NGHIÊN CỨU MỚI: TINH THỂ BĂNG CÓ THỂ UỐN CONG

Các nhà nghiên cứu rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng nước đá mềm dẻo và đàn hồi ở quy mô cực nhỏ khi phát triển thành những tinh thể nhỏ như sợi. Không giống như băng tự nhiên, với các bọt khí và vết nứt, các tinh thể trong nghiên cứu này gần như hoàn hảo và có thể truyền ánh sáng với cường độ giảm dưới 1%. Việc tạo ra các tinh thể rất khó. Nhóm nghiên cứu, có trụ sở tại Đại học Chiết Giang và do Xin Guo và Limin Tong dẫn đầu, đã sử dụng điện trường trong buồng đóng băng để phát triển các tinh thể hình lục giác có đường kính từ 10 μm xuống dưới 800 nm. Hầu hết các vật liệu có thể uốn cong khi được làm rất mỏng, giống như cáp quang thủy tinh nổi tiếng dễ vỡ.

Video tinh thể băng có thể bị uốn cong - Chemical Engineering News

Nhưng những tinh thể băng dạng sợi nhỏ này có thể bị uốn cong thành một bán kính cong cực nhỏ, do đó các biến dạng và ứng suất trên bề mặt trở nên cực kỳ cao - gần như giới hạn lý thuyết. Erland M. Schulson, người nghiên cứu về băng tại Đại học Dartmouth và không tham gia vào nghiên cứu cho biết: “Tôi thấy điều đó thực sự đáng ngạc nhiên. Các nhà nghiên cứu gợi ý rằng các nhà khoa học có thể sử dụng những tinh thể băng siêu nhỏ này để nghiên cứu ô nhiễm không khí bằng cách xem xét các chất hóa học bám trên bề mặt của chúng. Schulson nói, ngay cả khi các ứng dụng không sớm thành hiện thực, khả năng phát triển các tinh thể băng hoàn hảo là “thú vị về mặt khoa học”.

Theo Chemical and Engineering News

Đọc thêm

CHUYỂN GIAO KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC 8

Đọc thêm

Đọc thêm

Vì sao đá hoa lại có nhiều màu ?

Ở các công trình kiến trúc có nhiều loại cấu kiện như cột, bia chế tác bằng đá, trong đó có loại bằng đá hoa. Đá hoa có nhiều loại: loại có màu trắng tinh khiết lại có màu xanh vằn đen, vằn trắng, vằn đỏ … thật muôn hình muôn vẻ.

Đá hoa là loại vật liệu kiến trúc quý. Đá hoa có thành phần chính là canxi cacbonat. Loại canxi cacbonat tinh khiết có màu trắng. Loại đá hoa trắng hay đá bạch ngọc chính là canxi cacbonat tinh khiết.

 

Hình: Chân trụ làm bằng đá hoa cương

Canxi cacbonat khó tan trong nước, nên các công trình kiến trúc làm bằng đá hoa thường khá bền vững, dù có dãi dầu mưa nắng qua năm tháng vẫn đứng trơ trơ. Canxi cacbonat dễ tan trong axit, nên khi canxi cacbonat gặp axit clohyđric sẽ hoà tan để thoát ra các bóng khí cacbon đioxit, một lúc sau sẽ tan hết. Người ta thường dùng phương pháp này để thử đá hoa.

Đá hoa trong thiên nhiên không phải canxi cacbonat tinh khiết mà có nhiều tạp chất khác nhau nên có màu sắc khác nhau.

Đá hoa có nhiều loại khác nhau, màu sắc đa dạng: Có loại màu hồng, có loại màu tím hoa đậu, có loại màu đen xám… Loại màu đỏ do có chứa muối caban, màu xanh do có chứa muối đồng, màu đen hoặc màu xám do có chứa sắt.

 

Hình: Đá hoa nhiều màu

Đá hoa mịn mặt, đều. Người ta không chỉ dùng đá hoa trong công trình kiến trúc mà còn dùng để chế tác nhiều đồ gia dụng như làm mặt bàn, trong điêu khắc và trang trí.

Trong thiên nhiên còn có một số loại đá vôi cũng có thành phần chính là canxi cacbonat. Nhưng đá vôi có cấu trúc thô lại giòn nên người ta không dùng làm việc gì khác mà chỉ để nung vôi.

Trích: 10 Vạn Câu Hỏi Vì Sao - Tri Thức Thế Kỉ 21 - Chủ đề Hóa Học - Bộ Mới - Nhà xuất bản Giáo Dục Việt Nam

---NHT---

Đọc thêm

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

Đọc thêm

Sunfua trong tự nhiên

Chu trình của sunfua là một trong nhiều chu trình sinh hóa mà một thành phần hóa học hoặc hợp chất di chuyển thông qua các phần vô cơ hoặc hữu cơ của Trái Đất, thay đổi dạng hóa học của nó trong quá trình chuyển đổi. Giống như các chu trình của các bon và ni tơ, sunfua di chuyển giữa tầng sinh quyển, tầng khí quyển, tầng hydro và tầng đất đá (các tầng địa chất của Trái Đất). Trong sinh vật học, các chu trình của nước, oxy, nitơ, cácbon, phốt pho và sunfua luôn là các chu trình rất thú vị vì chúng là sự tổng hợp của chu trình sống.

Sunfua, thường tồn tại dưới dạng hợp chất axit amino cystene và methionine cũng như vitamin B, là một phần quan trọng của tất cả các cơ quan. Thực vật tổng hợp được chất dinh dưỡng từ các vi sinh vật từ đất và nước, sau đó chuyển hóa chúng thành dạng hợp chất có khả năng hấp thu. Động vật hấp thụ sunfua từ thực vật và một đường khác. Cả động vật và thực vật đều thải lại sunfua vào đất và nước khi chúng chết và tự chúng bị phân hủy bởi các vi sinh vật. Phần này của chu trình có thể tạo ra vòng lặp của riêng chúng ở cả môi trường đất lẫn môi trường nước, khi sunfua được hấp thụ bởi động và thực vật rồi được thải trở lại bởi sự phân hủy.

Một số lượng lớn sunfua được tìm thấy trong các miệng núi lửa

Tuy nhiên đây không phải là hợp chất duy nhất có sunfua là thành phần. Nó có ở khắp các núi lửa và miệng núi lửa ở vùng nhiệt đới và khi các núi lửa phun, một khối lượng lớn sunfua, hầu như ở dạng sunfua dioxit (SO2),có thể được đẩy vào tầng khí quyển. Sự ăn mòn ở đá và các sản phẩm do sunfua bay hơi hòa lẫn trong nước biển cũng có thể dẫn đến việc giải phóng sunfua. Thêm vào đó, sunfua ở tầng khí quyển cũng là kết quả từ các hoạt động của con người, ví dụ như đốt nguyên liệu rắn.

Trong không khí, sunfua dioxit (SO2) phản ứng với oxy và nước tạo thành muối sunfat và axit sunfuric. Các hợp chất này tan trong nước và có thể quay trở lại bề mặt của Trái Đất thông qua kết tủa cả ở dạng khô lẫn ẩm ướt. Tất nhiên, không phải tất cả các hợp chất sunfua đều dễ chuyển đổi; chúng cũng có rất nhiều ở các hồ nước lớn trong lớp vỏ của trái đất cũng như ở các trầm tích của đại dương (các vùng bị ứ đọng nước).

Các phản ứng của sunfua trong tự nhiên

Khí sunfua và khí hậu

Các hoạt động của con người như đốt nguyên liệu thô và xử lý kim loại sinh ra khoảng 90% khí sunfua dioxit ở tầng khí quyển. Khí sunfua này phản ứng với nwocs sinh ra axit sunfuric và tác dụng với các sản phẩm nhiệt khác để tạo ra các muối sunfua.

Hoạt động đốt nguyên liệu rắn gây ô nhiễm

Các hợp chất mới này rơi trở lại Trái Đất, thường là dưới dạng các cơn mưa axit. Kiểu axit kết tủa này có thể tạo ra các tác hại ghê gớm tới hệ thống thiên nhiên, làm đảo lộn sự cân bằng hóa học của các dòng sông, giết hại cá và đời sống thực vật. Nếu được tập trung riêng lại thì mưa axit thậm chí còn phá hủy được các tòa nhà và là nguyên nhân gây ra phân hủy hóa học.

Tuy nhiên, sự tương tác của môi trường đối với ô nhiễm sunfua không phải hoàn toàn là tai hại; khí sunfua ở tầng khí quyển góp phần tạo thành hình dạng của mây và hấp thu tia cực tím, phần nào bù lại nhiệt độ tăng do hiệu ứng nhà kính.

Thêm vào đó, khi mưa axit làm kết tủa sunfua ở những vũng nước ứ đọng, các loại nấm chi phối sunfua nhanh chóng cạnh tranh với các vi khuẩn sản sinh khí mê tan, làm giảm đáng kể sự lan tràn của khí mê tan, thứ chiếm tới 22% do hiệu ứng nhà kính tới con người.

Nguồn: Tạp chí Khoa học Môi trường

Đọc thêm

Vì sao đá quý lại có nhiều màu sắc ?

Đá quý có nhiều màu sắc lấp lánh gợi sự ham thích của mọi người. Vẻ đẹp kỳ lạ của đá quý do đâu mà có ? Qua các phân tích hoá học và phân tích quang phổ, người ta mới biết một số kim loại đã tô điểm cho đá quý sắc thái như vậy. Trong đá quý có thể chứa kim loại nhiều hoặc ít, có loại chứa nhiều kim loại nên chúng có nhiều màu sắc khác nhau. Ví dụ các đá quý  màu đỏ hoặc xanh đen thường có chứa kim loại crom. Loại ngọc Thổ Nhĩ Kỳ (hay còn gọi là lục tùng thạch) có màu xanh biếc là do có chứa đồng. Trong loại mã não màu đỏ chu sa có chứa sắt. Các kim loại có trong các đá quý hấp thụ một phần ánh sáng Mặt Trời và cho phản xạ các tia sáng còn lại, các tia phản xạ này sẽ cho màu của đá quý.

Có một số loại đá quý màu sắc của chúng có liên quan đến sự sắp xếp các nguyên tử trong tinh thể đá quý. Màu xanh ánh vàng của ngọc lam, màu vàng lục của loại ngọc xanh biếc là do quy luật phân bố của các nguyên tử trong nội bộ tinh thể quyết định. 

Màu sắc của đá quý có thể có được do sự nhuộm màu nhân tạo. Có khá nhiều cách nhuộm màu đá. Người cổ Hy Lạp, cổ La Mã đã dùng cách xử lý sau đây để nhuộm màu mã não. Trước hết người ta ngâm mã não vào mật ong đun nóng mấy tuần lễ. Sau đó lấy ra rửa sạch bằng nước rồi cho vào axit sunfuric và đun sôi mấy giờ liền. Kết quả người ta sẽ thu được loại mã não có vằn đỏ hoặc đen. Người dân vùng Ural còn có phương pháp xử lý kỳ diệu hơn. Họ đem thạch anh ám khói khảm vào bánh mì rồi đem đốt trên lửa, họ sẽ được một loại thạch anh ám khói ánh vàng hiếm thấy.

Ngày nay nhờ sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật người ta đã dùng các tia phóng xạ, tia tử ngoại để xử lý và nhuộm màu đá quý. Ngọc lam khi đem chiếu tia phóng xạ sẽ biến thành màu vàng. Thạch anh phấn hồng khi xử lý với tia tử ngoại sẽ có màu nâu.

Tuy nhiên bí mật v ề màu sắc đá quý vẫn chưa được khám phá hoàn toàn. Thế nhưng người ta đã lợi dụng các tri thức bước đầu về đá quý để chế tạo được các loại đá quý  nhân tạo không kém gì đá quý tự nhiên. Các loại đá quý không chỉ dùng để chế tác đồ trang sức mà còn để chế tạo ổ trục cho các loại đồng hồ. Trên các ống phun khí của các động cơ cần đến mấy trăm ổ trục bằng ngọc đỏ. Các "chân kính" trên đồng hồ đeo tay  cũng được chế tạo bằng ngọc đỏ.

Trích: 10 Vạn Câu Hỏi Vì Sao - Tri Thức Thế Kỉ 21 - Chủ đề Hóa Học - Bộ Mới - Nhà xuất bản Giáo Dục Việt Nam

---NHT---

Đọc thêm