Природні і синтетичні органічні сполуки »mozok.click

Згадайте: застосування органічних речовин (§ 22-38).

Природні і синтетичні органічні речовини на службі людства

Ви вже ознайомилися з багатьма органічними речовинами: вуглеводнями, етанолом, гліцеролом, метанова кислотою, жирами, вуглеводами і білками. Всі ці органічні сполуки є природними, оскільки вони зустрічаються в природі. Але це не означає, що їх не можна синтезувати штучно. В останні десятиліття більшість цих речовин синтезують на підприємствах хімічної промисловості, оскільки виділити їх з природних об'єктів в необхідній кількості неможливо: в природі просто немає стільки речовин, скільки потрібно сучасному суспільству. Сировиною для синтезу багатьох речовин є переважно нафту і природний газ.

Вам вже відомо речовина, що відноситься до органічних полімерів, - поліетилен. Поліетилен не зустрічається в природі. Жоден живий організм не може його синтезувати, тому такі речовини називають синтетичними.

Звичайно, це не всі речовини, відомі людству. У цьому параграфі ми розглянемо ще деякі природні і синтетичні сполуки, з якими ви стикаєтеся в повсякденному житті.

Природні органічні сполуки

Життєво необхідними органічними сполуками для людини є вітаміни. Недарма це слово походить від латинського vita - «життя». Хвоя і чорна смородина містять вітамін С, насіння соняшнику - В1 (тіамін хлорид), морква - вітамін А (ретинол) і ін.

Лікарські рослини містять різні природні органічні сполуки, серед яких виділяють групу алкалоїдів. Їх використання дуже різноманітно: морфін - знеболююче, кофеїн - психостимулятор, кодеїн - проти кашлю і ін.

У місцях пошкоджень на стовбурах хвойних дерев часто випливає густа смола - живиця. Це цінне джерело органічних речовин. З неї отримують скипидар, каніфоль, речовини для виготовлення лікувальних бальзамів і багато іншого.

У Бразилії в 1754 році виявили унікальне дерево - гевею. Якщо молочний сік, що випливає з розрізів на її стовбурі, відстояти і підігріти, то отримаємо латекс (або натуральний каучук). Шляхом обробки латексу отримують різні види гуми.

Природним органічною сполукою є віск. Він може бути рослинним (масло жожоба) і тваринам (бджолиний). З воску виготовляють свічки, косметичні засоби (мазі, креми, помади), захисні покриття дерев'яних і мармурових виробів, вибухівки. Для тривалого зберігання воском покривають фрукти і сири.

Більшість рослин має неповторний запахом. Шляхом особливої ​​обробки цей запах у рослин «забирають» у вигляді ефірних масел: м'ятного, лавандового, евкаліптової і ін. Ці масла використовують в парфумерії, як лікарські засоби і харчових ароматизаторів.

З деяких природних об'єктів виділяють органічні сполуки, які використовують як харчові добавки. Наприклад, для згущення страв і приготування желе використовують уже відомий вам крохмаль (картопляний або кукурудзяний), желатин (виділяють з кісток, копит і рогів), агар-агар (виділяють з червоних і бурих агарових водоростей).

Синтетичні органічні сполуки

Поява синтетичних волокон зробило справжню революцію в науці і техніці. Вони дешевше натуральних і дозволяють виготовляти одяг, яку з натуральної сировини не зробиш: невозгораемий костюми для пожежників, герметичні костюми для космонавтів, міцні канати і багато іншого.

З давніх-давен для прання використовували мило і кальциновану соду. Але по ефективності вони не йдуть ні в яке порівняння з сучасними синтетичними миючими засобами. Це кошти для прання в різній воді, ручного прання або в автоматичній машині, для миття посуду, скла та ін.

З розвитком промисловості натурального каучуку вже не вистачало для задоволення всіх потреб. Майже 100 років тому відкрили спосіб отримання синтетичного каучуку, з якого після спеціальної обробки отримують сотні сортів гуми.

Завдяки різним добавкам з 20-30 органічних полімерів виготовляють тисячі сортів пластмас, які можуть замінити будь-який натуральний матеріал. А деякі пластмаси за властивостями значно краще натуральних матеріалів і набагато дешевше.

До відкриття пеніциліну в 1928 році навіть звичайна застуда могла стати смертельною. Антибіотики зробили переворот в медицині. І хоча Флемінг виділив пеніцилін з натуральної сировини, сьогодні все антибіотики - це синтетичні сполуки. Їх вже відкрито дуже багато, і вчені працюють над синтезом нових.

Рослинна сировина вже не забезпечує потреб людства в ліках. Тому багато фармацевтичних компаній синтезують різні лікарські речовини. Хімічні компанії займаються пошуком нових лікарських речовин для лікування захворювань, які сьогодні вважаються невиліковними.

До відкриття М. Зініним дешевого способу отримання аніліну натуральні барвники були дуже дорогими. Сьогодні натуральні барвники майже не використовують, їх замінили синтетичні барвники. Вони більш стійкі, не вигоряють і, що дуже важливо, їх можна отримати будь-якого кольору і відтінку.

Сьогодні агрономи використовують багато різних пестицидів - засобів хімічного захисту культурних рослин від бур'янів (гербіциди), грибків (фунгіциди) і ін. Ви також користуєтеся інсектицидами, щоб відганяти комарів і кліщів.

Харчова промисловість використовує безліч різних синтетичних харчових добавок. Це різні замінники цукру, антиоксиданти, ароматизатори, харчові барвники, консерванти, емульгатори і стабілізатори, підсилювачі смаку та багато іншого.

Неможливо уявити автомобілебудування або будівництво без нових синтетичних матеріалів, які використовують для з'єднання деталей, захисту від корозії, герметизації стиків і т. П. Це синтетичні лаки, емалі, фарби, смоли, клеї, герметики і багато іншого.

Із синтетичних органічних сполук виготовляють вибухові і піротехнічні матеріали. На жаль, їх досі використовують для виготовлення зброї, але також застосовують і в мирних цілях: при будівництві тунелів, видобутку корисних копалин та ін.

Хіміки створили унікальне волокно, за будовою схоже на павутину, - кевлар. Тканина з нього стійка до зносу і ударів, тому її використовують для виготовлення армуючих тканин для бронежилетів і Бронешоломи, якими користуються військовослужбовці Збройних сил України.

Сучасна хімія націлена на революцію в інформаційних технологіях. Мініатюризація електронних пристроїв зумовила необхідність проведення деяких процесів на молекулярному рівні. Скоро з'являться пристрої для запису інформації, в яких 1 біт інформації буде зберігати одна молекула.

Впродовж останнього десятиріччя бурхливо розвивається «юний» розділ хімії - Супрамолекулярна хімія. Вчені синтезують речовини, молекули яких здатні виконувати певну механічну роботу. Уже створені прототипи молекул, які «працюють» як молекулярний мотор, пружина, ліфт і т. П.

Захист навколишнього середовища від стійких органічних забруднювачів

На жаль, розвиток цивілізації супроводжується забрудненням нашої планети.

По-перше, це відходи промислових виробництв, які викидаються в навколишнє середовище. Основними забруднювачами довкілля є лакофарбова, паперова і коксохімічна галузі. Їх викиди вкрай токсичні, не розкладаються в природі, накопичуються в живих організмах, а у водному середовищі з них можуть утворюватися ще більш небезпечні речовини.

По-друге, це синтетичні органічні речовини, «чужі» природі, т. Е. За жодних обставин вони не змогли б утворитися в живих організмах. Таким речовиною, наприклад, є поліетилен. Він, звичайно, дуже зручний у використанні. Але його перевага - стійкість до багатьох природних чинників - є і його недоліком. На смітниках полімерні матеріали не гниють, не розкладаються протягом 300 і більше років на відміну від паперу, яка гниє в грунті за 2-3 роки.

Для вирішення цієї проблеми сьогодні розробляють нові матеріали, які зможуть швидко розкладатися в грунті, - біопластики.

Також велику загрозу представляють пестициди. З одного боку, вони захищають урожай, але з дощем потрапляють в ґрунт, потім - в грунтові води, річки, моря і океани. Вони можуть отруїти мешканців Світового океану або накопичуватися в організмах риб та інших водних тварин і разом з їжею потрапити в організм людини, викликаючи отруєння.

Одним з найбільш небезпечних пестицидів, що відносяться до групи стійких органічних забруднювачів (СОЗ), є ДДТ (діхлордіфе-Ніл-трихлоретан, побутова назва - дуст). Він дуже ефективний

в боротьбі з малярійними комарами і шкідниками бавовнику, сої та арахісу. Але він має канцерогенну і мутагенну дію. Для отруєння досить 10-20 мг. Тому ДДТ заборонено для використання у багатьох країнах світу, включаючи Україну.

Для захисту навколишнього середовища від СОЗ Організація Об'єднаних Націй ініціювала світову програму з хімічної безпеки, результатом якої в 2001 році в Стокгольмі було підписання Конвенції з СОЗ. Відповідно до неї, заборонено виробництво і використання дванадцяти хімічних речовин (так званої «брудної дюжини речовин»). Україна ратифікувала цю Конвенцію в 2007 році.

Але для збереження навколишнього середовища одних заборон мало. Необхідно модернізувати виробництва, втілювати в життя нові технології очищення відходів або безвідходні технології. Те, який Земля буде через 50-100 років, залежить від нас!

Мал. 39.3. Непідконтрольне і надмірне використання хімічних засобів захисту рослин, зокрема пестицидів, призводить до забруднення не тільки грунту, але і грунтових вод, річок і морів та становить загрозу для живих організмів

ключова ідея

Природні органічні сполуки містяться в природних об'єктах,

а синтетичні речовини в природі не зустрічаються, їх отримують штучно, і часто вони є джерелом забруднення навколишнього середовища.

Контрольні питання

481. Які органічні сполуки називають природними, а які - синтетичними? Чим вони відрізняються?

482. Чи можуть синтетичні органічні сполуки зустрічатися в природі?

483. Перерахуйте і опишіть застосування природних і синтетичних органічних речовин.

484. Які речовини називають стійкими органічними забруднювачами? У чому полягає проблема їх використання? Запропонуйте способи захисту навколишнього середовища від цих речовин.

Завдання для засвоєння матеріалу

485 *. У додаткових джерелах знайдіть інформацію про Стокгольмської Конвенції та переліку речовин, що відносяться до стійких органічних забруднювачів. Які технологічні процеси є джерелом цих речовин, з якою метою використовують ці речовини? Чи реальний відмова від виробництва і використання цих речовин? Наскільки актуальна проблема використання цієї групи речовин для України?

Теми навчальних проектів за темою «Початкові поняття про органічні сполуки»:

• Використання полімерів - еколого-економічний аспект.

• Альтернативні джерела енергії.

• екотрофолог - наука про екологічно безпечне харчування.

• Виготовлення мила з мильної основи.

• Дослідження хімічного складу їжі.

• Хімічний склад жувальних гумок.

• Хімічний склад засобів по догляду за порожниною рота.

• Друге життя паперу.

• Джерела органічного забруднення території громади (мікрорайону).

Перевірте свої знання з теми «Початкові поняття про органічні сполуки», виконавши тестові завдання на сайті.

Це матеріал підручника Хімія 9 клас Григорович