reklama

Test Kuriera i Azotów. Chemia żywiołów w naszym życiu, część III

Maciej Wijatkowski
Maciej Wijatkowski
Zaktualizowano 
Kolejny artykuł dr Marioli Iwan z Instytutu Chemii UMCS traktuje o ziemi, a właściwie o tworzących ją minerałach. Będzie pomocny w rozwiązaniu testu Kuriera i Grupy Azoty Puławy "Bądź z Chemią za Pan Brat".

Skorupa ziemska to prawie cała tablica Mendelejewa. Prawie, bo w układzie okresowym są pierwiastki promieniotwórcze, które nie mają trwałych odpowiedników w naturze.

Chodzi nie tylko o najcięższe pierwiastki, otrzymywane sztucznie w laboratoriach. Są też całkiem lekkie pierwiastki, których nie ma na Ziemi, jak technet czy promet. Jedna z teorii mówi, że ich atomy tak szybko się rozpadały, że obecnie nie pozostał po nich nawet ślad.

Czytaj także

Oto dziesięć głównych pierwiastków tworzących skorupę ziemską: 1. tlen 46,1%; 2. krzem 28,2%; 3. glin 8,23%; 4. żelazo 5,63%; 5. wapń 4,15%; 6. sód 2,36%; 7. magnez 2,33%; 8. potas 2,09%; 9. tytan 0,56%; 10. wodór 0,14%.

Zawartość procentowa dotyczy skorupy ziemskiej pod kontynentami, gdyż skorupa oceaniczna ma nieco odmienny skład. Skąd tak dużo tlenu w skorupie ziemskiej? Oczywiście nie jest to tlen gazowy, taki jak w powietrzu.

Bądź z chemią za pan brat. Poznaj bliżej tę tajemniczą panią (QUIZ)

Atomy tlenu uwięzione są w cząsteczkach związków chemicznych: w tlenkach, krzemianach, fosforanach, węglanach, siarczanach i innych, tworzących skały i gleby, a także w wodzie krystalizacyjnej, trwale związanej w minerałach.

Po zsumowaniu zawartości procentowej dziesięciu pierwszych pierwiastków okazuje się, że na pozostałe 80 pierwiastków występujących w przyrodzie przypada jedynie 0,21% masy skorupy ziemskiej. Węgiel jest dopiero siedemnasty (0,02%), a miedź i cynk są już całkowicie poza ekstraklasą. Ich zawartość jest mniejsza niż 0,01%.

Tylko nieliczne pierwiastki występują w przyrodzie w stanie rodzimym, czyli w stanie wolnym. W takim stanie występują tlen i azot w powietrzu, ale tym razem mówimy o tych zawartych w skorupie ziemskiej.

Są wśród nich niemetale: siarka, krzem, węgiel (w postaci grafitu lub diamentu), a także nieliczne metale: przede wszystkim złoto, srebro i platynowce, ale także miedź, rtęć, czy bardziej reaktywne - np. nikiel, czy cyna. Eksploatuje się jedynie złoża rodzime siarki, węgla i metali szlachetnych. Pozostałe nie mają znaczenia gospodarczego.

Najczęstszą formą występowania pierwiastków w skorupie ziemskiej jest forma związana, czyli różnego rodzaju związki chemiczne (najczęściej nieorganiczne), tworzące minerały. Jednym z typów minerałów są rudy. Pod pojęciem „ruda” rozumiemy kopalinę, z której można pozyskać jeden lub więcej pierwiastków metalicznych.

Czytaj także

Poza minerałem - źródłem danego pierwiastka, rudy zawierają tzw. skałę płonną, czyli bezużyteczny balast. Najbardziej ekonomiczna jest eksploatacja rud wysokoprocentowych. Do takich należą tlenkowe rudy żelaza: magnetyt (ok. 70% zawartość żelaza) i hematyt (50% żelaza).

Jednak im droższy i bardziej pożądany pierwiastek, tym w praktyce wykorzystuje się uboższe rudy. W przypadku siarczkowych rud niklu opłaca się pozyskiwanie tego metalu już przy zawartości 0,3%. Wszystkie rudy można zaliczyć do minerałów, ale nie o każdym minerale powiemy, że jest rudą.

W przypadku minerałów bardzo częstym zjawiskiem jest polimorfizm, czyli występowanie tego samego związku chemicznego w różnych układach krystalograficznych.

Atomy w związkach chemicznych możemy traktować jak kawałki mozaiki. Wystarczy je inaczej poustawiać, a już produkt finalny będzie miał inny wygląd. Wszyscy znamy kredę do pisania. Z chemicznego punktu widzenia to prosty związek: węglan wapnia, CaCO3.

Wystarczy trochę inne ułożenie atomów, a otrzymamy piękne, przezroczyste kryształy kalcytu lub aragonitu, a wysoka temperatura i ciśnienie mogą sprawić, że węglan wapnia przyjmie postać marmuru. Bezbarwny tlenek glinu - korund, jest bazą dla wielu kamieni szlachetnych.

Wystarczy niektóre atomy glinu zastąpić chromem i otrzymamy krwistoczerwony rubin. Czysty beryl jest bezbarwny lub lekko szary, ale już niewielkie domieszki innych metali sprawiają, że powstają rzadkie i poszukiwane kryształy: zielony szmaragd, niebieski akwamaryn, fioletowy biksbit czy żółty heliodor. Trudno oprzeć się wrażeniu, że wiele minerałów powstało tylko po to, żeby cieszyć nasze oko. Kto powiedział, że wszystko na Ziemi ma być praktyczne i użyteczne?!

Test Kuriera i Azotów. Chemia żywiołów w naszym życiu, część III

Czytaj także

Flesz - nowi marszałkowie Sejmu i Senatu, sukces opozycji

Wideo

Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych”i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.

Komentarze

Ta strona jest chroniona przez reCAPTCHA i obowiązują na niej polityka prywatności oraz warunki korzystania z usługi firmy Google. Dodając komentarz, akceptujesz regulamin oraz Politykę Prywatności.

Podaj powód zgłoszenia

Nikt jeszcze nie skomentował tego artykułu.
Dodaj ogłoszenie

Wykryliśmy, że nadal blokujesz reklamy...

To dzięki reklamom możemy dostarczyć dla Ciebie wartościowe informacje. Jeśli cenisz naszą pracę, prosimy, odblokuj reklamy na naszej stronie.

Dziękujemy za Twoje wsparcie!

Jasne, chcę odblokować
Przycisk nie działa ?
1.
W prawym górnym rogu przegladarki znajdź i kliknij ikonkę AdBlock. Z otwartego menu wybierz opcję "Wstrzymaj blokowanie na stronach w tej domenie".
krok 1
2.
Pojawi się okienko AdBlock. Przesuń suwak maksymalnie w prawą stronę, a nastepnie kliknij "Wyklucz".
krok 2
3.
Gotowe! Zielona ikonka informuje, że reklamy na stronie zostały odblokowane.
krok 3