Спиртовка нагревание штатив закрепление лабораторной посуды в нужном положении пробирка
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
Вопрос 26. Теоретический материал для подготовки к ЕГЭ по химии. Анастасия Мудрова 2019 год © Анастасия Мудрова, 2019 Лабораторная посуда спиртовка нагревание штатив закрепление лабораторной посуды в нужном положении пробирка проведение химических реакций мерный цилиндр мензурка грубое измерение объёмов жидкости фильтровальная воронка фильтрование веществ делительная воронка (с краником) разделение двух несмешивающихся жидкостей круглодонная колба проведение химических реакций колба Вюрца перегонка колба Бунзена (плоскодонная, толстостенная) вакуумное фильтрование воронка Бюхнера (керамическая) фильтр Шотта (стеклянный) пипетка отбор жидкостей плоскодонная колба временное хранение реактивов фильтрация титрование бюретка точное измерение объёмов жидкостей мерная пипетка точное измерение небольших объёмов жидкостей пипетка Мора (с расширением) отбор фиксированного объёма жидкости фарфоровая чашка (тонкостенная) упаривание фарфоровая ступка (толстостенная) с фарфоровым пестиком механическое измельчение веществ тигель прокаливание веществ в печах аппарат Киппа получение газов аппарат для перегонки: колба Вюрца, холодильник, аллонж, приёмник разделение смешивающихся жидкостей шпатель отбор твёрдых веществ бюкс точное взвешивание на аналитических весах временное хранение веществ © Анастасия Мудрова, 2019 Лабораторные приёмы фильтрование отделение твердого вещества от жидкости отстаивание отделение осадка из раствора декантация сливание жидкости с осадка после отстаивания выпаривание удаление растворителя кристаллизация выпадение осадка из раствора при охлаждении ректификация перегонка разделение смешивающихся жидкостей сублимация возгонка переход из твёрдого состояния в газ (очистка вещества) © Анастасия Мудрова, 2019 Полимеры Полимеризация - получается только полимер из одинаковых звеньев • полиэтилен -плёнка упаковки -электроизоляция -стройматериалы • тефлон -антипригарное покрытие посуды • полипропилен -мусорные мешки -пластиковые стаканы • поливинилхлорид (ПВХ) -окна -линолеум -электроизоляция -трубы -искусственная кожа -натяжные потолки • полистирол -одноразовая термоустойчивая посуда -упаковка • поливинилацетат (ПВА) -клей • плексиглас полиметилметакрилат -стекло в самолетах, кораблях -плафоны -барабаны -аквариумы -шумоизоляция © Анастасия Мудрова, 2019 • натрон полиакрилонитрил -искусственное волокно - ткани • дивинил бутадиеновый каучук -проводные ремни -конвейерные ленты -водолазные костюмы -электроизоляция (оболочки проводов) -шины -обувь, ткани • изопрен изопреновый каучук • хлорпрен Сополимеризация – получается только полимер из разных звеньев бутадиенстирольный каучук Олигомеризация • винилацетилен -получение хлорпрена © Анастасия Мудрова, 2019 Поликонденсация – получается полимер и низкомолекулярный продукт пептиды ε -аминокапроновая кислота -синтетическое волокно фенолформальдегидная смола -детали для эскалаторов -корпусы и ручки для бытовой и радиотехники -производство ДСП и фанеры -строительство полиэтилентерефталат (ПЭТ) -бутылки -пакеты -корпусы техники © Анастасия Мудрова, 2019 Волокна натуральные (природные) искусственные синтетические получены из натурального сырья, в неизменном виде существуют в природе модифицированные человеком натуральные волокна волокна, синтезированные «с нуля» из мономеров на производстве • шерсть • шелк • хлопок • лён • джут • пенька • вискоза • ацетатное • полинозное • медно- аммиачное • триацетатное • капрон • нейлон • лавсан • винол и т.д. Знать наизусть следует только искусственные волокна, так как названия неорганических волокон очень часто говорят сами за себя (как в примере) (однако есть то, что следует запомнить – асбест и базальт), а названия натуральных волокон, как правило, на слуху. Как следует поступать с синтетическими волокнами? Их намного больше, чем искусственных, поэтому, если вы увидели незнакомое слово, и оно не относится ни к неорганическим, ни к природным, ни к искусственным волокнам, то с очень большой долей вероятности это синтетическое волокно. Пример задания: НАЗВАНИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ A) Шелк Б) Стекловолокно В) Полиэстер 1) природный органический 2) синтетический 3) неорганический 4) искусственный Шёлк – природное волокно Стекловолокно? Есть часть стекло-, стекло имеет в своём составе SiO 2 => неорганическое волокно. Полиэстер не относится к искусственным волокнам (ведь 5 искусственных волокон мы знаем наизусть), не относится к природным волокнам, не относится к неорганическим, значит, это синтетическое волокно. Ответ: 132 © Анастасия Мудрова, 2019 Применение органических веществ УГЛЕВОДОРОДЫ применяются как топливо алканы жидкие – растворители, твёрдые - свечи этан → этилен пропан топливо бутан топливо в зажигалках → уксусная кислота циклоалканы парфюмерия циклопропан наркоз в медицине алкены этилен → хлорэтан → 1,2-дихлорэтан → этанол, → этиленгликоль → этиленовый эпоксид → полиэтилен пропилен → акриловая кислота → глицерин → эпоксид → полипропилен → синтетические моющие средства алкины ацетилен сварка металлов → щавелевая кислота → уксусный альдегид → винилацетилен → винилхлорид → ПВХ ароматические углеводороды бензол и толуол - растворители бензол растворитель → красители → ядохимикаты → полистирол гидрохинон обработка фото- и киноплёнки © Анастасия Мудрова, 2019 спирты метанол горючее растворитель → хлорметан → формальдегид этанол горючее антисептик пищевая промышленность → каучуки этиленгликоль антифриз глицерин → взрывчатые вещества (тринитроглицерин) → лекарства • тринитроглицерин • основа для мазей → бальзамирование → жиры → пищевая промышленность фенол основа для синтеза лекарств и пищевых добавок антисептик → взрывчатые вещества → красители → смолы и пластмассы → дубильные вещества при выделке кож альдегиды и кетоны формальдегид антисептик → смолы и пластмассы → лекарства → формалин уксусный альдегид → уксусная кислота ацетон растворитель лаков, красок, смол карбоновые кислоты уксусная кислота → инсектициды → лекарства (аспирин) → красители → ацетаты → функциональные производные карбоновых кислот бензойная кислота консервант (также бензоат натрия) лимонная кислота средство для удаления накипи сложные эфиры в пищевой промышленности и парфюмерии, производство мыл. © Анастасия Мудрова, 2019 углеводы глюкоза пищевая промышленность текстильная промышленность фармацевтическая промышленность → глюконовая кислота → витамин С → сорбит целлюлоза → топливо → бумага → пластмассы в составе хлопка и льна в строительных и столярных работах крахмал → этанол → ацетон присыпки клей пищевая промышленность амины лекарства, производство полиамидных волокон анилин лекарства © Анастасия Мудрова, 2019 Применение неметаллов и их соединений Водород 1. Сырье для получения аммиака, сероводорода, метанола Гидрирование органических веществ Получение предельных (твердых) жиров 2. Металлургия – восстановление металлов из их оксидов 3. Водородные горелки – резка металлов Хлор 1. Синтетические моющие средства 2. Отбеливание тканей и бумаги 3. Ядохимикаты 4. В производстве пластмасс 5. Дезинфекция воды 6. Хлорная известь 7. Хлороформ 8. Получение фосгена Кислород 1. Металлургия (обжиг) 2. Газовая сварка (смесь с ацетиленом) 3. Кислородные подушки в медицине Сера 1. Для борьбы с вредителями с/х 2. Получение резины 3. Производство спичек 4. Производств сероводорода 5. Для лечение кожных заболеваний (в составе мазей) Сероводород Лечение ревматических и кожных заболеваний Сернистый газ (SO2) 1. В текстильной промышленности для отбеливания тканей 2. Консервант 3. Производство серной кислоты Серный ангидрид Получение олеума Серная кислота 1. Осушка газов 2. Производство других кислот 3. Получение удобрений 4. Производство красителей © Анастасия Мудрова, 2019 Азот 1. Производство аммиака, азотной кислоты 2. Производство удобрений Аммиак и соли аммония 1. Производство нашатырного спирта 2. Производство азотной кислоты Азотная кислота и ее соли 1. Производство удобрений 2. Производство лекарственных веществ (тринитроглицерин) 3. Производство взрывчатых веществ (тротил) Фосфор 1. Производство удобрений 2. Производство фосфорной кислоты 3. Производство спичек Фосфорная кислота 1. Производство синтетических моющих средств 2. Производство удобрений 3. Катализатор в органических реакциях Углерод 1. Графит (металлургия, инертные электроды) 2. Алмаз (бурение) 3. Активированный уголь – адсорбент, используется в фильтрах для очистки воды и при пищевых отравлениях. Карбонаты 1. В стройке 2. Стекольная промышленность 3. Пищевая промышленность (гидрокарбонат натрия и гидрокарбонат аммония – разрыхлители) 4. Гидрокарбонат натрия – чистящее средство Кремний 1. Полупроводники (электроника) 2. Ферро-силиций (производство хим. посуды) Оксид кремния 1. Составная часть стекла 2. Цемент 3. Производство керамики Силикаты Канцелярский клей © Анастасия Мудрова, 2019 Применение металлов и их соединений Хром 1. Добавление хрома увеличивает коррозионную стойкость 2. Сплав НИХРОМ (Ni, Cr, Fe) – нагревательный элемент 3. Хромирование -> защитное и декоративное покрытие Сульфат хрома (III) и квасцы (сульфат хрома (III) – калия) 1. Травление кожи 2. Протравливание при крашении Оксид хрома III, хромат ртути и др. соединения хрома 1. Минеральные краски 2. Cr2O3 – катализатор в орг. химии Хромпик (K2Cr2O7×H2SO4) 1. Чистка химической посуды 2. Окислитель Марганец 1. Производство стали и сплавов (изделия стойки к износу): дробильные машины, рельсы, мельницы Перманганат калия 1. Окислитель 2. Марганцовка – в медицине 3. Отбеливатель шерсти и шелка Железо 1. Конструкции 2. Сплав железа и углерода - сталь 3. Чугун (бОльшее содержание углерода, чем в стали) Хлорид железа (III) 1. Очистка сооружений 2. Красители для тканей Железный купорос (FeSO4×7H2O) 1. Борьба с вредителями растений 2. Консервант 3. Минеральные краски и чернила Сульфат железа (III) Очистка воды Медь 1. Сплав меди и цинка – ЛАТУНЬ 2. Сплав меди и олова – БРОНЗА 3. Соли меди – краски всех цветов CuSO4×Ca(OH)2 (бордоская жидкость) Белила для деревьев Серебро 1. Радиоэлектроника 2. Производство зеркал Алюминий 1. Изготовление корпусов в авиапромышленности, машиностроении и др. 2. Производство алюминиевой проводки 3. Производство посуды Литий Ионные батареи (в моб. устр-вах) © Анастасия Мудрова, 2019 Производство серной кислоты • Контактным способом • В 3 стадии 1. Обжиг пирита (FeS 2 ) в печи для обжига: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 - очистка SO 2 от огарка (Fe 2 O 3 ) с помощью циклона и электрофильтра - осушение SO 2 в сушильной башне (с H 2 SO 4 конц) 2. Получение SO 3 в контактном аппарате: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 + Q (катализатор – V 2 O 5 ) Процесс экзотермический => имеется теплообменник для снижения температуры 3. Образование олеума в поглотительной башне: nSO 3 + H 2 SO 4 = nSO 3 × H 2 SO 4 Полученный олеум разбавляется водой для получения H 2 SO 4 нужной концентрации. © Анастасия Мудрова, 2019 Производство аммиака и метанола • Происходит в колонне синтеза • Выход реакции не 100%, поэтому смесь газов постоянно циркулирует и проходит многократно через колонну синтеза. 1. Азотоводородная смесь (АВС) / синтез-газ поступает в колонну синтеза через турбокомпрессор, который повышает давление в смеси. 2. В колонне синтеза: N 2 + 3H 2 = 2NH 3 / CO + 2H 2 = CH 3 OH Катализатор для реакции получения аммиака – губчатое (пористое) железо. 3. Смесь проходит через холодильник, где она охлаждается, а синтезированный аммиак/метанол конденсируются. 4. Смесь проходит через сепаратор, где аммиак отделяется от АВС / метанол – от синтез-газа. Продукты отправляются на склад. 5. АВС / синтез-газ проходит через циркуляционный компрессор, который обеспечивает движение смеси по замыкающему контуру. © Анастасия Мудрова, 2019 Природные источники углеводородов и их переработка Основные природные источники углеводородов (УВ): 1. Природный нефтяной газ 2. Попутный нефтяной газ 3. Нефть 4. Уголь Природный нефтяной газ содержит большое количество метана (80-98%), а также другие алканы (этан, пропан, бутан и пр.) Попутный нефтяной газ встречается в месторождениях вместе с нефтью. Он содержит метан (30-50%) и его гомологи (см.выше) (до 20% каждого). Нефть представляет собой смесь большого количества различных УВ: алканы, циклоалканы, арены и пр. Уголь содержит свободный углерод (до 100%), карбоциклы и гетероциклы, различные неорганические вещества и воду. Переработка нефти Первичная переработка (физический процесс) Очистка (обезвоживание, обессоливания, отгонка летучих УВ) Бензин (С 5 -С 11 ) Лигроин (С 8 -С 14 ) Керосин (С 12 -С 18 ) Мазут (С 20 -С n ) Перегонка – термическое разделение нефти на фракции, содержащие УВ с разной молекулярной массой Газойль (С 14 -С 25 ) © Анастасия Мудрова, 2019 Вторичная переработка (химический процесс) Коксохимическое производство Коксование – нагревание каменного угля без доступа воздуха. В результате коксования получаются: • кокс (свободный С с небольшим количеством примесей) • каменноугольная смола → ароматические соединения • аммиачная вода → аммиак • коксовый газ → водород, метан и пр. Крекинг – расщепление длинноцепочечных УВ на УВ с более короткой цепью под действием температуры. Как правило, разрыв происходит в середине УВ цепи с образованием алкана и алкена. Риформинг включает в себя: • Циклизация и ароматизация • Изомеризация • Алкилирование Бензин, устойчивый к детонации (не взрывоопасный), т.е. содержащий непредельные УВ и разветвленные предельные УВ. © Анастасия Мудрова, 2019 Металлургия и общие способы получения металлов Алюмотермия – реакция алюминия и оксида металла при нагревании с получением чистого металла и оксида металла. Пирометаллургия – реакция водорода, кокса, оксида углерода, аммиака, алюминия и оксида металла с получением чистого металла и продуктов окисления водорода, кокса и т. д. Пример: CuO + H 2 = Cu + H 2 O CuO + C = Cu + CO CuO + CO = Cu + CO 2 3CuO + 2NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H 2 O 3CuO + 2Al = 3Cu + Al 2 O 3 Щелочные и щелочноземельные металлы Электролиз расплавов хлоридов или щелочей Алюминий Электролиз расплава Al 2 O 3 Цинк Алюмотермия Восстановление из оксида коксом Железо Доменный процесс: восстановление руды коксом или СО Пирометаллургия Хром Пирометаллургия Медь Пирометаллургия Серебро Пирометаллургия Электролиз р-ров и расплавов соединений Важнейшие сплавы: Сталь – сплав железа и углерода Чугун – сплав железа и углерода, где содержание углерода выше, чем в стали, в производстве применяется кокс Латунь – сплав меди и цинка Бронза – сплав меди и олова Мельхиор – сплав меди и никеля Нихром – сплав никеля, хрома и железа © Анастасия Мудрова, 2019 Окраска пламени Li + - малиновый Na + - жёлтый K + - фиолетовый Ba 2+ - жёлто-зелёный Sr 2+ - карминово-красный Ca 2+ - кирпично-красный Pb 2+ - светло-голубой Cu 2+ - зеленый |