Природні й синтетичні органічні сполуки. Захист довкілля від стійких органічних забруднювачів

 
 

§ 39. Природні й синтетичні органічні сполуки. Захист довкілля від стійких органічних забруднювачів

Пригадайте: застосування органічних речовин (за § 22-38).

Природні й синтетичні органічні речовини на службі людства

Ви вже ознайомилися з багатьма органічними речовинами: вуглеводнями, етанолом, гліцеролом, етановою кислотою, жирами, вуглеводами та білками. Усі ці органічні сполуки є природними, оскільки вони трапляються в природі. Але це не означає, що їх не можна синтезувати штучно. Останніми десятиліттями більшість цих речовин синтезують на підприємствах хімічної промисловості, оскільки виділити їх із природних об’єктів у необхідній кількості неможливо: у природі просто немає стільки необхідних речовин, скільки їх вимагає сучасне суспільство. Сировиною для синтезу багатьох речовин є переважно нафта й природний газ.

Також вам уже відома речовина, що належить до органічних полімерів, — поліетилен. Поліетилен не трапляється в природі. Жодний живий організм не може його синтезувати, тому такі речовини називають синтетичними.

Звісно, що це не всі речовини, відомі людству. У цьому параграфі ми розглянемо ще деякі природні й синтетичні сполуки, які трапляються вам у повсякденному житті.

Природні органічні сполуки

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

Існує багато лікарських рослин. Вони містять різні природні органічні сполуки, серед яких вирізняють групу алкалоїдів. Їх використання дуже різноманітне: морфін — знеболювальне, кофеїн та теобромін — психостимулятори, кодеїн — протикашльовий засіб тощо.

Із розрізів у місцях пошкоджень на стовбурах хвойних дерев часто витікає густа смола, яку називають живиця. Живиця — цінне джерело органічних речовин. З неї добувають скипидар, каніфоль, речовини для виготовлення лікувальних бальзамів тощо.

У Бразилії 1754 року виявили унікальне дерево — гевею. Якщо молочний сік, що витікає з розрізів на її стовбурі, відстояти та підігріти, то отримаємо латекс (або натуральний каучук). Обробкою латексу добувають різні види гуми.

Природною органічною сполукою є віск. Він може бути рослинним (масло жожоба) і тваринним (бджолиний). Із воску виготовляють свічки, використовують для виготовлення косметичних засобів (мазей, кремів, помад), захисного покриття дерев’яних і мармурових виробів, вибухівки. Воском покривають фрукти й сири для тривалого зберігання.

Більшість рослин має неповторний запах. Певною обробкою цей запах у рослин «забирають» у вигляді ефірних олій: м’ятної, лавандової, евкаліптової тощо. Ці олії використовують у парфумерії, як лікарські засоби та харчові ароматизатори.

З деяких природних об’єктів виділяють органічні сполуки, що потім використовують як харчові домішки. Наприклад, для загущення страв та приготування желе використовують уже відомий вам крохмаль (картопляний чи кукурудзяний), желатин (виділяють із кісток, копит та рогів), агар-агар (виділяють із червоних і бурих агарових водоростей).

Синтетичні органічні сполуки

Поява синтетичних волокон стала справжньою революцією в науці й техніці. Вони значно дешевші за натуральні й дозволяють виготовляти одяг, який із натуральної сировини не виготовиш: негорючі костюми для пожежників, герметичні костюми для космонавтів, міцні канати та багато чого іншого.

Здавна для прання використовують мило та пральну соду. Але за ефективністю їх і порівнювати не можна із сучасними синтетичними мийними засобами. Це засоби для прання в різній воді, ручного прання або в автоматичній машині, для миття посуду, скла тощо.

Із розвитком промисловості натурального каучуку вже не вистачало, щоб задовольнити всі потреби. Майже 100 років тому відкрили спосіб добування синтетичного каучуку, з якого після певної обробки отримують сотні сортів гуми.

Завдяки різним добавкам із 20-30 органічних полімерів виготовляють тисячі сортів пластмас, що можуть замінити будь-який натуральний матеріал. А деякі пластмаси за властивостями набагато кращі за натуральні матеріали й набагато дешевші.

До відкриття пеніциліну 1928 року навіть звичайна застуда могла стати смертельною. Антибіотики зробили переворот у медицині. І хоча Флемінг виділив пеніцилін із натуральної сировини, сьогодні всі антибіотики — це синтетичні сполуки. Їх уже відкрито дуже багато, і вчені працюють над синтезом нових.

Рослинна сировина вже не забезпечує потреби людства в ліках. Тому багато фармацевтичних компаній синтезують різноманітні лікарські речовини. Хімічні компанії займаються пошуком нових лікарських речовин для лікування захворювань, що сьогодні вважають невиліковними.

До відкриття М. Зініним дешевого способу добування аніліну натуральні барвники були дуже дорогими. Сьогодні натуральні барвники майже не використовують, їх замінили синтетичні барвники. Вони стійкіші, не вигорають на сонці та, що дуже важливо, їх можна добути будь-якого кольору й відтінку.

Сьогодні агрономи використовують багато різних пестицидів — засобів хімічного захисту культурних рослин від бур’яну (гербіциди), грибків (фунгіциди) тощо. Ви також користуєтесь інсектицидами, щоб відганяти комарів та кліщів.

Харчова промисловість використовує багато різноманітних синтетичних харчових добавок. Це різні замінники цукру, антиоксиданти, ароматизатори, харчові барвники, консерванти, емульгатори та стабілізатори, підсилювачі смаку тощо.

Неможливо уявити автомобілебудування або будівництво без нових синтетичних матеріалів, які використовують для з’єднання деталей, захисту від корозії, герметизації стиків тощо. Такими є нові синтетичні лаки, емалі, фарби, смоли, клеї, герметики тощо.

Синтетичні органічні сполуки використовують для виготовлення вибухових та піротехнічних матеріалів. На жаль, їх досі використовують для виготовлення зброї, але також застосовуть і в мирних цілях: під час будування тунелів, добування корисних копалин тощо.

Хіміками створене унікальне волокно, що за будовою подібне до павутини, — кевлар. Тканина з нього стійка до зношування та ударів, тому з нього виготовляють армуючі тканини для бронежилетів та бронешлемів, які, зокрема, використовують військовослужбовці Збройних сил України.

Сучасна хімія націлена на революцію в інформаційних технологіях. Мініатюризація сучасних електронних пристроїв зумовила проведення певних процесів на молекулярному рівні. Незабаром з’являться пристрої для запису інформації, в яких 1 біт інформації буде зберігати одна молекула.

Останнім десятиліттям бурхливо розвивається «юний» розділ хімії — супрамолекулярна хімія. Учені синтезують речовини, молекули яких здатні виконувати певну механічну роботу. Уже створено прототипи молекул, які працюють як молекулярний мотор, пружина, ліфт тощо.

Захист довкілля від стійких органічних забруднювачів

На жаль, розвиток цивілізації супроводжується забрудненням нашої планети.

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

По-друге, це синтетичні органічні речовини, що є «чужими» для природи, тобто за жодних обставин вони не змогли б утворитися в живих організмах. Такою речовиною є, наприклад, поліетилен. Він, звичайно, дуже зручний у використанні. Але його перевага — стійкість до багатьох природних чинників — є його недоліком. На смітнику полімерні матеріали не гниють, не розкладаються впродовж 300 і більше років на відміну від паперу, що згниє в ґрунті за 2-3 роки.

Для розв’язання цієї проблеми сьогодні розробляють нові матеріали, що зможуть швидко розкладатися у ґрунті — біопластики.

Також велику загрозу становлять пестициди. З одного боку, вони захищають урожай, але з дощем вони потрапляють у ґрунт, потім — у ґрунтові води, річки, моря та океани. Вони можуть отруїти мешканців Світового океану або накопичуватися в організмах риб та інших водяних тварин і разом з їжею потрапити в організм людини, спричиняючи отруєння.

Мал. 39.1. Викиди промислових підприємств становлять загрозу для довкілля

Одним з найнебезпечніших пестицидів, що належить до групи стійких органічних забруднювачів (СОЗ), є ДДТ (дихлородифеніл-трихлороетан, побутова назва — дуст). Він дуже ефективний у боротьбі з малярійними комарами та шкідниками бавовнику, сої та арахісу. Але він має канцерогенну та мутагенну дію. Для отруєння достатньо 10-20 мг. Через це ДДТ заборонений для використання в багатьох країнах світу, зокрема в Україні.

Мал. 39.2. Полімерні матеріали тривалий час зберігаються в ґрунті й забруднюють довкілля

Для захисту довкілля від СОЗ Організація Об’єднаних Націй ініціювала світову програму з хімічної безпеки, у результаті якої 2001 року в Стокгольмі було підписано Конвенцію по СОЗ. Згідно з нею заборонено виробництво та використання дванадцяти хімічних речовин (так званої «брудної дюжини речовин»). Україна ратифікувала цю Конвенцію 2007 року.

Мал. 39.3. Непідконтрольне й надлишкове використання хімічних засобів захисту рослин, зокрема пестицидів, спричиняє забруднення не тільки ґрунтів, але й ґрунтових вод, річок та морів, і становить загрозу живим організмам

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

Ключова ідея

Природні органічні сполуки містяться в природних об'єктах, а синтетичні речовини в природі не трапляються, їх добувають штучно, і часто вони є джерелом забруднення навколишнього середовища.

Контрольні запитання

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

482. Чи можуть синтетичні органічні сполуки траплятися в природі?

483. Перелічіть та опишіть застосування природних і синтетичних органічних речовин.

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

Завдання для засвоєння матеріалу

485*. У додаткових джерелах знайдіть інформацію про Стокгольмську конвенцію та перелік речовин, що відносять до стійких органічних забруднювачів. Які технологічні процеси є джерелом цих речовин, з якою метою використовують ці речовини? Чи реальною є відмова від виробництва й використання цих речовин? Наскільки актуальною є проблема використання цієї групи речовин для України?

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

• Використання полімерів — еколого-економічний аспект.

• Альтернативні джерела енергії.

• Екотрофологія — наука про екологічно безпечне харчування.

• Виготовлення мила з мильної основи.

• Дослідження хімічного складу їжі.

• Хімічний склад жувальних гумок.

• Хімічний склад засобів догляду за ротовою порожниною.

• Друге життя паперу.

• Джерела органічного забруднення території громади (мікрорайону).

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

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Хімії за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.