Д/З по Химии и Биологии на 10.12.2025год
план-конспект

Для 1ГД , написать конспект и ответить на вопросы

Антропогенное загрязнение среды.

Человек, в отличие от всех других живых организмов, не приспосабливался к окружающей его среде, а стремился сделать ее удобной для своей жизни.

После появления земледелия, скотоводства, а затем добычи и использования  полезных ископаемых человек сам начал активно вмешиваться в формирование естественного круговорота веществ, вовлекая в круговорот вещества, накопленные былыми биосферами: ископаемые углеводороды, железо и другие полезные ископаемые.

В 18 веке были сделаны научные открытия, которые вызвали бурное развитие промышленного производства. Это усилило воздействие человека на биосферу. С появлением современной индустрии пресс человечества на окружающую среду резко возрос (строятся города, уничтожаются леса и болота). Уменьшение биологического разнообразия естественной среды является одной из причин нарушения равновесия в природе.

Редуценты (микроорганизмы) уже не могут переработать все отходы, вырабатываемые человеческим обществом. Создаются химические вещества, которые невозможно разрушить биологическим путем (многие пластмассы).

Происходит быстрое истощение невозобновляемых  (нефть) природных ресурсов биосферы (живая оболочка

планеты). Все это ведет человечество к  экологическому кризису.

                     Пути выхода из экологического кризиса.

Первый – положиться на волю стихии, которая приведет к уничтожению человечества.

Второй путь – разработка разумной стратегии, общей для всего человечества, то есть преобразование биосферы Земли, по определению В.И.Вернадского, в «ноосферу»- «сферу разума».

       Человек – лишь один из биологических видов на нашей планете, и свою деятельность необходимо строить исходя из того, что биосфера без человека существовала и может существовать, человек вне биосферы существовать не может.

1. С какого момента человек выделился из остальной природы? В чем его жизнь стала отличаться от жизни других живых существ?
2. Почему в настоящее время всё острее ставиться вопрос о надвигающемся экологическом кризисе на нашей планете?
3. Существуют ли пути преодоления экологического кризиса?
4. Что В.И.Вернадский понимал под ноосферой?

Для 12ПКД  Решение задач

1. Напишите реакции в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде:

2. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в реакциях:

3. Напишите схемы гидролиза веществ: Na2S, FeCl2.

4. Задача. На 200 г 15%-го раствора гидроксида калия подействовали 100 г 20%-й азотной кислоты. Найти массу нитрата калия.

Для 12ГД. Написать конспект

Органическая химия – химия соединений углерода.

Органическая химия – наука, изучающая углеводороды, их производные, свойства этих соединений и их взаимопревращения.

Углеводороды – это органические соединения, состоящие из двух элементов - углерода и водорода.

Особенности органических веществ:

1. В составе - углерод и водород.
2. Горючи – при горении образуется вода и углекислый газ.
3. Большая молекулярная масса.
4. Все вещества можно расположить в гомологические ряды.
5. Характерна изомерия.

Гомологи – вещества сходные по строению и свойствам, но отличающиеся друг от друга на одну или несколько

групп атомов - CH2.

CH2 - гомологическая разность.

Гомологический ряд – ряд гомологов.

Изомеры – вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу,

но различное химическое строение и обладающие, поэтому разными свойства.

Причина многообразия органических веществ:

Способность атомов углерода многократно соединяться между собой, при этом образуются различные углеродные цепи:

Строение атома углерода.

Электронное облако - пространство вокруг ядра, в котором есть вероятность нахождения электрона.

Орбиталь – пространство вокруг ядра, в котором заключено 90% электронного облака.

s-орбиталь- электронное облако в форме шара.

p-орбиталь- электронное облако в форме объёмной восьмерки.

Валентность - способность атома присоединять или замещать определенное число других атомов с образованием химической связи.

Ковалентная химическая связь - возникает за счет перекрывания электронных облаков с образованием общей электронной пары.

π –связь(пи – связь) - это связь, которая образуется в результате перекрывания орбиталей вне линии соединяющей ядра двух атомов.

σ-связь(сигма-связь) - это связь, которая образуется в результате перекрывания орбиталей вдоль линии соединяющей ядра двух атомов.

σ-связь π –связь

Валентный угол – угол между гибридными облаками.

Длина связи – среднее расстояние между двумя ядрами атомов

(измеряется в нанометрах – 1нм=10-9м)

Химическая связь тем прочнее, чем меньше её длина.

Энергия связи – количество энергии, которую необходимо затратить для разрыва химической связи в молекуле. Энергия связи указывает на прочность молекулы.

Энергия σ-связи – 350 кДж

Энергия π -связи – 270 кДж

Состав и строение этана, этена, этина.

Запомните:

Простая (одинарная связь) – это всегда σ-связь.

Двойная связь – это одна σ-связь и одна π- связь.

Тройная связь - это одна σ-связь и две π- связи

Общие формулы углеводородов:

СnH2n+2 –алканы (все связи одинарные)

СnH2n –алкены (одна двойная, остальные одинарные)

СnH2n –циклоалканы (цикл с одинарными связями)

СnH2n -2 –циклоалкены (цикл с одной двойной связью)

СnH2n -2 –алкадиены (две двойные, остальные одинарные)

СnH2n -2 –алкины (одна тройная, остальные одинарные)

СnH2n-6 –арены (цикл из шести атомов углерода с чередующимися двойными и одинарными связями)

корень:

Для 32 ПКД . Ознакомиться и написать конспект

Экстракция

Экстра́кция (от лат. extraho — извлекаю) — способ извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстраге́нта). Объекты, из которых извлекают соответствующие соединения, могут быть твердыми веществами и жидкостями. Поэтому процессы извлечения подразделяют на экстракцию в системе твердое тело — жидкость и на экстракцию в системе жидкость — жидкость (жидкостную экстракцию).

Для экстракции веществ в системе твердое тело — жидкость в качестве экстрагентов применяют органические растворители. Извлечение соответствующих веществ из твердых тел водой называется выщелачиванием.

Экстракция находит свое применение в таких сферах как:

-фармацевтическая,

-пищевая,

-нефтеперерабатывающая,

-химическая,

-металлургическая и др. отраслях промышленности.

Процесс экстракции включает 3 последовательные стадии:

- смешивание исходной смеси веществ с экстрагентом,

- разделение (расслаивание) механическим способом двух образующихся фаз,

- удаление экстрагента из обеих фаз.

Достоинствами экстракции являются:

- низкие рабочие температуры,

- повышается эффективность извлечения веществ из разбавленных растворов,

- близкокипящие компоненты и азеотропные смеси возможно разделить,

- возможно сочетание с другими технологическими процессами как ректификация, кристаллизация,

- простота оборудования и приемлемость её автоматизации.

Простейший способ экстракции из раствора — однократная или многократная промывка экстрагентом в делительной воронке. Делительная воронка представляет собой сосуд с пробкой и краном для слива нижнего слоя жидкости. Для непрерывной экстракции используются специальные аппараты —экстракторы.

Рисунок 1 - Делительная воронка

Экстракционные аппараты

Колонные экстракторы для системы жидкость—жидкость разделяют на аппараты без подвода энергии и с подводом энергии.

К первым относятся распылительные, насадочные и ситчатые экстракторы, ко вторым — смесительно-отстойные, роторные, пульсационные, вибрационные

Распылительные экстракционные аппараты представляют собой полые колонны, в которых одна из фаз движется сплошным потоком, а другая-в виде капель. Эти аппараты просты по конструкции, но малоэффективны.

Насадочные экстракционные колонны по конструкции аналогичны насадочным колоннам для процессов ректификации и абсорбции. В качестве насадки в них используют преимущественно кольца Рашига, которые укладывают на опорные решетки колосникового типа.

Распылительные колонны

Распылительный колонный экстрактор представляет собой полую колонну, внутри которой имеются лишь устройства для ввода легкой и тяжелой фаз. На рисунке 2 показан распылительный экстрактор, в котором диспергируется легкая фаза, поступающая в корпус 1 через распределитель 2. Проходя через отверстия распределителя, легкая фаза в виде капель движется снизу вверх сквозь тяжелую фазу, заполняющую смесительную зону колонны. К этой зоне сверху и снизу примыкают отстойные зоны, обычно имеющие больший по сравнению со смесительной зоной диаметр для лучшего отстаивания жидкостей.

Рисунок 2 - Распылительный колонный экстрактор: 1—корпус; 2—распылитель легкой жидкости (дисперсной фазы); 3 — трубы для ввода тяжелой жидкости (сплошной фазы); 4 — гидравлический затвор; 5 — регулирующий вентиль.

Вверхней отстойной зоне капли сливаются и образуют слой легкой фазы, которая отводится сверху колонны. Тяжелая жидкость поступает через трубы 3 и движется в виде сплошной фазы сверху вниз. Она удаляется из колонны через гидравлический затвор 4, с помощью которого достигается полное заполнение жидкостью корпуса колонны.

В соответствии с высотой перелива тяжелой жидкости устанавливается положение уровня раздела фаз в колонне. Снижая высоту перелива, можно перемещать уровень раздела в любое сечение смесительной зоны, а также в нижнюю отстойную зону колонны. Обычно в промышленных экстракторах положение уровня раздела фаз автоматически регулируется вентилем 5, установленным на выходе тяжелой жидкости из колонны, который соединяется с датчиком, контролирующим положение уровня раздела.

Каждой скорости тяжелой жидкости должна соответствовать некоторая предельно-допустимая скорость легкой жидкости, и наоборот. С увеличением скорости легкой жидкости возрастает число капель в единице объема аппарата и их движение происходит во все более стесненных условиях. В результате увеличивается объемная доля диспергируемой фазы (ее задержка в аппарате), что уменьшает долю поперечного сечения, свободного для прохода сплошной фазы. Это, в свою очередь, вызывает возрастание локальных скоростей сплошной фазы, которая начинает уносить все большее число капель в направлении, обратном направлению движения дисперсной фазы. Возникают циркуляционные токи дисперсной фазы, т. е. обратное перемешивание, которое существенно уменьшает движущую силу и соответственно интенсивность массопередачи в распылительных экстракторах.

Возрастание уноса приводит в конечном счете к образованию второй поверхности раздела фаз в нижней отстойной зоне (см. рисунок 2), нарушению противотока и «захлебыванию» колонны.

Аналогичное влияние оказывает уменьшение доли поперечного сечения аппарата распределителем для диспергируемой фазы: капли укрупняются и легко увлекаются сплошной фазой. Для того чтобы по возможности свести к минимуму явления, ускоряющие «захлебывание», распределитель дисперсной фазы устанавливают в нижней расширенной части колонны, где скорость сплошной фазы уменьшается, а сплошную фазу вводят, как показано на рис. 1, чтобы устранить возмущение потока на входе в колонну.

Распылительные экстракторы отличаются высокой производительностью, но вместе с тем очень низкой интенсивностью массопередачи, обусловленной обратным (продольным) перемешиванием. Величина ВЕП в них достигает нескольких метров. Это является основной причиной весьма ограниченного промышленного применения распылительных колонн.

Пульсационные экстракторы

Введение дополнительной энергии в жидкости путем сообщения им возвратно-поступательных колебаний (пульсаций) возможно двумя способами:

1. с помощью вибрирующих внутри аппарата перфорированных тарелок, укрепленных на общем штоке, которому сообщается возвратно-поступательное движение;

2. посредством специального механизма (пульсатора), находящегося вне аппарата: создаваемые пульсатором колебания гидравлически передаются жидкостям в экстракторе (см. рис.6).

Второй способ более экономичен и осуществляется при отсутствии движущихся частей в самом аппарате. Поэтому экстракторы с выносными пульсаторами применяются наиболее часто.

Пульсации способствуют лучшему дроблению диспергируемой фазы на капли и соответственно увеличению поверхности контакта фаз, интенсивному их перемешиванию, а также увеличению времени пребывания диспергируемой фазы и ее задержки в колонне.

Ряд исследований показал, что возрастание эффективности под действием пульсаций достигается благодаря увеличению поверхности контакта фаз, в то время как коэффициент массопередачи несколько уменьшается из-за продольного перемешивания.

В принципе использование пульсаций как средства интенсификации массообмена при экстракции возможно в экстракторах различных конструкций. Известны, например, распылительные, насадочные, ситчатые и смесительно-отстойные экстракторы, работающие с пульсированием жидкостей. Наиболее распространены ситчатые и насадочные пульсационные экстракторы.