|
|
|
|
 Far |
| WinNavigator |
| Frigate |
| Norton
Commander |
| WinNC |
| Dos
Navigator |
| Servant
Salamander |
| Turbo
Browser |
|
|
| Winamp,
Skins, Plugins |
| Необходимые
Утилиты |
| Текстовые
редакторы |
| Юмор |
|
|
|
File managers and best utilites |
Химия в повседневной жизни общества. Реферат химия в быту
Реферат: Химия в быту
Быстрое развитие химической промышленности вызвало к жизни появление огромного количества разнообразных товаров бытовой химии, которые получили широкое признание. У нас в стране на прилавки магазинов ежегодно ложатся миллиарды упаковок различных химических препаратов, число наименований которых достигает сейчас более тысячи. С помощью этих препаратов мы куда легче, чем когда-то, стираем, подсиниваем и подкрахмаливаем белье, чистим ковры и одежду, красим, клеим, ухаживаем за растениями в комнате и на приусадебном участке и т. д.Популярность товаров бытовой химии неуклонно растет, расширяется области их применения, увеличивается выпуск. Естественно, что покупателю (а иногда и продавцу) становится труднее и труднее ориентироваться в этом море товаров. Мы надеемся, что им помогут подробное описание бытовых химических препаратов, рекомендации по их применению и некоторые полезные советы, приведенные в книге. Вряд ли Вы, читатель этой книги, будете читать ее от начала до конца, вероятно вы будете заглядывать в ту или иную главу по мере надобности. Однако мы рекомендуем сначала набраться терпения, и прочитать это введение полностью, так как в нем изложены самые необходимые сведения общего характера. Использование химических веществ в быту — отнюдь не изобретение нашего времени, детищем которого является промышленность бытовой химии. Есть немало сведений о том, что еще задолго до нашей эры люди применяли хотя и несовершенные, но все же достаточно эффективные химические вещества. В гробнице египетского фараона Тутанхамона археологи обнаружили благовония, сохранившие аромат в течение тридцати веков. Вообще в далеком прошлом химические вещества особенно часто применялись в культовых обрядах и в косметике. Во время религиозных церемоний в курильницах зажигали благовонные смеси. Восточные поэты воспевали насурьмленных красавиц. Мумии египетских фараонов сохранились до наших дней, так как -села их были хорошо забальзамированы. В древних рукописях мы находим упоминания о маслах и составах для полирования дерева и камня, средствах для дезинфекции и для консервирования пищи. Начиная с I века до н. э. в культурных центрах Средиземноморья широкое распространение получило мыло. Немало рецептов бытовых химических препаратов существовало в то время в Индии, Китае, в государствах Средней Азии и Закавказья. Широко использовались химические средства в повседневной жизни в средние века. Развитие городов, ремесел, торговых связей в немалой степени этому способствовало. Химические средства с древних времен применялись и на Руси. Особенно развито было солеварение, обработка и выделка кож, переработка пчелиного YC развитием письменности появляются и советы по бытовой химии. Так, в одном из старинных русских лечебников дается такой совет: «Если хочешь, чтоб тебя не ели комары, то возьми платок, смочи его дегтем и положи на голову, на шапку». С древних времен применялся для стирки щелок, который готовили из древесной золы; широко был распространен и сохранился до наших дней способ отбеливания тканей путем попеременного замачивания и выстегивания их на солнце. Издавна люди научились применять для чистки изделий из цветных металлов подручные средства, причем некоторые из них не потеряли своего значения до сих пор. Например, для чистки бронзы в разных странах использовалось кислое молоко. На Руси для чистки самоваров применяли ягоды бузины, золу, мел, капустный рассол. Конечно, большинство таких рецептов, удачно и обычно случайно найденных, передавались от отца к сыну. Многие открытия держались в строгом секрете, особенно это относится к работам алхимиков. Любопытно отметить, что один из первых патентов в мире имел прямое отношение к бытовой химии. Речь идет об английском патенте № 4 от 1617 г., в котором предлагается новый способ защиты доспехов от ржавчины с помощью покрытия их специальным маслом. Более поздние достижения бытовой химии хорошо известны и многие из них сохранили свое значение до наших дней. Безусловно, они были связаны с успехами химии как науки, с появлением возможности применять более или менее чистые химические вещества или смеси таких веществ, использовать химические продукты, которые стала выпускать промышленность в конце XVIII — в начале XIX века спешная разработка методов получения искусственных красителей оказала огромное влияние на развитие текстильной промышленности. Те же красители стали использоваться в быту. Благодаря работам русских и зарубежных ученых были заложены основы дезинфекции, и дезинфицирующие средства быстро завоевали признание не только в медицине, но и в быту? Как известно, несмотря на выдающиеся открытия русских ученых-химиков, химическая промышленность в царской России была развита слабо; многие химические препараты ввозили из-за рубежа. Только в годы первых пятилеток была заложена основная база химической промышленности. Однако потребность народного хозяйства в многочисленных химических продуктах, в том числе предназначенных для быта, удовлетворялась далеко не полностью. Хотя объем производства товаров бытовой химии все же неуклонно возрастал, ассортимент их оставался бедным, высококачественных препаратов выпускалось мало. Становление производства товаров бытовой химии как важнейшей подотрасли химической промышленности началось после XXIII съезда КПСС. С 1965 г. в системе Министерства химической промышленности СССР существует Главное управление по производству товаров бытовой химии, возникли крупные институты, занимающиеся исследованиями в области бытовой химии. В 1968 г. при Министерстве химической промышленности СССР создается Всесоюзное объединение по производству химических товаров народного потребления «Союзбытхим», обеспечивающее проведение единой технической политики в области производства этих товаров в целом по стране. Под руководством «Союзбыт-хима» выпуск товаров бытовой химии концентрируется на крупных специализированных предприятиях, объединениях, оснащенных современным высокопроизводительным оборудованием. Крупные производства по выпуску товаров бытовой химии созданы на предприятиях азотной, хлорной и других отраслей химической промышленности. Развивается выпуск и совершенствуется ассортимент товаров бытовой химии, выпускаемых на предприятиях Министерства пищевой промышленности (синтетические моющие средства и др.), Министерства нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, предприятиях местной промышленности и др. Интенсивно развивается производство лакокрасочной продукции для населения на предприятиях Всесоюзного объединения «Союзкраска», кинофотоматериалов и фотореактивов — на предприятиях Всесоюзного объединения «Союзхимфото», изделий из пластмасс — на предприятиях всесоюзных объединений «Союз-химпласт» и «Союзпластпереработ-ка», изделий из стеклянного волокна и стеклопластиков — на предприятиях Всесоюзного объединения «Союзстеклопластик».
О ТОВАРАХ БЫТОВОЙ ХИМИИ
Нам ежедневно приходится иметь дело с товарами бытовой химии, причем с самыми разными и по назначению, и по составу, и по внешнему виду. На первый взгляд кажется, что все они нам хорошо знакомы. Но это далеко не так. Прислушайтесь — продавцы не успевают отвечать на вопросы. В этом разделе мы попытаемся дать общую характеристику всех видов товаров бытовой химии различного назначения. Начнем с упаковки — первого, что бросается в глаза. Упаковка — это не просто тара. На ней обычно кратко описан способ применения данного препарата. Все чаще упаковка имеет теперь специальные приспособления, которые облегчают скрывание самой тары, применение препарата, его дозировку и нанесение. Речь идет, например, о колпачке-мернике на флаконе, поролоновой губке на тубе с пастой, о дополнительных устройствах, вложенных в упаковку— например распылитель для жидких препаратов. Особое место занимают препараты в аэрозольной упаковке, которые, несомненно, наиболее удобны. Поговорим о них подробнее. Обычно — это алюминиевый или жестяной (реже — стеклянный) баллон емкостью от 30 до 1000 см3. Посмотрите на рисунок, и Вы увидите, что на верхней части корпуса баллона 1 установлен клапан 2 и распылительная головка 3. Для предохранения клапана и головки от поломки их закрывают защитным колпачком 4. Внутри баллона, как правило, устанавливают так называемую сифонную трубку 5, по которой жидкость в смеси с пропиленом может поступать к клапану 2. На заводе каждый баллон заполняют смесью двух жидкостей, взятых в определенном соотношении: раствором того или иного препарата в спиртах, эфирах или других растворителях и инертным легкоиспаряющимся веществом — пропиленом (фторуг-леводороды, двуокись углерода, жидкая смесь пропана и бутана). Пары пропилена создают в баллоне при комнатной температуре давление, почти в три раза превышающее атмосферное. Если нажать на распылительную головку 3, клапан 2 открывается и смесь жидкостей под давлением паров пропилена выбрасывается в атмосферу через сифонную трубку 5, клапан 2 и распылительную головку 3 в виде струи. При этом находящийся в смеси пропилена почти мгновенно испаряется и в воздухе образуется плотное облачко из множества мельчайших жидких капелек или твердых .частиц (аэрозоль). Расход препарата — примерно 1 мл/сек« Существуют аэрозольные баллоны, из которых препарат выходит в виде пены (например, пенные средства для чистки ковров) или пасты. В последнее время наблюдается тенденция к сокращению использования фторуглеродов (фреонов) в качестве пропиленов. Их стремятся заменять другими пропиленами или вообще использовать баллоны другой конструкции — с механическими распылителями (поршневые, курковые и др.). Преимущества аэрозольной упаковки очевидны. Аэрозольный баллон всегда готов к работе — достаточно нажать на распылительную головку, и он начинает действовать. Аэрозольный баллон компактен, дает возможность экономно расходовать препарат и равномерно наносить его на обрабатываемую поверхность. Наконец, находящийся в баллоне препарат не соприкасается с кислородом воздуха, и это позволяет сохранить его качественные показатели длительное время. Теперь внимательно ознакомьтесь со способом применения купленного Вами препарата (указанным на этикетке). Это позволит понять, можно ли препарат применять сразу или надо сначала разбавить его водой, нужно ли аэрозольный баллон встряхивать перед употреблением и каким должно быть расстояние от распылительной головки до обрабатываемой поверхности, рассчитан ли препарат на однократное использование или его надо расходовать понемногу, отбирая каждый раз столько, сколько требуется. Вы узнаете также, является ли приобретенное средство универсальным (например, стирает ткани всех типов) или имеет строго целевое назначение (стирает, допустим, только изделия из шерсти и синтетических тканей). При этом надо иметь в виду, что встречаются такие препараты, которые обладают, так сказать, двояким действием (например, эмульсия «Велте» одновременно и отбеливает, и подкрахмаливает белье), и препараты, которые Вы сами можете использовать для различных целей (например, всем известный медный купорос, пригодный и для защиты растений от вредителей, и для борьбы с домовым грибком, и для промывки потолков и стен перед меловой побелкой). Взгляните еще раз на упаковку. Все ли Вы прочли? Вам уже известно назначение препарата, Вы знаете способ его применения. Но, если он не разового употребления, на этикетке или таре должно быть сказано о гарантийном сроке хранения (в большинстве случаев — 12 месяцев), а также об условиях правильного хранения, если, например, препарат боится высокой или низкой температуры, сырости и т. д. В нашей стране все товары бытовой химии перед тем как поступают в продажу проходят длительные и всесторонние испытания в медицинских учреждениях. Только в том случае, если результаты испытаний окажутся положительными, органы Министерства здравоохранения дают разрешение на продажу их населению. Таким образом, если соблюдать правила обращения, указанные в инструкции (а ею снабжается каждая упаковка), то любой, даже ядовитый препарат бытовой химии будет безопасным. По степени опасности для человека препараты можно разделить на три группы: безопасные, ядовитые, пожароопасные. К безопасным относятся моющие, подсинивающие и подкрахмаливающие средства, многие отбеливающие и чистящие средства, большинство минеральных удобрений. Средства для борьбы с бытовыми насекомыми и грызунами, химические средства защиты растений, некоторые пятновыводимые и клеящие средства, отдельные виды автокосметики ядовиты, с ними необходимо обращаться осторожно. Такие препараты обязательно снабжают надписью «Яд» или «Ядовито». Многие пятновыводимые, полирующие и клеящие средства, препараты для ухода за изделиями из кожи, некоторые жидкие чистящие препараты, средства для борьбы с бытовыми насекомыми, химические средства защиты растений и минеральные удобрения пожароопасны. Пожароопасны также препараты в аэрозольной упаковке. Хранить такие препараты надо вдали от источников тепла. Вот теперь Вы знаете о приобретенном препарате почти все, кроме... его химического состава. Иногда и об этом можно найти сведения на упаковке или в инструкции по применению. Но мы не думаем, что отсутствие таких сведений Вас сильно огорчит. Поверьте, химики постарались подобрать как можно более подходящий состав, чтобы сделать данное средство максимально эффективным. Для правильного применения товаров бытовой химии полезно располагать некоторыми сведениями относительно особенностей и свойств синтетических полимерных материалов — пластмасс, пленок, волокон и тканей из них.
Плюсы и минусы химии.
|
|
www.referatmix.ru
Проектная работа на тему: "Химия в быту"
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАЗАНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Химия в Быту
Проектная работа
Работу выполнил студент КМК
Закамский Станислав Романович,гр.5102-ок.
Руководитель: преподаватель по химии Сагдиева М.С.
Казань 2015г.
Содержание
Стр.
Введение………………………………………………………………………3-5
Глава 1. Химические частицы в организме человека
1.2 Химические элементы в организме человека……..……..4-9
1.2 Антидоты………………………………………………………….9
Глава 2. Химия в домашних условиях
2.1 Поваренная соль………..……………………..………..…10-11
2.2 Мыла и моющие средства..………………..…………….....11-14
Глава 3. Химия в гигиене и косметике
3.1 Химические средства гигиены и косметики……………15-16
3.2 Косметические средства…….……………...……..……..16-18
Глава 4. Химия в земледелии
4.1 Навоз……………………………………………………...….19-20
4.2 Минеральные удобрения…………………………………20-21
Глава 5. Круговорот веществ в природе
5.1 Биогеохимические круговороты……………………...….22-23
5.2 Круговорот кислорода…..…………………………….………24
5.2 Круговорот азота…….…..…………………………………25-26
Заключение……………………………………………………………………27
ВВЕДЕНИЕ
Цель: Исследовать Химию в Быту и ее применение.
Задачи: В моем проекте пойдет речь о химических веществах, применяемых в быту и облегчающих домашний труд, ведь бытовая химия - это не только стирка, уборка, но и покраска, очистка помещений, отдельных предметов быта.
Мы каждый день имеем дело с различными видами бытовой химии, начиная от обычного мыла и оканчивая красителями для машин, а также десятками видов, сотнями наименований продуктов химии, предназначенных для выполнения всех возможных домашних работ. Вот некоторые из них:
1)Химия на кухне и ванной
2)Химия в саду и огороде
3)Химия в организме человека
4)Химия в косметике и гигиене
ГЛАВА 1. В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
1.1 Химические элементы в организме человека
Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Пищевые продукты и питьевая вода способствуют поступлению в организм практически всех химических элементов. Они 
повседневно вводятся в организм и выводятся из него. Анализы показали, что количество отдельных химических элементов и их соотношение в здоровом организме различных людей примерно одинаковы.
Мнение о том, что в организме человека можно обнаружить практически все элементы периодической системы Д. И. Менделеева, становится привычным. Однако предположения ученых идут дальше — в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет какую-то биологическую функцию. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов. Несомненно, время и труд ученых прольют свет и на этот вопрос.
Биоактивность отдельных химических элементов. Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3 % (по массе). Это очень много. Если принять массу человека за 70 кг., то на долю металлов приходится 2,1 кг. По отдельным металлам масса распределяется следующим образом: кальций (1700 г), калий (250г.), натрий (70г.), магнии (42г.), железо (5г.), цинк (3г.). Остальное приходится на микроэлементы. Если концентрация элемента в организме превышает 10
2 %, то его считают макроэлементом. Микроэлементы находятся в организме в концентрациях 103—105 %. Если концентрация элемента ниже 105 %, то его считают ультрамикроэлементом. Неорганические вещества в живом организме находятся в различных формах. Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Уже сегодня установлено, что многие ферменты (биологические катализаторы) содержат ионы металлов. Например, марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо — в 70, медь — в 30, а цинк — более чем в 100. Естественно, что недостаток этих элементов должен сказаться на содержании соответствующих ферментов, а значит, и на нормальном функционировании организма. Таким образом, соли металлов совершенно необходимы для нормального функционирования живых организмов. Это подтвердили и опыты по бессолевой диете, которая применялась для кормления подопытных животных. Для этой цели многократным промыванием водой из пищи удаляли соли. Оказалось, что питание такой пищей приводило к гибели животных
Шесть элементов, атомы которых входят в состав белков и нуклеиновых кислот: углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера. Далее следует выделить двенадцать элементов, роль и значение которых для жизнедеятельности организмов известны: хлор, иод, натрий, калий, магний, кальций, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, молибден. В литературе имеются указания на проявление биологической активности ванадием, хромом, никелем и кадмием
Имеется большое число элементов, являющихся ядами для живого организма, например ртуть, таллий, свиней и др. Они оказывают неблагоприятное биологическое влияние, но без них организм может функционировать. Существует мнение, что причина действия этих ядов связана с блокированием определенных групп в молекулах протеинов или же с вытеснением из некоторых ферментов меди и цинка. Бывают элементы, которые в относительно больших количествах являются ядом, а в низких концентрациях оказывают полезное влияние на организм. Например, мышьяк является сильным ядом, нарушающим сердечно-сосудистую систему и поражающим печень и почки, но в небольших дозах он прописывается врачами для улучшения аппетита человека. Ученые считают, что микродозы мышьяка повышают устойчивость организма к действию вредных микробов. Широко известно сильное отравляющее вещество иприт S(СН2СН2С1)2. Однако в разбавленном в 20 000 тыс. раз вазелином под названием «Псориазина» его применяют против чешуйчатого лишая. Современная фармакотерапия пока еще не может обойтись без значительного числа лекарственных средств, в состав которых входят токсичные металлы. Как здесь не вспомнить поговорку, что в малых количествах лечит, а в больших — калечит.
Интересно, что хлорид натрия (поваренная соль) в десятикратном избытке в организме по сравнению с нормальным содержанием является ядом. Кислород, необходимый человеку для дыхания, в высокой концентрации и особенно под давлением оказывает ядовитое действие. Из этих примеров видно, что концентрация элемента в организме иногда играет весьма существенное, а порой и катастрофическое значение.
Железо входит в состав гемоглобина крови, а точнее в красные пигменты крови, обратимо связывающие молекулярный кислород. У взрослого человека в крови содержится около 2,6 г. железа. В процессе жизнедеятельности в организме происходит постоянный распад и синтез гемоглобина. Для восстановления железа, потерянного с распадом гемоглобина, человеку необходимо суточное поступление в организм около 25 мг. Недостаток железа в организме приводит к заболеванию — анемии. Однако избыток железа в организме тоже вреден. С ним связан сидероз глаз и легких — заболевание, вызываемое отложением соединений железа в тканях этих органов. Недостаток в организме меди вызывает деструкцию кровеносных сосудов. Кроме того, считают, что его дефицит служит причиной раковых заболеваний.
В некоторых случаях поражение раком легких у людей пожилого возраста врачи связывают с возрастным снижением меди в организме. Однако избыток меди приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона). Для человека вред причиняют лишь большие количества соединений меди. В малых дозах они используются в медицине как вяжущее и бактериостазное (задерживающее рост и размножение бактерий) средство. Так, например, сульфат меди (II) CuSO4 используют при лечении конъюнктивитов в виде глазных капель (0,25 %-ный раствор), а также для прижиганий при трахоме в виде глазных карандашей (сплав сульфата меди (II), нитрата калия, квасцов и камфоры). При ожогах кожи фосфором производят ее обильное смачивание 5 %-ным раствором сульфата меди (II).
Давно замечено бактерицидное (вызывающее гибель различных бактерий) свойство серебра и его солей. Например, в медицине раствор коллоидного серебра, (колларгол) применяют для промывания гнойных ран, мочевого пузыря при хронических циститах и уретритах, а также в виде глазных капель при гнойных конъюнктивитах и бленнорее. Нитрат серебра AgNO3 в виде карандашей применяют для прижигания бородавок, грануляций и т. п. В разбавленных растворах (0,1—0,25 %-ные) его используют как вяжущее и противомикробное средство для примочек, а также в качестве глазных капель. Ученые считают, что прижигающее действие нитрата серебра связано с его взаимодействием с белками тканей, что приводит к образованию белковых солей серебра — альбуминатов.
В настоящее время, бесспорно, установлено, что всем живым организмам присуще явление ионной асимметрии — неравномерное распределение ионов внутри и вне клетки. Например, внутри клеток мышечных волокон, сердца, печени, почек имеется повышенное содержание ионов калия по сравнению с внеклеточным. Концентрация ионов натрия, наоборот, выше вне клетки, чем внутри нее. Наличие градиента концентраций калия и натрия — экспериментально установленный факт. Исследователей волнует загадка о природе калий-натриевого насоса и его функционирования. На разрешение этого вопроса направлены усилия многих коллективов ученых, как в нашей стране, так и за рубежом. Интересно, что по мере старения организма градиент концентраций ионов калия и натрия на границе клетки падает. При наступлении смерти концентрация калия и натрия внутри и вне клетки сразу же выравнивается.
Биологическая функция ионов лития и рубидия в здоровом организме пока не ясна. Однако имеются сведения, что введением их в организм удается лечить одну из форм маникально-депрессивного психоза.
Биологам и медикам хорошо известно, что важнуюроль в организме человека играют гликозиды. Некоторые природные гликозиды (извлекаемые из растений) активно действуют на сердечную мышцу, усиливая сократительные функции и замедление ритма сердца.
При попадании в организм большого количества сердечного гликозида может произойти полная остановка сердца. Ионы некоторых металлов влияют на действие гликозидов. Например, при введении в кровь ионов магния действие гликозидов на сердечную мышцу ослабляется Ионы кальция, наоборот, усиливают действие сердечных гликозидов
Некоторые соединения ртути также чрезвычайно ядовиты. Известно, что ионы ртути (II) способны прочно соединяться с белками. Ядовитое действие хлорида ртути (II) HgCl2 (сулемы) проявляется, прежде всего, в некрозе (омертвлении) почек и слизистой оболочки кишечника. В результате ртутного отравления почки теряют способность выделять из крови продукты жизнедеятельности организма.
Интересно, что хлорид ртути (I) Hg2Cl2 (древнее название каломель) безвреден для организма человека. Вероятно, это объясняется чрезвычайно низкой растворимостью соли, в результате чего ионы ртути не попадают в заметных количествах в организм.
Цианистый калий (Цианид калия) KCN — соль синильной кислоты HCN. Оба соединения являются быстродействующими и сильными ядами
При остром отравлении синильной кислотой и ее солями теряется сознание, наступает паралич дыхания и сердца. На начальной стадии отравления человек испытывает головокружение, ощущение давления во лбу, острую головную боль, учащенное дыхание, сердцебиение. Первая помощь при отравлении синильной кислотой и ее солями — свежий воздух, кислородное дыхание, тепло. Противоядиями являются нитрит натрия NaNO2 и органические нитросоединения: амилнитрит C5h21ONO и пропилнитрит C3H7ONO. Считают, что действие нитрита натрия сводится к превращению гемоглобина в мета-гемоглобин. Последний прочно связывает цианидные ионы в цианметагемоглобин. Этим путем дыхательные ферменты освобождаются от цианидных ионов, что и приводит к восстановлению дыхательной функции клеток и тканей.
В качестве противоядий на синильную кислоту широко используют серосодержащие соединения: коллоидную серу, тиосульфат натрия Na2S2O3, тетратионат натрия Na2S4O6, а также серосодержащие органические соединения, в частности, аминокислоты — глутатион, цистеин, цистин. Синильная кислота и ее соли при взаимодействии с серой превращаются в тиоцианаты в соответствии с уравнением
HCN + S → HNCS
Тиоцианаты же совершенно безвредны для человеческого организма.
С давних пор при опасности отравления цианидами рекомендовалось держать за щекой кусочек сахара.
В 1915г. немецкие химики Рупп и Гольце показали, что глюкоза взаимодействует с синильной кислотой и некоторыми цианидами с образованием нетоксичного соединения циангидрина глюкозы:
ОН ОН ОН ОН ОН Н ОН OH OН ОН ОН Н
| | | | | | | | | | | |
СН2—СН—СН—СН—СН—С = О + HCN → СН2—СН—СН—СН—СН—С—ОН
|
CN
(глюкоза) (циангидрин глюкозы)
Свинец и его соединения являются довольно сильными ядами.
В организме человека свинец накапливается в костях, печени и почках.
Весьма токсичны соединения химического элемента таллия, который относят к числу редких.
Следует указать, что все цветные и особенно тяжелые (расположенные в конце периодической системы) металлы в количествах выше допустимых ядовиты.
Углекислый газ в больших количествах содержится в организме человека и потому не может быть ядовитым. За 1 ч взрослый человек выдыхает примерно 20 л (около 40 г) этого газа. При физической работе количество выдыхаемого углекислого газа увеличивается до 35 л. Он образуется в результате сгорания в организме углеводов и жиров. Однако при большом содержании СО2в воздухе наступает удушье из-за недостатка кислорода. Максимальная продолжительность пребывания человека в помещении с концентрацией СО2 до 20 % (по объему) не должна превышать 2 ч. В Италии имеется получившая широкую известность пещера («Собачья пещера»), в которой человек стоя может находиться длительное время, а забежавшая туда собака задыхается и гибнет. Дело в том, что примерно до пояса человека пещера заполнена тяжелым (по сравнению с азотом и кислородом) углекислым газом. Поскольку голова человека находится в воздушном слое, то он не ощущает никаких неудобств. Собака же при ее росте оказывается в атмосфере углекислого газа и потому задыхается.
Врачи и биологи установили, что при окислении в организме углеводов до воды и углекислого газа на одну затраченную молекулу кислорода выделяется одна молекула СО2. Таким образом, отношение выделенного СО2 к поглощенному О2 (величина дыхательного коэффициента) равна единице. В случае окисления жиров дыхательный коэффициент равен примерно 0,7. Следовательно, определяя величину дыхательного коэффициента, можно судить, какие вещества преимущественно сгорают в организме. Экспериментально установлено, что при кратковременных, но интенсивных мышечных нагрузках энергия получается за счет окисления углеводов, а при длительных — преимущественно за счет сгорания жиров.
Полагают, что переключение организма на окисление жиров связано с истощением резерва углеводов, что обычно наблюдается через 5—20 мин после начала интенсивной мышечной работы.
1.2 Антидоты.
Антидоты — вещества, устраняющие последствия воздействия ядов на биологические структуры и инакгавирующие яды посредством химической
Жёлтая кровяная соль K4[Fe(CN)6] образует малорастворимые соединения с ионами многих тяжелых металлов. Это свойство используют на практике для лечения отравлений солями тяжелых металлов.
Хорошим антидотом при отравлениях соединениями мышьяка, ртути, свинца, кадмия, никеля, хрома, кобальта и других металлов является унитиол:
СН2—СН—Ch3SO3Na ∙ Н2О
| |
SH SH
(Универсальным антидотом является молоко)
ГЛАВА 2.ХИМИЯ НА КУХНЕ И В ВАННОЙ
2.1 Поваренная соль
Солевое голодание может привести к гибели организма. Суточная потребность в поваренной соли взрослого человека составляет 10-15 г. В условиях жаркого климата потребность в соли взрастает до 25-30 г.
Хлорид натрия нужен организму человека или животного не только для образования соляной кислоты в желудочном соке. Эта соль входит в тканевые жидкости и в состав крови. В последней ее концентрация равна 0,5—0,6 %.
Водные растворы NaCI в медицине используют в качестве кровезамещающих жидкостей после кровотечений и при явлениях шока. Уменьшение содержания NaCI в плазме крови приводит к нарушению обмена веществ в организме.
Не получая NaCI извне, организм отдает его из крови и тканей.
Хлорид натрия способствует задерживанию воды в организме, что, в свою очередь, приводит к повышению артериального давления. Поэтому при гипертонической болезни, ожирении, отеках врачи рекомендуют снижать суточное потребление поваренной соли. Избыток в организме NaCI может вызвать острое отравление и привести к параличу нервной системы.
Организм человека быстро реагирует на нарушение солевого баланса появлением мышечной слабости, быстрой утомляемостью, потерей аппетита, возникновением неутолимой жажды.
Поваренная соль обладает хотя и слабыми, но антисептическими свойствами. Развитие гнилостных бактерий прекращается лишь при ее содержании в 10—45 %. Это свойство широко используют в пищевой промышленности и при сохранении пищевых продуктов в домашних условиях.
При испарении морской воды при температурах 20— 35 °С вначале выделяются наименее растворимые соли — карбонаты кальция, магния и сульфат кальция. Затем выпадают более растворимые соли — сульфаты натрия и магния, хлориды натрия, калия, магния и после них сульфаты калия и магния. Порядок кристаллизации солей и состав образующихся осадков может несколько изменяться в зависимости от температуры, скорости испарения и других условий.
Поваренная соль, находящаяся на влажном воздухе, отсыревает. Чистый хлорид натрия — негигроскопичное вещество, т. е. не притягивает влагу. Гигроскопичны хлориды магния и кальция. Их примеси почти всегда содержатся в поваренной соли и благодаря им происходит поглощение влаги.
В земной коре довольно часто встречаются пласты каменной соли. Поваренная соль является важнейшим сырьем химической промышленности. Из нее получают соду, хлор, хлороводородную кислоту, гидроксид натрия, металлический натрий.
При изучении свойств почв ученые установили, что, будучи пропитанными хлоридом натрия, они не пропускают воду. Это открытие было использовано при строительстве оросительных каналов и водоемов. Если дно водоема покрыть слоем земли, пропитанной NaCl, то утечки воды не происходит. Для этой цели, конечно, применяют техническую соль. Строители используют хлорид натрия для устранения смерзания зимой земли и превращения ее в твердый камень. Для этого участки грунта, которые планируется вынимать, осенью густо посыпают NaCl. В этом случае в сильные морозы данные участки земли остаются мягкими.
Химики хорошо знают, что смешением мелкоизмельченного льда с поваренной солью можно получить эффективную охлаждающую смесь. Например, смесь состава 30 г NaCl на 100 г льда охлаждается до температуры -20 С0 происходит потому, что водный раствор соли замерзает при отрицательных температурах. Следовательно, лед, имеющий температуру около 0°С, будет плавиться в таком растворе, отнимая теплоту от окружающей среды. Это свойство смеси льда и поваренной соли могут с успехом использовать также и домохозяйки.
Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Ученые не располагают информацией о начале приготовления мыла в арабских странах и Китае. Самое раннее письменное упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23—79 гг.). В трактате «Естественная история» (в 37 томах), который, по существу, был энциклопедией естественно-научных знаний античности, Плиний писал о способах приготовления мыла омылением жиров. Мало того, он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды и поташа соответственно. Раньше для стирки одежды использовали щелок, получающийся от обработки золы водой. Скорее всего это было до того, как стало известно, что зола от сжигания топлива растительного происхождения содержит поташ.
Несмотря на то что в конце эпохи средневековья в разных странах существовала довольно развитая мыловаренная промышленность, химическая сущность процессов, конечно, была не ясна. Лишь на рубеже XVIII и XIX вв. была выяснена химическая природа жиров и внесена ясность в реакцию их омыления. В 1779 г. шведский химик Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется сладкое и растворимое в воде вещество. Решающий шаг на пути изучения химической природы жиров был сделан французским химиком Шеврелем. Он открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты, как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами. Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров.
Глицерин — трехатомный спирт. Жиры — сложные эфиры глицерина (глицериды) тяжелых одноосновных карбоновых кислот, преимущественно пальмитиновой СНз(СН2)14СООН, стеариновой СН3(СН2)16COOH и олеиновой СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН. Их формулу и реакцию гидролиза можно описать следующим образом:
Ch3OOCR1R1COONa Ch3OH
| |
CHOOCR2 + 3NaOH→R2COONa + СНОН
| |
Ch3OOCR3R3COONa Ch3OH
жир соли глице-
кислот рин
В состав различных жиров входят в различных соотношениях пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и другие кислоты. В растительных (жидких) жирах преобладают непредельные кислоты (содержащие этиленовые связи), а в животных (твердых) —- предельные кислоты, т. е. не содержащие двойных связей. Потребности в твердых животных жирах большие, чем в растительных. Поэтому жидкие растительные жиры переводят в твердые каталитической гидрогенизацией. В этом процессе остатки непредельных кислот в глицеридах превращаются (присоединением водорода) в остатки предельных кислот. Например,
Именно так получают кулинарные жиры, масло для обжаривания, салатное масло, а также жиры, идущие на производство маргарина. Гидрированные жиры называют саломаслами (сало из масла).
Если попытаться дать определение, то мытьем можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор. Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. Фобос по-гречески означает страх, боязнь. Значит, гидрофобность означает боящийся, избегающий воду. Филео — по-гречески — люблю, а гидрофильность — любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.
В производстве мыла давно используют канифоль, которую получают при переработке живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в цепи около 20 углеродных атомов. В рецептуру хозяйственного мыла обычно вводят 12—15 % канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл — не более 10 %. Введение канифоли в больших количествах делает мыло мягким и липким.
Процесс производства мыла состоит из химической и механической стадий. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор солей натрия (реже калия) жирных кислот или их заменителей (нафтеновых, смоляных). На второй стадии проводят механическую обработку этих солей — охлаждение, сушку, смешивание с различными добавками, отделку и упаковку.
Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи (NaOH) или раствором NaCl. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное таким образом мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора — отсолкой или высаливанием. При высаливании происходит повышение концентрации мыла и его очистка от белковых, красящих и механических примесей — так получают хозяйственное мыло.
Особое место среди наполнителей занимает сапонин, получаемый выщелачиванием некоторых растений и прежде всего мыльного корня. Он хорошо растворяется в воде и его растворы сильно пенятся. Поэтому сапонин используют для улучшения пенообразования и применяют для дорогих сортов мыл.
Кроме использования мыла в качестве моющего средства оно широко применяется при отделке тканей, в производстве косметических средств, для изготовления полировочных составов и водоэмульсионных красок. Имеется и не столь безобидное его применение. Алюминиевое мыло (алюминиевые соли смеси жирных и нафтеновых кислот) применяют в США для получения некоторых видов напалма — самовоспламеняющегося состава, используемого в огнеметах и зажигательных авиабомбах. Само слово напалм происходит от начальных слогов нафтеновой и пальмитиновой кислот. Состав напалма довольно простой — это бензин, загущенный алюминиевым мылом.
В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (стиральных порошков). Наибольшее практическое значение имеют соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10—15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой, например
Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния.
Следовательно, многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. Некоторые средства пригодны даже для стирки в морской воде. Синтетические моющие средства действуют не только в горячей воде, как это характерно для хозяйственного мыла, но и в воде при сравнительно низких температурах, что важно при стирке тканей из искусственных волокон. Наконец, концентрация синтетических моющих веществ даже в мягкой воде может быть гораздо ниже, чем мыла, полученного из жиров. Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную композицию, поскольку в них входят различные добавки: оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.
ГЛАВА 3. ХИМИЯ В ГИГИЕНЕ И КОСМЕТИКЕ
Слово гигиена происходит от греч. гигиенос, что означает целебный, приносящий здоровье, а косметика — от греч., означающее искусство украшать.
Одним из путей профилактики кариеса является очистка зубов и полоскание ротовой полости после приема пищи. Это приводит к предотвращению образования мягкого налета и зубного камня.
Трудно сказать, когда люди начали чистить зубы, но имеются сведения, что одним из древнейших препаратов для чистки зубов была табачная зола.
Важнейшим средством ухода за зубами являются зубные пасты. Они имеют меньшую истирающую способность по сравнению с порошками, более удобны в применении и характеризуются более высокой эффективностью. Зубные пасты — это многокомпонентные составы. Они подразделяются на гигиенические и лечебно-профилактические. Первые оказывают только очищающее и освежающее действие, а вторые, кроме того, служат для профилактики заболеваний и способствуют лечению зубов и полости рта.
Основные компоненты зубной пасты следующие: абразивные, связующие, загустители, пенообразующие. Абразивные вещества обеспечивают механическую очистку зуба от налетов и его полировку. В качестве абразивов чаще всего применяют химически осажденный мел СаСО3. Установлено, что компоненты зубной пасты способны влиять на минеральную составляющую зуба и, в частности, на эмаль. Поэтому в качестве абразивов стали применять фосфаты кальция: СаНРО4, Са3(РО4)2, Са2Р2О7, а также малорастворимый полимерный мета-фосфат натрия (NaРОз). Кроме того, в качестве абразивов в различных сортах паст применяют оксид и гидроксид алюминия, диоксид кремния, силикат циркония, а также некоторые органические полимерные вещества, например метилметакрилат натрия. На практике часто используют не одно абразивное вещество, а их смесь.
Из синтетических веществ широкое применение нашли производные клетчатки (хлопковой и древесной) — натрийкарбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилированные этиловый и метиловый эфиры целлюлозы или просто этиловый и метиловый эфиры целлюлозы.
Борьбу с кариесом при помощи лечебно-профилактических зубных паст ведут по двум направлениям: 1) укрепление минеральной ткани зуба; 2) предупреждение образования зубного налета. Первое достигается введением в пасты соединений фтора: монофторфосфата натрия, формулу которого условно можно записать в виде двойной соли NaF∙NaPO3, а также фторида натрия NaF и фторида олова (II) SnF2.
Существуют две точки зрения на влияние фторидных ионов на укрепление эмали зуба. 1. Ионы F переводят гидроксидапатит эмали СаОН(РО4)з в менее растворимый в кислотах фто-рапатит Ca5F(PO4)з. 2. В результате обменной реакции в пасте образуется CaF2, который адсорбируется на гидроксидапатите и предохраняет его от воздействия кислот. Известно также, что фторидные соединения способствуют подавлению жизнедеятельности бактерий, вызывающих образование в полости рта органических кислот. В настоящее время в антикариесных пастах стали широко использовать ферменты, а иногда в них вводят антибиотики.
3.2 Косметические средства.
В мире считается, что среди наиболее прибыльных отраслей промышленности на одном из первых мест стоит косметическая. Наблюдения показывают, что если нужно, то женщины могут отказать себе во многом, только не в том, что сделает их хотя бы чуточку красивее.
Искусство косметики уходит в далекое прошлое. Так, при раскопках найдены египетские мумии, ногти которых раскрашены. В усыпальницах египетских пирамид обнаружены натуральные краски и косметические инструменты, различные плитки для приготовления смеси красок и румян, сосуды для хранения мазей и масел. Найден письменный документ — папирус Эберса, в котором изложены косметические правила и рецепты. Его написание относят к пятому тысячелетию до новой эры.
Древние рукописи свидетельствуют, что уже тысячи лет назад женщины Востока подкрашивали веки в голубой цвет тончайшей пыльцой из толченой бирюзы. Бирюза — это природный минерал, имеющий состав СuА16(РО4)4(ОН)8∙4Н2О.
С незапамятных времен для подкрашивания бровей использовался мягкий природный минерал — сурьмяный блеск Sb2S3. В русском языке было выражение «сурьмить брови». Сурьмяный блеск поставлялся в различные страны арабами, которые называли его стиби. От этого названия и пошло латинское стибиум, означавшее в древности не химический элемент, а его сульфид Sb2S3. Природный сурьмяный блеск имеет цвет от серого до черного с синей или радужной побежалостью.
Достоверно известно, что в России косметические краски применялись в конце XVI и особенно широко в XVII в.
Промышленность выпускает перламутровые губные помады и кремы, а также шампуни с перламутровыми блесками. Перламутровый эффект в косметических средствах создается солями висмутила ВiOСl и BiO(NO3) или титанированной слюдой — перламутровым порошком, содержащим около 40 % ТiO2. Давно известны жемчужные или испанские белила. Их основным компонентом является BiO(NO3)2, образующийся при растворении нитрата висмута Bi(NO3)з в воде. В косметике эти белила используют для приготовления белого грима.
Для создания специальных косметических средств (гримов) применяют оксид цинка ZnO, получаемый прокаливанием основного карбоната (ZnOH)2CO3.
В медицине его используют в присыпках (в качестве вяжущего, подсушивающего, дезинфицирующего средства) и для изготовления мазей.
Косметические декоративные пудры — многокомпонентные смеси. В них входят: тальк, каолин, ZnO, TiO2, MgCO3, крахмал, цинковые и магниевые соли стеариновой кислоты, а также органические и неорганические пигменты, в частности Fe2O3. Тальк придает пудре сыпучесть и скользящий эффект. Его недостатком является способность впитываться в кожу и придавать жирный блеск. Тем не менее, в состав пудр он входит в количестве до 50—80 %. Каолин обладает высокой укрывистостью и способностью впитывать избыток жировых выделений кожи. Его повышенная гигроскопичность способствует слеживаемости и неравномерному распределению пудры на коже, поэтому каолин вводят не более 25 %. Оксиды цинка и титана обладают хорошей укрывистостью. Кроме того, оксид цинка обладает антисептическими свойствами и потому одновременно выполняет роль дезинфицирующей добавки. Эти оксиды вводят в пудры до 15 %. В больших количествах они приводят к сухости кожи. Крахмал придает коже бархатистость, а благодаря стеаратам цинка и магния пудра хорошо удерживается на коже и делает ее гладкой.
Компактная пудра в отличие от рассыпной содержит связующие добавки: натрийкарбоксиметилцеллюлозу, высшие жирные кислоты, воски, многоатомные спирты и их эфиры, минеральные и растительные масла. Они позволяют получать при прессовании брикеты определенной формы, которые сохраняют прочность при длительном употреблении.
В быту в качестве дезинфицирующего и отбеливающего средства широко используют растворы (3, 6, 10 %-ные) пероксида водорода. Более концентрированный — 30%-ный раствор пероксида водорода — называют пергидролем, Пероксид водорода — неустойчивое (особенно на свету) химическое соединение. Оно разлагается на воду и кислород:
2Н2О2 = 2Н2О + О2
В момент образования кислород находится в атомарном состоянии и лишь затем переходит в молекулярный:
2О = О2
Атомарный кислород обладает особенно сильным окислительным свойством. Благодаря ему растворы пероксида водорода разрушают красящие вещества и отбеливают ткани из хлопчатобумажных и шерстяных тканей, шелк, перья, волосы. Способность пероксида водорода обесцвечивать волосы используют в косметике. Она основана на взаимодействии атомарного кислорода с красящим веществом волос меланином — смесью сложных органических веществ. При окислении меланин переходит в бесцветное соединение. Следует помнить, что пергидроль вызывает ожоги кожи и слизистых оболочек.
В настоящее время для окраски волос имеется большой ассортимент различных органических красителей.
Иногда же для этой цели применяют соли серебра, меди, никеля, кобальта, железа.
В таком случае крашение волос осуществляют при помощи двух растворов. Один из них содержит соли данных металлов: нитраты, цитраты, сульфаты или хлориды, а второй — восстановители: пирогаллол, таннин и др. При смешении этих растворов ионы металлов восстанавливаются до атомов, которые и осаждаются на поверхности волос.
Наиболее распространенный лак для ногтей представляет раствор нитроцеллюлозы в органических растворителях. Нитроцеллюлозу получают нитрованием целлюлозы (хлопковой или древесной) смесью азотной и серной кислот. Она является сложным эфиром азотной кислоты и характеризуется общей формулой [С6Н7О2(ОН)3-X(ОNO2)X]N. В качестве растворителей используют амиловый эфир уксусной кислоты, ацетон, различные спирты, этиловый эфир, а также их смеси. В лак добавляют пластификаторы — касторовое масло или другие экстракты, которые препятствуют обезжириванию ногтей и предохраняют их ломкость.
ГЛАВА 4. ХИМИЯ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ
Земля как планета солнечной системы существует около 4,6 млрд. лет. Считают, что жизнь на ней зародилась 800—1000 тыс. лет назад. Ученые обнаружили следы деятельности первобытного человека, возраст которых оценивается 600—700 тыс. лет. Эра земледелия насчитывает всего лишь 17 тыс. лет.
За многомиллионные эпохи вода, воздух, а затем и живые организмы разрушали и измельчали каменные породы земной коры. Отмирая, живые организмы образовывали перегной или, как его называют ученые, гумус. Он смешивался с измельченной породой, склеивал и цементировал ее. Так зарождалась почва на нашей планете. Первая почва послужила основой развития последующих более крупных растений, которые, в свою очередь, способствовали новому ускоренному образованию гумуса. Еще с большим ускорением процесс почвообразования стал протекать с появлением животных, особенно населявших почвенный слой. Превращению органического вещества в гумус способствовали различного рода бактерии. Образование и распад органических веществ в почве считается главной причиной почвообразования.
Таким образом, почва состоит из минеральной и органической (гумуса) частей. Минеральная часть составляет от 90 до 99 % и более от всей массы почвы. В ее состав входят почти все элементы периодической системы Д. И. Менделеева
Почва как ионообменник из катионов «заряжена» главным образом ионами кальция Са2+, в меньшей мере — магния Mg2+ и еще в меньшей мере ионами аммония NH
, натрия Na+ и калия К+. Ионы кальция Са2+ и магния Mg2+ способствуют поддержанию прочной структуры почвы. Под структурностью почвы работники сельского хозяйства понимают ее способность распадаться на отдельные комочки. Ионы К+ или NH и особенно Na+, напротив, способствуют разрушению структурных агрегатов почвы и усиливают вымывание гумуса и минеральных веществ. Во влажном состоянии такая почва становится липкой, а в сухом — превращается в глыбы, не поддающиеся обработке (солонец). Вытекающая из такой почвы вода имеет цвет чайного настоя, что указывает на потерю гумуса.
Важное значение играет химическое связывание почвой анионов некоторых кислот. Нитратные NO
и хлоридные Сl анионы не дают малорастворимых соединений с катионами, обычно содержащимися в почве.
Напротив, анионы фосфорной, угольной, серной кислот образуют с ионами кальция малорастворимые соединения. Это и обусловливает химическую поглотительную способность почв.
4.1 Навоз.
В навозе в среднем содержится 0,5 % связанного в химические соединения азота, 0,25 % фосфора и 0,6 % калия. Содержание этих питательных элементов зависит от вида скота, характера скармливаемых кормов, от вида подстилки и других факторов. Кроме азота, фосфора и калия навоз содержит все элементы, включая и микроэлементы, необходимые для жизни растений. В качестве подстилки используют солому, опилки, но наилучшей считается торф. Подстилка позволяет лучше сохранять в навозе питательные вещества.
4.2 Минеральные удобрения.
В мире минеральные удобрения начали применять сравнительно недавно. Инициатором и активным поборником их использования в земледелии был немецкий химик Юстус Либих. В 1840 г. он выпустил в свет книгу «Химия в приложении к земледелию». В 1841г. по его почину в Англии была построена первая суперфосфатная установка. Калийные удобрения начали производить в 70-х годах прошлого века. Минеральный азот в то время поставлялся в почву с чилийской селитрой. Следует отметить, что в настоящее время считают рациональным вносить в почву фосфорные, калийные и азотные удобрения в отношении питательных веществ, примерно равном 1:1,5:3.
Азотсодержащие минеральные удобрения подразделяют на аммиачные, нитратные и амидные. К первой группе относится сам аммиак NНз (безводный и водные растворы) и его соли — прежде всего сульфат (Nh5)2SO4 и хлорид аммония Nh5CI. Ко второй группе селитры: натриевая NaNO3, калиевая KNO3 и кальциевая Ca(NO3)2. Промышленностью также выпускаются аммиачно-нитратные удобрения, например аммиачная селитра Nh5NO3. К амидным удобрениям относятся цианамид кальция СаСN2 и мочевина (карбамид) Nh3CONh3. Для уменьшения пыления цианамида кальция часто к нему добавляют до 3 % нефтяных масел. В результате такое удобрение имеет запах керосина. Цианамид кальция при гидролизе дает аммиак и карбонат кальция:
СаСN2 + 3h3O = СаСОз + 2Nh4
Природа создала много кладовых фосфорного сырья, в том числе и в нашей стране. Эти кладовые состоят из апатитов и фосфоритов. В группе минералов под общим названием апатиты наиболее распространены фосфаты состава Са5Х(РО4)з, где X = F, Cl, ОН. Соответствующие минералы называют фторапатитом, хлорапатитом, гидроксидапатитом. Наиболее распространен фторапатит. Апатиты входят в состав изверженных магматических пород. Осадочные породы, в которых содержится апатит с включениями частичек посторонних минералов (кварца, кальцита, глины и др.), называют фосфоритами.
В организме растений калий регулирует процесс дыхания, способствует усвоению азота и повышает накопление белков и Сахаров в растениях.
Для зерновых культур калий увеличивает прочность соломы, а у льна и конопли повышает прочность волокна. Калий повышает стойкость озимых хлебов к морозам и к перезимовке и овощных культур к ранним осенним заморозкам. Недостаток калия у растений проявляется на листьях. Их края приобретают желтую и темно-коричневую окраску с красными крапинками.
ГЛАВА 3. КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В ПРИРОДЕ
5.1 Биогеохимические круговороты.
В отличие от энергии, которая однажды использованная организмом, превращается в тепло и теряется для экосистемы, вещества циркулируют в биосфере, что и называется биогеохимическими круговоротами. Из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, около 40 нужны живым организмам. Наиболее важные для них и требующиеся в больших количествах: углерод, водород, кислород, азот. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза и расходуется организмами при дыхании. Азот извлекается из атмосферы благодаря деятельности азотофиксирующих бактерий и возвращается в неё другими бактериями.
Круговороты элементов и веществ осуществляются за счёт саморегулирующих процессов, в которых участвуют все составные части экосистем. Эти процессы являются безотходными. В природе нет ничего бесполезного или вредного, даже от вулканических извержений есть польза, так как с вулканическими газами в воздух поступают нужные элементы, например, азот.
Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах её развития, как и правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота в ходе сукцессии. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота. Ещё большую роль на биогеохимический круговорот оказывает человек. Но его роль осуществляется в противоположном направлении. Человек нарушает сложившиеся круговороты веществ, и в этом проявляется его геологическая сила, разрушительная по отношению к биосфере на сегодняшний день.
Когда 2 млрд. лет тому назад на Земле появилась жизнь, атмосфера состояла из вулканических газов. В ней было много углекислого газа и мало кислорода (если вообще был), и первые организмы были анаэробными. Так как продукция в среднем превосходила дыхание, за геологическое время в атмосфере накапливался кислород и уменьшалось содержание углекислого газа. Сейчас содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается в результате сжигания больших количеств горючих ископаемых и уменьшения поглотительной способности «зелёного пояса». Последнее является результатом уменьшения количества самих зелёных растений, а также связано с тем, что пыль и загрязняющие частицы в атмосфере отражают поступающие в атмосферу лучи.
В результате антропогенной деятельности степень замкнутости биогеохимических круговоротов уменьшается. Хотя она довольно высока (для различных элементов и веществ она не одинакова), но тем не менее не абсолютна, что и показывает пример возникновения кислородной атмосферы. Иначе невозможна была бы эволюция (наивысшая степень замкнутости биогеохимических круговоротов наблюдается в тропических экосистемах – наиболее древних и консервативных).
Таким образом, следует говорить не об изменении человеком того, что не должно меняться, а скорее о влиянии человека на скорость и направление изменений и на расширение их границ, нарушающее правило меры преобразования природы. Последнее формулируется следующим образом: в ходе эксплуатации природных систем нельзя превышать некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойства самоподдержания. Нарушение меры как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения приводит к отрицательным результатам. Например, избыток вносимых удобрений столь же вреден, сколь и недостаток. Это чувство меры утеряно современным человеком, считающим, что в биосфере ему всё позволено.
Надежды на преодоление экологических трудностей связывают, в частности, с разработкой и введением в эксплуатацию замкнутых технологических циклов. Создаваемые человеком циклы превращения материалов считается желательным устраивать так, чтобы они были подобны естественным циклам круговорота веществ. Тогда одновременно решались бы проблемы обеспечения человечества невосполнимыми ресурсами и проблема охраны природной среды от загрязнения, поскольку ныне только 1 – 2% веса природных ресурсов утилизируется в конечном продукте.
Теоретически замкнутые циклы превращения вещества возможны. Однако полная и окончательная перестройка индустрии по принципу круговорота вещества в природе не реальна. Хотя бы временное нарушение замкнутости технологического цикла практически неизбежно, например, при создании синтетического материала с новыми, неизвестными природе свойствами. Такое вещество вначале всесторонне апробируется на...
5.2 Круговорот кислорода.
В количественном отношении главной составляющей живой материи является кислород, круговорот которого осложнён его способностью вступать в различные химические реакции, главным образом реакции окисления. В результате возникает множество локальных циклов, происходящих между атмосферой, гидросферой и литосферой.
Кислород, содержащийся в атмосфере и в поверхностных минералах (осадочные кальциты, железные руды), имеет биогенное происхождение и должно рассматриваться как продукт фотосинтеза. Этот процесс противоположен процессу потребления кислорода при дыхании, который сопровождается разрушением органических молекул, взаимодействием кислорода с водородом (отщеплённым от субстрата) и образованием воды. В некотором отношении круговорот кислорода напоминает обратный круговорот углекислого газа. В основном он происходит между атмосферой и живыми организмами.
Потребление атмосферного кислорода и его возмещение растениями в процессе фотосинтеза осуществляется довольно быстро. Расчёты показывают, что для полного обновления всего атмосферного кислорода требуется около двух тысяч лет. С другой стороны, для того, чтобы все молекулы воды гидросферы были подвергнуты фотолизу и вновь синтезированы живыми организмами, необходимо два миллиона лет. Большая часть кислорода, вырабатываемого в течение геологических эпох, не оставалась в атмосфере, а фиксировалась литосферой в виде карбонатов, сульфатов, оксидов железа, и её масса составляет 5,9*1016 т. Масса кислорода, циркулирующего в биосфере в виде газа или сульфатов, растворённых в океанических и континентальных водах, в несколько раз меньше (0,4*1016 т).
Отметим, что, начиная с определённой концентрации, кислород очень токсичен для клеток и тканей (даже у аэробных организмов). А живой анаэробный организм не может выдержать (это было доказано ещё в прошлом веке Л. Пастером) концентрацию кислорода, превышающую атмосферную на 1%.
5.3 Круговорот азота.
Газообразный азот возникает в результате реакции окисления аммиака, образующегося при извержении вулканов и разложении биологических отходов:
4Nh4 + 3O2 ® 2N2 + 6h3O.
Круговорот азота – один из самых сложных, но одновременно самых идеальных круговоротов. Несмотря на то что азот составляет около 80% атмосферного воздуха, в большинстве случаев он не может быть непосредственно использован растениями, т.к. они не усваивают газообразный азот. Вмешательство живых существ в круговорот азота подчинено строгой иерархии: только определённые категории организмов могут оказывать влияние на отдельные фазы этого цикла. Газообразный азот непрерывно поступает в атмосферу в результате работы некоторых бактерий, тогда как другие бактерии – фиксаторы (вместе с сине-зелёными водорослями) постоянно поглощают его, преобразуя в нитраты. Неорганическим путём нитраты образуются и в атмосфере в результате электрических разрядов во время гроз.
Самые активные потребители азота – бактерии на корневой системе растений семейства бобовых. Каждому виду этих растений присущи свои особые бактерии, которые превращают азот в нитраты. В процессе биологического цикла нитрат-ионы (NO3-) и ионы аммония (Nh5+), поглощаемы растениями из почвенной влаги, преобразуются в белки, нуклеиновые кислоты и т.д. Далее образуются отходы в виде погибших организмов, являющихся объектами жизнедеятельности других бактерий и грибов, преобразующих их в аммиак. Так возникает новый цикл круговорота. Существуют организмы, способные превращать аммиак в нитриты, нитраты и в газообразный азот. Основные звенья круговорота азота в биосфере представлены схемой на рис. 3.
Биологическая активность организмов дополняется промышленными способами получения азотосодержащих органических и неорганических веществ, многие из которых применяются в качестве удобрений для повышения продуктивности и роста растений.
Антропогенное влияние на круговорот азота определяется следующими процессами:
сжигание топлива приводит к образованию оксида азота, а затем реакциям:
2NO + O2 ® 2NO2 ,
4NO2 + 2h3O.+ O2 ® 4HNO3 ,
способствуя выпадению кислотных дождей;
в результате воздействия некоторых бактерий на удобрения и отходы животноводства образуется закись азота – один из компонентов, создающих парниковый эффект;
добыча полезных ископаемых, содержащих нитрат-ионы и ионы аммония, для производства минеральных удобрений;
при сборе урожая из почвы выносятся нитрат-ионы и ионы аммония;
стоки с полей, ферм и из канализаций увеличивают количество нитрат-ионов и ионов аммония в водных экосистемах, что ускоряет рост водорослей и других растений; при разложении последних расходуется кислород, что в конечном счёте приводит к гибели рыб.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С самых древнейших времен людям свойственно было заботиться о своем жилище, одежде, пище, посуде для ее приготовления и даже об украшениях.
Чтобы оборудовать жилье, добыть и приготовить пищу, поддержать одежду в чистоте, нанести на скалу рисунок, надо было отыскать в природе какие- то материалы, которые помогали бы человеку все это делать. Благодаря работам археологов нам стало очень многое известно о жизни и быте древних народов, населявших просторы Земли.
Но в каких бы условиях не жили древние народы, везде находились подручные средства (которые чаще всего были всевозможные химические вещества.)
Авторами и создателями рецептов первых бытовых химических веществ, были в большинстве случаев безвестные изобретатели.
Кто-то из них первым окрасил ткань пурпуром, нашел цветную глину или минерал, выполнил первый рисунок, кто - то изобрел свечу. Нередко эти первые открытия терялись. Исчезали со смертью автора (но могли передаваться по наследству либо их повторяли другие).
Когда человек освоил применение огня, наступил период, в котором мы находим по определению Энгельса «некоторые зачатки поселения деревнями, известную степень овладения производством средств существования; деревянные сосуды и утварь, ручное ткачество (без ткацкого станка) из древестного волокна, плетеные корзины из лыка или камыша, шлифовальные (неолитические) каменные орудия».
Постепенно появились культовые обряды, позднее возник культ косметики и гигиены тела.
Например: В Египте широко применялись эфирные масла, духи. Абразивные составы для полировки дерева и камня.
infourok.ru
Химия в повседневной жизни общества
Химия находит применение в различных отраслях деятельности человека – медицине, сельском хозяйстве, производстве керамических изделий, лаков, красок, автомобильной, текстильной, металлургической и других отраслях промышленности. В повседневной жизни человека химия нашла отражение прежде всего в различных предметах бытовой химии (моющие и дезинфицирующие средства, средства по уходу за мебелью, стеклянными и зеркальными поверхностями и т.д.), лекарственных препаратах, косметических средствах, различных изделиях из пластмасс, красках, клеях, средствах для борьбы с насекомыми, удобрениями и т.д. Этот список можно продолжать практически бесконечно, рассмотрим лишь некоторые его пункты.
Предметы бытовой химии
Из предметов бытовой химии первое место по масштабам производства и применения занимают моющие средства, среди которых наиболее популярны различные мыла, стиральные порошки и жидкие моющие средства (шампуни и гели).
Мыла представляют собой смеси солей (калиевые или натриевые) жирных ненасыщенных кислот (стеариновая, пальмитиновая и др.), причем натриевые соли образуют твердые мыла, а калиевые – жидкие.
Мыла получают по реакции гидролиза жиров в присутствии щелочей (омыление). Рассмотрим получение мыла на примере омыления тристеарина (триглицерид стеариновой кислоты):
где C17h45COONa и есть мыло – натриевая соль стеариновой кислоты (стеарат натрия).
Получение мыла возможно и с использованием в качестве сырья алкилсульфатов (соли сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты):
R-Ch3-OH + h3SO4 = R-Ch3-O-SO2 –OH (сложный эфир серной кислоты) + h3O
R-Ch3-O-SO2 –OH + NaOH = R-Ch3-O-SO2 –ONa (мыло – алкилсульфат натрия) + h3O
В зависимости от сферы применения выделяют хозяйственные, косметические (жидкие и твердые) мыла, а также мыло ручной работы. В мыло дополнительно можно ввести различные ароматизаторы, красители или отдушки.
Синтетические моющие средства (стиральные порошки, гели, пасты, шампуни) представляют собой сложные по химическому составу смеси нескольких компонентов, главной составляющей частью которых являются поверхностно-активные вещества (ПАВ). Среди ПАВов выделяют ионогенные (анионные, катионные, амфотерные) и неионогенные ПАВ. Для производства синтетических моющих средств обычно применяют иногенные анионные ПАВы, представляющие собой алкилсульфаты, аминосульфаты, сульфосукцинаты и др. соединения, которые диссоциируют на ионы в водном растворе.
Порошкообразные моющие средства обычно содержат различные добавки для устранения жировых загрязнений. Чаще всего это кальцинированная или питьевая соду, фосфаты натрия.
К некоторым порошками добавляют химические отбеливатели — органические и неорганические соединения, при разложении которых происходит выделение активного кислорода или хлора. Иногда, в качестве отбеливающих добавок используют ферменты, которые за счет быстрого процесса расщепления белка хорошо удаляют загрязнения органического происхождения.
Изделия из полимеров
Полимеры— высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых, состоят из «мономерных звеньев» — молекул неорганических или органических веществ, соединённых соединенных между собой химическими или координационными связями.
Изделия из полимеров нашли широкое применение в повседневной жизни человечества – это всевозможные бытовые принадлежности — кухонная утварь, предметы для ванной комнаты, приборы хозяйственного и бытового назначения, емкости, для хранения, упаковочные материалы и т.д. Волокна полимеров применяются для изготовления разнообразных тканей, трикотажа, чулочно-носочных изделий, искусственного меха гардин, ковров, обивочных материалов для мебели и автомашин. Из синтетического каучук производят резинотехнические изделия (сапоги, галоши, кеды, коврики, подошвы для обуви и т.д.).
Среди множества полимерных материалов широко используют полиэтилен, полипропилен, поливинлхлорид, тефлон, полиакрилат и пенопласт.
Среди изделий из полиэтилена наибольшую известность в быту получили полиэтиленовая плёнка, всевозможная тара (бутылки, банки, ящики, канистры и т.д.), трубы для канализации, дренажа, водо-, газоснабжения, броня, теплоизоляторы, термоклей и т.д. Всю эту продукцию производят из полиэтилена, получаемого двумя способами – при высоком (1) и низком давлении (2):
Широкое применение этот материал нашел в производстве упаковочных материалов, предметов домашнего обихода, нетканых материалов, одноразовых шприцов, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол».
Поливинилхлорид (ПВХ) – полимер, полученный суспензионной или эмульсионной полимеризацией винилхлорида, а также полимеризацией в массе:
Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб, пленок для натяжных потолков, искусственных кож, линолеума, профилей для изготовления окон и дверей.
Поливинилхлорид используют как уплотнитель в бытовых холодильниках, вместо относительно сложных механических затворов. Из ПВХ также делают презервативы для людей с аллергией на латекс.
Косметические средства
Основные продукты косметической химии – это всевозможные кремы, лосьоны, маски для лица, волос и тела, духи, туалетная вода, краски для волос, туши, лаки для волос и ногтей и т.д. В состав косметических средств входят вещества, которые содержатся в тканях, для которых предназначены эти средства. Так, в косметические препараты по уходу за ногтями, кожей и волосами входят аминокислоты, пептиды, жиры, масла, углеводы и витамины, т.е. вещества, необходимые для жизни клеток, составляющих эти ткани.
Помимо веществ, получаемых из природного сырья (например, всевозможные растительные экстракты) в производстве косметических средств широко используют синтетические виды сырья, которые получают путем химического (чаще органического) синтеза. Вещества, полученные таким путем, характеризуются высокой степенью чистоты.
Основные виды сырья для производства косметических средств естественные и синтетические животные (куриный, норковый, свиной) и растительные (хлопковое, льняное, касторовое масло) жиры, масла и воски, углеводороды, ПАВы, витамины и стабилизаторы.
ru.solverbook.com
|
|
..:::Счетчики:::.. |
|
|
|
|
|
|
|
|