натрия.
Относятся ли эти реакции к окислительно-восстановительным? Назовите образующиеся соли.
4. Коротко охарактеризуйте состав и свойства кремниевых кислот. Приведите уравнение реакции получения кремниевой кислоты.
5. Что представляет собой стекло?
6. Какие особенные свойства стекла обусловливают его многообразное применение?
7. Уравнение реакции при варке оконного стекла можно записать так:
CaCO3 + Na2CO3 + 6 SiO2 = Na2O • CaO • 6 SiO2 + 2 CO2^
мел сода песокстеклоуглекислый
кальцин.газ
Сколько граммов каждого из исходных веществ надо взять, чтобы получить 100 кг стекла?
8. Напишите уравнения реакций для цепочки химических превращений:
Mg H2
SiO2 > Si > SiCl4 > Si > Si O2 > Na2SiO4
9. Рассчитайте, сколько килограммов оксида кремния и угля потребуется для получения 80 кг карбида кремния SiC по уравнению реакции:
SiO2 + 3C = 2 Si C + 2 CO^
10. Сколько должно получиться стекла (по массе) из шихты (смеси) состава: 100 г оксида кремния SiO2, 38 г кальцинированной соды Na2CO3 и 30 г мела CaCO3? (подсказка - весь содержащийся в соде и меле диоксид углерода улетит. Оставшиеся нелетучие оксиды, сплавляясь, образуют стекло).
11. Какова предельно-допустимая концентрация (ПДК) диоксида кремния в воздухе рабочей зоны помещения, в мг/м3 ?
12. Какова предельно-допустимая концентрация (ПДК) борной кислоты в воздухе рабочей зоны помещения, в мг/м3 ?
13. Соединения кремния относят к токсичным веществам. К какой профессиональной болезни приводит вдыхание мельчайших частиц пыли диоксида кремния и других соединений кремния?
Ответы:
1. Кремний - химически малоактивное вещество.
2. а) Si + O2 = SiO2
б) Si + 2 Cl2 = SiCl4
в) Si + 2 Mg = Mg2Si.
В реакциях а) и б) кремний - восстановитель, в реакциях в) - окислитель.
3. а) SiO2 + 2 Ca(OH)2 = Ca SiO4 + 2 H2O
б) SiO2 + 2 Mg O = MgSiO4
в) SiO2 + 2 Na2CO3 = Na4SiO4 + 2CO2^.
Реакции а) и в) не окислительно-восстановительные.
4. Кремниевые кислоты - это вещества переменного состава с формулой m H2O • n SiO2, где m и n равны 1,2,3 и т.д. Например, в кислоте H2 SiO3 m=1, n=1; в кислоте H2 SiO4 m=2, n=1. Кремниевые кислоты очень слабые и нерастворимы в воде. В структуре SiO2 и в кремниевых кислотах каждый атом кремния соединен химическими связями с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода - с двумя атомами кремния. Уравнение реакции получения кремниевой кислоты:
K4SiO4 + 4 HCl = H4 SiO4 + 4 KCl
5. Стекло - это некристаллическое вещество, получаемое при охлаждении расплава силикатов натрия и кальция. В твердом стекле группы атомов расположены не в строгом порядке, как в кристаллах, а хаотично, как в жидкости. Химическая формула оконного стекла: Na2O • CaO • 6 SiO2. Стекла не имеют определенных температур плавления. Они прозрачны, химически малоактивны. Если при получении стекла в исходную смесь добавить FeO, то стекло приобретает зеленоватый оттенок. Введение CoO обеспечивает синий цвет стекла, добавка MnO - фиолетовый.
6. Прозрачность и низкую теплопроводность стекла используют при остеклении окон домов. Стекло - дешевый материал, легко принимает заданную форму, поэтому оно служит для изготовления упаковочной тары и емкостей: бутылок, флаконов, стаканов, кастрюль. Химическую инертность стекла используют при создании посуды (в том числе химической) и химических препаратов, работающих в агрессивных средах (например, в среде соляной кислоты). Стеклоблоки широко применяют как строительный материал. В последнее время из стекла делают оптические волноводы, передающие свет на сотни километров. Недостатки стекла - хрупкость, неустойчивость к действию щелочей.
7. 22,6 кг Na2CO3, 20,9 CaCO3, 75,3 кг SiO2.
8. 1) SiO2 + 2 Mg = MgО + Si;
2) Si + 2 Cl2 = SiCl4;
3) SiCl4 + 2 Н2 = Si + 4НCl;
4) Si + O2 = SiO2;
5) SiO2 + 4 NaОН = Na4SiO4 + 2 H2O.
9. 120 кг SiO2 и 72 кг С.
10. 40 кг.
11. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) диоксида кремния в воздухе рабочей зоны помещения 1 мг/м3 .
12. предельно-допустимая концентрация (ПДК) борной кислоты в воздухе рабочей зоны помещения 10 мг/м3.
13. Вдыхание мельчайших частиц пыли и других соединений кремния вызывают опасную профессиональную болезнь - силикоз.
