Номер 1, страница 249 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

1. Используя данные о температурах плавления металлов и сплавов (§ 43), предположите, почему первыми металлами, добытыми человеком, были золото, серебро, медь и только потом железо.

Решение

Историческая последовательность освоения металлов человеком напрямую связана с технологическими возможностями, которые были доступны на заре цивилизации. Ключевым фактором является температура, необходимая для выплавки металла из руды или для его плавления, если он найден в самородном виде. Сравним температуры плавления упомянутых металлов.

Температура плавления серебра (Ag): $T_{пл. Ag} \approx 962 \space °C$

Температура плавления золота (Au): $T_{пл. Au} \approx 1064 \space °C$

Температура плавления меди (Cu): $T_{пл. Cu} \approx 1085 \space °C$

Температура плавления железа (Fe): $T_{пл. Fe} \approx 1538 \space °C$

Как видно из данных, золото, серебро и медь имеют относительно низкие температуры плавления, находящиеся в диапазоне примерно $960–1100 \space °C$. Древний человек мог достигать таких температур в примитивных печах — горнах, используя в качестве топлива древесный уголь и подавая воздух с помощью мехов для повышения жара. Это делало возможным плавление и обработку этих металлов.

Железо, напротив, плавится при значительно более высокой температуре — около $1538 \space °C$. Достижение таких температур стало возможным лишь с развитием металлургии и созданием более совершенных печей (сыродутных, а затем доменных), которые появились намного позже.

Дополнительным важным фактором является то, что золото, а также серебро и медь, встречаются в природе в чистом, самородном виде. Это позволяло находить их и обрабатывать (например, ковкой) даже без плавки, или же плавить, не прибегая к сложному процессу извлечения из руды. Железо же в основном встречается в виде руд (оксидов, карбонатов и др.), и для получения чистого металла требуется сложный химический процесс восстановления при высокой температуре.

Таким образом, технологическая доступность, обусловленная более низкой температурой плавления, и нахождение в самородном виде являются главными причинами того, что золото, серебро и медь стали первыми металлами, освоенными человеком, а «железный век» наступил значительно позже.

Ответ: Золото, серебро и медь были первыми освоенными металлами, потому что их температуры плавления (около $960 \space °C$ – $1100 \space °C$) были достижимы для древних технологий (например, в горне на древесном угле). Железо же требует для плавления значительно более высокую температуру (около $1538 \space °C$), достичь которой стало возможным лишь с развитием металлургических технологий. Кроме того, первые металлы часто находили в самородном виде, что упрощало их добычу и обработку.