Соединения искусственные — Справочник химика 21

    Получение полимеров. Новые высокомолекулярные соединения искусственно получаются или путем химической переработки (модифицирования) природных высокомолекулярных веществ, или путем синтеза из обычных низкомолекулярных веществ. Второй путь в настоящее время является наиболее важным, так как дает возможность получать богатый ассортимент высокомолекулярных соединений. [c.560]
    Спектрофотометрическим методом можно непосредственно определять некоторые окрашенные соединения — искусственные или естественные красители. [c.249]

    Ингибиторы ферментов подразделяют на естественные (природные) и искусственные. Естественные ингибиторы находятся непосредственно в животных, растительных и микробных организмах и представляют собой белковые и небелковые высокомолекулярные (белки, полипептиды, полисахариды) и низкомолекулярные (олигопептиды, таннины, липиды) соединения. Искусственные ингибиторы — синтетические низкомолекулярные вещества, специфичность и сила ингибиторного действия которых варьируется в зависимости от структуры вещества. 

[c.212]

    ОЧИСТКА РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИСКУССТВЕННЫМИ И ЕСТЕСТВЕННЫМИ ПОРИСТЫМИ ТЕЛАМИ [c.370]

    Авторы являются сторонниками теории осадочно-миграционного происхождения нефти, хотя и полагают, что образование углеводородов в небольшом масштабе возможно и неорганическим путем. Однако особенности и закономерности в химическом составе нефтей, связь нефтей с компонентами живого вещества и с органическим веществом осадков и пород, а также получение нефтеподобных соединений искусственным путем являются неопровержимым доказательством органической природы нефти. [c.4]

    Бурное развитие промышленпости высокомолекулярных соединений (искусственного волокна, синтетического каучука, пластических масс и т. д.) предъявило органической химии новые разнообразные требования к синтезу мономеров, пластификаторов, растворителей и др. 

[c.285]

    Пластические массы. Пластическими массами называются искусственные материалы, получаемые из сложных органических соединений—-искусственных смол, асфальтов, битумов и некоторых других веществ. Эти материалы при повышенных температурах и давлении размягчаются и приобретают пластичность. В таком состоянии из них можно изготовить изделия различной формы, которые потом затвердевают и сохраняют приданную им форму. Многие пластические массы обладают высокой химической стойкостью к действию большинства агрессивных веществ. Наряду с этим они имеют небольшой удельный вес, обладают значительной механической прочностью, хорошо поддаются всем видам механической обработки, а некоторые из них можно подвергать сварке. [c.80]

    Как в Англии, во Франции и в Швеции, так и в Бельгии и в Г ермании наступил давно описываемый период. Признаки внешние начало истребления лесов и с ним соединенное искусственное их разведение, устройство жилищ из естественного или искусственного камня, развитие городов, устройство множества заводов и фабрик, разработка рудников, неохота воевать, потому что результаты войн оказываются меньшими, чем было прежде, забота каждого о самом себе, новые обязанности, новые торговые отношения и т. п.  [c.78]

    При хроматографическом разделении элементов подгруппы скандия в качестве адсорбентов используются некоторые синтетические смолы. Поскольку соединения многих элементов этой подгруппы не имеют окраски, то зону нахождения их в колонке устанавливают по радиоактивности. Если природный элемент не радиоактивен, то в вещество, содержащее его, вводят соединения искусственно полученных радиоактивных изотопов данного элемента. [c.439]

    В табл. 3 приведены данные масс-спектрометрического анализа теллуроводорода на содержание в нем примесей. Из таблицы видно, что электрохимический метод позволяет получать гидрид на порядок более чистый по сероводороду и селено-водороду по сравнению с методом гидролиза. Источником примесей сероводорода и селеноводорода является исходный теллур, содержащий по 0,02—0,03 вес.% серы и селена. Присутствие НзЗ и НзЗе в теллуроводороде, полученном электролизом, можно объяснить способностью серы и селена электрохимически восстанавливаться до этих соединений. Искусственное увеличение до 

[c.82]

    Гранулированный материал состоит из гранул, каждая из которых представляет собой группу первичных частиц, соединенных искусственно с помощью специальной обработки, часто с введением связывающих добавок (вода, крахмал и т. п.). [c.13]

    Нужна была, однако, точная химическая формула молекулы, показывающая не только ее состав, но и взаимное расположение атомов. Такая формула позволила бы понять химическую сущность каучука и при возможности воспроизвести это соединение искусственным путем, путем синтеза. 

[c.14]

    Получение формальдегида. Формальдегид — альдегид муравьиной кислоты НСНО при обыкновенной температуре представляет собой газообразный продукт с резким специфическим запахом. При охлаждении формальдегид переходит в жидкость. Температура кипения его —2Г, плавления —92°. Растворы его с водой, содержащие 33—40% формальдегида, называют формалином. Формальдегид обладает большой реакционной способностью, что и обусловило широкое применение его в качестве полупродукта в синтезах многих органических соединений искусственных смол и пластмасс, уротропина, гликолевой кислоты и целого ряда других органических соединений. Формальдегид ядовит. Водный раствор его — формалин нашел применение в качестве протравителя семян, для дезинфекции овощехранилищ, парников и т. д. [c.198]

    В дополнение к многочисленным природным высокомолекулярным веществам химики научились получать аналогичные соединения искусственно, причем ассортимент таких веществ неизмеримо богаче. В настоящее время мы научились получать синтетические материалы, удовлетворяющие самым различным требованиям. 

[c.9]

    Соединение Искусствен- Реальная Литератур- [c.119]

    Особое развитие в химической промышленности получает производство высокомолекулярных соединений искусственных и синтетических волокон, пластических масс, синтетиче ских каучуков. Стали производиться заменители дорогих цветных металлов и их сплавов. [c.10]

    О—

Природные и искусственные органические полимеры

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Природные и искусственные органические полимеры Природные и искусственные органические полимеры

Полимерами называют высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из огромного количества структурных звеньев, взаимодействующих друг с другом посредством ковалентных связей с образованием макромолекул. Макромолекулы во много тысяч раз превышают размеры обычных молекул. Так, например, если молекула воды состоит из трех атомов, а ее молекулярная масса равна 18 единицам, или если молекула кальцита СаСОз состоит из пяти томов, а молекулярная масса этого минерала равна 100, то молеку-а вЬ1СОкомолекулярных веществ содержат десятки и сотни тысяч атомов, а их молекулярная масса достигает значений, выражаемых десятками и сотнями тысяч единиц. Так, у природного полимера — целлюлозы она равна 300 000 и более, у искусственных органических полимеров, например у полиэтилена низкого давления, колеблется в пределах от 26 000 до 150 000, у полиизобутилена, поливини-лацетата, политетрафторэтилена и других — до 500 000—550 000 и более, превышая иногда один миллион единиц.

Полимеры разделяют на органические и неорганические. Главная особенность органических полимеров, отличающая их от неорганических, заключается в наличии в макромолекулах атомов углерода. В неорганических высокомолекулярных соединениях (полимерах) атомов углерода не содержится. Органические и неорганические полимеры подразделяют на природные и искусственные. В данной главе рассматриваются полимеры органические и преимущественно искусственные; что касается органических природных полимеров, то они используются в строительстве значительно реже. Среди них заслуживает внимания древесина. Образующие ее целлюлоза и лигнин являются типичными примерами природных полимеров.

В результате воздействия на целлюлозу хлорэтилом в присутствии едкой щелочи или другими реагентами получают этилцеллюло-зу, метилцеллюлозу и бензилцеллюлозу. Эти простые эфиры целлюлозы не отличаются высокими техническими свойствами, но используются для изготовления лаков, клеящих веществ, антикоррозионных покрытий и оболочек. В строительстве чаще применяют сложные эфиры целлюлозы— нитроцеллюлозу и ацетилцеллюлозу. Из нитроцеллюлозы изготовляют целлулоид как простейший вид пластика, но, к сожалению, весьма горючего и поэтому в строительстве не используемого. Второй сложный эфир-ацетилцеллюлозу применяют при изготовлении органического стекла, но в большей мере — при изготовлении лаков по дереву и металлу, так как они образуют водонепроницаемые и достаточно прочные покрытия.

Из других природных органических веществ следует отметить белковые продукты и боннскую кровь. На их основе получают соответственно галалит и альбумин. Первый служит поделочным материалом, второй — для получения клея при производстве фанеры. Кроме того, исходное вещество применяют при производстве пенообразователя ГК, используемого в ячеистых бетонах. К природным Полимерам относятся также хлопок, шерсть, кожа, каучук и др. Наиболее значимыми в строительстве являются природные каучуки, о Дешевле их заменить синтетическими каучуками или каучукооб-Разньщи полимерами.

Подавляющее большинство полимеров — искусственные. Их получают с помощью синтеза простых низкомолекулярных веществ, называемых мономерами. По составу основной цепи макромолекул органические полимеры разделяются на карбоцепные, гетероцепные и элементоорганические.

Рис. 11.1. Строение молекул полимеров:
а — линейная структура; б — разветвленная структура; в — структура пространственного полимера

Органические полимеры в твердом состоянии имеют обычно аморфную структуру. Однако существуют полимеры, которые в твердом состоянии характеризуются кристаллической или аморфно-кристаллической структурами.

В зависимости от способа получения полимеры разделяют на две группы: полимеризационные (термопласты) и поликонденсационные (реактопласты).

Полимеризационные полимеры получают полимеризацией исходных мономеров с раскрытием кратных связей ненасыщенных углеводородов и соединением элементарных звеньев мономера в длинные цепи. Поскольку при полимеризации мономеров атомы и их группировки не отщепляются, то побочных продуктов в реакциях не образуется, а химический состав мономера и полимера остается одинаковым. В полимеризации могут участвовать два и более мономеров, тогда ее называют сополимеризацией, а продукт — сополимером.

Поликонденсационные полимеры получают в процессе объединения (поликонденсации) двух или нескольких низкомолекулярных веществ. При протекании реакций образуется не только основной продукт, но и побочные соединения — вода, спирт и др., так что химический состав полимера всегда отличается от химического состава исходных продуктов поликонденсации.

Используемые в обоих процессах производства полимеров исходные сырьевые мономеры, способные при определенных условиях соединяться друг с другом, получают при переработке природных и нефтяных газов, каменного угля, аммиака, углекислоты и других веществ. По мере протекания процессов полимеризации и поликон-Денсации возрастает число атомов в образуемых макромолекулах и растет молекулярная масса формирующихся полимеров. Вначале образуются вещества с еще сравнительно невысокой молекулярной массой (до 5000 единиц), называемые олигомерами, по консистенции -— смолообразные. Вещества с более высокой молекулярной кассой называются полимерами, растворимость, а также эластич-0сть которых снижаются, но возрастает прочность — одно из важнейших свойств полимера вследствие возрастающего эффекта деист-вия межмолекулярных сил при росте молекулярной массы, что кстати, отсутствует в обычных органических веществах типа битума и дегтей. Следует отметить, что на свойства полимера существенное влияние оказывает и водородный тип связи, особенно когда водо-род непосредственно связан с кислородом или азотом (ОН, Nh3 и др.). Водородная связь, хотя и слабее ковалентной, но значительно прочнее межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил притяжения.

Технической характеристикой многих полимеров служат следу. ющие свойства: термические — температура размягчения и теплостойкость, температуры стеклования и текучести; механические — прочность, деформативность и поверхностная твердость; химические — атмосферостойкость и сопротивляемость деструкции. Каждое из этих свойств определяется стандартными методами, излагаемыми в соответствующих лабораторных практикумах по полимерным материалам. В частности, температуру размягчения определяют по методу Кремер—Сарнова (рис. 11.2) или по «КиШ», теплостойкость — на приборах Мартенса или Вика (рис. 11.3), температуры стеклования и текучести — по методу Каргина, а механические свойства полимеров аморфного строения — с помощью диаграмм относительных деформаций (рис. 11.4).

Рис. 11.2. Прибор Кремер—Сарнова

Рис. 11.4. Термомеханическая кривая термопластичных полимеров

Наряду с положительными свойствами полимеров — малой средней плотностью, низкой теплопроводностью, высокой химической и атмосферной стойкостью, высокой прочностью и др. — они с позиций качества строительных материалов обладают и рядом недостатков — низкой теплостойкостью, малой поверхностной твердостью, невысоким модулем упругости, значительной ползучестью, склонностью к старению, а также высокой стоимостью. Она может быть несколько снижена за счет применения в полимерах наполнителей и добавок.

Похожие статьи:
Строительные термины и определения

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Презентация к уроку по химии (10 класс) по теме: СИНТЕТИЧЕСКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА. 10 класс

 

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА

Цель: Сформировать представление о синтетических полимерах и их классификации. Познакомить учащихся с некоторыми ос¬новными синтетическими полимерами и волокнами, а также их получением и применением. Познакомить с составом, строени¬ем, свойствами и получением синтетических каучуков.

Классификация полимеров 

Природные – крахмал, целлюлоза, гликоген

Искусственные  — вискоза, целлулоид, ацетатное волокно

Синтетические – полиэтилен, полипропилен, полистирол  

Полимеры

Полимеризационные получены полимеризацией

Поликонденсационные получены поликонденсацией

Синтетические полимеры – получают в результате полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных веществ.

 

Различия полимеризации и поликонденсации

Признаки сравнения Полимеризация Поликонденсация 

Обратимость Плохая Хорошая (р-ции  не идут до конца)

Обратный  процесс Деполяризация Гидролиз

Относительно молекулярная масса От 104 — 106 Менее 50 тыс.

Тип реакции Соединения Обмена

Исходные мономеры Непредельные соединения Соед-я, с не менее чем с двумя функцион. группами

Синтетические полимеры результат работы химиков. Классификация полимеров по форме макромолекул — линейные, разветвленные, пространственные.

Полиэтилен низкого давления — линейное строение, катализаторы, без высокого давления высокая плотность, боль¬шая прочность. Применение (трубы, бытовая посуда, химиче¬ская посуда). 

Полиэтилен высокого давления — разветвленное строение, без катализаторов, высокое давление, плотность не¬высокая, эластичность. Применение (упаковка для пищевых продуктов, пакеты).

Полипропилен — большая прочность.

Применение (ка¬наты, тросы, веревки, мешки, сумки, ковры, детские игрушки, химические реакторы, посуда, корпус компьютера).

Классификация волокон.

Природные (животные, рас¬тительные, минеральные).

Химические (искусственные, синте¬тические).

Классификация синтетических волокон.

Полиэфирные 

Лавсан – сложный эфир терефталетовой кислоты и этиленгликоля. (-СОС6Н4СООСН2СН2О-)n  

Применение: добавляют к шерсти, тканей трикотажного производства

Нитрон – получают  из полиакрилонитрила.

Свойства: имеют высокую t0 размягчения, свето- и морозоустойчивы, гидрофобны,  устойчивы к действию органических растворителей.

Применение: трикотажные изделия, костюмные ткани.

Полипропилен – линейный полимер, жесткий, термопластичный с высокими механическими свойствами, t0 размягчения 1500-1600

 Применение: электроизоляция, упаковочная пленка, химически стойкие вещества, детали приборов холодильников, радиоприборы, высокопрочное волокно, посуда

Капрон

Высокая прочность, устойчивость к истиранию, не впитывает влагу, не мнутся, не выдерживают высоких t0, разрушается кислотами.

Виды тканей (найлон, лавсан, нитрон).

СИНТЕТИЧЕСКИЕ КАУЧУКИ

Разветвленная структура

Общего назначения

бутадиеновые

бутадиен-стирольные  шины

ленты

Специального назначения                  

бутадиен-нитрильные   (бензо- и кислотоустойчивые изделия)                       кремнийорганические  (тепло- и морозоустойчивые изделия)                    

уретановые  (износостойкие и морозоустойчивые изделия)

Трехмерная структура

Фенолформальдегидные смолы   

Резина

Полимеры

Термопластичные. Обратимо твердеют и размягчаются.

Термореактивные. Твердеют, и возвратить в вязко текучее состояние нельзя.

 

Органические вещества, их классификация ~ С химией по жизни

   В IX – Xвв. арабским алхимиком Абу Бакр ар-Рази, который занимался алхимией и медициной, была предложена классификация веществ по происхождению. В «Книге тайн» ученый разделил все вещества на минеральные, растительные и животные. Этой классификации ученые разных стран придерживались почти тысячу лет.

   В конце XVIII — начале XIX в. в науке господствовало учение «витализм» (все вещества живой природы могут образовываться в живых организмах под действием «жизненной силы»). Благодаря этому учению изучение строения и свойств растительных животных веществ выделилось в отдельный раздел химии, который шведский химик Йенс Якоб Берцелиус назвал органической химией, а предмет его изучения – органическими соединениями.    Органическое вещество (в начале XIX в.) — вещество, выделенное из организма животного или растительного происхождения.
   В XIX в. ученым удалось осуществить синтез органических веществ из неорганических вне живых организмов. С этого момента начинается бурное развитие органической химии.

   В 1824 г. ученик Берцелиуса немецкий ученый Ф. Вёлер синтезировал щавелевую кислоту – вещество растительного происхождения – из неорганического вещества – газа дициана (CN)2.

   В 1828 г. Вёлер провел второй синтез: нагревая неорганическое вещество цианат аммония Nh5OCN, он получил органическое вещество – продуют жизнедеятельности животного организма – мочевину (Nh3)2CO. 

   В 1845 г. немецкий химик Г. Кольбе синтезировал из неорганических веществ уксусную кислоту.

   В 1854 г. французский химик М. Бертло синтезировал жир. 

  В 1861 г. русскому химику А.М. Бутлерову удалось синтезировать сахаристое вещество. 

 Синтезы органических веществ в лабораторных условиях ускорили развитие органической химии, ученые стали экспериментировать и изучать вещества, которые не встречаются в природе, но соответствуют признакам органических веществ. Это пластмассы, синтетические и волокна, лаки, краски, растворители, лекарства.

  По происхождению эти вещества не являются органическими. Таким образом, группа органических веществ существенно расширилась, а старое название сохранилось. В современном понимании органические вещества — не те, которые получаются в организмах или под их действием, а те, которые соответствуют признакам органических веществ.

   Все органические вещества (по происхождению) можно разделить на природные, искусственные и синтетические.

   Значение органических веществ для жизни человечества чрезвычайно велико. Органические вещества и органическая химия являются основой многих сфер деятельности человека:

1. топливная промышленность;
2. производство красящих веществ;
3. производство взрывчатых веществ;
4. производство лекарственных средств;
5. удобрения, стимуляторы роста, средства для борьбы с вредителями, используемые в сельском хзяйстве;
6. производство продовольственных товаров;
7. производство промышленных товаров и т.д.
Число известных органических соединений насчитывает более 25  млн.

Источники: ресурсы Интернет, О.С. Габриелян Методическое пособие, А.И. Артеменко удивительный мир органической химии.

Похожие материалы:

Искусственные органические соединения – продукты химически преобразованных природных веществ в соединения, которые в живой природе

Гомополимеры, каждое звено которых содержит как полярные, так и неполярные крупные группы, предложено называть
 (*ответ*) гомоамфифильными
 гидрофильными
 амфифильными
 гидрофобными
Для большинства полимеров характерна
 (*ответ*) химическая стойкость
 хорошая растворимость в большинстве растворителей
 хрупкость
 химическая нестабильность
Для изделий, получаемых на основе фенолформальдегидных пластмасс, характерны
 (*ответ*) высокая механическая прочность
 (*ответ*) теплостойкость
 (*ответ*) кислотоустойчивость
 (*ответ*) хорошие диэлектрические свойства
 низкая механическая прочность
Для повышения прочности и эластичности бутадиеновый каучук подвергается
 (*ответ*) вулканизации
Для повышения прочности и эластичностисинтетический бутадиеновый каучук подвергается
 (*ответ*) вулканизации
 гидрированию
 гидратации
 дегазации
Для повышения эластичности и устранения хрупкости пластмассы используют
 (*ответ*) пластификаторы
Для получения бутадиеного каучука полимеризация бутадиена, по способу С.В.Лебедева, проводится в присутствии _ — металлического натрия
 (*ответ*) катализатора
Для производства _ используют полимер, получаемый путем поликонденсации этиленгликоля и терефталевой кислоты
 (*ответ*) лавсана
Для улучшениясохранения свойств пластмасс в процессе их переработки и эксплуатациииспользуют
 (*ответ*) стабилизаторы
Если в процессе получения полистирола использовать вещества-вспениватели, то можно получить
 (*ответ*) пенополистирол
Из _ волокон состоят хлопчатобумажные и льняные ткани
 (*ответ*) целлюлозных
Из фенолформальдегидных пластмасс при использовании _ муки в качестве наполнителя готовят пресспорошки, а из них горячим прессованием – различные радио- и электротехнические изделия
 (*ответ*) древесной
Из фенолформальдегидных пластмасс при использовании в качестве наполнителя волокнистых материалов, например хлопкового линтера, получают
 (*ответ*) волокниты
Изделия из полипропилена могут использоваться при более высоких температурах (до _ о С), чем изделия из полиэтилена
 (*ответ*) 120-140
 150-170
 90-100
 200
Изогнутым _ строением обладают макромолекулы волокон, полиэтилен низкого давления
 (*ответ*) линейным
Инициаторы полимеризации – это неустойчивые соединения, способные распадаться на свободные
 (*ответ*) радикалы
Искусственные волокна – это полимеры линейного строения, пригодные для изготовления
 (*ответ*) нитей
 (*ответ*) пряжи
 (*ответ*) текстильных материалов
 макаронных изделий
Искусственные органические соединения – продукты химически преобразованных природных веществ в соединения, которые в живой природе
 (*ответ*) не встречаются
 (*ответ*) не образуются
 преобладают
 находятся в небольших количествах
Искусственные полимеры используют для изготовления
 (*ответ*) пластмасс
 (*ответ*) волокон
 пищевых добавок
 продуктов питания

Органические соединения в быту

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

Органические соединения в быту Работу выполнила Строй Ольга Николаевна, учитель биологии и химии Медведевской ОШ I-III ступеней Черноморского райсовета АРКрым

2 слайд Описание слайда:

Современные высокоэффективные средства бытовой химии – это полезные или вредные достижения человечества?

3 слайд Описание слайда:

Бытовая химия Химическая промышленность предлагает свыше 3000 наименований препаратов бытовой химии. Ежегодно в мире производится около 30 млн. т средств бытовой химии

4 слайд Описание слайда:

Бытовые химикаты — это отдельные химические вещества, а чаще смеси веществ, которые используются в быту с определенным назначением. В зависимости от этого химикаты делят на группы, которых сейчас насчитывается около 20.

5 слайд Описание слайда:

Основные среди них: Моющие и дезинфицирующие, Средства личной гигиены, Средства для чистки и ухода за жильем и предметами обихода, Средства для ухода за садом и огородом, Средства для ухода за автомобильным транспортом Клеи, лакокрасочные средства, Абразивные материалы, Парфюмерия и косметика.

6 слайд Описание слайда:

Моющие средства Стиральные порошки, твердое и жидкое мыла. Чистая вода удаляет с загрязненной поверхности только хорошо растворимые в ней вещества, а сильные загрязнения помогает удалить добавление к ней моющих средств

7 слайд Описание слайда:

Синтетические моющие средства Преимуществом по сравнению с обычным мылом является то, что они не теряют своих моющих средств в жесткой воде. Достаточно сложные смеси, которые содержат моющую основу, различные добавки (ферменты или биодобавки, отбеливатели, ароматизаторы, красители и т.д )

8 слайд Описание слайда:

Мировое производство СМС исчисляется ныне десятками млн тонн в год. Почти 70% потребляют жители наиболее развитых стран Актуальным ныне являются поиски промышленных способов утилизации избыточного поступления СМС в почву и водоемы Нужно отметить, что СМС могут вызвать аллергию, раздражение кожи рук, органов зрения.

9 слайд Описание слайда:

В бытовых химикатах для чистки посуды, газовых плит, кафеля содержатся твердые вещества – абразивы, облегчающие механическое разрушение твердых загрязнений и дезинфицирующие компоненты, содержащие Хлор. Для уменьшения их негативного влияния на состояние здоровья, следует знать химический состав используемого средства, соблюдать правила личной гигиены. Лицам, болеющим бронхиальной астмой и аллергическими заболеваниями категорически противопоказано пользоваться подобными смесями

10 слайд Описание слайда:

Лакокрасящие и клеющие средства Натуральные и искусственные пигменты, олифы, краски, лаки, эмали, растворители. Сами красители чаще всего неопасны, но их разбавляют органическими растворителями, обуславливающих отравление организма.

11 слайд Описание слайда:

С такими материалами не рекомендуется работать беременным женщинам, лицам с хроническими заболеваниями печени, дыхательных путей, сердечно-сосудистой системы

12 слайд Описание слайда:

В своем быту люди используют инсектициды – дезинфицирующие препараты, средства для борьбы с бытовыми насекомыми и грызунами в виде растворов, эмульсий, аэрозолей, суспензий, порошков. Большинство из аллергенно действует на организм человека, что требует неукоснительного соблюдения правил личной гигиены, обеспечения чистоты помещения. При этом недопустимо их использовать в больших количествах и через короткие промежутки времени.

13 слайд Описание слайда:

Инсектициды, минеральные удобрения

14 слайд Описание слайда:

В целом в быту используется до 60 тыс. препаратов, среди которых 5,5 тыс пищевых добавок, 4000 медикаментозных средств, свыше 1300 пестицидов.

15 слайд Описание слайда:

Пищевые добавки – это вещества, которые добавляют в продукты, чтобы продлить срок их годности (избежать быстрой порчи), изменить цвет, консистенцию и т.д.

16 слайд Описание слайда:

Лекарственные средства Лекарственные препараты – это вещества или смеси веществ, которые употребляют для профилактики и лечения заболеваний

17 слайд Описание слайда:

В стремлении быстро выздороветь мы иногда даже стараемся увеличить суточную дозу лекарства, прибегаем к самолечению. Этого ни в коем случае нельзя делать, поскольку среди лекарств много таких, которые при неправильном использовании являются вредными для организма, а в некоторых случаях – и опасными для жизни

18 слайд Описание слайда:

Вывод Использование медикаментозных препаратов и средств бытовой химии требует особого обращения, осторожности и знания особенностей функционирования человеческого организма. Главная проблема применения – не соблюдение инструкций по пользованию. Перед использованием препарата, внимательно прочитай инструкцию

Курс профессиональной переподготовки

Учитель биологии

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Учитель биологии и химии

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию: Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВнеурочная деятельностьВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс: Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник: Все учебники

Выберите тему: Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Номер материала: 546807

Похожие материалы

Оставьте свой комментарий

Значение органического вещества почвы

Важность органического вещества почвы

---

Почвы по содержанию органического вещества характеризуется как минеральный или органический. Минеральные почвы образуют большую часть мировых обрабатываемая земля и может содержать от следовых до 30 процентов органических веществ. Органические почвы по своей природе богаты органическими веществами, главным образом для климатических условий. причины. Хотя они содержат более 30% органических веществ, это именно по этой причине они не являются жизненно важными почвами для сельскохозяйственных культур.

Этот бюллетень по почвам посвящен органическому веществу. динамика посевов почв. Вкратце, в нем обсуждаются обстоятельства, которые истощают органическое вещество и отрицательные последствия этого. Затем бюллетень переходит к более активные решения. Он рассматривает «корзину» практик, чтобы показать, как они могут увеличить содержание органических веществ, а также обсудить землю и выгоды от урожая, которые затем накапливаются.

Органическое вещество почвы — это любой материал, первоначально произведенный живые организмы (растения или животные), которые возвращаются в почву и проходят через процесс разложения (табл. 1).В любой момент времени он состоит из диапазона материалов от неповрежденных исходных тканей растений и животных до существенно разложившаяся смесь материалов, известная как гумус (рис. 1).

Пластина 1
Добавленные в почву пожнивные остатки разлагаются на
почвенная макрофауна и микроорганизмы, увеличивающие
содержание органических веществ в почве.

А.J. BOT

РИСУНОК 1 Компоненты органического вещества почвы и их функции

Большая часть органического вещества почвы происходит из тканей растений. Растение остатки содержат 60-90 процентов влаги. Оставшееся сухое вещество состоит из углерод (C), кислород, водород (H) и небольшие количества серы (S), азота (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca) и магний (Mg).Хотя присутствует в небольших количествах эти питательные вещества очень важны с точки зрения почвы управление фертильностью.

Органическое вещество почвы состоит из множества компонентов. Эти включать в различных пропорциях и на многих промежуточных стадиях активные органические фракция, включающая микроорганизмы (10-40 процентов), и устойчивая или стабильная органическое вещество (40-60 процентов), также называемое гумусом.

Определены формы и классификация органического вещества почв. описан Тейт (1987) и Тенг (1987).Для практических целей органическое вещество можно разделить на надземную и подземную фракции. Над землей органическое вещество состоит из остатков растений и животных; подземный органический материя состоит из живой почвенной фауны и микрофлоры, частично разложившихся растений и остатки животных, и гуминовые вещества. Отношение C: N также используется для указать вид материала и легкость разложения; твердые древесные материалы с высоким соотношением C: N более эластичен, чем мягкие листовые материалы с низким Соотношение C: N.

Хотя органическое вещество почвы можно удобно разделить на разные фракции, они не представляют собой статические конечные продукты. Вместо, имеющиеся количества отражают динамическое равновесие. Общая сумма и распределение органических веществ в почве зависит от свойств почвы и по количеству ежегодных поступлений растительных и животных остатков в экосистему. Например, в данной почвенной экосистеме скорость разложения и накопление органического вещества почвы определяется такими свойствами почвы, как текстура, pH, температура, влажность, аэрация, минералогия глины и почвы биологическая активность.Сложность заключается в том, что органическое вещество почвы, в свою очередь, влияет или изменяет многие из этих свойств почвы.

Органические вещества, присутствующие на поверхности почвы в виде сырых растений пожнивные остатки помогают защитить почву от воздействия дождя, ветра и солнца. Удаление, заделка или сжигание остатков подвергает почву отрицательному воздействию. климатические воздействия, и удаление или сжигание лишает почвенные организмы их первичный источник энергии.

Органическое вещество в почве выполняет несколько функций.Из С практической точки зрения сельского хозяйства это важно по двум основным причинам: (i) как «возобновляемый питательный фонд»; и (ii) как средство для улучшения почвы структуры, поддерживать пашню и минимизировать эрозию.

В качестве возобновляемого фонда питательных веществ органическое вещество служит двум основным функций:

• Как почвенное органическое вещество образуется в основном из растительных остатков, оно содержит все необходимые питательные вещества для растений. Следовательно, накопленная органика — кладезь растений. питательные вещества.

• Стабильная органическая фракция (гумус) адсорбирует и удерживает питательные вещества в доступной для растений форме.

Органическое вещество выделяет питательные вещества в доступной для растений форме при разложении. Чтобы поддерживать эту систему круговорота питательных веществ, скорость добавления органических веществ из пожнивных остатков, навоза и любых других источников необходимо равны скорости разложения и учитывают скорость поглощения растения и потери от вымывания и эрозии.

Если норма добавления меньше нормы разложение, органическое вещество почвы уменьшается. И наоборот, где скорость добавка выше, чем скорость разложения, органическое вещество почвы увеличивается. Термин установившееся состояние описывает состояние, при котором скорость сложение равно скорости разложения.

С точки зрения улучшения структуры почвы активные и некоторые из устойчивые органические компоненты почвы вместе с микроорганизмами (особенно грибки), участвуют в связывании частиц почвы в более крупные агрегаты.Агрегация важна для хорошей структуры почвы, аэрации, инфильтрации воды. и устойчивость к эрозии и образованию корки.

Традиционно агрегация почвы была связана с общий C (Matson et al ., 1997) или органический C (Dalal and Mayer, 1986a, 1986b). Совсем недавно были разработаны методы фракционирования C на основа лабильности (легкость окисления), учитывая, что эти субпулы C могут имеют большее влияние на физическую устойчивость почвы и являются более чувствительными индикаторами чем общие значения углеродной динамики в сельскохозяйственных системах (Lefroy, Blair и Strong, 1993; Блэр, Лефрой и Лайл, 1995; Блэр и Крокер, 2000). лабильная фракция углерода, как было показано, является индикатором ключевого химического и физические свойства. Например, было показано, что эта фракция является первичный фактор, контролирующий разрушение агрегатов в феррозолях (не трескающийся красный глины), измеряемое процентным содержанием агрегатов размером менее 0,125 мм в поверхностная кора после имитации дождя в лаборатории (Bell et al ., 1998, 1999).

Устойчивая или стабильная фракция органического вещества почвы способствует в основном удерживающей способности питательных веществ (катионообменная способность [CEC]) и цвет почвы.Эта фракция органического вещества разлагается очень медленно. Следовательно, он оказывает меньшее влияние на плодородие почвы, чем активные органические доля.

Главы 2 и 3 посвящены преобразованию органических вещества почвенными организмами и природными факторами, влияющими на уровень содержание органических веществ в почве. В главе 4 обсуждаются различные методы управления практики, влияющие на накопление органических веществ в почве. Глава 5 исследует, как создать засухоустойчивую почву, а в главе 6 исследуются различные аспект устойчивого производства продуктов питания.Глава 7 исследует роль сохранения сельское хозяйство, а в главе 8 представлены выводы.

Приложение 1 содержит справочную информацию о различных почвах. организмы, важные в сельском хозяйстве. В Приложении 2 подробно описаны эффекты. органических веществ на биологической, химической и физической почве свойства.

---

,

Стабильность почвенного органического вещества под влиянием землеустройства в степных экосистемах

1.1. Состояние органического вещества почвы

Органическое вещество почвы (ПОВ) является наиболее реактивным и мощным фактором в формировании почвы и ее плодородии. Формирование почвы и накопление органического вещества являются функцией взаимодействия между биологическими факторами и материнскими породами при определенных гидротермальных условиях и являются одним из участков непрерывной цепи трофических границ между различными формами жизни, выступая в качестве первого и последнего звеньев. в то же время.Последнее связано с тем, что ПОВ содержат основной запас азота, почти половину фосфора, значительную часть серы и других макро- и микроэлементов, необходимых для поддержания жизни и продуктивности растений. Хотя органическое вещество почвы составляет лишь пять процентов от общей структуры почвы, оно было основной темой исследований на протяжении всей истории почвоведения, которая, как обычно считается, продолжалась около века [1, 2].

Открытие роли и судьбы органического вещества почвы было сложной задачей для ученых.Среди почвоведов существует много споров об определениях ПОВ. Одно из наиболее динамичных определений ПОВ было дано в [3]: количество органического углерода, содержащегося в конкретной почве, является функцией баланса между скоростью осаждения растительных остатков в почве или на ней и скоростью минерализации почвы. остаточный углерод почвенной биоты. Фактически, органическое вещество в почве всегда находится в очень динамичном состоянии, в котором постоянно происходят преобразования биопродуктов. Механизмы биологической стабилизации почвенного органического углерода зависят от разложения минеральной фазы почвы и химической структуры органических остатков, добавляемых в почву.

Климат — самый важный фактор, определяющий разнообразие видов растений в любом конкретном месте, количество производимого растительного материала и интенсивность микробной активности в почве. Климат влияет на содержание органического углерода (SOC) в почве в первую очередь за счет воздействия температуры, влажности и солнечной радиации. Сопутствующие исследования показали, что количество SOC положительно коррелировало с осадками и, при заданном уровне осадков, отрицательно коррелировало с температурой [4, 5].Климатические воздействия на биологически активные фракции ПОВ изучены недостаточно. Поэтому одним из основных направлений данного исследования было изучение динамики лабильных ПОВ в различных гидротермальных условиях степных экосистем.

Еще одним важным фактором, определяющим запасы ПОВ, являются входы и выходы растительной биомассы. В сельскохозяйственных системах, где почва и растительные остатки часто подвергаются интенсивной обработке, человеческое воздействие на разложение особенно заметно [6]. Такие методы управления, как обработка почвы, отбор культур и последовательности посевов, а также внесение удобрений, могут изменять скорость разложения за счет их воздействия на влажность почвы, температуру почвы, аэрацию, состав и размещение пожнивных остатков.Многие исследования подтверждают, что в аналогичных климатических условиях на удержание углерода и азота в почве влияют системы управления культурами, такие как севооборот [7, 8], обработка почвы [5, 9], обработка пожнивных остатков [10] ] и оплодотворение и плодородие [7, 10, 11]. В этой главе будет обсуждаться влияние различных методов управления земельными ресурсами на лабильный (биологически активный) запас органического вещества почвы.

1.2. Разложение

Разложение — это постепенное разложение органических, в конечном итоге, на неорганические составляющие.Процесс разложения осуществляется главным образом почвенными микроорганизмами, которые получают энергию и питательные вещества из разлагающегося субстрата. Подстилка разлагается очень быстро, и хотя углерод из подстилки представляет собой лишь небольшую долю углерода в почве, примерно половина CO ₂ , выделяемого почвой, в глобальном масштабе приходится на разложение ежегодного опада подстилки [12]. Разложение играет центральную роль в биогеохимических циклах в наземных, водных и атмосферных системах. Он высвобождает питательные вещества и энергию, связанные с органическими материалами, и возвращает их в местные и глобальные циклы, тем самым влияя на землю, качество воздуха и воды (рис.1).

Три взаимосвязанных фактора регулируют разложение: качество остатка, физико-химическая среда, в которой происходит разложение, и тип организмов в сообществе разлагателей. Весь органический углерод в почвах может служить потенциально пригодным субстратом. Растительность может влиять на уровни SOC в результате количества, размещения и способности к биологическому разложению растительных остатков, возвращаемых в почву. Судьба отложений на поверхности зависит от активности почвенных микроорганизмов и фауны и их способности смешивать эти остатки с поверхностными минеральными горизонтами.Микроорганизмы являются основными участниками дыхания почвы и ответственны за 80-95% минерализации углерода. Люди могут влиять на разложение, изменяя некоторые из этих факторов, особенно в сельскохозяйственных системах. Современное понимание процессов разложения, полученное в ходе полевых и лабораторных исследований, воплощено в имитационных моделях, например, в кинетической модели первого порядка [110].

Одним из эффектов глобального потепления является ускоренное разложение органического вещества почвы, в результате чего в атмосферу выделяется CO ₂ , что еще больше усилит тенденцию к потеплению [104].Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата (Киотский протокол 1997 г.) позволяет включать органический углерод, хранящийся в пахотных почвах, в расчет чистых выбросов углерода. Однако, изменяя производство органического вещества, качество подстилки и подземное распределение углерода, изменения в типе растительности могут влиять на разложение микробов [105] и дыхание корней и, следовательно, на скорость дыхания почвы [80]. В результате глобального изменения климата и изменений в землепользовании многие экосистемы в настоящее время испытывают одновременные изменения в абиотических и биотических средствах контроля почвенного дыхания.Учитывая большое количество CO ₂ , которое ежегодно дышит почвой, и роль CO ₂ в потеплении парниковых газов, понимание реакции SR на изменение климата и изменения растительности в результате землепользования имеет решающее значение.

1.3. Лабильный пул почвенного органического вещества

Лабильный углерод — это фракция почвенного органического углерода с наиболее быстрым временем оборота, и его окисление вызывает поток CO ₂ между почвой и атмосферой. Резервы лабильного органического вещества — прекрасные индикаторы качества почвы, которые определенным образом влияют на функцию почвы и гораздо более чувствительны к изменениям в практике управления почвой [e.г., 13]. Самым большим и основным источником лабильного органического вещества является органическое вещество «легкой» фракции (или твердое ОВ, или макроорганическое вещество; [8, 14-17]), которое состоит из частично разложившегося растительного опада. Это «легкое» органическое вещество действует как субстрат для микробной активности почвы, краткосрочный резервуар питательных веществ, источник пищи для почвенной фауны и места для образования устойчивых к воде макроагрегатов.

Рисунок 1.

Концептуальная модель разложения органического вещества почвы (изменено из [106])

Рисунок 2.

Состав и распределение фракций органического вещества почвы

Биологическое определение лабильного ПОВ — это углерод, разлагаемый микроорганизмами в процессе роста микробов. Это биологическое определение лабильного ПОВ включает два аспекта: лабильный почвенный органический углерод, поддающийся химической и физической оценке; органический углерод, который химически разлагается, но физически не поддается оценке из-за защиты глинистыми минералами, не считается лабильным органическим углеродом. Обычно органическое вещество почвы делится на стабильную (70-96%), активную (2-30%) и опадную (0-20%) фракции (рис.2). Активная фракция в основном состоит из микробной биомассы и их метаболитов, органического субстрата на разных стадиях разложения и негуминовых веществ со временем оборота от 0,8 до 5 лет. Стабилизированная или пассивная фракция ПОВ — это пассивные, химически и физически защищенные вещества. Физически защищенный ОМ имеет срок годности от 20 до 50 лет; химически защищенные — от 800 до 1200 лет.

Активная фракция от 10 до 30% отвечает за поддержку почвенных микроорганизмов.Эта фракция наиболее чувствительна к методам обработки почвы. Хотя лабильное ОВ составляет небольшую часть общего ПОВ, оно является основным источником питательных веществ и энергии для микроорганизмов и растений, а также основным источником потока углекислого газа из почвы. Роли стабильного и лабильного ПОВ различаются. Активная фракция в основном влияет на активность микроорганизмов, стабильность макроагрегатов, скорость фильтрации и скорость минерализации питательных веществ. В то же время стабильная фракция влияет в основном на водоудерживающую способность, способность к обмену катионами почвы и ее микроагрегацию.

Свежий растительный опад разлагается очень быстро, и разложение обычно происходит не в один этап, а в виде каскада. Свежий материал, обычно растительные остатки, подвергаются гидролизу и окислительно-восстановительным реакциям, а затем превращаются в измененные формы. Преобразованный органический материал, так называемая «легкая» фракция (LF), в свою очередь, подвержен дальнейшему разложению. Небольшая часть LF используется для микробного синтеза, которые после смерти возвращаются в LF. Большая часть LF подвергается дальнейшей минерализации, в результате чего образуются минеральные продукты, что представляет прямой практический интерес почвоведов с агрономической и экологической точки зрения, поскольку, как упоминалось выше, около половины выбросов CO ₂ из почвы во всем мире, происходит от разложения ежегодного опада подстилки.

Таким образом, преобразования ПОВ обычно сосредоточены в лабильном пуле. Конечные продукты минерализации органических веществ (например, CO ₂ , NO ₃ , NH ₄ ) могут дать нам ценную информацию о способности данной почвы снабжать растения питательными веществами и / или способности стабилизировать органическое вещество почвы. ,

Азот (N), как правило, является наиболее распространенным питательным веществом, ограничивающим рост, в системах сельскохозяйственного производства Азот, поглощаемый культурами, поступает из ряда источников, в частности, из удобрений, биологической фиксации азота и минерализации азота из органических веществ почвы, растительных остатков , и навоз [18].Большое количество минерализованного азота может накапливаться под пастбищами, в результате чего культуры, выращиваемые сразу после выращивания многолетних трав, могут получать большую часть своего азота в результате минерализации. Напротив, интенсивно возделываемые почвы часто минерализуют мало азота, в результате чего посевы сильно зависят от азота удобрений. В этой главе будет представлено влияние различных экспериментов по внесению удобрений на почвенно-лабильное ОВ.

Лабильные фракции ПОВ не были полностью описаны и успешно изолированы [19, 20].Тем не менее, процедурно определенные фракции, такие как углерод и азот, минерализованные в контролируемых условиях, и «легкая» фракция органического углерода оказались хорошими индикаторами незначительных изменений ПОВ, поскольку они влияют на динамику питательных веществ в течение одного вегетационного периода, на содержание органических веществ при противоположном управлении. режимы и секвестрация C в течение длительных периодов времени. Качество органического вещества также можно охарактеризовать с помощью оценок кинетически определенных пулов, полученных путем подгонки имитационных моделей к данным минерализации углерода и азота [21, 22].Хотя почвенно-лабильный органический углерод состоит из аминокислот, простых углеводов, части микробной биомассы и других простых органических соединений, четкое химическое или физическое определение почвенного лабильного органического углерода затруднено, если вообще возможно. Мы представляем биологическое определение почвенного лабильного органического углерода как разлагаемого микробами углерода, связанного с микробным ростом. Это биологическое определение включает два аспекта: почвенный лабильный органический углерод является химически разлагаемым и физически доступным для почвенных микробов.Органический углерод, который химически разлагается, но физически недоступен для микробов из-за защиты глинистых минералов, не рассматривается здесь как почвенно-лабильный органический углерод [13].

Моллисоли почвы являются наиболее плодородными и продуктивными почвами, и поэтому они часто чрезмерно используются для сельскохозяйственных нужд. Площадь под Mollisols в Казахстане составляет 25,3 млн га, в Украине — 60,4 млн га. В советский период политической целью было быстрое увеличение производства зерна, которое было достигнуто за счет беспорядочной вспашки как можно большей площади целинных земель.Однако такая интенсивная обработка этих почв привела к резкому снижению содержания в них гумуса. В этой главе четыре типа Mollisols : Hupludolls , Argiudolls , Calciustolls и Haplustolls изучены для характеристики «легкого органического вещества» для рассматриваемых сценариев и оценки взаимосвязи между отношением C / N и представлены показатели минерализации.

.

Реакция Виттига — Примеры и механизм — Master Organic Chemistry

Реакция Виттига: полезный метод преобразования альдегидов и кетонов в алкены

Некоторое время назад мы научились превращать алкены в карбонилы с помощью озонолиза.

Но мы еще не научились двигаться в обратном направлении — от карбонилов к алкенам.

Мне нравится думать о функциональных группах, таких как аэропорты, и о реакциях, как о полетах. На любой карте реакции, которую вы хотите нарисовать, карбонилы и алкены являются большими центрами.Так что только знание того, как перейти от карбонилов к алкенам, немного похоже на возможность забронировать билет в один конец из Нью-Йорка в Чикаго … но не обратно!

Давайте устраним этот важный пробел в нашем синтетическом наборе инструментов.

Содержание

1. Реакция Виттига
2. Механизм реакции Виттига
3. Как образуются илиды? Быстрый учебник
4. Некоторые примеры реакции Виттига
5. Резюме: реакция Виттига
6. (продвинутый уровень), когда стереохимия поднимает свою уродливую голову
7. Заметки
8. Проверь себя!
9. Ссылки и дополнительная информация

---

1.Реакция Виттига

Ниже представлена ​​полезная реакция, называемая реакция Виттига , которая обеспечивает это превращение. Его изобретатель Георг Виттиг получил Нобелевскую премию по химии 1979 года (вместе с отцом гидроборации Х.К. Брауном).

Двумя компонентами этой реакции являются:

• карбонильное соединение (альдегиды и кетоны работают, но не сложные эфиры или амиды)
• довольно странно выглядящий вид, известный как илид . (в частности, «илид фосфония», потому что есть также илиды азота и серы).

Техническое определение илида — это разновидность с противоположными формальными зарядами на соседних атомах. Хотя выше мы нарисовали илид с двойной связью между C и P, он также имеет важную резонансную форму с положительным зарядом фосфора и отрицательным зарядом углерода:

Углерод этого илида поэтому ведет себя во многих пути как карбанион , и может легко действовать как нуклеофил.

2. Механизм реакции Виттига

Если вы посмотрите выше на связи, которые образуются и разрываются в реакции Виттига, вы увидите, что она по существу меняет местами связи C = P и C = O на C = C. и O = P связи.

Так как это работает?

Версия событий, описанная в большинстве вводных учебников, приводится ниже. [В этой сноске я описываю несколько измененное описание механизма, которое в целом является более точным. ]

Мы уже видели много примеров того, как карбонильные угли являются отличными электрофилами.реагирует с нуклеофилами, такими как реактивы Гриньяра, гидриды металлов, литийорганические соединения и многие другие вещества. [например. Простая двухэтапная модель для 7 реакций альдегидов и кетонов]

Итак, можно представить себе первую стадию реакции Виттига как атаку нуклеофильного илидного углерода на электрофильный карбонильный углерод, обеспечивая частицы с отрицательным зарядом на кислород и положительный заряд по фосфору. Это классический механизм «присоединения» (, иногда называемого «1,2-присоединение» ) к карбонилам.

Таким образом, вторая стадия Виттига — это атака образующегося кислорода на фосфор с образованием 4-членного кольца. [Интересный факт для коктейльной вечеринки: это называется оксафосфетаном]

4-членное кольцо очень недолговечно и быстро разрушается посредством процесса, называемого обратным [2 + 2] циклоприсоединение , чтобы получить конечные продукты: оксид фосфина (в данном случае «оксид трифенилфосфина») и новый алкен.

[Во многих случаях шаг 1 и шаг 2, по сути, происходят одновременно, но этот механизм подходит для наших целей.]

Хотя приведенный выше пример довольно прост, реакцию Виттига можно легко распространить на более сложные партнеры реакции, как мы увидим ниже. Однако, прежде чем мы углубимся в это, возможно, стоит сделать небольшое отступление.

3. Как производятся илиды? Quick Primer

Илиды могут показаться немного экзотическими, но на самом деле их синтез довольно прост и не требует незнакомой химии. Обычно они осуществляются посредством двух знакомых реакций: реакции нуклеофильного замещения (S _N 2), за которой следует кислотно-основная реакция.

Мы начинаем с обработки алкилгалогенида (еще одна функциональная группа «концентратора» в нашей аналогии с аэропортом) превосходным нуклеофильным трифенилфосфином (PPh ₃ ), который замещает уходящую группу (через S _N 2), чтобы дать соль фосфония.

[Планируя установку Виттига, обычно лучше использовать первичный алкилгалогенид (или алкилсульфонат), поскольку вторичные алкилгалогениды также не работают. ]

Связь C-H, прилегающая к фосфору, является относительно кислой [Примечание 2] и может быть депротонирована сильным основанием с образованием представленного илида.Обычно используют легко доступный бутиллитий n ( n -BuLi). Также можно использовать амид натрия (NaNH ₂ ).

Полученный илид готов к работе. Не нужно выделять его — просто добавьте альдегид или кетон, и реакция должна протекать нормально.

4. Некоторые примеры реакции Виттига

Например, вот вышеупомянутый илид в реакции Виттига с циклогексаноном:

Виттиг можно использовать для превращения большого количества кетонов и альдегидов в алкены. [щелкните, чтобы увидеть больше примеров]

Его можно даже использовать для формирования колец. Здесь мы формируем двойную связь между C-1 и C-6:

5. Резюме: реакция Виттига

Таким образом, реакция Виттига является очень важной реакцией по нескольким причинам:

1. реакция образования углерод-углеродной связи, которая позволяет удлинить углеродную цепь.
2. Компоненты (карбонилы и илиды) легко доступны и / или легко синтезируются из легкодоступных предшественников
3. Полученные алкены могут быть далее преобразованы в большое разнообразие функциональные группы — их слишком много, чтобы перечислять здесь, но для некоторого вдохновения посмотрите эту карту реакций алкенов.

Вот быстрый пример синтеза: удлинение углеродной цепи и включение спирта на конце, через гидроборирование .

Для многих студентов это все, что вам сейчас нужно знать о Wittig. Для тех, кто ненасытно интересуется, что может пойти не так, если мы выйдем за рамки простых примеров… читайте дальше.

---

6. (Продвинутый уровень) Когда стереохимия поднимает свою уродливую голову

В приведенных выше примерах строго избегается любая ситуация, в которой может быть получена смесь алкенов E и Z.

Что происходит, когда мы пытаемся объединить альдегид (или несимметричный кетон) с несимметричным илидом?

Мы не будем здесь углубляться в тему стереохимии, но для вашего среднего альдегида, реагирующего с вашим средним илидом, полученным описанными выше методами, основным стереоизомером алкена обычно является Z. [примечание 4]

Отношение изомера Z уменьшается по мере добавления электроноакцепторных групп к илиду. Эти виды называются «стабилизированными илидами», поскольку они менее основные (и менее реакционноспособные).

Это достаточно просто и, вероятно, достаточно для большинства целей. У нас нет времени вдаваться в превосходную реакцию Хорнера-Эммонса-Уодсворта, которая имеет много общего с реакцией Виттига и обеспечивает превосходную селективность E: Z .

Отличный набор заметок по некоторым из более сложных аспектов Виттига и связанных с ним реакций можно найти в этих раздаточных материалах из продвинутого курса органической химии Эндрю Майерса (CHEM 215) в Гарварде.

---

Примечания

Примечание 1.Мы показали механизм, происходящий в виде ступенчатого процесса, но подробное изучение механизма Виттига [см. Здесь] убедительно свидетельствует о том, что он в основном осуществляется через [2 + 2] циклоприсоединение, за которым следует обратное [2 + 2] циклоприсоединение.

Это не так сложно, как кажется. Следуя центральным фигурам в этом кадриле, вы получите основную идею:

через GIPHY

[адаптировано из оригинала на YouTube: также используется для объяснения механизма Шовена метатезиса олефинов]

Вот как это выглядит.Обратите внимание, что вместо начальной стадии добавления (ведущей к промежуточному бетаину) четырехчленное кольцо просто образуется напрямую. Второй шаг (обратное [2 + 2] циклоприсоединение) такой же.

Примечание 2. Называется «бетаин».

Примечание 3. Таблица pKa Эванса дает pKa для Ph ₃ P – CH ₃ из 22 (в ДМСО), что делает его более кислым, чем концевой алкин. Обратите внимание, что PPh ₃ — хороший выбор, потому что он не имеет потенциально кислых углеродов, соседних с фосфором.Если мы использовали, например, P (CH ₃ ) ₃ в качестве нуклеофила, то использование n- BuLi во многих случаях могло бы привести к смеси илидов. Мы этого не хотим! [Для большинства целей нам не нужен P (CH ₃ ) ₃ , который относится к числу наиболее зловонных и токсичных жидкостей, с которыми вы когда-либо сталкивались в химической лаборатории, но я отвлекся…. ]

Примечание 4. Очень интересно отметить, что идентичность основания имеет большое значение: использование литиевой основы, такой как n-BuLi (и добавленный иодид лития), приводит к смеси продуктов с соотношением Z: E 58. : 42, тогда как основания натрия дают больше Z .В присутствии добавленных солей лития, вероятно, действительно присутствует промежуточный бетаин , и существует большее уравновешивание между исходными материалами и промежуточным оксафосфетаном.

---

Проверь себя!

---

(Advanced) Ссылки и дополнительная литература

1. Убер-трифенил-фосфин-метилен и олефинбилденде Reagenzien (I. Mitteil.
   Georg Wittig, Ulrich Schöllkopf Ber. 1954 87
   52 (
   DOI: 10.1002 / cber.19540870919
   1. Убер-трифенил-фосфинметилен и олефинбилденде Reagenzien (II. Mitteil. ¹ ))
      Georg Wittig, Werner Haag Ber. 1955 , 88 (11), 1654
      DOI: 10.1002 / cber.19550881110
      Первые две статьи Нобелевского лауреата профессора Георга Виттига о новой реакции олефинирования на основе илидов фосфония.
   2. От Дилса к Илидесу к моей идиллии
      Георг Виттиг Наука 1980, 210 (4470), 600
      DOI: 1126 / science.210.4470.600
      Нобелевская лекция профессора Виттига, в которой он рассказывает о том, как он впервые случайно открыл илиды фосфония при попытке синтеза соединений пятивалентного азота, а также о происхождении термина «илид».
   3. МЕТИЛЕНЦИКЛОГЕКСАН
      George Wittig and U. Schoellkopf
      Org. Synth. 1960 , 40 , 66
      DOI: 10.15227 / orgsyn.040.0066
      Воспроизводимая и проверенная процедура метилидирования фосфониевыми илидами, описанная лауреатом Нобелевской премии проф.Г. Виттиг.
   4. Необычные эффекты растворителя в реакции Виттига некоторых кетонов, указывающие на начальный перенос одного электрона
      Джордж А. Олах и В.В. Кришнамурти
      Журнал Американского химического общества 1982, 104 (14), 3987- 3990
      DOI: 1021 / ja00378a035
      Эта статья, необычная для Нобелевского лауреата профессора Джорджа Олаха, показывает, что восстановление одноэлектронного переноса может происходить при взаимодействии стерически затрудненных кетонов (например,грамм. 2-адамантанон) с объемными илидами фосфония.
   5. Реакционная способность и селективность в реакции Виттига: компьютерное исследование
      Рафаэль Робьетт, Джеффри Ричардсон, Вариндер К. Аггарвал и Джереми Н. Харви
      Журнал Американского химического общества 2006 128 ( 7), 2394-2409
      DOI: 1021 / ja056650q
      Вычислительное исследование реакции Виттига, которое пытается объяснить стереохимию продуктов (нестабилизированные илиды дают Z- алкенов, а стабилизированные илиды дают E- алкенов) ,
   .

   морская вода | Состав, соленость, распределение и факты

   Морская вода , вода, из которой состоят океаны и моря, покрывающая более 70 процентов поверхности Земли. Морская вода представляет собой сложную смесь 96,5% воды, 2,5% солей и меньшего количества других веществ, включая растворенные неорганические и органические материалы, твердые частицы и несколько атмосферных газов.

   Чистая океанская вода возле пляжа на острове Гранд Багама на Багамах. © Филип Кобленц — Digital Vision / Getty Images

   Британская викторина

   Мировой океан: факт или вымысел?

   Мировой океан больше находится к югу от экватора, чем к северу от него.

   Морская вода является богатым источником различных коммерчески важных химических элементов. Большая часть мирового магния извлекается из морской воды, как и большие количества брома. В некоторых частях мира хлорид натрия (поваренная соль) по-прежнему получают путем испарения морской воды. Кроме того, опресненная морская вода может обеспечить безграничный запас питьевой воды. Многие крупные опреснительные установки были построены в засушливых районах вдоль побережья Среднего Востока и в других местах, чтобы восполнить дефицит пресной воды.

   Химические и физические свойства морской воды

   Шесть наиболее распространенных ионов морской воды: хлорид (Cl ^— ), натрий (Na ⁺ ), сульфат (SO ² ₄ ^— ), магний (Mg ²⁺ ), кальций ( Ca ²⁺ ) и калий (K ⁺ ). По весу эти ионы составляют около 99 процентов всех морских солей. Количество этих солей в объеме морской воды варьируется из-за местного добавления или удаления воды (например,г., за счет осаждения и испарения). Содержание соли в морской воде обозначается соленостью ( S ), которая определяется как количество соли в граммах, растворенной в одном килограмме морской воды, и выражается в частях на тысячу. Было замечено, что соленость в открытом океане колеблется от 34 до 37 частей на тысячу (0/00 или ppt), что также может быть выражено как от 34 до 37 практических единиц солености (psu).

   Неорганический углерод, бромид, бор, стронций и фторид составляют другие основные растворенные вещества в морской воде.Из многих второстепенных растворенных химических компонентов неорганический фосфор и неорганический азот являются одними из наиболее заметных, поскольку они важны для роста организмов, населяющих океаны и моря. Морская вода также содержит различные растворенные атмосферные газы, в основном азот, кислород, аргон и диоксид углерода. Некоторые другие компоненты морской воды представляют собой растворенные органические вещества, такие как углеводы и аминокислоты, и частицы, богатые органическими веществами. Эти материалы происходят в основном в верхних 100 метрах (330 футов) океана, где растворенный неорганический углерод превращается в процессе фотосинтеза в органическое вещество.

   Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

   Многие характеристики морской воды соответствуют характеристикам воды в целом из-за их общих химических и физических свойств. Например, молекулярная структура морской воды, как и пресной воды, способствует образованию связей между молекулами. Некоторые отличительные качества морской воды связаны с содержанием в ней соли. Вязкость (т.е. внутреннее сопротивление потоку) морской воды, например, выше, чем у пресной воды, из-за ее более высокой солености.Плотность морской воды также выше по той же причине. Температура замерзания морской воды ниже, чем у чистой воды, а точка кипения выше.

   Химический состав

   На химический состав морской воды влияет множество механизмов химического переноса. Реки добавляют растворенные химические вещества и твердые частицы к окраинам океана. Переносимые ветром частицы переносятся в районы срединного океана на тысячи километров от их континентальных источников. Гидротермальные растворы, которые циркулировали через материалы земной коры под морским дном, добавляют как растворенные, так и твердые вещества в глубину океана.Организмы в верхних слоях океана превращают растворенные вещества в твердые вещества, которые в конечном итоге оседают на больших океанских глубинах. Твердые частицы, попадающие на морское дно, а также материалы как на морском дне, так и внутри него, подвергаются химическому обмену с окружающими растворами. Благодаря этим локальным и региональным механизмам поступления и удаления химикатов каждый элемент в океанах имеет тенденцию проявлять пространственные и временные колебания концентрации. Физическое перемешивание в океанах (термохалинная и ветровая циркуляция) способствует гомогенизации химического состава морской воды.Противоположные влияния физического перемешивания и биогеохимических механизмов ввода и удаления приводят к существенному разнообразию химического распределения в океанах.

   ,