Хімія 11 група

Урок 35                                                                 Дата:25.03.2020

Тема: Узагальнення знань з теми «Альдегіди. Карбонові кислоти. Естери»

 1. Позначте назву карбонової кислоти, для якої характерна реакція «срібного дзеркала»

               А  етанова……Б  пропанова……В  метанова……Г  бутанова

2. Загальна формула насичених одноосновних карбонових кислот

         А  С_nН_2nСООН         Б    C_nH_2n+1COOH         В   С_nН_2n-1CООН          Г   C_nH_2n+1C(O)H

3. Визначте сполуку, дегідратацією якої можна одержати етен

        А  метанол            Б  глицерол          В  етанова кислота        Г  етанол

4. Органічна сполука, що взаємодіє із хлоридною кислотою

        А  2-метилпропан-2-ол           Б  пропаналь       В  пропанова кислота          Г  фенол

5. Хімічна формула альдегіду, що використовується в медицині як антисептик

         А  CH₃OH       Б  CH₃-CH₂-COOH      В  C₆H₅OH          Г  HCOH

6. За допомогою якого реагенту можна визначити пропаналь

     А  аміачний розчин аргентум (I) оксиду                  Б  водний розчин брому

     В  водний розчин натрій карбонату       

     Г  суміш концентрованих розчинів нітратної та сульфатної кислот

7. До якої групи органічних сполук належить речовина, якщо під час її взаємодії з металічним натрієм виділяється водень, а під час реакції з гідроген йодидом – утворюється йодалкан?

     А  алкени                Б  карбонові кислоти            В  спирти                 Г  феноли

8. Визначте речовини, із якими може взаємодіяти оцтова кислота

      1  калій гідроксид                2  гідрогенхлорид                   3  золото
           4  натрій карбонат               5  бутанол                               6  карбон (IV) оксид

Варіанти відповіді:    А  1, 2, 4          Б  2, 3, 4           В  1, 4, 5            Г  1, 3, 5

9. Нашатирний спирт − це засіб від мурашиних і бджолиних укусів, що спричиняють опіки на шкірі. Якщо ушкоджені місця змочити нашатирним спиртом, стає набагато легше. Визначте хімізм такого лікування, вказавши тип хімічної реакції.

      А  розкладу      Б  нейтралізації      В  сполучення      Г  заміщення

10. Вкажіть реагент, за допомогою якого можна відрізнити мурашину кислоту від оцтової

       А  натрій               Б  аміачний розчин аргентум(І) оксиду;   

       В  магній               Г  магній оксид

11. Укажіть продукт часткового окиснення етаналю

       А   карбон(ІV) оксид         Б  етанова кислота            В  етанол                   Г  етин

12. Альдегід масою 0,88 г прореагував з амоніачним розчином арґентум(І) оксиду, при цьому утворилося срібло масою 4,32 г. Укажіть назву альдегіду, що вступив в реакцію,

             А  метаналь      Б  етаналь      В  пропаналь        Г  бутаналь

13. Насичену одноосновну кислоту масою 7,4 г повністю нейтралізували розчином, що містить калій гідроксид масою 5,6 г. Укажіть формулу цієї кислоти

      А   НСООН                        Б  СН₃СООН     

      В  СН₃ – СН₂ – СООН      Г  СН₃ – (СН₂)₂ – СООН 

 14. Установіть послідовність утворення речовин у ланцюжку перетворень від алкану до карбонової кислоти, що є, важливим реагентом у промисловості органічного синтезу

       А  СН₄             Б  С₂H₂            В  СН₃СООН           Г  СН₃СОН 

15. Установіть генетичний ланцюжок добування метанової кислоти з поданих речовин

          А метаналь      Б метан       В хлорометан            Г метанол

16. Під час взаємодії етанової(оцтової ) кислоти масою 3 г з надлишком етанолу утворився естер масою 4,18 г. Обчисліть масову частку (у %) естеру від теоретично можливого виходу.

17. Органічна кислота є причиною жаління кропиви, молекулярну формулу якої потрібно визначити. Масові частки хімічних елементів у цій сполуці складають: Карбону − 26,08%, Гідрогену − 4,35%, Оксигену − 69,56%. Обчисліть суму індексів атомів елементів у молекулярній формулі кислоти.

Урок 38                                                                       Дата: 03.04.2020

Тема: Сахароза, крохмаль і целюлоза: молекулярні формули, гідроліз

Урок 39                                                                       Дата:06.04.2020

    Тема: Практична робота 1. Розв’язування експериментальних задач.

Урок 40                                                                              Дата: 07.04.2020

Тема: Тренувальні вправи, розв’язування задач.

Урок 41                                                                               Дата: 10.04.2020

Тема:  Узагальнення знань з теми «Оксигеновмісні сполуки»

Тестова робота

 1. Укажіть групу вуглеводів, до яких відносять глюкозу.

       А) Моносахариди,      Б) Дисахариди,         В) Трисахариди,    Г) Полісахариди

2.  Сахароза має молекулярну формулу:

    а) С₂Н₄О₂;          б) С₆Н₁₀О₅;                в) С₁₂Н₂₂О₁₁;

3. Під час гідролізу сахарози утворюється:

     а) глюкоза;               б) фруктоза;                    в) глюкоза і фруктоза.

4. Яка з вказаних речовин відноситься до вуглеводів? Виберіть правильну відповідь.

     А. Цукор.           Б. Поварена сіль.             В. Оцет.                 Г. Желатин.
    5.Знайдіть зайву речовину

    а) глюкоза                в) крохмаль             б) гліцерин             г) цукор

6.  Реакція гідролізу не характерна для

     А жирів               Б дисахаридів             В естерів                      Г моносахаридів

7. Установіть назви речовин у послідовності зростання їх молекулярної маси:

           А  Сахароза   Б  Крохмаль   В  Глюкоза   Г  Целюлоза

8.Установіть відповідність між формулами і відносними молекулярними масами вуглеводнів:

             А) С₅ Н₁₀0₅           1. 150

             Б)(С₆Н₁₀0₅) _п        2.150 _п

                                          3 .160 _п

9.Укажіть назву вуглеводу, що є твердою волокнистою речовиною :

               А  сахароза        Б  целюлоза        В  крохмаль         Г  глюкоза

10.Яку кількість речовини становить 1кг сахарози?

11. Вкажіть правильне визначення терміну «жири»:

            а) естери вищих карбонових кислот і етанолу;

            б) етери вищих карбонових кислот і гліцерину;                                                                                                                                                                                                           
            в) естери вищих карбонових кислот і гліцерину;        

            г) похідні спиртів.

     12. У природі зустрічаються жири:

         а) рослинного і тваринного походження;                  б) тільки  тваринного походження;

         в) тільки рослинного походження;                              г) штучного походження.

 13.  До складу твердих  жирів входять залишки:

        а) насичених вищих карбонових кислот;                            б) альдегідів;

        в) ненасичених  вищих карбонових кислот;                        г) неорганічних кислот.

14. Продуктом гідрування триолеїну є:

       а) гліцерин;        б) тристеарин;           в) олеїнова кислота;       г) стеаринова кислота.

15. Яка хімічна формула речовини Х у схемі: жир + NaOH → мило + Х

                  а)  С₂Н₄О₂;           б)  С₂Н₅ОН;                 в)  С₃Н₈О₃;*               г)  С₆Н₅ОН.

16. Укажіть речовини, що утворюються внаслідок гідролізу естерів

      а)  спирти і карбонові кислоти;*          б)  альдегіди і алкени;       

      в)  карбонові кислоти і алкіни;              г) етери і спирти.

17. Хто з перерахованих вчених вперше синтезував жир?

       а) Бутлеров;          б) Бертло;              в) Шеелє;               г) Шеврель.

18. Як називається наведений жир?

СН2 – ОСОС17Н31	а) триолеїн;
СН – ОСОС17Н31	б) истеарин;
СН2 –ОСОС17Н31	в)трилінолеїн.

19. Мила утворюються в результаті реакції:

       а) гідрування;         б) гідратації;            в) лужного гідролізу;        г) окиснення.

20. Маргарин-це жир…

        а) рослинний;              б)тваринний;        в) переробний.

   

       Урок 42.                                                                       Дата:13.04.2020

  Тема: Насичені й ароматичні аміни.

Урок 43                                                                               Дата: 14.04.2020

Тема: Амінокислоти.

Урок 44                                                                            Дата: 17.04.2020

Тема:  Білки як високомолекулярні сполуки. Хімічні властивості білків.

 

Урок 45                                                                          Дата: 21.04.2020

Тема: Узагальнення знань з теми «Нітрогеновмісні органічні речовини».

Тестова робота

1. Які властивості проявляють аміни:

     а) кислотні           б) основні           в) амфотерні                 г) властивості солей.

2. Назвіть з'єднання CH₃ ─ NH₂ ─ C₂H₅:

      а) метиламін;             б) диметиламін;               в) діетиламін.

3. До складу амінокислот входять функціональні групи:

           а) - NН₂ і- СНО;                       б) - NO₂ і - СООН;

           в) -NН₂ і -СООН;                     г) ─ NH₂ і –СООН.

4. Речовина, що вступає в реакцію з метиламіном:

          а) гідроксид натрію.            б) магній.          

          в) оксид магнію.                   г) соляною кислотою.

5. Амінооцтова кислота не реагує:

      а) з соляною кислотою;           б) з гідроксидом натрію;         

      в) міддю;                                   г) з натрієм.

6. Білки це -...:

     а) природні полімери;                 б) вуглеводи;           

     в) алкени;                                      г) складні ефіри.

7. Структурним ланкою білків є:

        а) нуклеотіди;         б) амінокислоти;     в) глюкоза;      г) аміни.

8. Поліпептидна ланцюг з певною послідовністю залишків амінокислот характеризує:

     а) первинну;      б) вторинну;      в) третинну;           г) четверною.

9. Вкажіть, що спостерігається при дії на розчини білків концентрованою азотною кислоти:

     а) випадання білого осаду;                                 б) випадання чорного осаду;

      в) червоно - фіолетове забарвлення;                г) жовте забарвлення.

10. Білки, що виконують каталітичну функцію називають:

        а) вітамінами;           б) ферментами;          в) гормонами;          г) протеїнами.

Урок 46                                                                  Дата: 24.04.2020

Тема: Синтетичні високомолекулярні речовини. Полімери. Реакція полімеризації і поліконденсації. Пластмаси.

Урок 47                                                              Дата: 27.04.2020

Тема: Каучуки та гума. Найпоширеніші полімери та сфери їхнього використання.

Каучуки синтетичні — це синтетичні полімери, які, подібно до каучуку натурального, можуть бути перероблені на гуму.

Батьківщина каучуку — Центральна й Південна Америка. По берегах річки Амазонки, у вологих спекотних тропіках росте незви­чайне дерево — бразильська гевея. Сік дерева гевеї тубільці назва­ли «каучук» (від індіанських слів:  «дерево» і «текти», «плакати»), тобто «сльози дерева». У першій половині XVIII ст. зразки каучуку потрапили до Європи. Однак новий матеріал мав великий недолік: він зберігав свої корисні властивості (еластич­ність, водонепроникність) лише у вузькому інтервалі температур. Але після відкриття Ч. Гуд’їром (1839) і Т. Генкоком (1843) проце­су вулканізації потреба в каучуку різко зросла. Щоб сучасний авто­мобіль вийшов з воріт заводу, потрібно 250 кг каучуку; на кожен літак у середньому витрачається 600 кг, а на обладнання великого військового корабля — майже 70 т каучуку.

Англійський хімік М. Фарадей у 1826 р. визначив склад каучу­ку (С₅Н₈)_n . Згодом було встановлено, що макромолекули каучуку утворені молекулами ізопрену.

Бурхливий розвиток автомобільної промисловості, особливо після винаходу 1888 р. гумових пневматичних шин, поставило пе­ред хіміками завдання виробництва не натурального, а синтетич­ного каучуку.

До початку XX ст. було розроблено вже чимало способів одер­жання дієнових вуглеводнів і перетворення їх на полімери, які почали називати синтетичними каучуками. Перший завод з виробництва синтетичного каучуку було зведено в м. Леверкузені (Німеччина) 1916 р. Тут під дією металевого натрію полімеризували 2,3-диметил-1,3-бутадієн.

Ціла низка подій вплинула на винахід синтетичного каучуку: індустріальна революція, прогрес у моторобудуванні, дві світові ві­йни, зростання попиту на каучук і дефіцит натурального каучуку спровокували світовий попит на еластомери. Синтетичні каучуки стали необхідною альтернативою натуральному каучуку й надали додаткових властивостей виробам.

Новий продукт одержав назву «метилкаучук».

Перший синтетичний каучук за своїми споживчими якостя­ми значно поступався каучуку натуральному. Вироби з нього, як і колись боялися високих і низьких температур, а автомобільні по­кришки стиралися в десятки разів швидше. Крім цього, він був на­багато дорожчий. Тож через два роки роботи завод у м. Леверкузені було закрито.

Першим синтетичним каучуком, що пройшов випробування «практикою», став бутадієновий каучук (СКБ), одержаний у Радян­ському Союзі за методом С. В. Лебедєва. У зв'язку з цим відомий американський винахідник Т. Едісон писав: «Звістка про те, що Совєти досягли успіхів у виробництві синтетичного каучуку... неймо­вірна. Цього аж ніяк не можна зробити. Скажу більше, це повідо­млення — неправда. З власного мого досвіду й досвіду інших зрозу­міло, що навряд чи можливо одержати синтетичний каучук узагалі, особливо в Росії». А тим часом на Казанському заводі СК-4 та інших споріднених підприємствах (у Ярославлі, Воронежі, Єфремові) всти­гли виробити сотні тисяч тонн цієї продукції. З перших кілограмів продукції, одержаної на дослідному заводі в 1931 р., було виготовле­но шину. Її поставили на автомобіль, на якому їздив Лебедєв, і вона вірою і правдою прослужила 16 тис. км пробігу.

Наразі на ринку наявна значна розмаїтість канчуків — за влас­тивостями й характеристиками. Але в найбільш загальному вигля­ді їх можна поділити на два великі сегменти: каучуки загального призначення й каучуки спеціального призначення.

Каучуки загального призначення використовуються в тих ви­робах, у яких важлива власне природа гуми й немає якихось особ­ливих вимог до готового виробу. Каучуки спеціального призначен­ня мають більш вузьку сферу застосування й використовуються для надання гумовотехнічному виробу (шинам, ременям, взуттє­вій підошві тощо) заданої властивості, наприклад зносостійкості, маслостійкості, морозостійкості, підвищеного зчеплення з мокрою дорогою та ін. Найчастіше один каучук сполучає в собі кілька влас­тивостей, тому підбор каучуків у рецептурі гумовотехнічного виро­бу для певних сфер використання є ретельною і цілеспрямованою роботою технологів.

Синтетичні каучуки загального призначення застосовують для виготовлення виробів, у яких реалізується головна властивість гум — висока еластичність за звичайних температур (шини, транс­портерні стрічки, взуття та ін.), спеціального призначення — у ви­готовленні таких виробів, які повинні мати стійкість до дії розчин­ників, масел, кисню, озону, тепло- й морозостійкість (тобто здат­ність зберігати високоеластичні властивості в широкому діапазоні температур) та інші специфічні властивості.

Класифікація синтетичних каучуків за галузями їх застосу­вання умовна, адже багато які з каучуків характеризуються комп­лексом властивостей, що дозволяють застосовувати їх як каучуки загального і спеціального призначення. Виробляють морозостійкі шини, масло- й бензостійке гумове взуття тощо. Розроблені поліме­ри називають тєрмоеластопластами, у яких сполучаються власти­вості еластомерів і термопластичних полімерів. Завдяки цьому їх можна переробити на гумові вироби, минаючи стадію вулканізації. Особливі групи синтетичних каучуків: водні дисперсії каучуків (латекси); рідкі каучуки (олігомери, що тверднуть з утворенням гумоподібних матеріалів); наповнені каучуки (суміші з наповнювачами або пластифікаторами, виготовлені під час одержання каучуку).

Найпоширеніші способи одержання синтетичних каучуків — емульсійна й стереоспецифічна полімеризація. Під час полімери­зації можливе регулювання молекулярної маси каучуків. Це до­зволяє виключити з переробки каучуків енергоємну стадію плас­тифікації. Технологічні процеси одержання синтетичного каучуку (у більшості випадків — безперервні) включають також стадії виді­лення каучуку з дисперсій або розчинів (наприклад, коагуляцією або осадженням), очищення каучуку від залишків каталізаторів, емульгаторів та інших домішок, сушіння, брикетування й упаку­вання каучуку. Найважливіші мономери для синтезу каучуків — бутадієн, ізопрен, стирол та ін. —- одержують переважно із супут­ніх нафтових газів і газів крекінгу; наприклад, бутадієн можна одержати шляхом каталітичного дегідрування «-бутану. Крім цих мономерів, застосовують також акрилонітрил, флуоролефіни, де­які силіційорганічні сполуки та ін.

Успішне розв'язання проблеми промислового синтезу каучуку належить до найбільш значних досягнень науки й техніки XX ст. Синтез каучуку в заводському масштабі вперше у світі було здійсне­но 1932 р. у СРСР за способом, розробленим С. В. Лебедєвим: поліме­ризацією на металевому натрії 1,3-бутадієну, одержаного з етилового спирту, було синтезовано натрій-бутадієновий каучук СКВ. 1938 р. було організовано промислове виробництво бутадієн-стирольних ка­учуків у Німеччині, 1942 р. — велике виробництво в США. До 1972 р. синтетичний каучук виробляли більш ніж у двадцяти країнах.

Номенклатура гумових виробів, виготовлених на основі син­тетичних каучуків, нараховує близько 50 тис. найменувань. Най­більший споживач — шинна промисловість (понад 50 % загального обсягу споживання каучуку). Технічний прогрес у різних галузях промисловості висуває перед промисловістю завдання створення каучуків, у яких мають сполучатися висока термостійкість, стій­кість до дії іонізуючих випромінювань, масло- і бензостійкість та ін. Ці завдання можуть бути розв'язані, зокрема,.шляхом синте­зу каучуків з мономерів, що містять неорганічні елементи — Бор, Фосфор, Нітроген, Флуор, Силіцій.

Властивості синтетичних каучуків визначають галузі їх за­стосування. Створення рецептури гумовотехнічного виробу су­проводжується підбором різних видів каучуків, наповнювачів, пом'якшувачів та ін. Правильне поєднання всіх компонентів у ре­цептурі дозволяє одержати гумовотехнічний виріб із заданими властивостями. Розглянемо головні властивості каучуків загаль­ного призначення.

Бутадієн-стирольний каучук

Бутадієн-стирольний каучук має чудове сполучення функці­ональних властивостей у різних сферах застосування. Цей кау­чук уважають найкращим каучуком загального призначення за­вдяки чудовим властивостям високої стійкості до стирання й ви­сокого відсотка наповнюваності. Зі збільшенням умісту ланок стиролу (а-метилстиролу) у сополімері знижується еластичність - каучуку, погіршується морозостійкість, але збільшуються по­казники міцності. Характерною ознакою бутадієн-стирольних (а-метилстирольних) каучуків є низький опір розриву ненапов- нених вулканізатів. Ці каучуки мають більш високу температу­ру склювання порівняно з натуральним каучуком і поступаються натуральному каучуку за морозостійкістю. Важливою перевагою бутадієн-стирольних каучуків перед натуральним каучуком є мен­ша схильність до утворення тріщин, більш висока зносостійкість, паро- і водонепроникність, кращий опір тепловому, озонному і світловому старінню. Хороші діелектричні властивості мають ка­учуки з високим умістом стиролу (кількість стиролу в суміші моно­мерів — 50 вагових % і вище).

Полібутадієновий каучук

Переважна частина полібутадієнового каучуку наразі виробля­ється 1,4-цис-типу, але деякі мають змішану структуру ланок. Буду­чи ненасиченим каучуком, він легко вулканізується із сіркою. По­лібутадієновий каучук має чудову стійкість до низьких температур і стирання. Але при цьому він не має високої міцності на розтягуван­ня і зазвичай наповнюється зміцнювальними добавками. Він також має меншу міцність на розтягування, погану технологічну перероб­ку й погане зчеплення з дорогою порівняно з натуральним каучу­ком. Тому в рецептурах гумовотехнічних виробів він перемішується з натуральним каучуком або бутадієн-стирольним каучуком.

Полібутадієнові каучуки у великій кількості використову­ються в сумішах з іншими еластомерами — для надання хороших властивостей гістерезису і стійкості до стирання. Суміші полібута­дієну з бутадієн-стирольним або натуральним каучуками широко використовуються в легкових і вантажних шинах для поліпшення стійкості до розтріскування. Крім цього, полібутадієновий каучук застосовується як модифікатор у сумішах з іншими еластомерами для поліпшення морозостійких властивостей, стійкості до теплового старіння, стирання й розтріскування.

Бутилкаучук

Бутилкаучук має унікальну здатність утримувати повітря, що забезпечує йому безумовний пріоритет у шинній промисловості для виробництва камер і діафрагм. Автомобільні камери з бутилкаучу­ку зберігають вихідний тиск, повітря у 8-10 разів довше, ніж ана­логічні камери з натурального каучуку, що підвищує термін служ-, би шини мінімум на 10-18 % порівняно з натуральним каучуком, Каучук стійкий до впливу озону й має гарну стійкість до полярних розчинників, водних розчинів кислот і окисних реагентів. Він має також хорошу стійкість до тваринних масел і рослинних олій, але нестійкий до впливу мінеральних олій.  

Міцність на розрив бутилкаучуку небагато менша порівняної з натуральним каучуком, високою є стійкість до стирання. До недоліків бутилкаучуку належать його низька швидкість вулканізації, незадовільна адгезія до металів, погана сумісність із деякими інгредієнтами, незначна еластичність за звичайних температур, високе теплотворення за багаторазових деформацій.

Деякі із цих істотних недоліків бутилкаучуку (такі, як низька, швидкість вулканізації, що перешкоджає його застосуванню в су­мішах з іншими каучуками, низька адгезія до багатьох матеріалів особливо металів) усуваються частковою зміною хімічної природи; полімеру.

Етиленпропіленові каучуки

Етиленпропіленові каучуки — найлегші каучуки, які мають густину від 0,86 до 0,87. Властивості залежать від умісту й варіацїї етиленових ланок у сополімерних ланках. Етиленпропіленовий каучук не містить подвійних зв'язків у молекулі, безбарвний, має! чудову стійкість до впливу тепла, світла, кисню й озону. Для на­сичених етиленпропіленових каучуків застосовується ііероксидна вулканізація. Каучук етиленпропілендієновий, що містить частко­ву ненасиченість зв'язків, можна вулканізувати із сіркою. Він неба­гато менш стійкий до старіння, ніж етиленпропіленовий каучук.

Насичений характер сополімеру етилену з пропіленом позна­чається на властивостях гум на основі цього каучуку. Стійкість цих каучуків до тепла і старіння набагато краща, ніж у бутадієн- стирольного й натурального каучуків. Готові гумові вироби мають також чудову стійкість до неорганічних або високополярних рі­дин, таких як кислоти, луги та спирти. Властивості гуми на основі цього,виду каучуку не змінюються після витримування її впродовж п'ятнадцяти діб за температури 25 °С у 75% -й і 90% -й сульфатній кислоті й у 30% -й нітратній кислоті.

Усі види етиленпропіленових каучуків наповнюються зміцню­вальними наповнювачами, такими як сажа, щоб надати хороших механічних властивостей. Електричні, ізоляціййі й діелектричні властивості чистого етиленпропіленового каучуку — екстраорди­нарні, але також залежать від вибору інгредієнтів-наповнювачів. їхні еластичні властивості кращі, ніж у багатьох синтетичних каучуків, але вони не досягають рівня натурального каучуку й бутадієн-стирольного каучуку. Ці каучуки мають два значні не­доліки: їх не можна перемішати з іншими простими каучуками й вони нестійкі до впливу масла.

Найскладнішими проблемами, що стримують використання етиленпропіленових каучуків у шинному виробництві, є незадо- - вільна міцність із кордом і неможливість співвулканізації протек­торних гум з гумами на основі інших каучуків.

Цис-1,4-поліізопреновий каучук

Синтетичний каучук цис-1,4-поліізопрен досить легкий (густи­на — від 0,90 до 0,91). Полізопреновий каучук на всі 100 % скла­дається з вуглеводневого каучуку (за винятком маслонаповнених марок), на відміну від натурального каучуку, що містить у своєму складі протеїни, смоли та ін. (до 6 %).

Незважаючи на хімічну ідентичність із натуральним каучуком синтетичний полізопреновий каучук має значні відмінності в пере­вагах і недоліках порівняно з натуральним каучуком. У той час як натуральний каучук не дуже однорідний у кольорі, в'язкості й чи­стоті, синтетичний поліізопрен більш однорідний, легкий у пере­робці, світліший у кольорі й більш чистий. Але він має трохи гірші характеристики в міцності сирого полімеру (ця характеристика осо­бливо важлива у виготовленні шини) і в модулі. Поліізопреновий каучук має більш високе подовження, ніж натуральний каучук.

Полімерні матеріали — це матеріали на основі високомолекулярних сполук.

Полімерні матеріали — найважливіший клас сучасних матері­алів, що широко використовується в усіх галузях техніки й техно­логії, у сільському господарстві й побуті. Вони вирізняються ши­рокими можливостями регулювання складу, структури й власти­востей. Головні переваги полімерних матеріалів: низька вартість, порівняна простота, висока продуктивність, незначна енергоємність і маловідходність методів одержання й переробки, невисока густина, висока стійкість до агресивних середовищ, атмосферних і радіаційних впливів і ударних навантажень, низька теплопровід­ність, високі оптичні, радіо- й електротехнічні властивості, чудові адгезійні властивості. Недоліки полімерних матеріалів: низька те­пло- й термостійкість, значне теплове розширення, схильність до повзучості й релаксації напруг; для багатьох полімерних матеріа­лів — горючість.

Головні типи полімерних матеріалів: пластичні маси й композиційні матеріали (композити), гуми, лакофарбові матеріали й лакофарбові покриття, клеї, компаунди полімерні, герметики,полімербетон, волокнисті плівкові й листові матеріали (волокніти, тканини, неткані матеріали, плівки полімерні, шкіра штучна, папір тощо).

За призначенням полімерні матеріали поділяються на конструкційні загального призначення і функціональні (наприклад, фрикційні й антифрикційні, тепло- й електроізоляційні, електро-провідні, термоіндикаторні, п'єзоелектричні, оптично активні, магнітні, фоторезисторні, антикорозійні, абляційні).

За природою головної (полімерної) фази (сполучного або плівко-утворювального полімеру) полімерні матеріали можуть бути природними (натуральними) і хімічними (штучними або синтетичними). За характером фізичних і хімічних перетворень, що відбуваються у полімерній фазі на стадіях одержання й переробки, полімерні матеріали, як і пластичні маси, поділяються на термопластичні й термореактивні.

У виробництві термореактивних полімерних матеріалів із природних полімерів найширше використовують похідні целюлози, із синтетичних — широкий клас карбо- й гетероланцюгових гомополімерів, статистичних, таких, що чергуються, блок- і прищеплених сополімерів, їхніх сумішей і сплавів.

У виробництві термореактивних полімерних матеріалів використовують мономери, олігомери, форполімери, масла та смоли, що містять ненасичені й циклічні групи, які реагують без виділення низькомолекулярних речовин і мають порівняно невеликі об'ємні усадки, ненасичені полі- й олігоестери, епоксидні олігомери та смоли, олігоізоціанати, бісмалеїніміди, спіроцикличні мономери й олігомери тощо. Їхній склад і структура, тип і кількість речовини для затвердіння, зшивного агента, ініціатора й каталізатора, прискорювача або інгібітора визначаються типом полімерного матеріалу (пластична маса, армований пластик, лакофарбовий матеріал, клей та ін.) і вимогами, що висуваються до їх технологічних і експлуатаційних властивостей.

Для регулювання технологічних і експлуатаційних властивостей полімерної фази полімерних матеріалів у неї на стадії синтезу полімеру або створення матеріалу вводять хімічно інертні або активні модифікатори — розчинники, пластифікатори, або пом'якшувачі, розріджувачі, загусники або змазки, структуроутворювачі, барвники, антипірени, антиоксиданти, антиозонанти, речовини, що запобігають «старінню», термо- і світлостабілізатори, антиради, наповнювачі й ПАР; для одержання пористих полімерних матеріа­лів уводять, крім того, і пороутворювачі.

Способи й умови переробки полімерних матеріалів визнача­ються типом матеріалу (термопластичний чи термореактивний) та його вихідним станом, тобто типом напівфабрикату (плавкий по­рошок, гранули, розчини або розплави, дисперсії), а також видом наповнювачів — ниток, джгутів, стрічок, тканин, паперу, плівок та їхніх сполучень з полімерною фазою.

Поліетилен

Поліетилен (петротен, алкатен, хостален , стафлен юніпол, карлон, хостален О, хей-жекс та ін.) — (~СН₂-СН₂ ~)_n твердий білий полімер; термопласт. Залежно від способу одержання роз­різняють поліетилен високого тиску, або низької густоти, молеку­лярна маса — 3* 10⁴-4 *10⁶ (поліетилен вд) і поліетилен низького тиску, або високої густоти, молекулярна маса — 5 *10⁴ -10⁶ (по­ліетилен нд). Вони відрізняються одне від одного структурою ма­кромолекул (наявністю в поліетилену вд довголанцюгових відга­лужень), а отже, і властивостями. Ступінь кристалічності — 60 % (поліетилен вд) і 70-90 % (поліетилен нд). Поліетилен має низьку газо- й паропроникність (найменшу для сильнополярних речовин, найбільшу для вуглеводнів). Хімічна стійкість залежить від мо­лекулярної маси, ММР і густоти. Поліетилен не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами будь-яких солей, у тому чис­лі й солей-окисників, карбоновими, концентрованими хлоридною та плавиковою кислотами. Він руйнується 50% -ю НЖ>₃, а також рідкими й газоподібними С1₂ і Е,. Бром та іод через поліетилен ди­фундують. Поліетилен не розчиняється в органічних розчинниках за кімнатної температури й органічно набухає в них.

Поліетилен стійкий до нагрівання у вакуумі й атмосфері інерт­ного газу; деструктується в разі нагрівання на повітрі вже за тем­ператури 80 °С. Під дією сонячної радіації, особливо УФ-променів, зазнає фотостаріння. Як антиоксиданти поліетилену найбільш ефективними є ароматичні аміни, феноли, фосфіти, як світлостабілізатори — сажа, похідні бензофенонів. Поліетилен практично нешкідливий; у навколишнє середовище з нього не виділяються небезпечні для здоров'я людини речовини.

Поліетилен можна модифікувати: з допомогою хлорування, сульфуруваннд, бромування, флуорування надати йому каучукоподібних властивостей, поліпшити теплостійкість, хімічну стій­кість; шляхом сополімеризації з іншими олефінами, полярними мономерами підвищити стійкість до розтріскування, еластичність, прозорість, адгезійні характеристики; змішуванням з іншими по­лімерами або сополімерами поліпшити теплостійкість, ударну в'язкість та ін.

У промисловості поліетилен одержують у процесі полімериза­ції етилену. Процес за високого тиску відбувається за радикальним механізмом під дією О₂, пероксидів, наприклад лаурилу або бензоїлу або їхніх сумішей. Для виробництва поліетилену в трубчастому реакторі етилен, змішаний з ініціатором, стиснутий компресором до 25 МПа і нагрітий до температури 70 °С, надходить спочатку в першу зону реактора, де підігрівається до температури 180 °С, а потім — у другу, де полімеризується за температури 190-300 °С і тиску 130-250 МПа. Середній час перебування етилену в реакторі становить 70-100 с, ступінь перетворення — 18-20 % залежно від кількості й типу ініціатора. З поліетилену видаляють етилен, що не прореагував, розплав охолоджують до температури 180-190 °С і гранулюють. Гранули, охолоджені водою до температури 60- 70 °С, підсушують теплим повітрям і впаковують у мішки.

Поліетилен застосовують для виробництва плівок технічного й побутового призначення. З нього виготовляють ємності для збе­рігання агресивних середовищ, конструкційні деталі, арматури, вентиляційні установки, гальванічні ванни, струминні насоси, де­талі автомашин, протези внутрішніх органів, електроізоляцію, ви­сокоміцне волокно, пенополіетилен, предмети домашнього побуту та ін.

Уперше поліетилен було одержано 1932 р. методом високо­го тиску у Великій Британії, методом низького тиску — 1953 р. у ФРН.

Поліпропілен

Поліпропілен (хостален, данлай, моплен, новольйон, оле- форм, поліпро, пропатен, профакс та ін.) — [~СН₂СН(СН₃)]n , безбарвний термопластичний полімер. Залежно від просторового розташування груп -СН₃ відомі ізотактичний, синдіотактичний, атактичний і стереоблоковий поліпропілени. Найбільше промис­лове значення має ізотактичний поліпропілен (ступінь ізотактичності — 95-99 %), макромолекули якого мають спіральну кон­формацію. Стійкий у воді (аж до температури 130 °С) і агресивних середовищах, крім сильних окисників (конц. НNO₃, Н₂SO₄, хро­мова суміш). У тонких плівках практично прозорий.

Для ізотактичного поліпропілену характерні висока ударна в'язкість, стійкість до багаторазових вигинів, гарні зносостійкість (можна порівняти зі зносостійкістю поліамідів). Поліпропілен по­гано проводить тепло.

Поліпропілен легко окиснюється на повітрі, особливо за темпе­ратури понад 100 °С; термоокисна деструкція відбувається автокаталітично. Термічна деструкція починається за температури 300 °С. Максимальна температура експлуатації виробів з поліпропілену становить 120-140 °С. Поліпропілен легко піддається хлоруванню.

З поліпропілену способом лиття під тиском виготовляють дета­лі машин, арматури, екструзії — плівки, труби; близько 40 % по­ліпропілену переробляють на волокно. Великого значення набува­ють наповнені композиції на основі поліпропілену (наповнювачі — крейда, тальк, графіт, сажа та ін.), у тому числі електропровідні й магнітоактивні.

Уперше високомолекулярний кристалічний поліпропілен одер­жав Дж. Натта 1954 р.

Полівінілхлорид

Полівінілхлорид (ПВХ, вестоліт, хосталіт, вінол, корвік, сольвік, сікрон, дж еон, ніппеон, луковіл, хелвік, норвік та ін.) — [-СН₂СНС1-]n , безбарвний термопластичний полімер. Розчиня­ється в дихлоретані, циклогексаноні, хлор- і нітробензені, ТГФ, ДМФА, обмежено — у бензені, ацетоні, не розчиняється у воді, спиртах, вуглеводнях. Стійкий у розчинах лугів, кислот, солей, в атмосфері, грибкостійкий. Важко горить. За температур понад 120 °С починається помітне відщеплення НС1, що відбувається кількісно за температури 300-350 °С. За більш високих температур спостерігається розрив полімерних ланцюгів з утворенням вугле­воднів. Фізико-хімічні властивості полівінілхлориду залежать від способу, рецептури й режиму його одержання.

Одержують полівінілхлорид шляхом полімеризації вінілхло­риду.

Полівінілхлорид переробляють усіма відомими методами пере­робки пластмас як на тверді (вініпласт), так і на м'які, або пласти­фіковані (пластикат), матеріали й вироби.

Поліметилметакрилат

Поліметилметакрилат— [-СН₂С(СН₃)(СООСН₃)-]n. У промис­ловості виробляють аморфний атактичний поліметилметакрилат (лише близько 80 % мономерних ланок входить до полімерного ланцюга в синдіотактичній послідовності); безбарвний і прозо­рий; молекулярна маса — від десятків тисяч до кількох міль­йонів. Розчинний у карбонових кислотах, естерах (у тому числі у власному мономері), кетонах, ароматичних вуглеводнях; стій­кий у воді, розбавлених розчинах лугів і мінеральних кислот, аліфатичних- вуглеводнях. Цілком гідролізується водним роз­чином лугу за температури не нижче 200 °С і концентрованою Н₂80₄ за температури 75 °С. Має високу проникність для про­менів видимого й УФ-світла, високу атмосферостійкість, чудові фізико-механічні й електроізоляційні властивості. У разі нагрі­вання до температури понад 105-110 °С поліметилметакрилат розм'якшується, переходить у високоеластичний стан і легко формується. За температури 300-400 °С у вакуумі практично кількісно деполімеризується.

Відомі стереорегулярні поліметилметакрилати — полімери, що кристалізуються й мають більш високі густину і стійкість до дії розчинників, ніж атактичний поліметилметакрилат; у промисло­вості їх не виробляють.

У промисловості поліметилметакрилат одержують радикаль­ною полімеризацією метилметакрилату за помірних температур у присутності ініціаторів.

У зв'язку з екологічними проблемами у 1980-х рр. почалося ви­тіснення суспензійного методу безперервною полімеризацією ме­тилметакрилату в масі; поліметилметакрилат одержують у формі розплаву, з якого формують листи або гранули.

Гранульований поліметилметакрилат переробляють екстру­зією на листи, що застосовуються для виготовлення світильників, реклам, дорожніх знаків тощо, на профільовані вироби й труби, а литтям під тиском — на елементи оптики, освітлювальні прилади в автомобілебудуванні, шкали та індикатори приладів, елементи приладів для переливання крові в медичній техніці. Гомополімер метилметакрилату (молекула мономеру — 400-500 тис.) у вигляді бісеру використовують як оздоблювальний лак у шкіряній промис­ловості, сополімери метилметакрилату з акриловими мономера­ми — у виробництві лаків та емалей. Розвивається також застосу­вання поліметилметакрилату у виробництві

оптичних полімерних волокон і дисків для лазерних відеопрогравачів.

Суспензійний поліметилметакрилат виробляється під торго­вельними назвами; дакрил (СНД), люсайт (США), діакон (Велика Британія), плексиглас, плексигум (ФРН), ведрил (Італія), делпет, парапет (Японія).

Полістирол

Полістирол (ПС, бакеліт, вестирон, стирон, фостарен, едистер та ін.) — термопластичний полімер лінійної будови. Аморфний безбарвний прозорий крихкий продукт; ступінь полімеризації — п = 600-2500, полідисперсність дорівнює 2-4 залежно від техноло­гії одержання; індекс текучості — 2-30. Для полістиролу характер­ним є легкість переробки, хороша здатність до фарбування в масі й чудові діелектричні властивості. Нижче наведено властивості по­лістиролу, одержаного шляхом термічної полімеризації стиролу.

Полістирол легко розчиняється у власному мономері, арома­тичних і хлорованих вуглеводнях, естерах, ацетоні, не розчиняєть­ся в нижчих спиртах, аліфатичних вуглеводнях, фенолах, етерах. Має низьке вологовбирання, стійкий до радіоактивного опромінен- , ня, у кислотах і лугах, однак, руйнується концентрованою нітрат­ною й крижаною оцтовою кислотами. Легко склеюється. На пові­трі за УФ-опромінення полістирол «старіє»: з'являються жовтизна й мікротріщини, відбувається помутніння, збільшується крих­кість. Термодеструкція починається за температури 200 °С і супро­воджується виділенням мономера. Полістирол не токсичний.

Його недоліки — крихкість і низька теплостійкість; опір удар­ним навантаженням незначний. За температур понад 60 °С знижу­ється формостійкість.

Полістирол переробляють литтям під тиском і екструзією за тем­ператури 190-230 °С. Застосовують як конструкційний, електро­ізоляційний (плівки, нитки та ін.) і декоративно-оздоблювальний матеріал у приладо- й машинобудуванні, радіо- й електротехніці (наприклад, корпуси й панелі приладів), для виготовлення виробів ширвжитку (посуд, авторучки, іграшки, освітлювальні арматури тощо).

Для одержання матеріалів, що мають більш високі теплостій­кість і ударну міцність, ніж полістирол, використовують суміші останнього з іншими полімерами й сополімери стиролу, з яких найбільше промислове значення мають блок- і прищеплені сополі­мери, так звані ударостійкі матеріали, а також статистичні сопо­лімери стиролу з акрилонітрилом, акрилатами й метакрилатами, а-метил стирол ом і малеїновим ангідридом.

Сополімер стиролу з акрилонітрилом (САН) зазвичай містить 24 % останнього, що відповідає азеотропному складу суміші мо­номерів і дозволяє одержувати продукт постійного складу. САН перевершує полістирол за теплостійкістю, міцністю на розтяган­ня, ударною в'язкістю і стійкістю до розтріскування в агресив­них рідких середовищах, однак поступається за діелектричними властивостями та прозорістю. Вартість САН значно вища, ніж полістиролу. Аналогічні властивості, але кращі прозорість і стійкість до УФ-опромінення має потрійний сополімер стирол-акрилонітрил- метилметакрилат; однак його вартість вища, ніж вартість САН. Полістирол і пластмаси на основі сополімерів стиролу становлять групу полістирольних пластиків, у деяких сополімерах уміст стиролу — менш ніж 50 %.

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал, скласти короткий конспект.

ü  Опрацювати §30 с.170-176, виконати завдання 1-5* с.176.

ü  Підготувати навчальний проект на одну з тем: «Рециклінг як єдиний цивілізований спосіб утилізації твердих побутових відходів». «Переробка побутових відходів в Україні та розвинених країнах світу», «Перспективи одержання і застосування полімерів із наперед заданими властивостями», «Дослідження маркування виробів із полімерних матеріалів і пластмас», «Виготовлення виробів із пластикових пляшок»

Урок 48                                                                                              Дата:  04.05.2020                 

Тема. Вплив полімерних матеріалів на здоров’я людини і довкілля. Проблеми утилізації полімерів і пластмас в контексті сталого розвитку суспільства.

Дешевою і зручною пластиковою продукцією сьогодні користується, імовірно, кожна людина і не замислюється над питаннями її впливу на свій організм. Однак, при більш детальному погляді на технічний процес виготовлення сировини, з якої роблять різні пластикові вироби, особливо посуду для зберігання та використання продуктів харчування, її хімічних властивостей, наука нам дає цікаві дані.

  Пластмаси – матеріали, виготовлені на основі полімерів і здатні внаслідок впливу нагрівання і тиску набувати певної форми і зберігати її після охолодження або тверднення.

        Пластмаси можна розподілити на групи:  на основі синтетичних високомолекулярних сполук , штучних матеріалів, на основі біосировини.

          Синтетичні сполуки – це продукти синтезу на основі вуглеводневої сировини. Виготовлення їх іде на основі переробки: нафти, газу, вугілля.

          Штучні матеріали – виготовляють при обробці природних полімерів. До них додають пластифікатори, наповнювачі, барвники і цим самим задають певних властивостей.

         Пластмаси на основі біосировини -  мають унікальні властивості. Такі пластмаси розкладаються в природному середовищі і не чинять негативного впливу на довкілля.  Виготовлені вони на основі природних полімерів. Їх виготовляють з модифікованого крохмалю, целюлози, хітозану (який виділяють з панцирів крабів, креветок). 

   Маркування пластмас.  

       1988р. Товариство пластмасової промисловості запровадило систему маркування й ідентифікаційні коди для всіх видів пластмас. Маркування складається з трьох стрілочок у формі трикутника, у середині яких розміщена цифра.

     Це позначення - знак переробки, який поділяє всі пластмаси на сім груп. Це робиться для полегшення подальшої переробки. В побуті за цим знаком можна визначити для яких цілей можна використовувати пластмасовий виріб, а в яких випадках краще відмовитись від використання виробу.

Декілька порад:

·         По можливості варто відмовитись від пластмасового посуду на користь дерев'яного, скляного, порцелянового, металевого.

·         Уважно слідкуйте за маркуванням пластмасової продукції, особливо коли купуєте дитячі іграшки.

·         Намагайтесь уникати термічної обробки пластмас з низькою термостійкістю.

·         Підсумовуючи роботу в групах переходимо до проблеми утилізації полімерів та пластмас.

 На початку 50-х років минулого століття підприємець Вільям Дарт промисловим способом випустив перший у світі пластикову склянку. Після того всі досить швидко пристосувалися до нового винаходу. Та почали постійно розширювати асортимент продукції і її призначення. Сьогодні, здається, важко собі уявити свій побут без використання посуду із пластмаси.

Продукцію виготовляють переважно з розповсюджених полімерів, які надають посуду гарний зовнішній вигляд, необхідну міцність і гнучкість, за що пластик сьогодні такий розповсюджений. Більшість полімерів дуже дешеві у виготовленні, за що їх й обрали виробники.

 Практично на жодному виробі із пластмаси не вказується, що при впливі на пластмасу зовнішніх факторів, таких як нагрівання та контакт рідиною, зручні пляшки та тарілки виділяють шкідливі канцерогенні хімічні сполуки.

Однак, полімери по своїх властивостях належать до отруйних речовин і можуть спровокувати у людини досить великий список захворювань як центральної нервової системи, так і окремих органів. У певних випадках можливі ускладнення, які викликають інвалідність або навіть летальні випадки. Адже в процесі реакцій полімерів виділяються такі хімічні сполуки як стирол, формальдегід, діоксин(який з організму практично не виводиться), фосген, бісфенол А.

Крім того, сучасний пластик становить серйозну проблему в екологічному масштабі.У наші дні, як ніколи раніше, люди нашої планети задумалися над величезним засміченням Землі безперервно зростаючими відходами пластиків.

 У зв'язку з вищевикладеним, з'являються повідомлення про одержаннябіодеградабельних пластмас, які руйнуються за допомогою мікроорганізмів. Такі пластмаси використовуються для виготовлення одноразового посуду та тари.

З погляду екологічної освіти  полімер не сама екологічно безпечна речовина для здоров'я. Відсутність полімеру не небезпечно, однак, його наявність може бути «причиною багатьох неприємностей для здоров'я».

Підкреслимо, що вчені однозначно довели, що якщо вибирати зі сміття скло, метали та полімерні матеріали, то викиди діоксинів у навколишнє         середовище знижується більш ніж у десять разів.

Пластмаси є довговічним матеріалом, це і добре і не дуже. Бо це - вічне сміття.

 Щороку людство виробляє гігантську гору сміття – близько 400 мільйонів тон. В Україні  збирається близько 6 млн. т. відходів. На жаль, майже зовсім зруйновано систему збору та утилізації відходів, яка існувала у минулі часи.  Ця гора в цілому складається з полімерних і пластикових відходів – пакетів, пляшок, упаковки та іншого. Важливим фактором, який впливає на погіршення екологічної обстановки, є повільний темп асиміляції відходів полімерних матеріалів при виробництві і після використання. Для порівняння - папір руйнується через 2 — 10 років, консервні банки майже за 100 років, поліетиленові матеріали — за 200 років, пластмаса — за 500 років, а скло для повного розкладу вимагає 1000 років. Спеціалісти підрахували, що, якщо сміття не знищувати, то через 10-15 років воно покриє нашу планету шаром 5м. Значить, однією з головних проблем сучасності є утилізація побутових відходів.

           Існує чотири варіанти з переробки відходів:

1. Поховання на полігонах.

2. Спалювання, інколи інші високотемпературні процеси.

3. Біотермічне компостування.

4. Сортування з ціллю вторинного використання, утилізації та рециклінгу.

 Кожний із даних видів володіє своїми плюсами й мінусами

Особливою турботою держави повинна бути проблема утилізації побутових відходів з полімерів, що повинна проводитися на спеціальних переробних заводах з екологічною безпекою збереження середовища, особливо жилою зони людей.

Україна входить в число країн з найбільш високими обсягами накопичення відходів. Щорічно їх утворюється близько 700 млн.т., що в розрахунку на 1 кв.м становить близько 40млн.тон. Площа земель зайнята відходами становить близько 160 тис.га. Утилізується лише третина відходів.

Нажаль, у нас мало приділяють уваги проблемам створення системи збору, сортування та переробки використаної тари й упаковки, питанням виховання населення країни для особистої участі у вирішенні проблеми, як однієї з важливих щодо нашого майбутнього.

На державному рівні було прийнято кілька важливих актів, зокрема Верховною Радою України – Закон «Про відходи». Для його виконання прийнято постанову уряду «Про створення державної компанії  «Укртарапереробка», а постановою уряду  регламентовано механізм збирання, сортування, транспортування переробки і утилізації тари та упаковки. Враховуючи труднощі, повязані з виконанням згаданої постанови, уряд призупинив її дію. На жаль, майже зовсім зруйновано систему збору та утилізації відходів, яка існувала у минулі часи. А тоді за допомогою цієї системи перероблялося 1,5 млн. т. вторинних ресурсів на рік. Держава не має вільних коштів для фінансування заходів для вирішення цієї проблеми.

На даний час в Україні відсутня координація робіт в галузі утилізації відходів на державному рівні. До цього часу в Україні не побудовано жодного заводу по переробці токсичних промислових відходів, немає організовано і налагодженої роботи по збиранню відходів.

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал, скласти короткий конспект.

ü  Підготувати навчальний проект «Синтетичні волокна: їх значення, застосування у побуті та промисловості».

Урок 49                                                                                Дата: 08.05.2020

Тема: Синтетичні волокна: фізичні властивості та застосування

Тест.

1. Процес сполучення одинакових молекул з відносно низькою молекулярною масою у великі молекули:       А реакція ізомеризації ;                    Б ланцюгова реакція ;    В реакція гідролізу ;                         Г реакція полімеризації ;

2. Низькомолекулярна речовина, з якої добувають полімери :    А мономер ;             Б структурна ланка ;            В радикал ;               Г функціональна група ;

3. Властивість пластмас розм’якшуватись при нагріванні, легко формуватись у вироби і тверднути при охолодженні:     А еластичність;                   Б. в’язкість ;            В. пластичність ;                 Г.термореактивність ;

4.Вулканізація – це взаємодія макромолекул каучуку з атомами: А. Нітрогену;            Б. Хлору;              В.Сульфуру;             Г. Фосфору;

5. Серед перелічених ознак вибрати, ті що характеризують властивості гуми :     А. еластичність;                                               Б. механічна та хімічна стійкість;     В. добра розчинність                                       Г. стійкість до органічних розчинників;      Д. негорючість

6. Процес полімеризації, у якому беруть участь два або більше різних мономерів: А реакція поліконденсації;                              Б реакція співполімеризації;      В ланцюгова реакція;                                      Г реакція естерифікації

7. Властивість пластмас втрачати при нагріванні здатність плавитись і розчинятись в органічних розчинниках:    А еластичність;                 Б в’язкість;                     В пластичність;                Г реактивність;

8. Встановити генетичний ланцюжок добування поліетилену з метану. Написати відповідні рівняння реакцій:    А  (- CH2 – CH2–CH2 – CH2-) n ;             Б CH4;                        B. C2H4 ;                                                   Г. C2H2;

До натуральних волокон належать волокна природного (рослинного, тваринного, мінерального) походження: бавовна, льон, вовна й шовк,азбест.

До хімічних волокон — волокна, виготовлені в заводських умовах.

--Які ж ваші вимоги до сучасного одягу?

Потреби людства не можливо задовольнити лише використанням виробів із натуральних волокон, тому існують волокна, що створюють зі штучної сировини, тобто такої якої немає в природі. Такі волокна називаються хімічними. 

Здавна для виготовлення одягу людина користувалася природними волокнами, одержуваними з бавовни, льону, вовни деяких тварин, із ниток, що випрядає гусениця шовкопряда. Але цих джерел недостатньо для задоволення зростаючої потреби в тканинах.

Шовковичний шовкопряд упродовж всього життя дає лише 1 г шовкової нитки, окрім того для його розведення необхідні шовковичні дерева, певні кліматичні умови й ретельний догляд.

Бавовна росте повільно, вимагає багато світла, тепла, вологи.

Тваринництво не в змозі забезпечити людство вовною в повному обсязі.

Саме тому і потало питання: як створити волокно штучним способом? Чому наше століття часто називають синтетичним? Відповіді криються у нашій темі.

Волокно́ — гнучке та міцне фізичне тіло обмеженої довжини з малими поперечними розмірами, яке придатне для виготовлення пряжі та текстильних виробів.

Застосування. Поліамідні волокна широко застосовують для виробництва товарів народного споживання, переважно панчішно-шкарпеткових виробів, трикотажу, тканин для верхнього одягу. У техніці поліамідні волокна використовують для виготовлення шинного корду, гумовотехнічних виробів, рибальських сіток, тралів, канатів, мотузок тощо, фільтрувальних матеріалів для харчової промисловості, щетини (наприклад, для мийних і бавовнозбиральних машин), а також інших виробів. Пофарбовані в масі текстуровані нитки (лінійна густина — 60-330 текс) використовують для виготовлення килимових виробів.

Уперше дослідне виробництво поліамідних волокон було освоєно в США (1938) з полігексаметиленадіпінаміду, з полі-е-капроаміду — у Німеччині (1939). У СРСР промислове виробництво поліамідних волокон почалося 1948 р.

Поліестерові волокна — синтетичні волокна, що формуються з поліестерів. Головне промислове значення мають поліестерові волокна з поліетилентерефталату (ПЕТ). Поліестерові волокна одержують також на основі хімічно модифікованого ПЕТ.

Торгівельні марки: лавсан, терилен, дакрон, елан, тревір, тетерон, грізутен, тергаль, слотера, терленка, терел та ін.

Одержання. Метод одержання — поліконденсація. Поліестерові волокна формують з розплаву, використовуючи ПЕТ з молекулярною масою (20-25)·10³ (джгут і текстильні нитки) або з молекулярною масою (30-40)·10³ (технічні нитки). ПЕТ переробляють за періодичною (з грануляту) і за безперервною (безпосереднє формування з розплаву ПЕТ після його синтезу) схемами. З метою зняття електростатичних зарядів і поліпшення фрикційних властивостей волокно обробляють змащувачами. Після цього воно надходить у приймальний пристрій, конструкція і швидкість якого залежать від виду продукції, що виготовляється.

Поліестерові волокна виробляють у вигляді комплексних технічних і текстильних ниток, мононитки (діаметр — 0,1-1,5 мм), різаного волокна, джгута, килимового джгутика, нетканих матеріалів (на зразок «спан-бон»).

Властивості. Інтервал робочих температур поліестерових волокон — від -60 до 170 °С: температура плавлення — 260 °С; температура нульової міцності — 248 °С; 1,13 кДж/(кг-К). Під дією вогню волокно плавиться, але загоряється важко, після видалення з вогню самозагасає. Для зниження горючості поліестерові волокна обробляють антипіренами. Поліестерове волокно порівняно атмосферо- й світлостійке: після перебування на сонці впродовж 600 год. втрачає міцність на 60 % (поліамідні волокна за цих умов руйнуються).

Поліестерове волокно розчиняється в крезолі та інших фенолах; частково руйнується, розчиняючись у концентрованій H₂SO₄ (вище від 83 %) та HNO3, цілком руйнується внаслідок кип’ятіння в концентрованих розчинах лугів, обробки водяною парою за температури 220 °С упродовж 1 год. Обробка паром за температури 100 °С, через частковий гідроліз ПЕТ, супроводжується зменшенням міцності. Стійкі в ацетоні, CCl4, дихлоретані та інших розчинниках, що використовуються для хімічного очищення, до дії окисників і відновників, мікроорганізмів, молі, килимового жучка.

Головні недоліки поліестерових волокон — труднощі під час фарбування, гідрофобність, здатність електризуватися, схильність до пілінгу (утворення на поверхні виробу скручених волоконець-«кульок»), цупкість виробів, погана здатність драпуватися.

Застосування. Технічну нитку використовують для виготовлення транспортерних стрічок, приводних ременів, канатів, вітрил, рибальських сіток і тралів, бензо- й нафтостійких шлангів, електроізоляційних і фільтрувальних матеріалів та ін. З мононитки виробляють сітки для папероробних машин, щітки для бавовнозбиральних комбайнів і зерноочисних машин, застібки-«блискавки», струни ракеток, фільтри тощо. Технічну нитку низької лінійної густини застосовують для обмотки електродротів малого перетину й у медицині (синтетичні кровоносні судини й хірургічні нитки).

З гладеньких текстильних ниток виробляють трикотаж, тканини типу тафти, жоржету, крепу, піку, твіду, атласу, фасонні тканини (трико-мереживо), гардинно-тюлеві вироби, плащові й парасолькові тканини, з текстурованих — тканини для суконь і костюмів, трикотажні вироби, чоловічі й дамські сорочки, дитячий одяг, панчохи, шкарпетки й багато іншого.

Різані волокна застосовують переважно в суміші з вовною, бавовною або льоном (33-67 %). Наявність поліестерових волокон підвищує зносостійкість і міцність, знижує здатність тканин зминатися й сідати, дозволяє зберігати гарний зовнішній вигляд і стійкість форми готових виробів під час їх експлуатації. З поліестерового різаного волокна в чистому вигляді або в суміші з іншими природними й хімічними волокнами виробляють тканини для костюмів, пальт, сорочок, суконь, технічні сукна, неткані матеріали.

6. Арени → циклоалкани

Гідрування ароматичних вуглеводнів (t, кат.)

С₆Н₆ + 4H₂ → C₆H₁₄

7. Алкани → спирти

Одержання спиртів з алканів через галогенпохідні (hv)

С₂Н₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl

C₂H₅Cl + KOH → C₂H₅OH+ KCl

8. Алкени → спирти

Одержання спиртів з алкенів (гідратація алкенів, t, кат.)

C₂H₄ + Н₂О → C₂H₅OH

9. Спирти → алкени

Дегідратація спиртів (одержання алкенів, t, H₂SO₄)

C₂H₅OH → C₂H₄ + Н₂О

10. Арени → феноли

Одержання фенолу через бромбензол (t, FeBr₃)

С₆Н₆ + Br₂ → С₆Н₅Br + HBr

С₆Н₅Br + KOH → C₆H₅OH+ KBr

11. Алкани → альдегіди

Одержання альдегідів окисненням алканів (одержання формальдегіду окисненням метану, t, кат.)

2СН₄ + О₂ → НСНО + Н₂О

12. Спирти → альдегіди

Одержання альдегідів окисненням спиртів (t)

C₂H₅OH + CuO → CH₃COH + Cu + Н₂О

13. Альдегіди → спирти

Одержання спиртів відновленням альдегідів (t, кат.)

CH₃COH + Н₂ → C₂H₅OH

14. Алкіни → альдегіди

Одержання оцтового альдегіду гідратацією ацетилену (реакція Кучерова, t, Hg²⁺, H₂SO₄)

C₂H₂ + Н₂О → CH₃COH

15. Алкани → карбонові кислоти

Одержання карбонових кислот окисненням алканів (t, кат.)

2С₄Н₁₀ + 5О₂ → 4CH₃COОH + 2Н₂О

При окисненні алканів С₄-С₈ утворюється, головним чином, оцтова кислота.

16. Альдегіди → карбонові кислоти

Окиснення альдегідів до карбонових кислот (t)

CH₃COH + Ag₂О → CH₃COОH + 2Ag

17. Карбонові кислоти + спирти → естери

Одержання естерів (реакція етерифікації, t, H₂SO₄)

CH₃COОH + C₂H₅OH → CH₃COОC₂H₅ + Н₂О

18. Естери → солі карбонових кислот + спирти

Гідроліз (омилення) естерів, у тому числі й жирів

CH₃COОC₂H₅ + КОН → CH₃COОК + C₂H₅OH

19. Алкани → аміни

Одержання амінів з алканів через галогенпохідні (hv)

СН₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + NH₃ → CH₃NH₂ + HCl

20. Арени → ароматичні аміни

Одержання аніліну з бензолу (реакція Зініна, t 180-230 ^оС, кат. Ni, Al₂O₃)

C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O

С₆Н₅NO₂ + ЗН₂ → С₆Н₅NH₂ + 2Н₂O

21. Карбонові кислоти → амінокислоти

Одержання амінокислот з карбонових кислот

CH₃COОH + Cl₂ → ClH₂C-COОH + НCl

Cl-CH₂-COОH + NH₃ → NH₂-CH₂-COОH + HCl

22. Амінокислоти → пептиди (білки)

Одержання пептидів 

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал, скласти короткий конспект.

ü  Опрацювати §32 с.184-186, виконати завдання 1-3* с.186.

ü  Виконати перетворення.

УРОК 51.                                                                   Дата: 15.05.2020

Тема: ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ПРО БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ (ВІТАМІНИ, ФЕРМЕНТИ). РОЛЬ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ В РОЗВ'ЯЗУВАННІ СИРОВИННОЇ, ЕНЕРГЕТИЧНОЇ, ПРОДОВОЛЬЧОЇ ПРОБЛЕМ, СТВОРЕННІ НОВИХ МАТЕРІАЛІВ.

Біологічно активні речовини є особливою групою органічних сполук. Вони регулюють процеси обміну речовин, росту і розвитку організмів, слугують для захисту чи впливу на особин свого чи інших видів. Одна з груп біологічно активних речовин – це вітаміни.

Вітаміни. Для підтримання нормальної життєдіяльності організму крім білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і води потрібні вітаміни. Вітаміни – біологічно активні низькомолекулярні органічні сполуки, різні за хімічною природою.

Існування і значення вітамінів для життя встановив наприкінці минулого століття російський лікар М. І. Лунін (1881). Пізніше польський хімік К. Функ(1912) назвав біологічно активну речовину, яку виділили з висівок, „вітаміном”, оскільки вона містила в своїй молекулі аміногрупу(лат. vita – життя + „аміни”).

Вітаміни надходять в організм з продуктами харчування, переважно рослинного походження. В тканинах організму людини вони засвоюються, утворюючи більш складні речовини. Стало відомо, що вони беруть участь у синтезі й розщепленні амінокислот, жирів, азотистих основ нуклеїнових кислот. Деяких гормонів, медіатора ацетилхоліну, який забезпечує передавання імпульсів у нервовій системі.

Нині відомо понад 20 вітамінів, які мають безпосереднє значення для здоров’я людини. Усі вони розподілені на дві групи: жиророзчинні(кальцефероли, каротиноїди, ретинол, токофероли, філохінони) і водорозчинні(аскорбінова кислота, біотин, нікотинова кислота, пантотенова кислота, піридоксин, рибофлавін, фолієва кислота, ціанокобаламін).

За нормального раціону і здорового способу життя потреба у вітамінах задовольняється природним шляхом. Проте навіть за цих умов узимку й навесні доцільно вживати додатково аскорбінову кислоту(віт.C). У разі одноманітного харчування, збідненого на натуральні рослинні продукти, спостерігається порушення обміну вітамінів. Дещо вища потреба у вітамінах у молоді, а також у осіб, що працюють у шкідливих умовах, під час захворювань. У таких випадках люди потребують додаткового збагачення їжі вітамінами.

Для збереження вітамінів у їжі слід дотримуватись правил заготівлі, зберігання продуктів, приготування їжі – уникати її переварювання й пересмажування. Наприклад, у пошкоджених овочах і фруктах аскорбінова кислота руйнується внаслідок дії ферментів, які розщеплюють її молекули.

Нині добре відомо, що при нестачі(гіповітаміноз, або авітаміноз) або надлишку(гіпервітаміноз) вітамінів в організмі розвиваються захворювання.

Добова потреба людини у вітамінах значною мірою залежить від її віку, роду занять, маси тіла, статі, загального стану здоров'я.

Отже, для профілактики захворювань, пов’язаних з дефіцитом вітамінів, потрібна правильна організація харчування і способу життя загалом. Слід пам’ятати, що надлишок вітамінів, їхніх препаратів також негативно позначається на здоров’ї.

Вітамін A — ретинол. Міститься в рибі, морепродуктах, абрикосах, печінці. Він забезпечує нормальний стан шкіри і слизових оболонок, поліпшує зір, поліпшує опір організму в цілому.

Вітамін D — кальцифероли. Вітамін D називають протирахітичним, бо за його дефіциту розвивається рахіт. Це захворювання проявляється в ранньому дитинстві і супроводжується порушенням утворення кісткової тканини внаслідок зменшення в ній солей Кальцію і Фосфору. Кістки викривляються. Запізнюється і порушується утворення зубів. Каль- цифероли містяться в жовтках яєць, вершковому маслі, найбільше в риб’ячому жирі. Вони також утворюються в шкірі під впливом ультрафіолетових променів сонця.

Вітамін B₁ — тіамін. Вітамін B₁ міститься в рисі, овочах, птахах. Він зміцнює нервову систему, пам’ять, поліпшує травлення.

Вітамін В₂ — рибофлавін. Вітамін В₂ міститься в молоці, яйцях, капусті броколі. Він зміцнює волосся, нігті, позитивно впливає на стан нервів.

Вітамін PP (вітамін В₃) — нікотинова кислота. Вітамін PP міститься у хлібі з грубого помолу, рибі, горіхах, овочах, м’ясі, сушених грибах, регулює кровообіг і рівень холестерину.

Вітамін В₆ — піридоксин. Вітамін В₆ міститься в цільному зерні, яєчному жовтку, пивних дріжджах, квасолі. Благотворно впливає на функції нервової системи, печінки, кровоутворення.

Вітамін В₅ — пантотенова кислота. Вітамін В₅ міститься у квасолі, кольоровій капусті, яєчних жовтках, м’ясі, регулює функції нервової системи і рухову функцію кишечнику.

Вітамін B₁₂ — ціанокобаламін — (C₆₃Hg₈N₁₄PC₀). Вітамін B₁₂ міститься у м’ясі, сирі, продуктах моря, сприяє кровоутворенню, стимулює ріст, сприятливо впливає на стан центральної і периферійної нервової системи.

Вітамін В₉ — фолієва кислота. Вітамін B₉ міститься у савойській капусті, шпинаті, зеленому горошку, дріжджах, печінці, необхідний для росту і нормального кровоутворення.

Вітамін H — біотин. Вітамін H міститься в яєчному жовтку, помідорах, неочищеному рисі, соєвих бобах, впливає на стан шкіри, волосся, нігтів і регулює рівень цукру в крові.

Вітамін C — аскорбінова кислота. Вітамін C міститься у шипшині, солодкому перці, чорній смородині, обліписі, корисний для імунної системи, сполучної тканини, кісток, сприяє загоєнню ран.

Вітамін E — токоферол. Вітамін E міститься у горіхах і рослинних оліях, захищає клітини від вільних радикалів, впливає на функції статевих і ендокринних залоз, сповільнює старіння.

Вітамін K — філохінон. Вітамін K міститься у шпинаті, салаті, кабачках і білій капусті, регулює зсідання крові.

Вітамін	Добова потреба	Авітаміноз	Гіпервітаміноз
A	400-1000 мкг	Куряча сліпота	Каротинемія
D	10-25 мкг	Рахіт	Гіперкальціурія
B1	1,4-2,4 мг	Бері-бері	Не характерний
B2	2-4 мг	Арибофлавіноз	Незначний надлишок
РР (B3)	9-15 мг	Пелагра	Гіперемія
B6	1,6-1,8 мг	Судоми, анемія	Алергічні реакції
B5	8-10 мг	Порушення функцій ЦНС	Не характерний
B12	2-5 мкг	Недокрів’я	Серцева недостатність, набряк легень
B9	0,2-0,4 мг	Псоріаз, мегалобластична анемія	Диспепсія, підвищена збудливість ЦНС
H	0,3 мг	Ураження шкіри	Не характерний
C	75-100 мг	Цинга	Діарея
E	12 мг	Зниження функцій статевих залоз	Погіршення зору
K	1-2 мг	Зниження зсідання крові	Гемолітичний синдром

Іншою групою біологічно активних речовин, які відіграють важливу роль у забезпеченні нормальної життєдіяльності організмів людини і тварин, є гормони.

Гормони. Гормони – це біологічно активні речовини, які в невеликих кількостях здатні чинити на організм значний вплив,

Кожний гормон виконує певну функцію. Гормони, надходячи в кров, діють далеко від місця синтезу.

Хімічна природа гормонів неоднорідна: це видозмінені амінокислоти, білки, поліпетиди, стероїди(органічні сполуки, які належать до групи складних ліпідів, що не піддаються омиленню). Так, тироксин щитоподібної залози є йодованою амінокислотою; інсулін, глюкагон підшлункової залози, соматотропін(гормон росту) гіпофіза – білки; адреналін, норадреналін надниркових залоз – катехоламіни; гормони статевих залоз естрадіол, тестостерон – стероїди.

Гормони мають сильний вплив на регуляцію обміну речовин, росту, статевого розвитку, функцій окремих органів. Одні гормони здатні підсилювати функцію, інші – послаблювати. Отже, завдяки гормонам, що виробляються в залозах внутрішньої секреції, здійснюється регуляція життєдіяльності організму.

Залози внутрішньої секреції виконують багато функцій. Найпоказниковішим у цьому відношенні є гіпофіз.

Передня частка гіпофіза виробляє кілька гормонів. один з них впливає на ріст тіла, інші – на діяльність статевих залоз, щитоподібної, надниркових залоз. Гормон стимулює розвиток організму, одночасно впливаючи на обмін жирів, вуглеводів і білків.

Проміжна частина гіпофіза виділяє гормон, що регулює утворення пігменту шкіри.

Задня частина гіпофіза нагромаджує гормони вазопресин і окситоцин, що надходять у неї від підгорбової ділянки(гіпоталамуса).

Як видно з далеко не повного опису значення гіпофіза, ця залоза має сильний і різноманітний безпосередній вплив на організм. Крім того, гіпофіз регулює діяльність інших ендокринних залоз: щитоподібної, статевих, надниркових.

Ще однією групою біологічно активних речовин є ферменти.

Ферменти. Ферменти – біологічно активні речовини, здатні прискорювати біохімічні реакції. Вони виконують роль біокаталізаторів.

Молекули простих ферментів складаються лише з амінокислот, а молекули складних можуть функціонувати тільки за наявності в молекулі білкового(апоферменту) і небілкового(коферменту) компонентів.

Розрізняють ферменти – ліпази(розщеплюють ліпіди), амілази(розщеплюють вуглеводи), пептидази(розщеплюють білки), а також ферменти окисно-відновних реакцій, реакцій гідролізу і синтезу, реакцій перенесення, приєднання або відщеплення певних органічних залишків або груп.

Вибірковість дії ферментів на різні хімічні речовини пов’язана з їхньою будовою. Молекули всіх ферментів мають один або кілька активних центрів, якими вони прикріплюються до тих речовин, на які можуть діяти. Тому їх дія завжди специфічна. Зазвичай ферменти каталізують багато послідовних реакцій, причому речовини, які утворилися за участю першого ферменту, є субстратом для другого.

Дія ферментів у клітині завжди узгоджена і відбувається у певній послідовності. Це досягається завдяки тому, що ферменти локалізовані в різних ділянках клітинної мембрани. В органелах клітини ферменти також розміщені послідовно й утворюють упорядковані системи.

Залежно від наявного комплексу ферментів у різних видів організмах і в різних органах обмін речовин відбувається по-різному. Для функціонування кожного ферменту потрібні оптимальні температура і реакція середовища, оскільки одні з них активні в нейтральному середовищі(наприклад, ферменти слини), інші – в кислому(ферменти шлункового соку) або лужному(ферменти підшлункової залози). У разі нагрівання до температури понад 60°C багато ферментів ін активується(відбувається денатурація білків).

Всі відомі реакції, що відбуваються в організмі, були поділені на шість основних типів. Відповідно до шести типів хімічних реакцій усі відомі ферменти діляться на шість класів:

1. Оксидоредуктази — ферменти, що каталізують окисно-відновні реакції.

2. Трансферази — клас ферментів, що каталізують транспорт різноманітних хімічних груп від однієї речовини до іншої.

3. Гідролази — ферменти, що каталізують реакції розщеплення речовин за участі води.

4. Ліази — ферменти, що каталізують реакції негідролітичного відщеплення певних груп з утворенням подвійних зв’язків або приєднання групи в місці подвійного зв’язку.

5. Ізомерази — ферменти, що каталізують реакції внутрішньомолекулярного переміщення різних груп або реакції утворення ізомерів.

6. Лігази (синтетази) — ферменти, за участі яких здійснюється приєднання двох молекул із використанням енергії АТФ і утворенням нових зв’язків.

Практична діяльність людей пов'язана із застосуванням мате­рії як речовини, тому хімічне знання необхідне в усіх галузях на­уки й технології. Цілком можна говорити й про хімічний аспект багатьох наук, особливо природничих.

МІСЦЕ ХІМІЇ СЕРЕД НАУК ПРО ПРИРОДУ

Хімія — одна з природничих наук, тобто наук, що вивчають об'єкти та явища природи. Інша назва цих наук — природознав­ство. До природничих наук належать фізика, хімія, біологія, фі­зична географія, астрономія й деякі інші науки.

Хімія, фізика, біологія лише на перший погляд можуть здатися науками, далекими одна від одної. Хоча лабораторії фізика, хіміка й біолога дуже несхожі, усі ці дослідники мають справу з природ­ними об'єктами. Це відрізняє природничі науки від математики, історії, економіки й багатьох інших наук, які вивчають те, що ство­рено не природою, а насамперед самою людиною.

Між природничими науками немає чітких меж. Відкриття й вивчення властивостей нових видів атомів колись було прийня­то вважати завданням хіміків. Однак вийшло так, що з відомих на сьогодні видів атомів частина відкрита хіміками, а частина — фі­зиками. Це лише один з багатьох прикладів «відкритих кордонів» між фізикою та хімією.

Немає чіткої межі між перетвореннями фізичними й хімічни­ми. Природа єдина, тому ми завжди повинні пам'ятати про те, що неможливо розібратися в улаштуванні навколишнього світу, за­глибившись лише в одну з галузей людського знання.

Складовими хімічних речовин, своєрідними «цеглинками», з яких вони побудовані, є хімічні частинки, а це насамперед атоми й молекули. їхні розміри перебувають в інтервалі довжин порядку 10"¹⁰ -10"⁶ м.

Частинки найменших розмірів та їхні взаємодії вивчає фізика, ці частинки називаються мікрофізичними частинками. Процеси, у яких беруть участь частинки й тіла найбільших розмірів, знов- таки, вивчаються фізикою. Природні об'єкти, що утворюють по­верхню Землі, вивчає фізична географія. Розміри таких об'єктів — від кількох метрів (наприклад, ширина річки) до 40 тис. км (до­вжина земного екватора). Планети, зорі, галактики та явища, що оточують планету вивчає астрономія.

Роль хімічних знань у пізнанні природи

Уже у XVIII ст. почала формуватися так звана мінеральна хі­мія. Наразі цей розділ хімії ми називаємо неорганічною хімією — на відміну від органічної хімії, яка спочатку досліджувала речовини, що утворюються в живих організмах. Згодом у самостійні роз­діли виокремилися ще дві найважливіші галузі хімії — аналітична й фізична хімія.

Головні завдання сучасної неорганічної хімії — вивчення бу­дови, властивостей і хімічних реакцій простих речовин і сполук, взаємозв'язку будови із властивостями й реакційною здатністю речо­вин, розробка методів синтезу й глибокого очищення речовин, загаль­них методів одержання неорганічних матеріалів. У надрах неорганіч­ної хімії постійно виникають більш дрібні підрозділи, що опікуються вивченням хімії або окремих класів сполук або конкретних елемен­тів, наприклад, хімія кислот, хімія Фосфору, хімія інертних газів.

Предмет вивчення Органічної хімії ніколи обмежувався сполу­ками Карбону, що мають рослинне і тваринне походження. Наразі органічна хімія — це наука, що вивчає сполуки Карбону з іншими елементами, як природні, так і синтетичні.

Щорічно кількість синтезованих органічних сполук зростає на 250-300 тис. Вона перевищує число відомих неорганічних сполук у десятки разів.

Аналітична хімія — це наука про визначення хімічного складу речовин і, певною мірою, хімічної будови сполук.

Головна мета аналітичної хімії — забезпечити точність, високу чутливість, швидкість, вибірковість аналізу. Розвиток аналітичної хімії привів до виникнення хімічної діагностики, яка дозволяє без­упинно визначати різні характеристики процесів, що відбувають­ся, і речовин, які утворюються.

На межі досліджень фізичних і хімічних явищ виникла фізична хімія. Вивчення теплових ефектів хімічних реакцій породило тер­мохімію. Хімічні процеси, що відбуваються під дією електричного струму, стали підґрунтям електрохімії. В основу сучасної фізичної хімії покладено також учення про розчини, швидкості й механізми хімічних реакцій, будову молекул та ін. Фізична хімія — це наука про загальні закони, що визначають будову й хімічні перетворення речовин за різних умов.

Розширення й поглиблення математичних методів у хімії дозво- , ляє говорити про формування математичної хімії. Її виникнення передбачав ще Ломоносов, який назвав одну зі своїх книг «Елемен­ти математичної хімії».

Усе більше стираються кордони між хімією та іншими природ­ничими науками.

Біохімія — біологічна хімія — вивчає хімічний склад і струк­туру речовин, що містяться в живих організмах; шляхи та способи регуляції їхніх перетворень; енергетичне забезпечення процесів, які відбуваються у клітині й організмі в цілому. Становлення біо­хімії як науки відбулося на рубежі XIX і XX ст., хоча джерела біо­хімічних знань виявлено ще в працях учених античного періоду, а церші відомості про склад рослинних і тваринних тканин почали з'являтися в середні віки. Сьогодні з біохімії вже виокремилися біоорганічна й біонеорганічна галузі.

На початку XX ст. наш співвітчизник, хімік, мінералог і кри­сталограф Володимир Іванович Вернадський (1863-1945) розробив основи геохімії — науки про поширення і міграцію хімічних еле­ментів на Землі. З одного боку, геохімія широко використовує до­сягнення фізики й хімії, новітні методи' аналізу й положення про будову речовини, а з іншого — величезний матеріал, накопичений геологічними науками, зокрема мінералогією.

Водночас із фізичною хімією виникла хімічна фізика, що ви­вчає фізичні закони, які керують будовою й перетвореннями хіміч­них речовин.

РОЛЬ ХІМІЇ В СУЧАСНОМУ МАТЕРІАЛЬНОМУ ВИРОБНИЦТВІ

Будь-який вид людської діяльності, починаючи з приготування їжі і закінчуючи запуском космічних кораблів, так чи інакше пов’язаний з використанням різних матеріалів. В основі виробництва абсолютно всіх видів матеріалів лежать хімічні процеси. Розробка й одержання нових матеріалів і вдосконалення існуючих — є однією з головних задач сучасної хімії. Галузь хімії, яка займається

створенням нових матеріалів, вивченням їхніх властивостей, аналізом поведінки за різних умов експлуатації, узагальнено називав хімічним матеріалознавством.

Взаємини хімії й людини завжди були непростими. В окремі пе­ріоди історії хімія була джерелом захоплення і сліпої віри. Свого часу хімізація всього народного господарства, здавалося, була го­ловним засобом прогресу. Потім настало сліпе відкидання, й острах хімії.

Так, на зміну широкому застосуванню хімічних добрив прихо­див «нітратний» синдром. Образ алхіміка-мага, що приховує свої цілі й має незрозумілу силу, дотепер витає, над хімічною наукою і практикою. Отрути й порох, забруднення навколишнього середо­вища й розробка психотропних речовин навіть сьогодні міцно асоці­юються в суспільній свідомості з хімією. Часом хемофобія свідомо розпалюється в кон'юнктурних цілях — коли потрібно розправи­тися з успішним конкурентом, який розвиває хімічну промисло­вість.

Насправді хімія є системотвірним фактором сучасного суспіль­ства. Існування людства наразі немислиме без хімії й різноманіт­них продуктів і матеріалів, які можна одержати лише з допомогою хімічних технологій. При цьому штучно створений людиною на­вколишній світ — техносфера — усе швидше насичується продук­тами хімічного виробництва. Грамотне, і тому безпечне, поводжен­ня з ними вимагає високого рівня хімічних знань.

Без хімії неможливо зрозуміти такі науки, як біологія, геоло­гія, екологія. Знання хімії надзвичайно необхідні в сільському гос­подарстві — для того, щоб уміло й розумно використовувати міне­ральні добрива, отрутохімікати, антибіотики. Без хімічних знань не можна працювати в хімічній промисловості, будівництві, меди­цині, металургії.

Знання хімії необхідне не лише фахівцям, які працюють над створенням, дослідженням і застосуванням хімічних речовин. На­віть удома, в побуті не обійтися без хімічних знань, які допомага­ють правильно й за призначенням використовувати різні речовини. Інакше можна поплатитися своїм здоров'ям і здоров'ям оточуючих, адже багато які з препаратів побутової хімії е вогненебезпечними, впливають на різні життєво важливі органи, спричиняють алергій- ні захворювання;

Найважливішим завданням хімії стає контроль над хімічними процесами, що відбуваються у природі й техносфері, у виробництві й перетворенні потрібних людині речовин і матеріалів.

Розвиток хімічних технологій

У процесі еволюції хімії утворилася нова інженерна галузь — хімічна технологія. Ця наука розробляє найбільш економічні й екологічно доцільні методи й засоби хімічної переробки сирих природних матеріалів на продукти споживання.

Різні сфери діяльності, що мають хімічне підґрунтя, напри­клад, металургія, керамічне або склоробне виробництво, фарбуван­ня тканин, мають давнє коріння. Ті чи інші технологічні процеси, що передавалися від покоління до покоління, розроблялися насам­перед на основі ремісничих навичок і винахідливості їхніх вико­навців. Прогрес протікав повільно й нерідко коли був зумовлений випадками. Часто на шляху вдосконалення технології поставало прагнення зберігати в таємниці застосовувані методи.

Бурхливий.розвиток сучасної хімічної промисловості став мож­ливим лише завдяки проникненню у виробництво наукового мето­ду. Зростання виробництва та якісне й кількісне вдосконалення хімічної продукції залежать від точності аналізу вихідної сирови­ни й раціонального напрямку здійснюваних процесів, контролю

виробництва з допомогою фізичних і хімічних методів і апаратури, що застосовуються для проведення хімічних реакцій у промисло­вих умовах.

Хімічна технологія базується на тих самих явищах, законах і теоріях і використовує ті самі методи, що й природничі науки. Експериментальні й теоретичні досягнення природничих наук рано чи пізно набувають застосування в промисловості. Завдяки вдосконаленню технології скорочується відрізок часу між науко­вим відкриттям та його впровадженням у промисловість.

У свою чергу, природничі науки набувають значних переваг у результаті розвитку технології. Багато наукових проблем, що привели до фундаментальних відкриттів, були висунуті промис­ловістю. З іншого боку, чимало наукових досліджень залишалися б нездійсненними, якби промисловість не поставляла речовини, конструкційні матеріали й необхідні прилади.

Отже, природничі науки, у тому числі хімія, тісно пов'язані з ви­робництвом і, завдяки цьому взаємозв'язку, можуть розвиватися лише водночас, паралельно. Вони служать загальній меті —збільшенню обсягів виробництва продукції та поліпшенню її якості.

Раціональна організація екологічно чистого хімічного вироб­ництва передбачає включення до сфери хімічної технології безлічі дослідницьких галузей, пов'язаних з охороною навколишнього се­редовища, безпекою процесів і вмінням утилізувати відходи вироб­ництва. Енергетика і транспорт мають більший техногенний вплив на навколишнє середовище, ніж власне хімічні виробництва. Од­нак методи хімічної технології залишаються провідними в розроб­ці засобів охорони природи, технологічних процесів, що є сталими до змін вихідної сировини й дозволяють мінімізувати вміст токсич­них проміжних сполук і продуктів, які забезпечують надійну й без­печну роботу промислових об'єктів.      

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал, скласти короткий конспект.

ü  Опрацювати §33 с.187-197,

ü  Виконати проекти на тему: «Найважливіші хімічні виробництва органічної хімії в Україні», «Доцільність та шкідливість біологічно активних добавок» (на вибір).

УРОК 52.                                                                    Дата: 18.05.2020

Тема: Контрольна робота з органічної хімії (10 клас)

1. Укажіть загальні формули  алкінів, аренів.

      А. С_nН_2n-2; С_nН_2n               Б С_nН_2n-6; С_nН_2n-2       

       В С_nН_2n+2; С_nН_2n-2           Г С_nН_2n-2; С_nН_n 

2. Укажіть формулу речовини з подвійним Карбон-Карбоновим зв’язком.  

     А. С₃Н₈;          Б. С₄Н₈;         В. С₂Н₆;           Г. С₃Н₄

3. Амфотерні властивості виявляють:                                                                                              

    А альдегіди                           Б  аміни                   

     В  амінокислоти                   Г  ароматичні вуглеводні

4.Оберіть правильне твердження:                                                                                                     

      А сахароза – продукт повного гідролізу крохмалю

      Б целюлоза й крохмаль – структурні ізомери

      В глюкоза й фруктоза малорозчинні у воді     

      Г целюлоза й сахароза  вступають в реакцію гідролізу

5. Якісною реакцією   на глюкозу є взаємодія з:                                                                             

    А бромною водою                                                     

    Б купрум (ІІ) гідроксидом  за відповідних умов                                                          
         В купрум (ІІ) гідроксидом за нагрівання                

    Г купрум (ІІ) сульфатом

6. Рідкі жири перетворють на тверді в результаті реакції з:                                                        

     А киснем              Б воднем              В водою              Г бромною водою

7.Оберіть правильне твердження щодо фенолу:                                                                             

     А належить до ароматичних спиртів              

     Б вступає в реакцію заміщення за бензеновим кільцем

     В застосовується в харчовій промисловості      

     Г добре розчиняється у холодній воді         

8. Позначте назву речовини,  молекула якої має таку структурну формулу

                     СН₃                                                        А. 2,3-диметилбут-2-ен

                       |                                                     Б.  2,3-диметилбут-3-ен

СН₃¾СН¾С=СН₂                                            В. 2,3-диметилбут-4-ен

             |                                                               Г. 2,3-диметилбут-1-ен

            СН₃

9.Укажіть серед запропонованих речовин гомологи

     А.  С₃Н₈;         Б. С₆Н₁₀;         В.С₂Н₄;              Г. С₁₁Н₂₀

10. Укажіть речовини з яких готують  реактив для виявлення багатоатомних спиртів.

    А. KOH    i  Cu (OH)₂           Б.  CuO   i  CuSO₄           

    В. KOH  і  CuSO₄                  Г.   CuS   і  CuCl₂

11. Виберіть речовини, які взаємодіють з воднем:

     1) етин,      2) бензен,        3) бутан,       4) пропен,          5) пропан,        6) гексан.

      А. 1,2,3;                          Б. 1,2,4;                       В. 1,2,5;                 Г. 2,5,6.

12. Визначте невідомий насичений одноатомний спирт у реакції:

    2CxHyОН  +  9O₂  →  6CO₂  + 8H₂O

13. Укажіть формулу алкіну відносна густина за гелієм якого дорівнює 10.

     А.  С₃Н₆;           Б. С₃Н₄;       В. С₄Н₆;          Г. С₅Н₈

14. Установіть відповідність між назвами речовин та галузями їх застосування :

   Назви речовин                                               Галузі застосування

1)      метан                                                    а) добування отрутохімікатів

    2)  бензен                                                    б) медицина

    3)   етанол                                                   в) пальне

                                                                         г) розпушувач тіста

15. Установіть відповідність між формулою та природою речовини                                         

       Формула речовини                                   Природа речовини

       1. CH₃COOCH₃                                                     A   амінокислота

       2. C₁₂H₂₂O₁₁                                                          Б   естер

       3. CH₃-CH₂-CH₃                                                  В   вуглевод

       4. CH₃-NH-CH₃                                                   Г   амін

                                                                            Д   вуглеводень

16. Установіть відповідність між реагентами та типом хімічної реакції                                     

      Реагенти                                                                                 Тип хімічної реакції

    1   етилетаноат і розчин лугу                                                   А  приєднання

    2   бензен і хлор (за ультрафіолетового освітлення)              Б   гідратації

    3   фенол і натрій                                                                       В  заміщення

    4   етин і вода                                                                             Г  гідролізу

                                                                                                        Д  часткового окиснення

17.  Укажіть можливі продукти горіння алкенів:

      1) кисень,    2) вода,     3) вуглекислий газ,    4) алкени,     5) чадний газ,       6) азот

        А, 1,4,6;                Б. 2,3,5;                    В. 1, 2, 3;                       Г. 2,3,6

18. Виберіть правильні твердження:                                                                                                   

     А оцтова кислота — слабкий електроліт

     Б ізопреновий каучук - полімер природного походження

     В полімери — це високомолекулярні сполуки

    Г капрон є штучним волокном

19. Карбонові кислоти реагують з                                                                                                

   1. металами, що стоять в ряду активності до водню    

   2. вуглекислим газом                                   

   3. основами

   4.  глюкозою;                5. хлоридною  кислотою;                6.  спиртами

   А 2, 4, 6                       Б 3, 5, 6                          В 1, 2, 5                                  Г 1, 3, 6

20. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення.

 Назвіть речовини, вкажіть умови перебігу реакцій.

          С₂Н₂→ С₂ Н₆→   С₂Н₅ Cl →   С₂Н₄  →  С₂Н₅Br → С₂Н₅ОН → С₂Н₅ОNа

             ↓                                                                     

       С₆Н₆ → С₆Н₅NO₂ → С₆Н₅NH₂ → [С₆Н₅NH₃]Cl;

 21. В результаті спиртового бродіння  зі 150 г технічної глюкози утворилося 69 г етанолу. Обчисліть   вміст чистої глюкози у даному зразку технічної  глюкози.      

УРОК 53.                                                                        Дата: 22.05.2020

Тема: Явище періодичної зміни властивостей елементів і їхніх сполук на основі уявлень про електронну будову атомів. Збуджений стан атома. Валентні стани елементів. Можливі ступені окиснення.

Коротко про спроби класифікації хімічних елементів. На початку ХІХ ст. з відкриттям дедалі більшої кількості хімічних елементів з'ясувалося, що класифікація елементів на металічні та неметалічні, а простих речовин — на метали й неметали, запропонована французьким ученим              А.-Л. де Лавуазьє, не охоплює всіх відомих на той час елементів.

Проблема класифікації хімічних елементів хвилювала багатьох учених-хіміків. Її розв'язанням займалися німецький учений Й. В. Деберайнер, англійський хімік Дж. Ньюлендс, французький геолог О.-Е. де Шанкуртуа. Та найбільше наблизився до природної класифікації німецький науковець, хімік   Л. Ю. Мейєр. Учений класифікував елементи за зростанням відносних атомних мас і створив таблицю з дев'яти стовпців, у якій розташував подібні елементи горизонтально. У деяких клітинках таблиці елементи були відсутні.

Російський хімік Д. І. Менделєєв, узагальнивши всі попередні дослідження, сформулював закон періодичної зміни властивостей елементів, або періодичний закон. Він науково обґрунтував залежність між атомною масою хімічних елементів і властивостями простих та складних речовин. На основі періодичного закону була складена таблиця періодичної зміни властивостей елементів, яка дістала назву періодична система. У таблиці акумульовано найважливіші відомості про хімічні елементи, які ви навчилися зчитувати ще у 8 класі. Використовуючи внесені в таблицю відомості, учений передбачив властивості тоді ще не відкритих елементів. Нині хімічній науці відомо 118 елементів. Їх у 2017 р. внесено в таблицю, яка наочно ілюструє періодичний закон.

Явище періодичності. Найрізноманітніші явища, які ви можете спостерігати візуально: зміна дня і ночі, пір року; зміни в рослинному світі, що відбуваються навесні, улітку, восени та взимку; міграція багатьох видів птахів тощо, підтверджують наявність явища періодичності в природі.

З’ясуємо, що розуміють під поняттям «періодичність» у хімії. Це періодична зміна електронної будови атомів і, відповідно, властивостей хімічних елементів і простих та складних речовин, утворених цими елементами. Це періодична зміна радіусів атомів, валентності й ступенів окиснення елементів. Такі зміни відбуваються через кожні 8 елементів у малих періодах і через кожні 18 і 32 елементи — у великих.

З часу відкриття періодичного закону зроблено багато відкриттів щодо будови атома: спростовано твердження про його неподільність; з’ясовано, що атом складається з ядра й електронної оболонки; доведено, що ядро є складним утворенням. Зокрема, установлено, що ядро містить позитивно заряджені частинки із зарядом +1 — протони р⁺ та електронейтральні частинки — нейтрони n⁰. Протони й нейтрони мають однакову масу. Оскільки в ядрі зарядженими є тільки протони, то заряд ядра атома визначають кількістю протонів у ядрі. Цей заряд нейтралізує така сама кількість електронів, що рухаються навколо ядра, тому атом є електронейтральною частинкою.

Ураховуючи дослідження будови атома, учені дійшли висновку, що не атомні маси безпосередньо впливають на властивості елементів, а заряди атомних ядер. Тому сучасне формулювання періодичного закону дещо інше.

• Властивості хімічних елементів та їхніх сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їхніх атомів.

Отже, завдяки новим відкриттям періодичний закон було науково обґрунтовано на основі сучасного бачення будови атомів і повніше розкрито явище періодичності.

Будова енергетичних рівнів атомів. Форми електронних орбіталей s-, р-, d-електронів. Електронна оболонка атома складається з електронів, що рухаються на певних віддалях від ядра, утворюючи енергетичні рівні залежно від запасу енергії електронів. Тому періодичний характер зміни властивостей елементів залежить від періодичної зміни електронної будови атомів.

• Енергетичні рівні — це віддалі, на яких рухаються електрони з певним запасом енергії відносно ядра атома.

Кількість енергетичних рівнів в атомі визначають за номером періоду, у якому розміщений хімічний елемент у періодичній системі, і позначають цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 або літерами латинського алфавіту К, L, Μ, N, О, Р, Q. Отже, атоми хімічних елементів 1 періоду мають один енергетичний рівень, 2 — два, 3 — три, 4 періоду — чотири тощо. Наприклад, елемент Хлор міститься в 3 періоді, тому 17 електронів розміщуються на трьох енергетичних рівнях.

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал, скласти короткий конспект (можна за схеами в додатках);

ü  Опрацювати §2 с. 13-17, завд. 1-4, с.17

ü  Дати характеристику елементу Карбону за планом (порядковий номер, номер періода, номер групи, кількість електронів, протонів, нейтронів, заряд ядра, кількість енергетичних рівнв).

УРОК 54.                                                          Дата: 25.05.2020

Тема: Електронні та графічні електронні формули. 

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал, скласти короткий конспект (можна за схеами в додатках);

ü  Опрацювати §1 с. 7-11, завд. 1-8, 9*, с.12

ü  Дати характеристику елементу Барію за планом (порядковий номер, номер періода, номер групи, кількість електронів, протонів, нейтронів, заряд ядра, кількість енергетичних рівнв, записати електронну конфігурацію елемента та його графічне зображення).

УРОК 55.                                                            Дата: 29.05.2020

Тема: Тренувальні вправи.

1. Сформулюйте сучасне визначення періодичного закону.

2. Поясніть, чому за основу класифікації хімічних елементів узято будову атома.

3. Пригадайте склад атомних ядер і поясніть, від чого залежить кількість електронів в електронній оболонці атома.

4. Поясніть, що розуміють під поняттям «періодичність» у хімії.

5. Охарактеризуйте будову енергетичних рівнів атомів.

6. Поясніть, як можна визначити максимальну кількість електронів на енергетичному рівні.

7. Охарактеризуйте s-, p-, d-орбіталі та визначте максимальну кількість електронів на кожній орбіталі.

8. Охарактеризуйте поняття «спін», «антипаралельні спіни».

9. Поясніть послідовність заповнення орбіталей електронами.

11. Поясніть, що відображає електронна формула атома.

12. Напишіть електронні формули атомів елементів 2 періоду та поясніть, які зміни спостерігаються в будові атомів елементів.

13. Поясніть, як, крім електронної формули, можна зобразити структуру електронних оболонок атомів.

14. Охарактеризуйте на основі електронних і графічних електронних формул розміщення s-, p-, d-елементів у періодичній системі.

15. Проаналізуйте відмінності електронних конфігурацій атомів s-, p-, d-елементів (Ферум) 1-4 періодів.

16. Поясніть, що означає принцип «мінімальної енергії».

17. Охарактеризуйте основний та збуджений стани атома на прикладі атомів Сульфуру та Хлору, поясніть валентні стани та ступені окиснення цих елементів у сполуках.

18. Укажіть електронну формулу атома Силіцію в основному стані.

А 1s²2s²2p⁶3s²3p³

Б 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

В 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Г 1s²2s²2p⁶3s²3p²

19. Поясніть на основі електронних конфігурацій атомів, як змінюється радіус атома: а) у періодах; б) у групах.

20. Поясніть, як змінюються властивості елементів та їхніх простих речовин з накопиченням електронів у періодах і збільшенням радіусів атомів у головних підгрупах.

21. Поясніть на основі електронної будови атомів, як змінюється електронегативність елементів: а) у періодах; б) у групах.

22. Дайте характеристику елементів Алюмінію, Кальцію, Фосфору, Брому, Аргону за планом (порядковий номер, номер періода, номер групи, кількість електронів, протонів, нейтронів, заряд ядра, кількість енергетичних рівнв, записати електронну конфігурацію елемента та його графічне зображення).

Домашнє завдання:

ü  Опрацювати поданий матеріал;

ü  Повторити §1-2 с. 7-17

ü  Виконати завдання 22.

ü  Оформити навчальні проекти з тем (за вибором):

            1. Створення 3D-моделей атомів елементів.

            2. Застосування радіонуклідів у медицині.

            3. Використання радіоактивних ізотопів як індикаторів у тваринництві, археології.

УРОК 56.                                                                  Дата: 01.06.2020

Тема: Збуджений стан атома. Валентні стани елементів. Можливі ступені окиснення неметалічних елементів 2 і 3 періодів.  

Отже, зі збільшенням заряду ядра атома електронегативність у періодах систематично зростає, а в підгрупах — спадає. Найбільшу електронегативність проявляє Флуор.

За допомогою поняття «відносна електронегативність» пояснюють механізми утворення хімічного зв'язку.

Валентність і ступінь окиснення. Фізичний зміст валентності атомів елементів полягає в їхній здатності утворювати хімічні зв'язки. Валентність — це кількість ковалентних хімічних зв'язків, якими атом сполучений з іншими атомами. З погляду будови атома в утворенні ковалентних зв'язків беруть участь неспарені електрони зовнішнього енергетичного рівня.

Проте вам відомо, що існує безліч речовин немолекулярної будови, тому поняття «валентність» втрачає свою визначеність. Для них використовують поняття «ступінь окиснення».

Ступінь окиснення — це умовний заряд атома, якщо припустити, що сполука складається тільки з йонів. Він може набувати: позитивного значення, якщо атом під час утворення сполуки віддає електрони; негативного — у разі приєднання атомом електронів або нульового, якщо утворюється сполука з ковалентним неполярним зв'язком.

Пригадайте, як позначають ступінь окиснення та як його проставляють.

Під час переходу атома елемента в збуджений стан усі неспарені електрони зовнішнього енергетичного рівня беруть участь в утворенні хімічних зв'язків. Тому максимальна валентність атомів більшості елементів та їхні ступені окиснення відповідають номеру групи, у якій розміщується елемент у періодичній системі. Наприклад, в атома Хлору в третьому збудженому стані два р-електрони й один s-електрон третього рівня переходять на d-підрівень. Це відбувається в атомах елементів побічних підгруп, у яких на зовнішньому енергетичному рівні валентними є s-електрони та d-електрони передостаннього енергетичного рівня.

Мінімальний ступінь окиснення (негативний) визначають за кількістю приєднаних атомом електронів, щоб його зовнішній енергетичний рівень став завершеним. Здебільшого його обчислюють так: 8 мінус номер групи, у якій розміщений елемент.

Визначаючи ступінь окиснення в бінарних і складніших сполуках, необхідно пам'ятати правило: усередині однієї молекули сполуки сума позитивних зарядів дорівнює сумі негативних.

Пригадайте й обчисліть валентність і ступені окиснення елементів у сполуках за наведеними формулами: ZnCl₂, Cl₂O₇, NH₃, N₂, Cl₂.

Знаючи ступені окиснення елементів, складають формули бінарних сполук.

Ступінь окиснення атомів у сполуках, що складаються з трьох елементів. Розглянемо, наприклад, як визначають ступінь окиснення в натрій сульфаті. Формула сполуки Na₂SO₄. Передусім звертаємо увагу на те, який з елементів найбільш електронегативний з тих, що входять до складу сполуки. Це Оксиген, ступінь окиснення якого дорівнює -2. Чотири атоми Оксигену матимуть сумарний заряд -8.

Металічний елемент Натрій проявляє ступінь окиснення +1, оскільки в його атомі на зовнішньому енергетичному рівні міститься один електрон. Два атоми Натрію віддають два електрони, тому їхній сумарний заряд +2. Будь-яка сполука є електронейтральною, тобто сума позитивних і негативних зарядів має бути однаковою. Отже, ступінь окиснення Сульфуру дорівнює різниці зарядів Оксигену й Натрію та становить +6. Сполука електронейтральна.

Значення періодичного закону в розвитку науки. З відкриттям періодичного закону, який дав уявлення про взаємозв'язки між усіма хімічними елементами, хімічна наука почала швидко розвиватися. У періодичній таблиці залишилися незаповнені Д. І. Менделєєвим клітинки, що створило умови для передбачення нових хімічних елементів — Скандію, Галію, Германію та інших і стало великим стимулом до відкриття цих елементів ще за життя вченого.

Упродовж багатьох років з часу відкриття періодичного закону вчені різних країн світу працювали над відкриттям нових хімічних елементів. Було відкрито лантаноїди й актиноїди. На основі періодичної системи вчені передбачили, що в 7 періоді має бути 32 елементи, а у 8 періоді — 50. У 2011 р. до періодичної системи внесено два елементи: 114 — Унунквадій та 116 — Унунгексій. У 2016 р. періодична система поповнилася ще чотирма елементами, відкритими вченими США, Японії та Росії. Ці елементи: 113 — Унунтрій, 115 — Унунпентій, 117 — Унунсептій та 118 — Унуноктій — верифіковано Міжнародним союзом теоретичної і прикладної хімії (IUPAC) і додано в таблицю Менделєєва, де вони завершили сьомий період таблиці. Їхні назви тимчасові, згодом вони будуть замінені на постійні.

Отже, теорія будови атома пояснила, чому в періодичній системі періодично змінюються властивості елементів, їхніх простих і складних речовин. На її основі вчені відкриватимуть дедалі більше нових хімічних елементів. Знання та застосування явища періодичної зміни властивостей елементів та їхніх сполук на основі уявлень про електронну будову атомів дає змогу керувати виробничими процесами, що відбуваються з речовинами, синтезувати нові хімічні елементи та речовини.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• З погляду теорії будови атома періодичний закон трактується так: властивості хімічних елементів та їхніх сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їхніх атомів.

• Під поняттям «періодичність» у хімії розуміють періодичну зміну електронної будови атомів і, відповідно, властивостей хімічних елементів, простих і складних речовин, утворених цими елементами; періодичну зміну радіусів атомів, валентності та ступенів окиснення.

• Енергетичні рівні — віддалі, на яких рухаються електрони з певним запасом енергії відносно ядра атома. Енергетичні рівні складаються з підрівнів, які утворюються орбіталями, що мають однаковий запас енергії.

• Номер енергетичного рівня позначають числом n. Максимальну кількість електронів на енергетичному рівні визначають за формулою N = 2n², тобто максимальна кількість електронів на енергетичному рівні дорівнює подвоєному квадрату номера рівня. Номер періоду в періодичній системі вказує на кількість енергетичних рівнів в атомі хімічного елемента.

• Кожний підрівень складається з певної кількості s-, p-, d-, f-орбіталей. Найменший за енергією підрівень кожного енергетичного рівня містить одну s-орбіталь, другий підрівень — три р-орбіталі, третій — п’ять d-орбіталей, четвертий — сім f-орбіталей.

• Дослідженнями встановлено, що на кожній орбіталі може бути не більше ніж два електрони, які відрізняються напрямком руху електрона навколо власної осі, тобто спіном. Електрони, що рухаються у двох протилежних напрямках навколо власної осі, мають антипаралельні спіни. Їх називають спареними електронами.

• Послідовність заповнення орбіталей електронами визначається за принципом «мінімальної енергії», згідно з яким електрон в атомі розміщується так, щоб його енергія була мінімальною.

• Атом в основному стані має мінімальну енергію. Розподіл енергетичних рівнів і підрівнів елементів 1-4 періодів відбувається відповідно до зростання енергії електронів у такій послідовності: 1s < 2s < 2р < 3s < 3р < 4s < 3d < 4р.

• Для розуміння явища періодичності необхідно мати уявлення про сучасну модель будови атома, особливо будову електронних оболонок атомів.

• Електронні формули, або електронні конфігурації, відображають розподіл електронів в атомі. Вони вказують на розміщення електронів на енергетичних рівнях, де цифрами 1, 2, 3, ..., 7 позначають енергетичний рівень, літерами s-, p-, d-, f- — енергетичні підрівні та форму орбіталей, а цифрою в степені — кількість електронів на підрівні. Наприклад: ₉F 1s²2s²2p⁵.

• Графічні електронні формули відображають структуру електронних оболонок атомів. Орбіталь позначають квадратом (його називають енергетичною коміркою), а електрони — стрілками. Якщо квадрат вільний — на орбіталі відсутній електрон, якщо є одна стрілка — електрон неспарений, якщо дві стрілки, спрямовані в протилежних напрямках, — спарені електрони з антипаралельними спінами.

• Енергетичні рівні заповнюються поступово: спочатку s-підрівень, за ним р-підрівень, що має три орбіталі, за ним d-підрівень, якому властива наявність п'яти орбіталей. Відповідно максимальна кількість електронів на s-підрівні — 2, на p-підрівні — 6 і на d-підрівні — 10.

• s-елементи розміщуються в головних підгрупах (підгрупи А) І та ІІ груп періодичної системи. До них також належать два елементи 1 періоду, тобто Гідроген і Гелій.

• р-елементи — елементи, в атомах яких заповнюється електронами p-підрівень, розміщуються в головних підгрупах ІІІ—VIII груп.

• d-елементи — елементи, в атомах яких заповнюється d-підрівень попереднього енергетичного рівня, і розміщуються вони в побічних підгрупах І—VIII груп.

• У збудженому стані кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні зростає, тому атоми, перебуваючи в цьому стані, проявляють змінні валентність і ступені окиснення.

• Електронна конфігурація атомів пояснює періодичні зміни таких характеристик атома, як радіус, електронегативність, валентність і ступінь окиснення, що визначають хімічні властивості елементів та їхніх сполук.

Урок 57                                                                             Дата: 05.06.2020

Тема: Узагальнення знань з теми «Періодичний закон і періодична система хімічних елементів»

І група

1.      Проаналізуйте, як змінюється металічний характер елементів у ряду: Li, Be, В, С, N, О, F. Поясніть причини такої зміни, проілюструйте відповідь електронними формулами зовнішнього енергетичного рівня атомів хіміч­них елементів.

2. Закінчіть рівняння хімічних реакцій:

а)    рубідій оксид + вода;

б)    галій хлорид + арґентум нітрат;

в)    кадмій гідроксид + ортофосфатна кислота;

г)    селен(VІ) оксид + вода.

3. Складіть формули двох оксидів Купруму, в яких Купрум проявляє сту­пінь окиснення +1 і +2. Визначте співвідношення мас елементів в обох ви­падках.

4. Один із передбачених Д. І. Менделєєвим хімічним елементів, що належить до IV періоду, утворює оксид, в якому міститься 34,78% Оксигену. Визнач­те елемент.

ІІ група

1.      Проаналізуйте, як змінюється металічний характер елементів у ряду: Be, Mg, Са, Sr, Ba, Ra. Поясніть причини такої зміни, проілюструйте відповідь електронними формулами зовнішнього енергетичного рівня атомів хіміч­них елементів.

2. Закінчіть рівняння хімічних реакцій:

а)    кальцій + вода;

б)    калій сульфат + барій нітрат;

в)    стронцій оксид + нітратна кислота;

г)    хром(УІ) оксид + вода.

3. Складіть формули двох оксидів Ауруму, в яких Аурум проявляє ступінь окиснення +1 і +3. Визначте співвідношення мас елементів в обох ви­падках.

4. Визначте хімічний елемент, якщо відомо, що його вищий солетворний оксид відповідає формулі RO₃, а з Гідрогеном утворює сполуку, масова частка Гідрогену в якій 5,9 %.

ІІІ група

1.      Проаналізуйте, як змінюється неметалічний характер елементів у ряду: О, S, Se, Те, Ро.

Поясніть причини такої зміни, проілюструйте відповідь електронними фор­мулами зовнішнього енергетичного рівня атомів хімічних елементів.

2. Закінчіть рівняння хімічних реакцій:

а)    рубідій + вода;

б)    індій хлорид + арґентум нітрат;

в)    кадмій оксид + ортофосфатна кислота;

г)    селен(ІУ) оксид + вода.

3. Складіть формули двох оксидів Хрому, в яких Хром проявляє ступінь окис- нення +2 і +3. Визначте співвідношення мас елементів в обох випадках.

4. Оксид тривалентного металу містить 47,1 % Оксигену. Визначте метал.

ІV група

1.      Проаналізуйте, як змінюється неметдлічний характер елементів у ряду: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl. Поясніть причини такої зміни, проілюструйте від­повідь електронними формулами зовнішнього енергетичного рівня атомів хімічних елементів.

2. Закінчіть рівняння хімічних реакцій:

а)    цезій оксид + карбон діоксид;

б) стронцій хлорид + арґентум нітрат;

в) галій оксид + селенатна кислота;

г) молібден(УІ) оксид + вода.

3. Складіть формули двох оксидів Стануму, в яких Хром проявляє ступінь окиснення +2 і +4. Визначте співвідношення мас елементів в обох випадках.

4. Назвіть елемент за такими даними: розташований у IV групі, масова част­ка Оксигену у вищому оксиді дорівнює 21,23 %.

Урок 58                                                            Дата: 10.06.2020

Тема: Підсумкоий урок.

Останній урок у ІІ семестрі.

1.      Дайте назви речовинам:

·         2,2,3,4-тетраметилгексан

·         2,2,4,4-тетраметилгептан

·         2-бромо-3-етил-2-пентен

·         3-етил-2,4-дихлоро-2-гексен

·         3,3-диетил-4-метил-1-гептен

2.      Здійснити перетворення:

1)      С₃Н₈ → С₃Н₇Br → C₆H₁₄ → C₆H₁₂   →CO₂

2)      CH₄  →CH₃Cl  →C₂H₆ → C₂H₄  → C₂H₅OH  →C₂H₄

3)      CH₂=CH₂ → C₂H₅OH → CH₃–COOH

4)      CH₃COH → C₂H₅OH → CH₂=CH₂

3.      Розвяжіть задачі:

а) Виведіть молекулярну формулу вуглеводню, якщо відомо, що масова частка Карбону дорівнює 85,7%, відносна густина за воднем  - 21.

б) На 39,3г бутену-2 подіяли хлороводнем об’ємом 18,2л. Знайдіть масу отриманого продукту.

Домашнє завдання:

ü  Повторити поданий матеріал;

ü  Виконати завдання.