Все обо всем. Том 1

Что такое кварц?

Мы ежедневно применяем в быту кварц и даже не задумываемся, что это кварц. Кварц очень широко распространен и имеет огромное применение.

Кварц еще называют кремнеземом. Он состоит из кремния и кислорода, тяжелее стали и прозрачнее стекла.

Без примесей кварц бесцветный или белый, различные добавки делают его красным, коричневым, зеленым, голубым, синим, даже черным. Иногда кварц находят в виде больших прозрачных шестиугольных кристаллов с острыми концами, – это «горный хрусталь».

Большинство гор состоят из кварца. Песчаник состоит из частичек кварца, соединенных вместе цементирующим составом. В состав гранита также входит кварц. Белые пески – это чистый кварц. Простой песок также в основном состоит из кварца!

Многие из полудрагоценных камней также являются кварцем, раскрашенным различными примесями. Например, агат, аметист, оникс.

Кварц используют при производстве стекла и оптических приборов. Тоненькие пластинки кварца используют в радио, чтобы мы могли настроить свои приемники на нужную волну.

Если кварц очень сильно разогреть, мы получим плавкий кварц. Это очень нужный продукт. У него очень высокая температура плавления – 1710° С, он очень плохо сжимается и расширяется и прозрачнее стекла!

Ты можешь себе представить, что подобный материал незаменим в лабораториях. Тарелку из плавкого кварца после разогревания докрасна можно опустить в воду – и с ней ничего не случится.

Кварц хорошо пропускает световые и тепловые лучи. Кварц также пропускает живительные ультрафиолетовые лучи, которые поглощаются обычным стеклом, поэтому в некоторых санаториях крыши изготовлены из плавкого кварца. Из него же делают и специальные кварцевые лампы, применяемые в медицине.

Почему золото считается драгоценным металлом?

За всю историю человечества золото считалось драгоценным металлом. Возможно, это был первый металл, с которым познакомился человек.

Одной из причин, почему первобытный человек обратил внимание на золото, могло быть то, что золото в природе находится без примесей, то есть его можно обнаружить в виде небольших самородков, без добавлений других металлов и минералов. Золото имеет желтоватый оттенок, поэтому еще в давние времена люди стремились заполучить его для изготовления украшений.

Значимость золота возросла, когда человек понял, что золото очень легко обрабатывать. Золотой самородок очень легко превратить в тонкую пластинку, которую можно сгибать не ломая. То есть уже в древности люди могли придавать металлу любую требуемую форму. Например, в свое время из него изготовляли обручи, которые держали прическу. Отсюда пошли короны и диадемы, изготовленные из золота.

В земле запасы золота крайне ограниченны. И люди, у которых не было своего золота, стали предлагать свои товары в обмен на золото. Так золото стало мерой обмена. Другие предметы были недолговечны, а золото хранится очень долго. Золото также стало мерой стоимости товара.

Через многие сотни лет из золота стали делать деньги, которые определяли значимость и стоимость этого металла.

Позднее банкиры стали хранить золото в сейфах, и по требованию представить золото они выдавали письменные документы-залог. Учитывая подобную практику, правительства стали выпускать валюту, или деньги, которые являются всего лишь документом – обязательством на выплату определенной суммы золотом по требованию. Кстати, около половины всего золота, добытого в мире, принадлежит министерству финансов США!

Что такое слюда?

Тебе, вероятно, не раз попадался кусочек слюды, которую ты легко разламывал на части. Возможно, ты называл его «желатин».

Слюда – это минерал. Термин «слюда» включает целое семейство горных минералов, куда входят мусковит, флюгопит, биотит и лепидолит. Поскольку трудно произносить их названия, то ты поймешь почему мы все эти минералы называем «слюдой».

Все эти минералы очень схожи, хотя содержат различные металлы. Все виды слюды легко разделяются на слои. Они мягкие, на их поверхности остаются даже следы от ногтя. Все они образуют однотипные виды кристаллов. Они бывают бесцветными, желтыми, зелеными, красными, коричневыми и черными.

Слюда залегает в горных породах в земной коре. Они входят в состав пород вулканического происхождения, которые образовались при остывании расплавленной лавы. В отдельных случаях слюда произошла из других минералов в результате процесса, называемого «метаморфизм», то есть изменений, вызываемых давлением, теплом и воздействием воды.

Слюду добывают в шахтах. Наиболее важными районами по добыче слюды являются США, Канада, Индия, Мадагаскар, Россия, Бразилия и Южная Африка.

Для промышленного использования слюду расслаивают и разрезают на требуемые куски. Слюда – хороший изолятор, она не проводит тепло и электричество. Ясно, что слюда широко используется в производстве электрооборудования и огнестойких материалов. У тебя дома слюда имеется в утюге и других электроприборах.

А ты знаешь, что до изобретения стекла в окна вставляли слюду?

Что такое драгоценные камни?

Драгоценные камни всегда удивляли человека. Многие тысячи лет люди носили их как амулеты, чтобы защититься от болезней и нечистой силы. Считалось, что с помощью некоторых самоцветов их владелец смог предсказывать будущее. Другие камни якобы позволяли определить, виновен или нет подозреваемый.

В древности драгоценные камни различались только по окраске. Рубинами называли все камни красной расцветки. Все зеленые камни назывались изумрудами, а синие – сапфирами.

Позже стало ясно, что некоторые камни прочнее и долговечнее других. Стало ясно также, что стоимость драгоценных камней зависит не только от цвета, блеска, уникальности, но и от их прочности. Например, сегодня алмазы считаются самыми дорогими камнями, потому что, помимо своей красоты они обладают самой высокой прочностью по сравнению с другими драгоценными камнями.

Все самоцветы называют драгоценными камнями. Но, строго говоря, к драгоценным можно отнести только четыре наиболее дорогих камня: алмаз, рубин, изумруд и сапфир. Другие относятся к полудрагоценным камням, это – опал, аметист, топаз. Многие из драгоценных и полудрагоценных камней тесно связаны.

Алмаз, самый дорогой из самоцветов, является и самым простым по строению: он состоит из одного химического элемента – чистого углерода. Рубины и сапфиры относятся к «корундам». Рубины обладают карминовым цветом благодаря наличию небольшого количества железа в корунде. А наличие различных окислов придает сапфирам различные оттенки синего и голубого цвета.

Большинство самоцветов включает различные сочетания «силикатов». Топаз и турмалин принадлежит к семейству силикатов, как и гранаты и жадеиты. Некоторые менее дорогие самоцветы принадлежат к группе кварца, состоящего из чистого кремнезема. К ним принадлежит аметист. Опал – это кремнезем, содержащий 5-10% воды. Кстати, считают, что опал один из немногих драгоценных камней, приносящих несчастья своим владельцам.

В настоящее время делаются первые попытки создания искусственных самоцветов. Среди них алмазы, изумруды, рубины и сапфиры. Это не подделка, в действительности это камни, аналогичные природным, только созданы они в лабораториях!

Какова прочность алмаза?

Если у тебя есть немного замазки, что ты делаешь, чтобы она сделалась плотнее и тверже? Ты ее разминаешь, сжимаешь, и чем больше ты ее разминаешь, тем плотнее она становится.

Алмазы также создавались в природе. Сотни миллионов лет назад поверхность Земли постепенно остывала. В то время на глубине располагалась огромная масса расплавленной горной породы. На нее воздействовали высокие температуры и высокое давление. Углерод под воздействием такого давления превратился в то, что мы сегодня называем «алмазами».

Алмазы – самые твердые вещества на Земле. Однако точно определить величину «твердости» очень сложно. При определении твердости царапают один минерал другим. В 1820 году ученый Мооc предложил, основываясь на подобной методике, таблицу твердости минералов. Согласно этой таблице минералы располагаются следующим образом, в зависимости от их твердости: 1. Тальк. 2. Гипс. 3. Кальциты. 4. Флюориты. 5. Апатиты. 6. Полевой шпат. 7. Кварц. 8. Топаз. 9. Корунд. 10. Алмаз.

Но эти данные по отношению одного минерала к другому. Однако выяснилось, что, несмотря на девятое место корунда и десятое – алмаза, их различие по твердости больше, чем различие между девятым и первым местами. Поэтому с алмазами ничто не может сравниться по твердости.

Тогда, если алмазы такие прочные, каким образом их гранят? Алмаз можно резать только другим алмазом! Огранщики алмазов используют инструменты, режущие края которых покрыты алмазной пылью.

Алмазные круги для полировки и резки используются в промышленности для различных целей, например при полировке оптических стекол, при изготовлении всевозможных инструментов из меди, бронзы, других металлов, при резке стекла. Сегодня более 80% добываемых алмазов используются в промышленности!

Что такое каучук?

Каучук существует столько лет, сколько и сама природа. Окаменелые остатки каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст почти 3 миллиона лет! Каучуковые шары из сырой резины найдены среди руин цивилизаций инков и майя в Центральной и Южной Америке, которым не менее 900 лет.

Во время второго путешествия на американский континент Колумб увидел, что жители Гаити играли в мяч, сделанный из «сока дерева». Но еще до этого туземцы Юго-Восточной Азии знали о резине (каучуке), сделанной из «сока» деревьев, которой они обмазывали свои корзины и кувшины, чтобы сделать их водонепроницаемыми!

Каучук обнаружен в 400 различных деревьях, кустарниках. Но количество каучука в различных растениях неодинаково, поэтому невыгодно получать каучук из таких растений, как, например, одуванчик, молочай, полынь.

Каучук – это липкое, эластичное твердое вещество, которое получают из беловатой жидкости – «латекса», который отличается от сока деревьев. Латекс имеется в коре, корнях, стебле, ветвях, листьях и плодах растений и деревьев. Но больше всего его – под корой ветвей и ствола каучуконосов.

Латекс состоит из мельчайших частичек жидкости, твердых частиц, других примесей. Только около 33% латекса составляет каучук, остальное – вода. Частицы каучука в латексе соединяют вместе, и образуется каучуковый шар.

Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10 градусов от экватора на север и юг, поэтому полоса шириной 1300 км по обе стороны экватора известна как «каучуковый пояс». Дело в том, что для каучуконосов требуется очень теплый влажный климат и плодородная почва. Больше всего каучука получают от «гевеи бразильской». По его названию можно предположить, что вначале дерево было обнаружено в Бразилии. В настоящее время почти 96% мирового производства натурального каучука дают плантации этих деревьев, их выращивают во многих странах каучукового пояса.

Среди европейцев первыми, кто начал производить товары из каучука, были, по-видимому, французы, которые примерно в 1800 году стали изготовлять подтяжки и подвязки.

Что такое мел?

Во всем мире не найдется человека, который бы за свою жизнь не столкнулся с мелом. В миллионах классов на Земле школьники пишут мелом на доске. А что бы делал учитель без мела?

А ты знаешь, что вначале мел был животным? В водах океанов существуют различные виды мельчайших растений и животных. Одним из них является одноклеточное существо под названием «фораминифера» с панцирем из извести.

Отмирая, они опускаются на океанское дно. Со временем образуется толстый слой из этих панцирей. Конечно, на это уходят миллионы лет. Постепенно этот слой цементируется и превращается в мягкий известняк, который мы называем мелом.

Как мы уже знаем, различные изменения на Земле превращали морское дно в сушу. Такое случилось в районе пролива Ла-Манш. Слои мела, находившиеся на морском дне, были подняты над поверхностью моря. Наиболее рыхлые участки были размыты водой, оставив высокие меловые скалы. Наиболее известные находятся у Дувра на английской стороне и у Дьеппа – на французской.

В различных районах мира мел залегает вдали от моря, там, где когда-то было море. Пример этому – штаты Канзас, Арканзас и Техас в США. Но самый лучший природный мел получают в Англии.

Сотни лет человек использует мел для различных целей. Мел, которым мы пользуемся в классе, смешивают со связующими примесями, чтобы он не крошился. Лучший мел для школы на 95% состоит из мела. Добавляя различные красители, можно получить мел любого цвета.

После пульверизации, промывки и фильтрации из мела получают белый порошок, который применяется для добавления в замазку, краску, лекарства, бумагу, зубную пасту и различную пудру!

Что такое жиры?

Жиры входят в состав организмов растений и животных в жидком или твердом состоянии. Большинство жиров животных находятся в твердом состоянии. Жидкие жиры называются еще жирные масла. Однако не все масла являются жирами.

Жидкие или твердые, жиры имеют общие характеристики: они не растворяются в воде. Вода даже не смачивает жиры – она не растекается по поверхности, а собирается капельками. Жиры легче воды: вот почему жиры и масла плавают на поверхности воды.

Изучение жиров показало, что все они состоят из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. Следовательно, это органические соединения. В результате химических реакций жиры разлагаются на составляющие, одним из которых всегда является глицерин. Вторым составляющим является «жирная кислота». Различные компоненты жирной кислоты и приводят к наличию различных видов жиров и масел.

Жиры не растворяются в воде, но хорошо растворяются в других жидкостях, например в бензине. Некоторые из подобных жидкостей, которые удаляют жирные пятна, продаются как «пятновыводитель».

Если кипятить жир с щелочью, получаются глицерин и мыло. Мыло – это не что иное, как щелочная соль жирной кислоты. Такой процесс называется «омыление». Если жир встряхивать или обрабатывать водой, содержащей мыло, жир распадается и образует массу пузырьков, отчего вода приобретает молочный цвет. Этот процесс называется «эмульгированием», и все жиры могут быть эмульгированы.

Вместе с углеводами и протеинами (белками) жиры принадлежат к трем основным видам продуктов питания человека. Они эмульгируются в организме и, сгорая, вырабатывают энергию. По содержанию энергии 30 граммов жиров эквивалентны примерно 60 граммам углеводов или протеинов.

Как твердые, так и жидкие жиры при длительном нахождении на воздухе быстро портятся. Они становятся «прогорклыми», то есть приобретают неприятный вкус и запах. Это вызвано тем, что жир распадается и жирная кислота изменяет свой химический состав.

Что такое протоплазма?

Различные открытия совершены в науке. В лабораторных условиях повторяются некоторые природные явления. Но существует одно вещество, которое еще не смогли повторить. Это протоплазма – живая часть всех растений и животных.

Все организмы, растительные и животные, состоят из клеток. В одних этих клеток миллионы, как у человека, другие состоят всего лишь из одной клетки, например протозоа. Организм кита, человека, розы содержит одно и то же вещество в клетке – протоплазму.

Протоплазма клетки состоит в основном из двух частей. Центральная, более плотная – ядро. Вторая часть, более мягкая, жидкая, называется «цитоплазма».

Протоплазма различна по составу. Каждому виду живых организмов присуща своя форма протоплазмы. Но и внутри организма различные клетки обладают своими видами протоплазмы.

Однако, несмотря на различия, на 99% протоплазма состоит из углерода, водорода, кислорода и азота, с добавлениями некоторых химических элементов. Однако нам известно, что все, что делает живой организм, осуществляется в протоплазме.

Когда в организм попадает пища, она переваривается, или превращается в жидкость. Затем переваренная пища должна поглотиться протоплазмой и стать ее составной частью. Такой процесс называется «ассимиляцией». Это очень удивительный процесс – протоплазма превращает неживое вещество в живой материал, превращая посторонние вещества в себе подобное вещество.

Протоплазма также накапливает и выделяет энергию, которая находится в организме растения или животного. Протоплазма, как и живые организмы, содержащие ее, имеет периоды покоя и активности. Протоплазма реагирует на внешние раздражители. Сильный свет или тепло убивает ее. Химические элементы притягивают или отторгают ее. Электрический ток воздействует на ее поведение. Однако науке еще предстоит многое узнать о самой протоплазме и ее функционировании.

Что такое целлюлоза?

Мягкая часть растений и животных в основном содержит целлюлозу. Именно целлюлоза придает растениям гибкость.

Практически все зеленые растения вырабатывают целлюлозу для своих потребностей. В ее состав входят те же элементы, что и в сахар, а именно: углерод, водород и кислород. Эти элементы присутствуют в воздухе и воде. Сахар образуется в листьях и, растворяясь в соке, распространяется по всему растению. Основная часть сахара идет на содействие росту растений и на восстановительные работы, остальной сахар превращается в целлюлозу. Растение использует ее для создания оболочки новых клеток.

Целлюлоза – один из тех естественных продуктов, которые практически невозможно получить искусственно. Но мы используем ее в различных областях. Человек получает целлюлозу из растений даже после их отмирания и полного отсутствия в них влаги. Например, дикий хлопок – эта одна из самых чистых форм натуральной целлюлозы, которую человек использует при изготовлении одежды.

Целлюлоза входит в состав растений, применяемых человеком в качестве продуктов питания – салата, сельдерея, а также отрубей. Организм человека не в состоянии переварить целлюлозу, однако она полезна как «грубые корма» в его диете. В желудке некоторых животных, например овец, верблюдов, имеются бактерии, которые позволяют этим животным переваривать целлюлозу.

Целлюлоза является ценным сырьем, из которого человек получает различные изделия. Хлопок, на 99, 8% состоящий из целлюлозы, представляет собой замечательный пример того, что человек может произвести из целлюлозного волокна. Если хлопок обработать смесью азотной и серной кислоты, мы получим пироксилин, являющийся взрывчатым веществом.

После различной химической обработки целлюлозы из нее можно получить и другие изделия. Среди них: основа для фотопленки, добавки для лаков, волокна вискозы для производства тканей, целлофан и другие пластические материалы. Целлюлоза также применяется при изготовлении бумаги.

Что такое хлорофилл?

Какая основная характеристика растений отличает их от животных? Растения – зеленые. Конечно, имеются и исключения, но основным требованием, предъявляемым к растениям, является то, что они должны быть зелеными.

Зеленый цвет растений является одним из основных требований. Зеленое вещество растений – хлорофилл – поглощает необходимые вещества из почвы и воздуха и производит продукты, необходимые для их существования. Если бы растения не обладали этим свойством, человек и животные не смогли бы существовать из-за отсутствия продуктов питания! Даже те существа, которые употребляют для еды животную пищу, зависят от наличия других существ, которые питаются растительной пищей. И действительно, растительна пища является началом всего живого на Земле!

Теперь тебе ясно, что хлорофилл, это удивительное зеленое вещество, которое обеспечивает человека и животных растительной пищей, очень важен для нашей жизни! Хлорофилл содержится в клетках листьев, а также в стеблях и цветках.

С помощью хлорофилла растение поглощает солнечный свет и использует полученную энергию для превращения неорганических элементов в органические, или «жизнетворные» химические элементы. Этот процесс называется «фотосинтезом». В переводе с греческого это слово означает «свет» и «соединение».

Существуют некоторые растения, которые не обладают зеленой окраской, то есть не имеют хлорофилла. Как же они существуют? Грибы и семейство растений, у которых отсутствует хлорофилл, не вырабатывают своей пищи. Поэтому они должны получать ее откуда-то еще. Если растение получает пищу за счет других растений или животных, их называют «паразиты». Если они получают пищу за счет продуктов распада растений и животных, мы относим их к «сапрофитам».

Хлорофилл может извлекаться из растений и использоваться человеком для различных целей. В некоторых случаях он убивает определенные бактерии.

Что такое осмос?

Каким образом вода поступает в растение через корни? Как переваренная пища поступает из кишечника в кровеносные сосуды? Никаких отверстий не обнаружено ни в корнях, ни в стенках кишечника животных. Такой процесс называется «осмос».

Когда в одном объеме находятся два газа, они быстро смешиваются. То же самое происходит и с жидкостями. Например, капля чернил придаст слабую окраску целому литру воды.

При осмосе соединение происходит через мембраны, такие, как тонкие стенки корешков растений или стенки кишечника. Мембраны замедляют соединительный процесс, но не останавливают его. При осмосе мембраны живых организмов пропускают одни вещества и задерживают другие. Это определяется частично строением самих веществ. Ученые считают, что при осмосе растворенные частицы вещества проникают между молекулами мембраны.

Частички раствора при контакте с мембраной давят на нее и создают так называемое «осмотическое давление». Та сторона, где присутствует больше частичек растворенного вещества, обладает и большим осмотическим давлением, поэтому движение происходит из участков с высоким давлением к участкам с пониженным давлением.

Но движение осуществляется в обоих направлениях, так как мембраны пропускают вещества в обе стороны. В нашем организме, например, мембраны кровеносных сосудов постоянно пропускают вещества в обе стороны. Таким образом, переваренная пища поступает в кровь, а двуокись углерода выводится из крови через легкие.

Что такое семена?

Одним из способов распространения растений является рассеивание семян. Как птицы высиживают яйца, чтобы произвести себе подобных, так и растение выращивает семена, чтобы создать подобное себе растение.

Цветок или соцветие растений должен быть опылен, иначе семена не дадут всходов. После полного созревания семена должны пройти период покоя. Его длительность зависит от видов семян. Некоторые семена не прорастут, пока не переживут зимний период.

Для роста семенам требуются кислород и тепло. Свет также способствует росту семян. Если в течение определенного времени не происходит прорастание семян, они гибнут. Если человек хранит семена для будущего посева, он должен содержать их в сухом месте при определенной температуре.

Семена различают по размеру, форме и цвету. Семена различных растений имеют разную структуру. Внутри некоторых семян расположено крошечное растение. Его окружает питательная среда, которой будет пользоваться это растение до появления своих корней и листьев, что позволит ему питаться самостоятельно.

Если семена жизнедеятельны, прошли период покоя и получили достаточно влаги, кислорода и тепла, они прорастают. Этот процесс называется «прорастанием». При получении нужного количества влаги начинается рост семян. Происходит их набухание, начинаются химические изменения, в клетках семян пробуждается жизнь, и из семени появляется маленькое растение. Основная часть семени превращается в растение. Оболочка семени отпадает, растение вырастает, достигает зрелого возраста и производит новые семена.