Значение органических соединений: Органическая химия — Википедия – Примеры значения органических веществ. Предмет органической химии. Особенности органических соединений. Источники органических веществ. Значение органических веществ

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 NH

4CNO, 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."