роль углеводородов в жизни человека

Урок в 10-м классе по теме «Углеводороды в жизни человека»

Разделы: Химия

Оборудование и реактивы: коллекции “Нефть, продукты ее переработки”, “Уголь, продукты переработки”, “Каучуки”, карта мира, изделия из ПВХ, полиэтилена, полистирола, резины.

Тип урока: обобщение материала

Ведущий метод: эвристическая беседа

Оргмомент.

Нефть и продукты ее переработки необходимы человеку в повседневной жизни. Нефть основной источник энергии. При сгорании значительное количество теплоты. Теплота сгорания нефти – 41 МДж/кг, бензина – 42 МДж/кг.

“Топить печь нефтью – это все равно, что топить ассигнациями”. М.И. Менделеев

Запись уравнения крекинга

Напишите уравнение крекинга С₁₆Н₃₄

Бензин содержит непредельные УВ, получен с помощью крекинга, легко окисляется, мутнеет, понижается его качество. Это снижает износ двигателей.

Свойства бензина улучшают путем изомеризации линейных алканов.

Повышают октановое число добавление аренов. Это процесс называется ароматизация. В промышленности называется риформингом.

Сообщение ученика продуктах, получаемых из природного газа

В настоящее время до 90% природного газа используется в качестве газообразного топлива: на металлургических заводах, на тепловых электростанциях, в быту. Природный газ начинают применять для автомобильного транспорта, так как этот вид топлива экологически более чистый.

Удобство и дешевизна транспортировки.

Природный газ является важным источником сырья для химической промышленности.

1- 3 производство сажи (катриджи 1, резина 2, типографская краска 3);

4-7 получение органических соединений (растворителей 4, хладагентов (фреонов), используемых в холодильных установках 5, метанола 6, ацетилена 7).

Все они являются хорошими растворителями.

Фреоны – это фторпроизводные хладагенты, заменили аммиак. Они легко переходят из газообразного в жидкое состояние и обратно, поглощая тепло из окружающего пространства, ядовиты.

В холодильниках используется СНF₃.

Запишем крекинг метана

Сообщение ученика о применении ацетилена и ПВХ выставка изделий

Поливинилхлорид является также родственником полиэтилена.

При замене в этилене атома водорода на хлор образуется ещё один мономер – винилхлорид СН₂=СН-С1.

Из ПВХ изготавливают линолеум, гидро- и газоизоляционные пленки и листы идущие на блицовку бассейнов. Его используют для получения моющихся обоев, вентяляционных коробов и труб не боящихся коррозии. Любимая игрушка девочек “Барби” в среднем содержит 100 г ПВХ. Исследования, проведенные в Германии в 1994 г. показали, что в 1 кг этого полимера содержится 0,62 мг его мономера – винилхлорида (ВХ). ПВХ является вторым по распространенности полимером после полиэтелена и долгое время считался безвредным. На его основе изготавливают кожзаменители для одежды, обуви, галантереи. Первые сомнения о безвредности ПВХ и ВХ появились, когда у рабочих этого производства была выявлена редкая форма рака печени.

Использование ПВХ создает острую проблему, актуальную не только на сегодняшний день – увеличение раковых заболеваний, но и долгосрочную – утилизация отходов.

ПВХ изделия нельзя сжигать. Почему?

Напишите уравнение реакции полимеризации ВХ и горения ПВХ.

Сообщение ученика о применении бензола

Полистирол легко плавится и растворяется во многих органических жидкостях, а при комнатной температуре находится в аморфном состоянии. При 100 °С полистирол размягчается, а при 185 °С превращается в вязкую жидкость.Для исследования полимера на принадлежность его к полистиролу проведем опыт.

Очень, нужными, веществами в жизни человека являются эластомеры – каучуки и резина.

Сообщение о каучуках

Природный каучук очень дорогой материал. Человек создал синтетический каучук, но он уступает природному по износоустойчивости. Шины больших машин до сих пор изготавливают из природного каучука СКИ. Отличие синтетического в том, что он транс-изомер нестререорегулярного строения, а природный цис-изомер стереорегулярного строения.

Как и у любой медали существует оборотная сторона? Какие же минусы УВ можно назвать?

Оценили выделение метана сотрудники МГУ в 2007 г. по результатам измерений на болотах в Томской области. По их оценкам, среднее значение величины выделения метана составляло около 10 мг/м 2 за час. В летний период за сутки может выделяться 2,4 кг/га, за сезон (6 месяцев) 432 кг/га. А со 130 млн га болот — почти 60 млн т. На окисление такого количества метана потребуется вдвое больше кислорода —120 млн т.

Алканы обладают некоторым наркотическим действием. Углеводороды С₅—С₈ оказывают умеренно раздражающее действие на дыхательные пути. Высшие гомологи метана более опасны при воздействии на кожные покровы, а не при вдыхании их паров. При хроническом отравлении алканами у человека появляются быстрая утомляемость, бессонница, неврозы и другие серьезные нарушения. Ткани организмов животных способны вовлекать в обмен веществ алканы от С₆ и выше.Эти алканы подвергаются окислению в печени до соответствующих органических кислот и в этом виде траспортируются по органам и тканям. Алканы с разветвленным строением практически в организме не задерживаются.

Алкены мало распространены в природе. В чистом виде этилен обладает одним важным свойством — ускоряет созревание овощей и фруктов. Это дает возможность отправлять в северные районы недозрелые овощи и фрукты, которые на месте в хранилищах доводят до зрелого состояния путем их обработки этиленом. Алкены опасны для окружающей среды. В атмосфере они взаимодействуют с кислородом, оксидами азота и серы, являясь причиной смога в промышленных зонах и больших городах. Алкены обладают наркотическим действием, вызывают судороги, раздражают слизистую оболочку дыхательных путей, нарушают кровообращение, являются причиной неврозов, головных болей, сонливости.

Один из путей уничтожения отработавших и выброшенных полимеров – это окисление их при высоких температурах, или попросту сжигание. Однако при этом уничтожаются в принципе ценные вещества и материалы. Продуктами сжигания являются вода и углекислый газ, а это значит, что неудается вернуть даже исходные мономеры, полимеризацией которых получали уничтожаемые полимеры. Кроме того, происходит выделение в атмосферу больших количеств углекислого газа, что приводит к парниковому эффекту. При сжигании образуются вредные летучие вещества, которые загрязняют воздух и, соответственно, воду и землю. В случае поливинилхлорида это разнообразные

низкомолекулярные хлорированные органические вещества, отличающиеся высокой токсичностью: они могут вызывать различные, в том числе онкологические, заболевания. Образуется и газообразный хлористый водород, который, растворяясь в воде, дает соляную кислоту. Даже сжигание полиэтилена, макромолекулы которого состоят лишь из атомов углерода и водорода

и продуктами сжигания которого являются вода и углекислый газ, совсем небезопасно. Более перспективным и разумным способом снижения загрязнения окружающей среды полимерами является вторичная переработка отслуживших свой срок полимеров и изделий из них. Загрязненные пакеты и контейнеры, отслужившие свой срок, выбрасывают. Из них только 7 % утилизуется, то есть идет на вторичную переработку или сжигается. Группой российских ученых были получены интересные результаты. Основными биоразрушителями являются микроорганизмы.. Отобранным штаммам давали на съедение различные типы полиэтилена. Сначала микроорганизмы отказывались от предложенного “меню”. Но выживать-то надо. Поэтому один вид грибов и пятнадцать видов бактерий образовали консорциум и. справились с полиэтиленом. Сначала полиэтилен разлагается в анаэробных условиях, и в процессе этого выделяется газ, который потребляют бактерии. В пленке образуются дырочки, потом нитеобразные структуры и сферические образования, вероятно, содержащие продукты разрушения полиэтилена.

1. 58,5 г. бензола, содержащего 20 % примесей обработали раствором азотной кислоты и получили 61.5 г нитробензола. Найдите выход продуктов реакции от теоретически возможного.( 83%)

Источник

Углеводороды и их роль в жизни человека

Углеводороды

Этот класс веществ объединяет самые разные соединения, большинство из которых давно и успешно используются для своих целей человеком. Это объясняется тем, что углерод очень легко образует химические связи, особенно с водородом, поэтому и наблюдается такое разнообразие. Без этого была бы невозможна жизнь в том виде, в котором мы ее знаем. Углеводороды – это вещества, состоящие из двух элементов: углерода и водорода. Их молекулы могут быть не только линейными, но и разветвленными, а также образовывать замкнутые циклы.

Классификация углеводородов

Углерод образует четыре связи, а водород – одну. Но это не значит, что их соотношение всегда равно 1 к 4. Дело в том, что между атомами углерода могут быть не только одинарные, но и двойные, а также тройные связи. По этому критерию различают классы углеводородов. В первом случае эти вещества называются предельными (или алканами), а во втором – ненасыщенными или непредельными (алкенами и алкинами для двух и трех связей соответственно).

Еще одна классификация предусматривает рассмотрение молекулы. В этом случае различают алифатические углеводороды, структура которых линейна, и карбоциклические, в виде замкнутой цепи. Последние в свою очередь делятся на алициклические и ароматические.

Помимо этого, углеводороды часто подвергаются полимеризации – процессу присоединения одинаковых молекул одна к другой. В результате получается совершенно новый материал, не похожий на базовый. Примером может служить полиэтилен, получающийся из просто этилена. Это возможно только когда речь идет о ненасыщенных углеводородах.

Структуры, которые также относятся к классу непредельных, могут с помощью своих свободных радикалов присоединять и новые атомы, отличные от водорода. В этом случае получаются другие органические вещества: спирты, амины, кетоны, эфиры, белки и т. д. Но это уже совершенно отдельные темы в химии.

Примеры углеводородных соединений

Углеводороды – это огромное разнообразие веществ даже с учетом классификации. Но все же стоит кратко перечислить наименования соединений, входящих в этот многочисленный класс.

Свойства углеводородов

Как уже было упомянуто выше, углеводороды – это огромное количество самых разных веществ. Поэтому говорить об их общих свойствах несколько странно, ведь таковых просто нет.

Одинаковой чертой у всех углеводородов может считаться разве что состав. А также тот факт, что в начале каждого ряда, по мере увеличения количества атомов углерода, происходит переход от газообразной и жидкой формы к твердой.

Есть и еще одна схожесть: все углеводороды обладают хорошей горючестью. При этом выделяется много тепла, образуются углекислый газ и вода.

Природные источники углеводородов

Другие источники углеводородов – лаборатории. Те вещества, которые не встречаются в природе, могут быть синтезированы из других соединений с помощью химических реакций.

Использование углеводородов

Углеводороды играют огромную роль в современной жизни человечества. Нефть и газ стали очень ценными ресурсами, ведь они служат в качестве топлива и энергоносителей. Но это не единственные способы применения соединений из данного класса. Углеводороды – это буквально все, что окружает людей в быту. С помощью полимеризации удалось получить новые материалы, из которых изготавливаются разные виды пластмасс, тканей и т. д. Керосин, растворители, лакокрасочные изделия, парафины, асфальт, гудрон, битум, и это не считая основных продуктов нефтепереработки – бензина и дизельного топлива.

Значение этих веществ огромно. Как непредельные, так и предельные углеводороды – это сотни и тысячи вещей, к которым каждый человек привык и не может без них обходиться в самых простых ситуациях. Отказаться от их использования крайне сложно даже с учетом того, что запасы нефти и газа иссякнут, как предрекают аналитики. Уже сейчас человечество ведет активный поиск альтернативных источников энергии, но ни один из вариантов пока не показал такой же эффективности и универсальности, как углеводороды.

Роль углеводородов в организме человека

По характеру воздействия на организм человека различают две группы углеводородов: раздражающие и канцерогенные.

Раздражающие углеводороды оказывают наркотическое воздействие на центральную нервную систему и влияют на слизистые оболочки. К ним относятся альдегиды, все непредельные и предельные соединения углерода с водородом, не относящиеся к ароматическим соединениям.

Наибольшую опасность для человека представляют углеводородные соединения канцерогенной группы: 1,2-бензантрацен, 3,4-бензпирен (С20Н12), 1,2-бензпирен (C2oHi2), 3,4-бензфлуорантен (С2оН14). Особо опасен 3,4-бензпирен, являющийся своего рода индикатором присутствия в смеси других канцерогенов.

Читайте также:

Влияние кофе на печень

Влияние пчелиного подмора на поджелудочную железу

Влияние пива на поджелудочную железу

Влияние алкоголя на печень и поджелудочную железу

Влияние антибиотиков на поджелудочную железу

Источник

Открытый урок в 10-м классе по теме «Углеводороды в жизни человека»

Открытый урок в 10-м классе по теме

«Углеводороды в жизни человека»

обобщить и закрепить знания учащихся о строении, номенклатуре, изомерии, физических и химических свойствах, получении и применении углеводородов.

актуализировать знания учащихся о влиянии углеводородов на человека и окружающую среду.

Оборудование и реактивы: презентации о углеводородах коллекции “Нефть, продукты ее переработки”, “Уголь, продукты переработки”, “Каучуки”, карта мира, изделия из ПВХ, полиэтилена, полистирола, резины.

Тип урока: обобщение материала

Ведущий метод: эвристическая беседа

1.Вступительное слово учителя (3 мин.)

Мы с вами узнали об огромном многообразии органических веществ, основными из которых являются углеводороды. Какие вещества называются углеводородами? (ответ ученика). Значение УВ для современного человека трудно переоценить. Эти вещества служат сырьем для производства более сложных органических веществ, являются источником тепла и света для наших домов, топливом для машин. Без них не было бы в нашем обиходе пластмасс и синтетических тканей, бытовой химии, многих лекарств.

Тема урока “Углеводороды в жизни человека”

2.Актуализация знания учащихся

Что такое углеводороды?

Что является источником УВ? (нефть газ, уголь)

Назовите основные месторождения нефть, природного газа, каменного угля.

Почему нефть называют чёрным золотом?

Нефть – это смесь жидких углеводородов

Нефть и продукты ее переработки необходимы человеку в повседневной жизни. Нефть основной источник энергии. При сгорании значительное количество теплоты. Теплота сгорания нефти – 41 МДж/кг, бензина – 42 МДж/кг.

жидкое топливо,

газообразное топливо,

твердое топливо (нефтяной кокс),

смазочные и специальные масла,

парафины и церезины, битумы,

ароматические соединения, сажа,

ацетилен,

этилен,

нефтяные кислоты и их соли,

высшие спирты и т.д.

Где в жизни вы встречались с твердыми алканами? (парафиновые свечи)

Можно ли просто поджечь парафин? (нет, его нужно измельчить).

Что придумал человек? (фитиль)

Демонстрация горения свечи.

Для чего нужна нефть?

Почему нужна нефть?

“ Топить печь нефтью – это все равно, что топить ассигнациями”.

Поэтому используют физическую и химическую переработку нефти.

Что подразумевается под физической переработкой нефти? (перегонка)

Какие физические процессы при этом протекают? (испарение и конденсация)

Что подразумевается под химической переработкой нефти? (крекинг)

Зачем проводят крекинг? (для увеличения выхода бензина)

Запись уравнения крекинга

Напишите уравнение крекинга С16Н34

Где в жизни встречались с пентаном? (бензин)

Бензин содержит непредельные УВ, получен с помощью крекинга, легко окисляется, мутнеет, понижается его качество. Это снижает износ двигателей.

Как определить крекинг-бензин (содержит непредельные УВ)? (по изменению окраски раствора перманганата калия – он обесцветится, так как это качественная реакция на двойную связь).

Свойства бензина улучшают путем изомеризации линейных алканов.

Бензин более высокого качества условно характеризуется октановым числом, равным 100. У н-гептана октановое число равно 0. Любой вид жидкого топлива сравнивается по способности к детонации со смесью изооктана и н-гептана. По процентному содержанию изооктана в эталонной смеси двух УВ топливу присваивают то или иное октановое число.

Аи – 98, что означает?

А – автомобильный, и-марку бензина определяли путем исследований, 98 такая стойкость как у смеси 98 % изооктана и 2 % н-гептана.

Как повысить стойкость к детонации? (изомеризация)

С8Н18a —> 2,2,4 – триметилпентан

Повышают октановое число добавление аренов. Это процесс называется ароматизация. В промышленности называется риформингом.

Природный газ – богатство России

В чем преимущество газообразного топлива по сравнению с твердым?

2.Сообщение ученика продуктах, получаемых из природного газа

В настоящее время до 90% природного газа используется в качестве газообразного топлива: на металлургических заводах, на тепловых электростанциях, в быту. Природный газ начинают применять для автомобильного транспорта, так как этот вид топлива экологически более чистый.

Газообразное топливо имеет ряд преимуществ над другими видами:

энергетически выгодное топливо;

возможность предварительного нагрева и получения высокой температуры;

отсутствие золы и шлака при нагревании;

отсутствие дыма, малое содержание оксида серы (IV).

Удобство и дешевизна транспортировки.

Природный газ является важным источником сырья для химической промышленности.

1- 3 производство сажи (катриджи 1, резина 2, типографская краска 3);

4-7 получение органических соединений (растворителей 4, хладагентов (фреонов), используемых в холодильных установках 5, метанола 6, ацетилена 7).

Самое главное производное метана галогенпроизводные.

CH3Cl местная анестезия

CCl4 единственная негорючая органическая жидкость – используют для тушения пожаров.

Все они являются хорошими растворителями.

Фреоны – это фторпроизводные хладагенты, заменили аммиак. Они легко переходят из газообразного в жидкое состояние и обратно, поглощая тепло из окружающего пространства, ядовиты.

В холодильниках используется СНF3.

Запишем крекинг метана

Есть ли предприятие, которое работает только по первой стадии, выпуская С и Н2?

Почему? Из-за чего? Стоит ли получать уголь?

По второй стадии получают ацетилен.

Что можно получить из ацетилена?

резка и сварка металлов; 2-4 производство органических соединений (растворителей 2, ПВХ 3, клея 4)

в овощехранилищах для ускорения созревания плодов;

производство органических соединений (полиэтилена 2, растоворителей 3, уксусной кислоты 3, спиртов 5-6).

медицинское оборудование;

предметы домашнего обихода;

пленка для парников;

трубы и шланги;

клейкая лента;

упаковочная пленка;

пакеты;

детали.

4.Сообщение ученика о применении ацетилена и ПВХ выставка изделий

искусственная кожа;

изолента;

изоляция проводов;

трубы;

линолеум; клеенка.

Поливинилхлорид является также родственником полиэтилена.

При замене в этилене атома водорода на хлор образуется ещё один мономер – винилхлорид СН2=СН-С1.

Из ПВХ изготавливают линолеум, гидро- и газоизоляционные пленки и листы идущие на блицовку бассейнов. Его используют для получения моющихся обоев, вентяляционных коробов и труб не боящихся коррозии. Любимая игрушка девочек “Барби” в среднем содержит 100 г ПВХ. Исследования, проведенные в Германии в 1994 г. показали, что в 1 кг этого полимера содержится 0,62 мг его мономера – винилхлорида (ВХ). ПВХ является вторым по распространенности полимером после полиэтелена и долгое время считался безвредным. На его основе изготавливают кожзаменители для одежды, обуви, галантереи. Первые сомнения о безвредности ПВХ и ВХ появились, когда у рабочих этого производства была выявлена редкая форма рака печени.

Использование ПВХ создает острую проблему, актуальную не только на сегодняшний день – увеличение раковых заболеваний, но и долгосрочную – утилизация отходов.

ПВХ изделия нельзя сжигать. Почему?

Напишите уравнение реакции полимеризации ВХ и горения ПВХ.

n CH2=CHCl — > (-CH2-CHCl-)n

(-CH2-CHCl-)n+2,5n О 2 —> 2n CO2+ nHCl+nH2O

Что еще можно получить из ацетилена? (бензол)

6.Сообщение ученика о применении бензола

добавка к бензину;

производство растворителей;

производство органических соединений (ацетона 3, анилина 4, пестицидов 5, лекарств 6, фенолформальдегидных пластмасс).

Знаете ли вы, из чего состоит корпус вашей авторучки?

Полистирол легко плавится и растворяется во многих органических жидкостях, а при комнатной температуре находится в аморфном состоянии. При 100 °С полистирол размягчается, а при 185 °С превращается в вязкую жидкость.Для исследования полимера на принадлежность его к полистиролу проведем опыт.

Очень, нужными, веществами в жизни человека являются эластомеры – каучуки и резина.

7. Сообщение о каучуках

Природный каучук очень дорогой материал. Человек создал синтетический каучук, но он уступает природному по износоустойчивости. Шины больших машин до сих пор изготавливают из природного каучука СКИ. Отличие синтетического в том, что он транс-изомер нестререорегулярного строения, а природный цис-изомер стереорегулярного строения

Был получен бензостойкий каучук

СКХ [-СН2-ССl=CH-СН2-] резины бензо, масло, теплоустойчивые

CKC [-СН2-С(С6H5)H-] шины, резиновую обувь, изоляция

CКД [-СН2-СН=CH-СН2-] производство шин, резины, изоляции.

Применение резины в народном хозяйстве:

ластики;

товары народного потребления (резиновые перчатки 2,

плащи и сапоги 3, шланги 4); а

втомобильные автопокрышки.

Как и у любой медали существует оборотная сторона? Какие же минусы УВ можно назвать?

Оценили выделение метана сотрудники МГУ в 2007 г. по результатам измерений на болотах в Томской области. По их оценкам, среднее значение величины выделения метана составляло около 10 мг/м2 за час. В летний период за сутки может выделяться 2,4 кг/га, за сезон (6 месяцев) 432 кг/га. А со 130 млн га болот — почти 60 млн т. На окисление такого количества метана потребуется вдвое больше кислорода —120 млн т.

Алканы обладают некоторым наркотическим действием. Углеводороды С5—С8 оказывают умеренно раздражающее действие на дыхательные пути. Высшие гомологи метана более опасны при воздействии на кожные покровы, а не при вдыхании их паров. При хроническом отравлении алканами у человека появляются быстрая утомляемость, бессонница, неврозы и другие серьезные нарушения. Ткани организмов животных способны вовлекать в обмен веществ алканы от С6 и выше. Эти алканы подвергаются окислению в печени до соответствующих органических кислот и в этом виде траспортируются по органам и тканям. Алканы с разветвленным строением практически в организме не задерживаются.

1. 58,5 г. бензола, содержащего 20 % примесей обработали раствором азотной кислоты и получили 61.5 г нитробензола. Найдите выход продуктов реакции от теоретически возможного.( 83%)

Источник