11 клас | Хімія – шкільний курс

§1. Теорія як вища форма наукових знань. Теорія хімічної будови органічних сполук О. М. Бутлерова

Існують різні форми наукових знань, зокрема факти, поняття, теорії, закони. Створенню будь-якої теорії завжди передують спостереження, дослідження певних фактів, об’єктів, явищ. Факти – це реальні події чи конкретні характеристики, достовірні дані, установлені в процесі наукового пізнання. Поняття є узагальненою думкою про тіла, речовини, явища тощо, яка виникає на підставі багатьох фактів. Більш розвиненою й досконалішою формою наукових знань, ніж факти і поняття, є теорія. Теорія об’єднує наукові знання в певну систему.

(більше…)

§2. Явище ізомерії. Структурна ізомерія, номенклатура насичених вуглеводнів

В органічній хімії застосовують молекулярні, емпіричні, структурні, напівструктурні та електронні формули. Молекулярна формула показує якісний і кількісний склад атомів в молекулі. Емпірична формула показує відносне число атомів кожного елемента в молекулі. Структурні та електронні формули відображають порядок з’єднання атомів у молекулі. В органічній хімії звичайно користуються напівструктурними формулами, оскільки атоми мають просторове розміщення у молекулі. Структурні формули – це мова органічної хімії.

(більше…)

§3. Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація

Органічних сполук набагато більш, як неорганічних. Їх зареєстровано на сьогодні понад 20 мільйонів. Розмаїття органічних сполук значною мірою зумовлене особливістю атомів Карбону:

сполучатися один з одним у ланцюги різної будови. Сполуки можуть мати лінійну (нормальну), розгалужену і циклічну будову карбонового ланцюга, який називають також скелетом молекули.

(більше…)

§4. Органічні речовини в живій природі. Рівні структурної організації органічних речовин

Природні органічні сполуки

Органічні сполуки були відомі людству здавна. Люди користувалися такими органічними сполуками як білки, жири, крохмаль, цукор, смоли, ефірні масла, барвники та інше. Ще у давнину бродінням солодких рослинних соків добували спирти, а при скисанні вина добували оцтову кислоту. Стародавні народи Індії, Єгипту й Греції добували й застосовували природні барвники, наприклад, античний пурпур, індиго, алізарин, тощо. Знайдені в стародавніх єгипетських гробницях тканини не втратили свого забарвлення до нашого часу, що вказує на високу техніку фарбування того часу. З рослинної сировини майстри добували скипидар, запашні ефірні олії, бальзами, які використовувалися як духм’яні, дезинфікуючі та консервуючі речовини. Пізніше з рослин були виділені такі органічні кислоти як щавелева, лимонна, яблучна, молочна та інші. Штучно добувати будь-які органічні сполуки спочатку не вміли й вважали, що органічні речовини утворюються лише в живих організмах, а добувати їх можна лише з них. Учені мали змогу лише виділяти органічні речовини із продуктів життєдіяльності організмів і аналізувати їх, але не знали їх будови, не вміли добувати штучно.

(більше…)

§5. Природні джерела органічних речовин. Природний і супутній нафтовий гази, їх склад, використання

Для синтезу органічних сполук сировиною є природні органічні речовини, що входять до складу нафти, природного газу, кам’яного вугілля, а також речовини виокремлені з них шляхом первинної переробки. Серед органічних сполук найбільшого використання набули вуглеводні. Основними джерелами вуглеводнів є природні і супутні нафтові гази, нафта і кам’яне вугілля, горючі сланці. Довгий час ці горючі матеріали використовували для виробництва енергії. У наш час значна частина горючих газів, продукти переробки нафти і кам’яне вугілля використовують як цінну сировину в хімічній промисловості і насамперед в органічному синтезі.

(більше…)

§6. Нафта

Знаходження в природі

Поклади нафти знаходяться в надрах Землі на різній глибині, де нафта заповнює вільні проміжки між деякими породами. Якщо вона перебуває під тиском, то підіймається по свердловині на поверхню Землі. Вчені вважають, що найбільші поклади «чорного золота» знаходяться у регіоні Каспійського моря, на території Азербайджану, Ірану, Казахстану, Росії, Туркменістану, Узбекистану. Ряд перспективних родовищ відкрито на Близькому Сході, у Гренландії та в деяких частинах Африки.

(більше…)

§7. Вугілля і продукти його переробки

Вугілля – це тверда горюча копалина органічного походження, що утворилася з вимерлих рослин і планктону в результаті діяльності мікроорганізмів. В складі вугілля розрізняють органічну й неорганічну частини. Кам’яне вугілля містить вуглець (майже 10%), органічні сполуки складної будови (майже 80%), вологу, неорганічні домішки, які після спалювання вугілля залишаються у вигляді твердого залишку – шлаку. Ця тверда природна суміш речовин має чорний, іноді темно-сірий колір, блискучу або матову поверхню. Розрізняють три види викопного вугілля. Антрацит – найдавніше вугілля, містить в середньому 95% Карбону, має велику густину і блиск. Кам’яне вугілля містить 75-90% Карбону, має найширше використання. Буре вугілля – містить 65-70% Карбону. Як саме молоде із викопного вугілля, часто містить сліди структури дерева із якого воно утворилося. Буре вугілля має високу гігроскопічність і після його спалювання залишається багато попелу (від 7 до 30%), тому використовується як місцеве паливо і як сировина для хімічної переробки.

(більше…)

§8. Основні види палива та їх значення в енергетиці

У залежності від способів добування паливо ділять на природне і штучне. Існуючі види палива за агрегатним станом поділяють на: тверді, рідкі, газоподібні.

(більше…)

§9. Охорона довкілля під час переробки і використання вуглеводневої сировини

Паливна промисловість України складається скадається з кам’яної та буровугільної, нафто- та газобурової, нафтопереробної та торф’яної галузей. Найбільше забруднює довкілля тверде паливо, менше – рідке, але його запаси зменшуються оскільки воно є важливою сировиною. Екологічно найчистіше паливо – це природний газ, при спалюванні якого утворюється менше вуглекислого газу на одиницю енергії, ніж при спалюванні вугілля чи нафти. В Україні ¾ загальної потреби електроенергії задовільняють теплові електростанції, що працюють на мазуті. Саме вони викидають в атмосферу крім вуглекислого газу, оксидів Нітрогену, ще й сполуки важких металів. Значний внесок у забруднення атмосфери робить автомобільний транспорт. При неповному згорянні бензину виділяється чадний газ, що спричиняє виникнення смогу. Вздовж автомагістралей осідають сполуки Плюмбуму.

(більше…)

§10. Синтез органічних сполук різних класів на основі вуглеводневої сировини

До початку XIX століття багато вчених вважало, що органічні речовини можуть утворюватися тільки в живих організмах за допомогою «життєвої сили». Такі ідеалістичні погляди вчених називали віталістичними. Вони гальмували розвиток органічної хімії як науки. В першій половині XIX століття було синтезовано ряд органічних речовин, таких як сечовину, цукристу і жироподібну речовини. Після цього появилася загальновизнана можливість синтезувати й інші речовини. У наш час майже немає таких сполук, яких неможливо було б синтезувати. Синтетична органічна хімія подарувала людству величезну кількість речовин, яких не існує в природі. До того ж, значно дешевших порівняно з виділеними із природної сировини. Тепер синтезовано багато органічних речовин, не тільки тих, які зустрічаються у природі, а й тих, яких у природі немає, але які є конче потрібні людині в житті та її виробничій діяльності. Це може стосуватися, наприклад, численних пластмас, різних видів каучуку необхідних сучасному транспорту; вибухових речовин; лікарських препаратів, синтез вітамінів, ферментів, гормонів; виробництво засобів боротьби із шкідниками в сільському господарстві; всіляких барвників, які перевершують за яскравістю відтінків природні. У наші дні особлива роль належить органічній хімії в розробці методів добування речовин, які замінюють такі харчові продукти, як жири, масло, олію. Виробництво штучних і синтетичних волокон, штучної шкіри необхідних для текстильної помисловості та багато іншого.

(більше…)