mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Chemia » Naturalne i syntetyczne związki organiczne. Ochrona środowiska przed trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi
Інформація про новину
  • Переглядів: 455
  • Автор: admin
  • Дата: 21-03-2018, 12:02
21-03-2018, 12:02

Naturalne i syntetyczne związki organiczne. Ochrona środowiska przed trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Chemia

Przypomnijcie sobie: stosowanie substancji organicznych (z § 22-38).

Naturalne i syntetyczne substancje organiczne w służbie ludzkości

Zapoznaliście się już z wieloma substancjami organicznymi: węglowodorami, etanolem, glicerolem, kwasem etanowym, tłuszczami, węglowodanami i białkami. Wszystkie te substancje organiczne są naturalne, ponieważ występują w naturze. Ale to nie znaczy, że nie da się ich syntetyzować sztucznie. W ostatnich dekadach większość z tych substancji jest syntetyzowana w przemyśle chemicznym, ponieważ nie da się ich uzyskać z naturalnych źródeł w niezbędnej ilości: w przyrodzie po prostu nie ma tylu niezbędnych substancji, ilu potrzebuje współczesne społeczeństwo. Surowcem do syntezy wielu substancji jest przeważnie ropa naftowa i gaz ziemny.

Ponadto znacie już substancję, która należy do polimerów organicznych - polietylen. Polietylen nie występuje w przyrodzie. Żaden żywy organizm nie może go syntetyzować, dlatego też takie substancje nazywamy syntetyczne.

Oczywiście, nie wszystkie substancje znane są ludzkości. W tym paragrafie zajmiemy się jeszcze innymi naturalnymi i syntetycznymi związkami, z którymi macie do czynienia na codzień.

Naturalne substancje organiczne

Niezbędnymi do życia substancjami organicznymi są witaminy. Nic dziwnego, że ten wyraz pochodzi od łacińskiego vita - „życie”. Igły drzew iglastych i czarna porzeczka zawierają witaminę C, nasiona słonecznika — Bj (chlorek tiaminy), marchewka - witaminę A (retinol) i in.

Istnieje wiele roślin leczniczych. Zawierają one różne naturalne związki organiczne, wśród których wyróżnia się grupę alkaloidów. Ich stosowanie jest bardzo zróżnicowane: morfina - lek przeciwbólowy, kofeina i teobromina — środki psychostymulujące, kodeina — środek przeciwkaszlowy i in.

Z cięć w miejscach uszkodzeń na pniach drzew iglastych często wycieka gęsta substancja, zwana żywicą. Żywica jest cennym źródłem substancji organicznych. Z niej produkuje się terpentynę, kalafonię, substancje do produkcji balsamów leczniczych i in.



 

W Brazylii w 1754 roku odkryto unikatowe drzewo -heveę (kauczukowiec). Jeśli sok mleczny, który wycieka z cięć na jej pniu, odstawić na kilka dni, a następnie podgrzać, to otrzymamy lateks (lub kauczuk naturalny). Poprzez obróbkę lateksu wytwarza się różnego rodzaje gumy.

Naturalną substancją organiczną jest wosk. Może on być roślinny (olej jojoba) i zwierzęcy (pszczeli). Z wosku produkuje się świece, używa się ich do produkcji środków kosmetycznych (maści, kremów, szminek), powłoki ochronnej wyrobów drewnianych i marmurowych, materiałów wybuchowych. Woskiem pokrywają się owoce i sery, w celu dłuższego przechowywania.

Większość roślin ma niepowtarzalny zapach. Dzięki pewnemu przetwarzaniu ten zapach jest "zabierany" roślinom w postaci olejków eterycznych: mięty, lawendy, eukaliptusa i in. Oleje te są stosowane w perfumerii, jako lekarstwa i aromatyzatory żywności.

Z niektórych naturalnych obiektów pobierają się substancje organiczne, które następnie wykorzystywane są jako suplementy diety. Na przykład, aby zagęścić potrawy i przyrządzić galaretkę dodaje się już znaną wam skrobię (ziemniaczaną lub kukurydzianą), żelatynę (pobieraną z kości, kopyt i rogów), agar-agar (otrzymuje się z czerwonych i brązowych glonów).

Syntetyczne substancje organiczne

Pojawienie się włókien syntetycznych stało się prawdziwą rewolucją w nauce i technice. Są one dużo tańsze od naturalnych i pozwalają produkować ubrania, których nie da się wyprodukować z surowców naturalnych: niepalne ubrania dla strażaków, szczelne ubrania dla kosmonautów, mocne liny i wiele innych rzeczy.

Od dawna korzystamy z mydła i sody do prania. Ale ze względu na ich skuteczność nie można ich porównywać z nowoczesnymi syntetycznymi środkami czystości. Są to środki do prania w różnej wodzie, prania ręcznego lub w automatycznej pralce, do mycia naczyń, szkła itp.

Wraz z rozwojem przemysłu kauczuku naturalnego już brakowało, żeby zaspokoić wszystkie potrzeby. Prawie 100 lat temu odkryto sposób do pozyskiwania kauczuku syntetycznego, z którego po pewnej obróbce otrzymuje się setki rodzajów gum.

Dzięki różnym dodatkom z 20-30 polimerów organicznych produkuje się tysiące gatunków tworzyw sztucznych, które mogą zastąpić każdy materiał naturalny. A niektóre tworzywa sztuczne ze względu na właściwości są znacznie lepsze niż materiały naturalne i są o wiele tańsze.

Zanim została odkryta penicylina w 1928 roku, nawet zwykłe przeziębienie mogło być śmiertelne. Antybiotyki dokonały przewrotu w medycynie. I mimo, iż Fleming uzyskał penicylinę z naturalnych surowców, obecnie wszystkie antybiotyki to substancje syntetyczne. Odkryto ich już bardzo dużo, a naukowcy pracują nad syntezą nowych.


 

Surowce roślinne nie pokrywają już zapotrzebowania ludzkości na leki. Dlatego wiele firm farmaceutycznych syntetyzuje różnorodne substancje lecznicze. Firmy chemiczne zajmują się poszukiwaniem nowych leków stosowanych w leczeniu chorób, które w tej chwili uważane są za nieuleczalne.

Przed odkryciem przez M. Zinina taniego sposobu pozyskiwania aniliny, barwniki naturalne były bardzo kosztowne. Obecnie z barwników naturalnych prawie się nie korzysta, zastąpiły je barwniki syntetyczne. Są one bardziej trwałe, nie wypalają się na słońcu i, co jest bardzo ważne, można je uzyskać w dowolnym kolorze i odcieniu.

Obecnie agronomowie stosują wiele różnych pestycydów - środków ochrony chemicznej roślin uprawnych przed chwastami (herbicydy), grzybami (fungicydy) i in. Wy również korzystacie ze środków owadobójczych, żeby przepędzić komary i kleszcze.

Przemysł spożywczy stosuje wiele różnych syntetycznych suplementów diety. Są to różne zamienniki cukru, przeciwutleniacze, środki sma-kowo-zapachowe, barwniki spożywcze, konserwanty, emulgatory i stabilizatory smaku, środki zwiększające właściwości smakowe i in.

Nie da się wyobrazić motoryzacji lub budownictwa bez nowych materiałów syntetycznych, które wykorzystuje się do łączenia części, ochrony przed korozją, uszczelnienia krawędzi itp. Takie są nowe syntetyczne lakiery, emalie, farby, żywice, kleje, uszczelniacze i in.

Syntetyczne substancje organiczne wykorzystuje się do produkcji materiałów wybuchowych i pirotechnicznych. Niestety, są one nadal używane do produkcji broni, ale również używane są one do celów pokojowych: podczas budowy tuneli, wydobywania kopalin użytecznych itp.

Chemicy stworzyli unikalne włókno, które ze względu na strukturę podobne jest do pajęczyny - kevlar. Tkanina z niego jest odporna na zużycie i uderzenia, dlatego produkuje się z niej tkaniny wzmacniające do kamizelek kuloodpornych oraz hełmów, z których w szczególności korzystają wojskowi Sił Zbrojnych Ukrainy.

Współczesna chemia jest ukierunkowana na rewolucję w technologiach informacyjnych. Miniaturyzacja nowoczesnych urządzeń elektronicznych doprowadziła do przeprowadzenia pewnych procesów na poziomie molekularnym. Wkrótce pojawią się urządzenia do zapisywania informacji, w których 1 bit informacji będzie przechowywała jedna molekuła.

W ciągu ostatniego dziesięciolecia szybko się rozwija „młody” rozdział chemii - chemia supra-molekularna. Naukowcy syntetyzują substancje, molekuły których są zdolne do wykonywania pewnych prac mechanicznych. Już powstały prototypy molekuł, które działają jak silnik molekularny, sprężyna, winda itp.

Ochrona środowiska przed trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi

Niestety rozwojowi cywilizacji towarzyszy zanieczyszczenie naszej planety.

Po pierwsze są to odpady produkcji przemysłowej, które są wyrzucane do środowiska. Podstawowymi podmiotami, które zanieczyszczają środowisko jest przemysł farb i lakierów, papieru i koksochemiczny. Ich emisje są niezwykle toksyczne, nie rozpadają się w środowisku naturalnym, gromadzą się w organizmach żywych, a w środowisku wodnym mogą z nich powstawać niebezpieczne substancje.

Po drugie są to syntetyczne substancje organiczne, które są „obce” naturze, czyli w żadnych okolicznościach nie mogłyby powstać w organizmach żywych. Taką substancją jest na przykład polietylen. Jest on oczywiście bardzo wygodny w wykorzystaniu. Ale jego zaleta - odporność na wiele czynników naturalnych - jest jego wadą. Na śmietniku materiały polimerowe nie gniją, nie ulegają rozkładowi w ciągu 300 i więcej lat w przeciwieństwie do papieru, który zgnije w glebie w ciągu 2-3 lat.


 

Aby rozwiązać ten problem obecnie opracowuje się nowe materiały, które mogą szybko rozkładać się w glebie - bioplastiki.

Również poważnym zagrożeniem są pestycydy. Z jednej strony, chronią one uprawy, ale z deszczem trafiają do gleby, a następnie - do wód gruntowych, rzek, mórz i oceanów. Mogą one zatruć mieszkańców Oceanu Światowego lub gromadzić się w organizmach ryb oraz innych zwierząt wodnych i razem z żywnością dostać się do organizmu ludzkiego, powodując zatrucia.

Jednym z najbardziej niebezpiecznych pestycydów należących do grupy trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO) jest DDT (dichloro-difenylotrichloroetan, nazwa potoczna - dust). Jest on bardzo skuteczny

w walce z komarami przenoszącymi malarię i szkodnikami bawełny, soi oraz orzeszków ziemnych. Ale ma on działanie rakotwórcze i mutagenne. Do zatrucia wystarczy 10-20 mg. Z tego powodu DDT jest zabroniony w wielu państwach świata, między innymi na Ukrainie.

Aby chronić środowisko przed TZO Organizacja Narodów Zjednoczonych zainicjowała globalny program bezpieczeństwa chemicznego, w wyniku którego w 2001 roku w Sztokholmie podpisano Konwencję o TZO. Zgodnie z jej postulatami zakazano produkcji i wykorzystania dwunastu substancji chemicznych (tak zwanego „brudnego tuzinu substancji”). Ukraina ratyfikowała tę Konwencję w 2007 roku.

Ale dla ochrony środowiska same zakazy nie wystarczą. Konieczne trzeba unowocześnić produkcję, wdrażać nowe technologie przetwarzania odpadów lub technologie bezodpadowe. To, jaką będzie Ziemia za 50-100 lat zależy od nas!

Rys. 39.3. Niekontrolowane i zbędne wykorzystanie środków chemicznych ochrony roślin, mianowicie pestycydów, doprowadza do zanieczyszczenia nie tylko gleby, lecz również wód gruntowych, rzek oraz mórz, i jest zagrożeniem dla żywych organizmów

Myśl główna

Naturalne substancje organiczne znajdują się w naturalnych obiektach, a substancje syntetyczne w przyrodzie nie występują, produkuje się je sztucznie i

często są one źródłem zanieczyszczenia środowiska.

Pytania kontrolne

481. Jakie substancje organiczne nazywamy naturalnymi, a jakie - syntetycznymi? Czym one się różnią?

482. Czy mogą syntetyczne substancje organiczne występować w przyrodzie?

483. Wymieńcie i opiszcie stosowanie naturalnych i syntetycznych substancji organicznych.

484. Jakie substancje nazywają się trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi? Na czym polega problem z ich wykorzystaniem? Zaproponuj sposoby ochrony środowiska przed tymi substancjami.

Zadania utrwalające wiedzę

485*. W dodatkowych źródłach znajdźcie informację na temat Konwencji Sztokholmskiej oraz wykazu substancji zaliczanych do trwałych zanieczyszczeń organicznych. Jakie procesy technologiczne są źródłem tych substancji, w jakim celu korzysta się z tych substancji? Czy da się zlikwidować produkcję i stosowanie tych substancji? Na ile aktualny jest problem korzystania z tej grupy substancji na Ukrainie?

Tematy projektów szkolnych z tematu „Pojęcia wstępne o substancjach organicznych”:

• Użycie polimerów - aspekt ekologiczno-gospodarczy.

• Alternatywne źródła energii.

• Ekotrofologia - nauka o ekologicznie czystym odżywianiu się.

• Produkcja mydła na bazie mydlanej.

• Badanie składu chemicznego żywności.

• Skład chemiczny gumy do żucia.

• Skład chemiczny produktów do pielęgnacji jamy ustnej.

• Drugie życie papieru.

• Źródła zanieczyszczeń organicznych terytorium rejonu (dzielnicy miasta).

Sprawdźcie swoją wiedzę z tematu „Pojęcia wstępne o substancjach organicznych”, wykonując zadania testowe na stronie internetowej.

 

Źródło: Chemia podręcznik dla klasy 9 Hryhorowycz

 






^