Углеводороды и их производные




Удивительные органические вещества.

v Органические вещества имеют ряд существенных отличий от неорганических:

· преимущественно (приблизительно на 99 %) состоят из шести химических элементов (органогенов): углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор. Лишь в очень ограниченном количестве органических веществ встречаются некоторые другие химические элементы: железо, магний, натрий, калий, хлор, медь и другие;

· по последним данным, их число в 25 раз больше, чем неорганических веществ;

· бывают только сложными веществами;

· природные органические вещества имеют растительное или животное происхождение, в то время как неорганические − минеральное. Сегодня известно огромное количество искусственных органических веществ, а ещё больше синтетических органических веществ, т.е. синтезированных человеком в лаборатории. Исходным сырьём для синтеза этих веществ являются: нефть, природный газ или каменный уголь. У многих таких веществ нет аналогов в природе;

· абсолютное большинство органических веществ состоят из молекул.

v Метан (СН4) – простейшее органическое вещество, углеводород. Бесцветный газ, без запаха и вкуса, плохо растворим в воде. Широко распространён в природе, содержится в природном газе (от 60 до 98 %), попутном нефтяном газе (от 30 до 90 %). Содержится в атмосфере Сатурна и Юпитера. Имеет широкое применение, как топливо и сырьё в органическом синтезе. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Поэтому бытовой газ обогащают специальными веществами – одорантами1, что делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку бытового газа.

v Болотный или рудничный газ – это технические названия метана. Первое название связано с тем, что он образуется на болотах при гниении растительных остатков без доступа воздуха, а второе – в связи с тем, что он также образуется при медленном разложении каменного угля под землёй (шахтах, рудниках).

v Этилен или этен2Н4) – простейший углеводород с двойной связью (СН2=СН2). Бесцветный газ, со слабым эфирным запахом, мало растворим в воде. Является фитогормоном, т.е. низкомолекулярным органическим веществом, вырабатываемым растениями в малых дозах и имеющие регуляторные функции (вызывают различные физиологические и морфологические изменения в разных частях растений). В частности, этилен способствует скорейшему созреванию плодов (помидоров, винограда, цитрусовых, орехов и др.), опаданию листьев и цветов, а также иголок у хвойных растений. Этилен самое производимое органическое вещество в мире, в 2010 году в мире было получено более 115 млн.тонн.

v Ацетилен или этин2Н2) – простейший углеводород с тройной связью (СН≡СН). Бесцветный газ, без запаха, мало растворим в воде. Обладает наркотическим действием, причём это действие больше, чем у этилена. При горении в чистом кислороде образуется высокотемпературное пламя (более 3000ºС), что широко используется при сварке и резке металлов и их сплавов.

v Циклопропан3Н6) – простейший циклический углеводород. Бесцветный газ, с характерным эфирным запахом, мало растворим в воде. Является веществом с наркотическим свойствами, оказывает сильное общее обезболивающее действие. Однако, в связи с высокой огне- и взрывоопасностью применение в медицине для наркоза ограничено. Действует циклопропан быстро. В организме циклопропан не разрушается и выделяется в неизменном виде почти полностью через 10 мин после прекращения ингаляции.

v Изопрен или 2-метилбутадиен-1,35Н8)– углеводород с двумя двойными связями (СН2=С(СН3)−СН=СН2). Бесцветная легкокипящая жидкость, мало растворима в воде. Из изопреновых звеньев состоит природный (натуральный) каучук. Особенностью строения натурального каучука заключается в том, что он является (т.е. все заместители располагаются по одну сторону от двойных связей).

v Каучук (от инд. cao − дерево, o-chu − течь, плакать, т.е. "слёзы дерева") – это полимерное вещество, обладающее высокой эластичностью и упругостью. Он бывает природный (натуральный) и синтетический (получаемый на основе химического синтеза). При нагревании каучук становится липким, а при охлаждении – хрупким, поэтому для улучшения его свойств проводят процесс вулканизации.

v Натуральный каучук ((С5Н8)n) представляет собой упругую аморфную массу, получаемую из млечного сока (латекса) белого цвета растений-каучуконосов. Наиболее известный каучуконос – дерево гевея бразильская (Hevea brasiliensis), родина которого тропические леса Южной Америки. Однако сегодня оно культивируется на острове Шри-Ланка, Малайском архипелаге, а также в некоторых странах Африки (например, в Нигерии). Латекс (от лат. latex – сок) собирают с надрезов деревьев, сделанных ножом на стволах растений в возрасте 7-15 лет.

v Синтетический каучук впервые синтезирован в СССР в 1931-33 годах Сергеем Васильевичем Лебедевым из этанола (этилового спирта, С2Н5ОН). Он получил синтетический бутадиеновый каучук ((С4Н6)n). Этот каучук уступал по механическим свойствам натуральному каучуку, вследствие того, что все его двойные связи в макромолекулах имели транс-конфигурацию (т.е. заместители располагаются по разные стороны от двойных связей). Впоследствии, когда было установлено строение натурального каучука был синтезирован синтетический каучук на основе бутадиена с цис-конфигурацией (он называется дивиниловый, (С4Н6)n).

v На современном этапе развития химии высокомолекулярных соединений получено большое количество синтетических каучуков (хлоропреновый (наирит), бутадиен-стирольный, бутилкаучук, фторкаучук, силоксановые и др.). Некоторые из них по механическим и другим свойствам превосходят натуральный каучук. В настоящее время более 75 % всего каучука составляет синтетический.

v Вулканизация – это процесс взаимодействия молекул сырого каучука при нагревании с серой, в результате чего образуется пространственный полимер – резина (от лат. resina – смола). В результате повышаются механические характеристики каучука: твёрдость, упругость, эластичность, тепло- и морозостойкость, снижаются степень набухания и растворимость в органических растворителях. Сущность вулканизации: соединение линейных макромолекул каучука в единую "сшитую" систему – сетчатый полимер. Если же каучук содержит около 30-32 % серы, то это твёрдое негорючее вещество, которое называют эбонит (от греч. ebonos – чёрное дерево). Впервые процесс вулканизации осуществил американский изобретатель Чарльз Нельсон Гудьир (Charles Nelson Goodyear) в 1839 году, а патент на своё открытие он получил лишь в 1844 году.

v Бензол6Н6) – простейший ароматический углеводород. Бесцветная жидкость, с резким специфическим запахом, плохо растворима в воде. Имеет очень широкое применение (для получения толуола, кумола, стирола, анилина, красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ, полимеров). Очень ядовит, канцероген. Бензол входит в состав бензина, поэтому пары бензола могут проникать через неповрежденную кожу. Если организм человека подвергается длительному воздействию паров бензола в малых количествах, последствия также могут быть очень серьёзными. В этом случае хроническое отравление бензолом может стать причиной лейкемии (рака крови) и анемии (недостатка гемоглобина в крови).

v Фреоны (от лат. frigor – холод) – это техническое название группы фтор- или фторхлорпроизводных углеводородов, которые применяются как холодильные агенты. Наиболее распространены фреон-12 (ССl2F2) и фреон-11 (ССl3F), они используются в бытовых и промышленных холодильниках, а также кондиционерах.

1 Одорант (от лат. odor − «запах») − вещество, добавляемое в газ или смесь газов для придания ему характерного запаха. В высоких концентрациях все одоранты ядовиты, однако для придания запаха газам они добавляются в очень малых концентрациях, что не представляют угрозу здоровью человека. Например, порог ощущения запаха этантиола (этилмеркаптана), который добавляется в бытовой газ, в воздухе для человека составляет менее 0,1 ppm (т.е. 0,1 мл на 1000 л или 1 м3 газа).



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: