Đất đèn đã được sử dụng trong những ngành kinh tế quốc dân nào?

Đất đèn là một hoá chất có rất nhiều công dụng. Nó được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, sản suất hàng tiêu dùng và nhất là làm nguyên liệu trong công nghiệp hoá chất.

Cuối thế kỷ 19, đất đèn (có trong thành phần chính là CaC₂) mới chỉ được sản xuất ở 12 nước trên thế giới. Thời gian này, đất đèn chủ yếu dùng để thắp sáng. Dựa vào các phản ứng sau:

Cho đến năm 1911 vẫn còn tới 965 thành phố sử dụng đất để thắp sáng đường phố vào ban đêm.

Trong nhiều năm trước đây, ở nước ta, đất đèn được sử dụng để thắp sáng trong các hầm lò khai thác và vận chuyển than. Ngư dân một số vùng ven biển dùng đất đèn vào việc thắp sáng để đánh bắt cá, tôm do độ dáng của ngọn đèn đất tương đương với bóng điện có công suất 60 - 80 W. Ở nông thôn nước ta, trong nhiều năm trước đây người ta cũng dùng đất đèn để thắp sáng trong những dịp có đình đám hoặc lễ tết.

107. Đèn xì oxi - axetilen dùng để làm gì?

Khí axetilen sinh ra khi cho đất đèn tác dụng với nước được dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi - axetilen để hàn cắt kim loại do nhiệt độ ngọn lửa có thể lên tới 3000⁰C.

Để sản xuất được một chiếc xe đẹp người ta phải dùng tới 3 kg đất đèn.

Việc hàn, cắt kim loại bằng đèn xì oxi - axetilen được sử dụng khi đóng mới hoặc sửa chữa các con tàu sông, biển hay xây dựng, sửa chữa các cây cầu, các công trình xây dựng.

Khi cần cắt, phá các con tàu đã bị hư hỏng để tận dụng sắt, thép cũ phục vụ cho ngành luyện cán thép người ta cũng dùng đèn xì oxi - axetilen.

108. Khí axetilen đã được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các chất hữu cơ như thế nào?

Khi công nghiệp chế biến hoá học dầu mỏ chưa phát triển (cho đến khoảng năm 1950) thì khí axetilen sản xuất từ đất đèn là nguyên liệu chính của công nghiệp sản xuất các hợp chất hữu cơ.

+
Xúc tác

Người ta cho khí axetilen tác dụng với khí hiđroclorua để được vinyl clorua, sau đó trùng hợp vinyl clorua thành polivinyl clorua.

C H  CH + HCl CH₂ = CH - Cl

Xúc tác

n CH₂ = CH - CH₂ - CH -

Cl Cl n

Polivinyl clorua (PVC) được coi là chất dẻo vạn năng. PVC dùng để sản xuất ra màng mỏng, bao bì, da giả, thùng đựng hoá chất, sợi chịu hoá chất, các cấu kiện xây dựng... Để sản xuất 1 tấn PVC phải dùng từ 17 - 2 tấn đất đèn.

Trùng hợp vinylaxetat rồi thuỷ phân người ta thu được polivinyacol. Từ polime này kéo thành sợi bền, đẹp, chịu được hoá chất và thời tiết, có độ hút ẩm cao được gọi là vinylon. Như vậy axetilen là nguyên liệu quan trọng để giải quyết tốt vấn đề mặc.

Người ta còn dùng khí axetilen từ đất đèn để sản xuất muội than gọi là muội axetilen.

Sau khi loại bỏ các tạp chất, khí axetilen được chứa vào bồn lớn rồi dùng nhiệt độ cao để phân huỷ axetilen tạo ra cacbon (C) tinh khiết. Muội axetilen là nguyên liệu cao cấp dùng cho các ngành điện tử, sơn, mực in, chế tạo thép cứng, chổi than, chế biến cao su,... Ngành sản xuất pin tiêu thụ rất nhiều muội than, bình quân để sản xuất 1 triệu chiếc pin R20 phải cần từ 2,7  3 tấn muội than axetilen. Nhà máy đất đèn Tràng Kênh (Hải phòng) là cơ sở đầu tiên trong nước sản xuất muội than axetilen để cung cấp cho ngành pin và các ngành kinh tế khác.

110. Trong nông nghiệp đất đèn dùng để làm gì?

 Trong nông nghiệp, từ lâu người ta đã dùng đất đèn để rấm quả xanh, kích thích quả mau chín và chín đồng loạt ở các kho, thường dùng để rấm dứa, chuối, cà chua... vào dịp cuối mùa đông, đầu mùa xuân.

Người ta xử lý nõn cây dứa bằng đất đèn, cây dứa sẽ cho quả to đồng đều, thơm ngon, tỉ lệ đường cao và nhất là làm cho dứa ra hoa kết quả trái vụ.

Đất đèn còn dùng để sản xuất phân đạm canxi xiânmit (CaCN₂) dùng bón cho các loại cây trồng như lúa và nhất là bông. Hàng năm hãng DENKA của Nhật Bản dùng từ 300.000 đến 500.000 tấn đất đèn để xản xuất phân bón canxi xianamit.


lò điện
Một sản phẩm phụ nữa mà ngành sản xuất đất đèn là khí cacbon oxit (CO). Đó là một khí công nghiệp có giá trị, có thể dùng để chế biến hoá học hoặc làm nhiên liệu:

CaO + 3C CaC₂ + CO

vôi sống than cốc
111. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin mặt trời thế nào?

Người ta dùng chất liệu là những tế bào silic để làm pin mặt trời (pin quang học). Từ một tinh thể silic, người ta cắt ra thành phiến nhỏ, phiến này có tính dẫn điện N (âm). Trên bề mặt có dán lớp tạp chất Bo (B) có tính dẫn điện P (dương). Giữa P - N có lớp phân cách mỏng. Trên bề mặt hai lớp P - N được gắn điện cực dẫn điện ra ngoài.

Nguyên tắc hoạt động: Lớp P có những lỗ rất nhỏ để ánh sáng chiếu tới lớp N. Các tia nắng cung cấp năng lượng vào lớp N khiến vô số electron tách ra khỏi nguyên tử lớp silic khuyếch tán và tích tụ ở điện cực ( - ) hình thành điện tích âm. Còn lớp P do tác dụng của ánh sáng luôn tạo thêm những điện tích dương và tích tụ ở bản cực ( + ). Nếu khép 2 mạch điện cực sẽ có dòng điện.

112. Làm nến màu như thế nào?

Ngày tế (Tết dương lịch và âm lịch) nếu chúng ta có hàng nến với ngọn lửa lung linh, đủ màu sắc để đón giao thừa thì hay biết mấy.

Xin mách bạn cách làm ra những cây nến màu. Thân nến màu đỏ, ngọn lửa cũng có màu đỏ. Thân nến màu xanh, ngọn lửa cũng có màu xanh,... và còn toả ra mùi thơm quyến rũ nữa.

Cách làm:

 Thân nến làm bằng parafin, có thể mua parafin tại các cửa hàng hoá chất hoặc mua loại nến rẻ tiền để lấy parafin.

 Chất tạo màu cho thân cây nến là những chất màu có thể tan trong parafin nóng chảy như metyl xanh (màu xanh) auramin (màu vàng), rodamin, eosin (màu đỏ),...

Cũng có thể tạo mầu cho thân cây nến bằng cách đơn giản hơn là dùng phấn mầu để bôi lên cây nến.

 Bấc nến làm bằng sợi bông, sợi lanh,... không dùng sợi tổng hợp. Để bấc cháy không có tàn cần tẩm bấc bằng dung dịch natri borat hoặc natri photphat rồi phơi khô.

 Chất tạo màu cho ngọn lửa là các muối vô cơ.

Hoà tan riêng từng muối vô cơ vào nước để được dung dịch bão hoà. Tầm bấc vào dung dịch muối bão hoà rồi phơi khô.

Khi cháy ngọn lửa sẽ có màu như sau:

 KCl hay KNO₃ : Màu tím (bởi K⁺)

 NaCl hay NaNO₃ : Màu vàng (bởi Na⁺)

 LiCl hay LiNO₃ : Đỏ thắm (bởi Li⁺)

 CaCl₂ hay Ca(NO₃)₂ : Đỏ gạch (bởi Ca²⁺)

 BaCl₂ hay Ba(NO₃)₂ : Xanh nõn chuối (bởi Ba²⁺)

 CuCl₂ hay CuSO₄ : Xanh da trời (bởi Cu²⁺)

 Chất thơm: Dùng nước hoa hay tinh dầu có thể hoà tan vào parafin khi nóng chảy.

Khi đã chuẩn bị xong parafin để làm thân cây nến có màu và có mùi thơm; bấc nến tẩm dung dịch muối vô cơ tạo màu cho ngọn lửa, ta tiến hành đổ khuôn để đúc thành cây nến.

Khuôn nến có thể dùng các ống bằng kim loại hay chất dẻo đã có sẵn hoặc gò bằng sắt tây.

Đặt bấc vào khuôn, sao cho đúng tâm rồi cố định phía dưới và phía trên. Nấu chảy parafin rồi đổ vào khuôn. Để nguội và tháo khuôn.

Parafin nóng chảy ở 50 - 55⁰C nhưng cần đun quá nhiệt độ này. Thường đổ khuôn ở 60 - 65⁰C. Nếu đổ khuôn ở nhiệt độ thấp hơn, parafin sẽ đông cứng nhanh và bề mặt nến không nhẵn. Ở nhiệt độ cao hơn, độ nhớt quánh của parafin thấp làm nó dễ chảy quả các khe hở của khuôn.

Có thể đúc cây nến có nhiều màu, mỗi khúc một màu hoặc có vân bằng cách đúc từng khúc hay trộn lẫn các màu.

Cũng có thể dùng một chất để vừa tạo màu cho thân cây vừa tạo màu cho ngọn lửa. Thí dụ như:

+ Nến xanh lá cây: Dùng Crom (III) oxit. Màu ngọn lửa cũng xanh lá cây do ion Cr³⁺. Điều chế chất này bằng cách nhiệt phân muối amoni đicromat hoặc nung nóng natri đicromat với lưu huỳnh.

+ Nến vàng: Dùng natri cromat làm màu cho thân nến. Ngọn lửa cũng vàng nhờ ion Na⁺.

Trong những ngày lễ lớn chúng ta được xem những màn pháo hoa rực rỡ, muôn màu. Pháo hoa cũng được chế tạo theo nguyên tắc trên.

114. Thế nào là hiệu ứng nhà kính ?

Chúng ta rất hay nghe thấy cụm từ “Hiệu ứng nhà kính”, vậy hiệu ứng nhà kính là gì ? Đó là hiện tượng làm cho Trái Đất ấm lên bởi khí CO₂. Khí CO₂ trong khí quyển chỉ hấp thụ một phần những tia hồng ngoại (bức xạ nhiệt) của mặt trời và cho các tia có sóng  từ 50.000 đến 100.000 A⁰ đi qua đến mặt đất. Những bức xạ nhiệt phát ngược lại từ mặt đất có bước sóng trên 140.000A⁰ bị khí cacbonic hấp thụ mạnh và phát trở lại trái đất làm Trái Đất ấm lên. Về mặt hấp thụ bức xạ, lớp CO₂ ở trong khí quyển tương đương với lớp thuỷ tinh ở các nhà kính dùng để trồng cây, ở xứ lạnh. Do đó hiện tượng làm Trái Đất ấm lên bởi khí CO₂ được gọi là “Hiệu ứng nhà kính”.

Người ta cho rằng nếu trong khí quyển của hành tinh chúng ta không có lượng khí CO₂ thì nhiệt độ ở mặt đất thấp hơn hiện tại là 21⁰C. Ngược lại nếu CO₂ tăng gấp đôi so với hiện tại nên nhiệt độ sẽ tăng thêm 4⁰C. Ở sao Kim, lượng CO₂ gấp 60.000 lần ở Trái Đất nên nhiệt độ trung bình của sao Kim là 425⁰C.

Chú ý rằng nhiệt độ ở mặt đất tăng lên 1⁰C đã ảnh hưởng bất lợi cho sản xuất lương thực của thế giới. Nguyên nhân của sự tăng hàm lượng CO₂ trong khí quyển là việc sử dụng nhiên liệu trong nhà máy nhiệt điện và các nhà máy khác, là việc phá rừng. Vì vậy vì lợi ích chung hãy bảo vệ lấy rừng - lá phổi của Trái Đất !!!

Trên tầng cao của khí quyển, các mặt đất gần 25 km có một lớp ozon dầy, gọi là tầng ozon. Nó có tác dụng ngăn không cho tia cực tím chiếu trực tiếp xuống Trái Đất.

Tuy nhiên gần đây các nhà khoa học phát hiện thấy ở một số khu vực tầng ozon bị bào mòn, thậm chí có chỗ bị thủng - gọi lỗ thủng tầng ozon.

Tầng ozon bị thủng sẽ không còn tác dụng ngăn tia cực tím - nghĩa là tia cực tím sẽ chiếu trực tiếp xuống Trái Đất gây ra nhiều bệnh ngoài da cho con người và động vật (ví dụ như ung thư da,…)

Nguyễn nhân do một số khí như: freon (CFC), các oxit nitơ. Các freon, là các hợp chất Clorofloro cacbon, ví dụ như CFCl₃, CF₂Cl₂, được dùng rộng rãi làm chất đẩy trong bình phun, chấy gây lạnh trong tủ lạnh và máy điều hoà nhiệt độ và chất gây xốp cho chất dẻo. Dưới tác dụng của các bức xạ mặt trời ( : 1900  2250A⁰ ) chúng thúc đẩy quá trình biến đổi O₃ O₂