Предмет органической химии

Сланцы (горючие) – осадочная горная порода, содержащая органический горючий материал, дающий при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Используются как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, вяжущих строительных материалов, сырье для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и др.
В последнее десятилетие ведётся экологически небезопасная добыча метана из некоторых сланцев (сланцевый газ).
Сланцевый газ — природный газ, добываемый из горючих сланцев, состоит преимущественно из метана. По своим физическим свойствам очищенный сланцевый газ принципиально ничем не отличается от традиционного природного газа. Однако технология его добычи и очистки подразумевает гораздо большие по сравнению с традиционным газом затраты.
Добыча сланцевого газа производится путём горизонтального бурения и гидроразрыва пласта. Горизонтальная скважина прокладывается через слой газоносного сланца. Затем внутрь скважины под давлением закачиваются десятки тысяч кубометров воды, песка и химикатов. В результате разрыва пласта газ по трещинам поступает в скважину и далее на поверхность.

Схема добычи сланцевого газа

Данная технология наносит колоссальный вред окружающей среде. Независимые экологи подсчитали, что специальный буровой раствор содержит 596 наименований химикатов: ингибиторы коррозии, загустители, кислоты, биоциды, ингибиторы для контроля сланца, гелеобразователи и др.

Назначение некоторых химикатов:

• соляная кислота помогает растворять минералы;
• этиленгликоль препятствует появлению отложений на стенках труб;
• изопропиловый спирт используется для увеличения вязкости жидкости;
• глютаральдегид борется с коррозией;
• легкие фракции нефти используются для минимизации трения;
• гуаровая камедь увеличивает вязкость раствора;
• пероксодисульфат аммония препятствует распаду гуаровой камеди;
• формамид препятствует коррозии;
• борная кислота поддерживает вязкость жидкости при высоких температурах;
• лимонная кислота используется для предотвращения осаждения металла;
• хлорид калия препятствует прохождению химических реакций между грунтом и жидкостью;
• карбонат натрия или калия используется для поддержания баланса кислот.

Для каждого бурения нужно до 26 тыс. кубометров раствора. При добыче сланцевого газа требуется бурить большое число скважин, так как срок их службы весьма низок. Десятки тонн раствора из сотен наименований химикатов смешиваются с грунтовыми водами и вызывают широчайший спектр непрогнозируемых негативных последствий. Ядовитые продукты попадают в питьевую воду и воздух. В местах добычи наблюдается мор животных, птиц, рыбы, кипящие ручьи с метаном. Домашние животные болеют, теряют шерсть, умирают. Среди людей отмечается скачок онкологических и других заболеваний. Кроме того, нарушение структуры глубоких почвенных слоёв вызывает опасность возникновения землетрясений.

Несмотря на то, что «сланцевая революция» широко разрекламирована, технические и экономические подробности добычи не афишируются.

Органические соединения — Знаешь как

Общая характеристика органических соединений. Соединения углерода (за исключением некоторых наиболее простых) издавна получили название органических соединений, так как в природе они встречаются почти исключительно в организмах животных и растений, являясь их обязательной и главной составной частью. В отличие от органических соединений такие вещества, как песок, глина, различные минералы, вода, углекислый газ и другие, встречающиеся в «неживой природе», получили название неорганических или минеральных.

Деление веществ на органические и неорганические вызвано было тем, что долгое время считали принципиально невозможным получить органические вещества путем синтеза из простых веществ. Образование органических веществ приписывалось влиянию особой «жизненной силы», действующей только в живых организмах и не принимающей никакого участия в образовании неорганических соединений. Сторонники этого учения получили название виталистов (от латинского vis vitalis — жизненная сила). Виталисты пытались в явлениях живой природы найти доказательство существования в мире каких-то таинственных сил, не поддающихся учету и изучению и не подчиняющихся общим физико-химическим законам. Во главе виталистов стоял один из самых авторитетных химиков первой половины XIX в. — шведский ученый Берцелиус.

Первый удар витализму был нанесен открытием немецкого химика Велера. В 1828 г. Велер получил в лаборатории мочевину из так называемой циановоаммониевой соли NH₄CNO, которая, в свою очередь, может быть синтезирована из простых веществ. Мочевина, как один из продуктов жизнедеятельности животных, безусловно являлась «органическим» веществом и, по прежним воззрениям, могла быть выработана только под влиянием «жизненной силы». Теперь же мочевина была получена искусственным путем в лаборатории. Однако виталистические воззрения были настолько распространены среди ученых, что открытию Велера не придали должного значения.

Освобождение химии от виталистических идей произошло лишь в середине прошлого столетия, после того как французский химик Бертло осуществил синтез ряда простых органических соединений (углеводородов, спиртов и т. д.), а А. М. Бутлеров впервые синтезировал вещество, относящееся к группе Сахаров. Таким образом, было доказано, что никакой таинственной жизненной силы не существует и что образование органических соединений происходит согласно тем же законам, что и образование неорганических веществ.

Отсюда, однако, не следует, что живой организм можно рассматривать как систему, целиком определяемую одними только физико-химическими законами. Биологические процессы, совершающиеся в живых организмах, представляют собой высшие, более сложные формы движения материи и не могут быть целиком сведены к тем формам движения материи, которые составляют предмет изучения физики и химии.

После синтеза органических веществ исчезла грань, отделявшая эти вещества от неорганических, однако название «органические вещества» сохранилось. Под этим названием теперь понимают вообще все углеродсодержащие соединения; большая часть этих соединений в организмах даже и не встречается, а получена искусственным путем в лаборатории.

Одной из важных особенностей органических соединений, которая накладывает отпечаток на все их химическое поведение, является характер связей между атомами в их молекулах. В подавляющем большинстве случаев эти связи имеют ярко выраженный атомный характер. Поэтому органические соединения, как правило, не диссоциируют на ионы и сравнительно медленно взаимодействуют друг с другом. В то время как реакции между электролитами в растворах протекают почти мгновенно, время, необходимое для завершения той или иной реакции между органическими веществами, обычно измеряется часами, а иногда и днями. Вот почему в органической химии большое значение имеет применение различных катализаторов.

Другая характерная черта органических соединений заключается в их склонности подвергаться при нагревании глубоким изменениям, в результате которых образуются новые вещества, обладающие совершенно иными свойствами. Так, например, при нагревании древесины или каменного угля без доступа воздуха получается ряд новых, очень важных в практическом отношении продуктов. Если же вести нагревание при доступе воздуха или в присутствии окислителей, то органические вещества сгорают, причем входящие в их состав углерод и водород целиком превращаются в углекислый газ и воду, а азот обычно выделяется в свободном состоянии. На этом основан элементарный анализ органических веществ: содержание углерода и водорода в сгоревшем веществе определяют по количеству образовавшихся углекислого газа и воды, выделившийся азот измеряют непосредственно, а содержание кислорода устанавливают по разности между весом сгоревшего вещества и весом содержавшихся в нем остальных элементов.

Данные анализа и определение молекулярного веса позволяют вывести молекулярную формулу органического вещества. Однако, в отличие от неорганических соединений, молекулярная формула органического вещества еще не дает представления ни о его характере, ни о его свойствах. Дело в том, что известно очень много органических соединений, которые обладают одинаковым составом и одинаковым молекулярным весом, но совершенно различными физическими и даже химическими свойствами. Так, например, состав этилового спирта и диметилового эфира выражается одной и той же молекулярной формулой С₂Н₆О, тем не менее это два совершенно различных вещества. Этиловый спирт — жидкость, кипящая при 78°, смешивающаяся с водой в любых отношениях, а диметиловый эфир — газ, почти нерастворимый в воде; их химические свойства также имеют мало общего.

Это явление, широко распространенное среди органических соединений, получило название изомерии, а вещества, отвечающие одной и той же молекулярной формуле, но различающиеся по своим свойствам, называются изомерными веществами или изомерами.

Объяснение различных случаев изомерии дает теория строения органических соединений, созданная в 60-х годах прошлого столетия А. М. Бутлеровым.

165 166 167

Вы читаете, статья на тему Органические соединения

Химия 11 класс. Тема: «Значение органических соединений в природе и жизни человека.» | Уроки по Химии

Химия 11 класс. Тема: «Значение органических соединений в природе и жизни человека.»

28.09.2014 7690 1343

---

Иванов Вячеслав Вячеславович

Октябрьская СОШ Качирского района Павлодарской области

учитель химии

Тема: «Значение органических соединений в природе и жизни человека. Роль казахстанских ученых в становлении и развитии органической химии».

Цели урока:

• проверить качество усвоения учебного материала;
• стимулировать познавательную активность учащихся;
• развивать смекалку, эрудицию;
• развивать умения работать с дополнительной литературой;
• быстро и четко формулировать и высказывать мысли;
• логически рассуждать и применять знания на практике;
• воспитывать чувство сопричастности к общему делу, умение работать в коллективе;
• воспитывать чувство национальной гордости за вклад отечественных ученых в развитие органической химии.

Этапы урока:

I. Вступительное слово учителя.

В 1875 году Дмитрий Иванович Менделеев заинтересовался воздухоплаванием. Он изобрел стратостат и в 1887 году во время солнечного затмения один поднялся в воздух для изучения явлений, происходящих при затмении солнца. Совершить такое необычное путешествие в возрасте 53-х лет, в то время мог только человек героический. Об этом событии поделилась воспоминаниями Н.Я. Губкина-Капустина, племянница ученого. Она писала, что крестьяне, наблюдавшие этот полет ходили по деревням и рассказывали, «как Митрий Иванович на пузыре летал и небу проломил, за это его потом химиком и сделали”. Эти воспоминания вызывают у нас добрую улыбку, ведь крестьяне были необразованными и так сумели передать свои впечатления об увиденном. Но и в настоящее время от взрослых, образованных людей можно услышать следующее: «Это какой Менделеев? Тот, которому периодическая система приснилась во сне?” В таком случае хотелось бы задать вопрос эти «образованным дядям” и вам, мои друзья, а почему же периодическая система не приснилась дворнику Михаилу или работнице столовой Варваре? Ответ прост. За каждым коротким словом: «открыл, нашел, получил” в науке стоят долгие годы раздумий и титанического труда ученых.

Сегодня на уроке «Именные реакции в органической химии” мы обратимся к истории науки химии, к изучению научного наследия гениальных ученых, давших миру многие культурные и духовные ценности, так как по словам В. Белинского: «Зрелище жизни великого человека есть всегда прекрасное зрелище: оно возвышает душу, возбуждает деятельность и глубокое уважение к последовательному и очень интересному, захватывающему труду ученых”.

Давайте будем плодотворно трудиться на уроке, чтобы не уподобиться тем крестьянам из воспоминаний Н.Я. Губкиной- Капустиной. (Учитель объявляет этапы урока и передает слово учащимся 10-11-ых классов.)

II. Разминка. «Вклад зарубежных ученых в становление и развитие органической химии”.

1. Какой ученый разработал основы современного метода определения углерода и водорода в органических веществах? (1831 г., Ю. Либих:
2. Какой ученый установил, что углерод в органических соединениях четырехвалентен? (1858 г., А. Кекуле).
3. Каким ученым заложены основы будущих представлений о валентности? (1852 г., Э. Франкланд).
4. Кто ввел в химию термины: изомерия, органические вещества, органическая химия . . .? (Й.Я. Берцелиус).
5. Что следует понимать под реакцией Ж. Дюма? (Способ получения алканов из солей карбоновых кислот).
6. Какой ученый предложил объяснять одинаковую прочность связей углерода гибридизацией орбиталей? (Л. Полинг).
7. Что следует понимать под синтезом Вюрца?
8. Как французский химик Гриньяр усовершенствовал синтез Вюрца? (синтезом Вюрца неудобно получать алканы с нечетным числом атомов углерода. Гриньяр усовершенствовал синтез Вюрца:
   
9. Назовите имя ученого-изобретателя бездымного пороха, динамита, газовой сварки, искусственного шелка. (А. Нобель).
10. Какой ученый предложил первую структурную формулу бензола в виде карбоциклического сопряженного шестиугольника? (1865 г., А. Кекуле).
11. Как называется реакция, которая имеет уравнение: (электролиз Кольбе)
12. Какой ученый синтезировал аналоги стеарина, пальмитина, олеина и других жиров в 1854 году, в том же году осуществил синтез этанола гидратацией этилена в присутствии серной кислоты, который до него получали только брожением углеводов? (1854 г., П. Бертло).
13. Кто первым опроверг «виталистическое учение” в органической химии, получив в 1828 году в лабораторных условиях карбамид упариванием водного раствора цианата аммония? (Ф. Велер).
14. Как в органической химии называют метод алкилирования и ацилирования ароматических углеводородов, происходящий в присутствии катализатора хлорида алюминия? (р-ция Фриделя-Крафтса).

Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.

Значение органической химии и ее роль в различных отраслях народного хозяйства

из «Курс органической химии»

В настоящее время практически нет ни одной отрасли народного хозяйства, не связанной так или иначе с органической химией. Жизнь современного человеческого общества невозможна без органических веществ. [c.14]
Исключительное значение за несколько последних десятилетий приобрели высокомолекулярные органические соединения. Промышленность производит множество синтетических смол и на их основе разнообразные по своим свойствам и назначению пластические массы (пластмассы). На современном уровне развития производства синтетические материалы являются важнейшим фактором технического прогресса и роста производительности труда во всех отраслях народного хозяйства. [c.14]
Синтетические материалы играют важнейшую роль в авиационной и автомобильной промышленности, в приборостроении, в химической промышленности, в электро-и радиотехнике некоторые из них идут для изготовления так называемого органического стекла и синтетических волокон. [c.14]
Первоначально пластические массы играли роль лишь заменителей металлов и других материалов в настоящее же время получено множество пластмасс, которые являются самостоятельными высокоценными материалами без них были бы невозможны многие современные технические достижения. По прочности, легкости, стойкости к действию температур и химических агентов, а также по дешевизне многие пластмассы превосходят ранее известные природные материалы. [c.14]
Колоссальное значение имеет производство синтетического каучука, без которого немыслима современная техника. Успехи в области производства синтетического каучука позволили почти полностью заменить им природный каучук, который в нашей стране в основном представлял предмет импорта. [c.14]
Важной отраслью химической промышленности является синтетическое получение органических красящих веществ. С развитием химии были разработаны синтезы красителей, которые раньше добывались исключительно из природных продуктов в результате была снижена стоимость этих красителей и они стали доступными для широкого применения. Кроме того, множество красящих веществ производится исключительно синтетическим путем, причем в ряде случаев они во многих отношениях превосходят природные красители. [c.14]
В последнее время некоторые синтетические органические вещества с успехом используются в животноводстве в качестве добавок к кормам. Применение их восполняет белковую недостаточность кормов, ускоряет рост животных и сокращает затраты кормов на единицу продукции. [c.15]
Органическая химия достигла огромных успехов в изучении состава и в переработке каменного угля, нефти и природного газа таким образом, она тесно связана с угольной, нефтяной и газовой отраслями промышленности, обеспечивающими народное хозяйство, с одной стороны, различными видами топлива, с другой — сырьем для различных производств. Так, каменный уголь используют не только как топливо путем переработки из него добывают необходимый для металлургии кокс, а также светильный газ и каменноугольный деготь последние, в свою очередь, служат источником для получения многочисленных органических соединений, необходимых для синтеза высокомолекулярных соединений, красителей, лекарственных и взрывчатых веществ и т. п. Из нефти путем ее перегонки добывают различные виды горючего, смазочные материалы и другие ценные продукты. Природные газы, особенно попутный нефтяной газ, также представляют собой ценное химическое сырье и топливо, используемое как в промышленности, так и в быту. [c.15]
Огромно значение органической химии для производства продовольственных и промышленных товаров. [c.15]
Сырье пищевой промышленности имеет растительное и животное происхождение и содержит разнообразные органические вещества. Ценными питательными продуктами являются различные растительные и животные жиры, углеводы — разнообразные сахара, крахмал, патока и др. Важное значение для питания человека имеют азотистые органические соединения, особенно различные белковые вещества. В состав пищевых продуктов входят и многочисленные органические вещества, придающие им вкус, запах и др. качества. [c.15]
Современная органическая химия глубоко проникла в химические процессы, протекающие при хранении и переработке продовольственных товаров. Таковы, например, процессы высыхания, прогоркания и омыления жиров и масел процессы брожения, наблюдающиеся при хранении некоторых продуктов, а также широко используемые в хлебопечении, при квашении овощей, получении спиртных напитков, уксуса, в производстве молочных продуктов и т. п. Большую роль сыграло также открытие и изучение ферментов — сложных органических соединений, являющихся биологическими катализаторами, вызывающими процессы брожения, расщепления жиров, белков и т. п. Ферменты содержатся в ряде пищевых продуктов. Многие из них применяются в пищевой промышленности. Очень широко используются различные консерванты — безвредные органические вещества, предохраняющие от закисания и порчи плодово-ягодные соки, вина, варенья, маринады и другие пищевые продукты. [c.16]
В последние годы в органической химии большое внимание обращено на возможность получения синтетических пищевых продуктов. Определенный успех в этой области уже есть. Решение проблемы синтетической пищи будет имет

Органические соединения значение — Справочник химика 21

    Для использования уравнения Ильковича с целью расчета концентрации исследуемого вещества по величине диффузионного тока необходимо знать коэффициент диффузии данного вещества. Для большинства органических соединений значения коэффициентов диффузии неизвестны. Однако можно приблизительно оценить значение коэффициента диффузии нейтрального органического вещества, принимая его равным коэффициенту диффузии какого-либо органического иона, размеры и структура которого сравнимы с размерами и структурой нейтральной молекулы. Например, можно считать, что коэффициент диффузии молекулы нитробен-,зола будет практически равным коэффициенту диффузии иона бензойной кислоты при бесконечном разбавлении. Практические результаты показывают, что этот сравнительный метод является вполне удовлетворительным. Кроме коэффициента диффузии, для использования уравнения Ильковича с целью расчета концентрации исследуемого вещества необходимо знать число электронов, принимающих участие в процессе восстановления (окисления), т. е. конечные продукты электродной реакции, которые далеко не во всех случаях известны. Поэтому уравнение Ильковича, как правило, не используется для расчета концентрации исследуемого вещества, но широко применяется для расчета числа электронов, участвующих в процессе, т. е. для определения механизма электродной реакции, а в некоторых случаях для определения коэффициента диффузии исследуемых веществ при полярографировании растворов известной концентрации. [c.39]
    Для различных цветных реакций значения е также различны. Например, молярные коэффициенты погашения окрашенных аква-ионов РЗЭ не превышают 10. Для большого числа цветных реакций элементов с органическими соединениями значения е составляют п-10 —п-10 . Наиболее чувствительные реакции характеризуются значениями s = = П 10 , например реакция образования соединения циркония с арсеназо П1 достигает значения 1,2-10 которое, согласно теоретическим расчетам, приближается к предельно возхможному для цветных реакций. [c.34]

    К настоящему времени получены константы скорости реакции 1-го порядка практически для всех классов органических соединений значения для некоторых из них приведены в табл. VI-4, а для наиболее изученных — фенолов — в табл. VI-5 и VI-6. Существенно, что эта простая модель (по которой скорость трансформации вещества линейно зависит от его концентрации) формально согласуется с экспериментальными данными, даже когда скорость трансформации органического вещества в действительности не зависит от его концентрации, а определяется скоростью развития микроорганизмов. Однако это формальное соответствие характерно только для экспоненциальной фазы роста микроорганизмов в период лаг-фазы и стационарной фазы их развития модель даже чисто формально не соответствует экспериментально наблюдаемой картине. Поэтому при обработке экспериментальных данных соответствующие этим фазам периоды трансформации веществ обычно не учитываются, и количественно оцениваются лишь не имеющие перегиба и плато участки кривых с экспоненциальным снижением концентрации веществ. Однако даже на этих участках кривых модель не адекватна, о чем свидетельствует изменение константы скорости во времени и ее зависимость от начальной концентрации вещества. Следовательно, эта модель и особенно полученные в экспериментах значения константы скорости не могут непосредственно использоваться для расчета скорости самоочищения вод в природных условиях, г [c.151]

    Иод. йод находится в организме в виде йодсодержащих органических соединений. Значение йода исключительно велико, так как он является необходимой составной частью тироксина — гормона щитовидной железы. [c.241]

    В табл. 10.2 приве.лены значения С- для различных продуктов, образующихся при радиолизе важнейшего экстрагента — ТБФ. Разброс в значениях величины С е табл. 10.2 объясняется серьезными трудностями, возникающими при ее измерении. Очень важно отметить сравнительно высокий выход диалкилфосфата, моно-алкилфосфата и газообразного водорода. При радиолизе органических соединений значения О для основных продуктов находятся обычно в пределах 0,5—5. Образование в процессе переработки горючего алкил-фосфатов приводит к необходимости очистки экстра- [c.229]

    Часть 4 (1961 г.). Теплофизические и термодинамические свойства элементов и соединений. Теплоты сгорания органических соединений. Теплоемкость, энтропия, теплоты образования, свободная энергия образования, изменения теплосодержания и теплоемкости при плавлении, испарении и пр. для элементов, неорганических и органических соединений. Значения термодинамических функций в зависимости от температуры для элементов и некоторых неорганических и органических соединений. Величины эффекта Джоуля — Томсона и изотермического эффекта Дросселя. Термодинамические функции растворов металлов. Теплоты адсорбции, смачивания, нейтрализации и др. [c.97]

    Органические молекулярные соединения образуются в результате присоединения друг к другу двух валентно-насыщенных молекул. Эти соединения (продукты присоединения) часто бывают устойчивы лишь в кристаллическом состоянии и при плавлении или растворении в боль- шей или меньшей степени диссоциируют на компоненты. В зависимости от того, какие компоненты принимают участие в образовании молекулярного соединения, различают чисто органические и неорганически-органические молекулярные соединения. Известно очень много различных молекулярных соединений, принадлежащих к разным классам органических соединений. Значение их исключительно велико. [c.839]

    Номенклатура. Фуран представляет собой дважды ненасыщенное гете—роциклическое соединение, содержащее 4 атома углерода и 1 атом кислорода. Он является родоначальником большой группы органических соединений, значение которых все более возрастает. Это соединение упоминалось ранее под названием фурфуран, но впоследствии за ним твердо укоренилось наименование фуран. Существует два способа для обозначения положения заместителя в фурановом кольце—при помощи греческих букв или по обычным правилам нумерации положения в любом гетероцикле (I). С годами нашли общее применение некот- оые термины, введенные для обозначения радикалов— производных фурана. i мерами могут служить такие наименования радикалов, как а-(или 2-) фурил (И), а-(или 2-) фурфурил (III) и а-(или 2-) фуроил (IV). Подобный же ряд радикалов возможен и для р-(или 3-) положения. Аналогия радикалов II, III и IV с фенильным, бензильным и бензоильным радикалами очевидна. [c.95]

    Важным выводом из анализа скорости кристаллизации полимеров является заключение о наличии в полимерах поверхностей раздела, характеризующихся необычно высокими для органических соединений значениями поверхностных энергий. Значения поверхностных энергий вдоль оси макромолекул а не отличаются от соответствующих значений для низкомолекулярных соединений, поскольку цепное строение макромолекул не оказывает влияния на эти значения. Оно проявляется лишь в областях, перпендикулярных осям макромоле- [c.112]