uabooks.top

E téma tananyaga segít nektek:

megismerni a kémiatudomány egy új ágazatát, a „zöld” kémiát;

megismerkedni a „zöld” kémia területén folytatott kutatásokkal.

A kémia az egyik alaptudomány. Eredményei nagymértékben biztosítják az emberiség progresszív fejlődését. De néha a kémia negatív értékelését is hallhatjuk. Az ipari termelés növekedése kétségtelenül sok környezeti károsodást eredményezett. Emiatt az emberek bizalmatlanokká váltak a vegyiparral, a fémkohászattal és a mesterséges anyagokkal szemben. Szinte társadalmi méretű kemofóbia - a kémiától való félelem - alakult ki. Ugyanakkor a fejlődés, az élet-körülmények javulása, a népesség növekedése, az információs technológia előretörése újabb és újabb anyagok előállítását igényli.

A vegyipari termelés tehát nem állhat le, de nagyobb hangsúlyt kell fektetnie a termelés környezeti hatásaira. Ennek az új szemléletnek a megnyilvánulása a zöld kémia. A megnevezés szinonimája lehetne az „ökológiailag tiszta kémia”.

Milyen nemzetközi civil szervezet nevében található a „Green” szó?

Tekintsük át a zöld kémia főbb feladatait.

1. Új kémiai technológiák létrehozása, valamint a meglévők fejlesztése. Új anyagok előállításánál, szintézisénél törekedni kell a kiindulási anyagok maximális felhasználására, a mellék-termékek képződésének visszaszorítására.

A technológia ökológiai tisztaságát környezeti faktorral határozzák meg, ami 1 kg termékre

eső hulladék tömege. A műanyagok esetében például ez 1:5, néhány gyógyszer gyártásánál 1:500. A zöld kémia szempontjából az ideális eljárás a hulladékmentes termelés maximális anyagfelhasználással.

A modem technológia fontos része a legbiztonságosabb eljárás kiválasztása, valamint a vegyi termék biztonságos elválasztásának és tisztításának módszerei. A többlépcsős folyamatok esetében kívánatos csökkenteni a szakaszok számát, ami csökkenti a melléktermékek, illetve a hulladék mennyiségét és növeli a termék hozamát.

Érdekes

tudnivaló

A legújabb előállítási módok esetében gyakran használják a „magas technológiák”, a „tiszta technológiák” kifejezéseket.

Azöld kémia egyik paramétere az atomhatékonyság: ez azt mutatja meg, hogy a kiindulási anyagok hány százaléka épül be a termékbe. Ha például egy szerves vegyületet különböző reakcióval állíthatnak elő, akkor előnyösebb az egyesülési reakció (mindkét reagenst használjuk és csak egy termék keletkezik), minta szubsztitúciós, vagy az oxidációs-redukciós folyamat, ahol melléktermékek is képződnek. Eztazelvetveszik figyelembe akkor is, ha kevesebb szakaszban történik a reakció.

Növekszik a katalitikus reakciókkal kapcsolatos kutatás jelentősége. A szelektív katalizátorok használata lehetővé teszi a reagens- és az energiafelhasználás csökkentését. Fontos intézkedések a mérgező katalizátorok cseréje nem mérgezőkre, valamint a fehérje természetű katalizátorok - enzimek -felhasználásának bővítése.

A vegyi technológiák egyre inkább használnak fel növényi anyagokat. Növekszik a növényi maradékokból és az állattenyésztésből és baromfitenyésztésből származó hulladékok biogázzá való feldolgozása, polimerek kivonása egyes növényekből. Brazíliában jelentős mennyiségű etént állítanak elő etanolból, amit a cukornád erjesztése során kapunk.

2. Az ipari és a háztartási hulladék hasznosítási folyamatainak javítása, felhasználása másodlagos nyersanyagként.

Erről a problémáról az előző paragrafusban volt szó. Elsőrendű feladat a műanyaghulladék

újrahasznosítása, amelyből egyre több halmozódik fel.

Hogyan kaphatunk polietilén-maradványokból újra óriásmolekulájú polietilént?

3. Új anyagok előállításánál törekedni kell arra, hogy a termékkel szembeni elvárások teljesítése mellett annak mérgező hatása minél kisebb legyen. Ez a feladat mindenki számára nyilvánvaló. A mérgező anyagok tárolása, használata különleges intézkedéseket igényel, ez érvényes a maradékokra is, amelyeket vagy újrahasznosítani, vagy ártalmatlanítani kell. Nagy figyelmet fordítanak a szerves oldószerek használata nélküli technológiák fejlesztésére, mivel szinte az összes szerves oldószer károsan hat az ember egészségére.

4. Lebomló anyagok tervezése. A műanyagtermékek túlnyomó többsége rövid távú használatra készül. Hulladékuk, melyből egyre több van, lebomlási ideje a természetben mintegy 100 év. Sajnos csak nagyon kis részét dolgozzák fel újra.

Kutatások folynak új műanyagok (polipepti-dek, poliészterek) előállítására, melyeket hasonlóan a természetes polimerekhez, baktériumok és mikroorganizmusok bontanak le. Ezekből a polimerekből csomagoló anyagot (100. ábra), különböző edényeket, egyéb termékeket készítenek.

100. ábra

Lebomló anyag jelzése a csomagolóanyagon

101. ábra

A zöld kémia

kongresszusának

lógója

A zöld kémia már a kutatás és fejlesztés fázisában figyelembe veszi a jövő termékeinek és az azokat előállító folyamatoknak várható környezeti hatásait. Tudományos folyóiratok foglalkoznak a zöld kémia fejlesztésével, informálnak az e területen bekövetkezett fejleményekről. Rendszeresen tartanak nemzetközi tudományos konferenciákat (101. ábra), ahol a tudósok megosztják eredményeiket.

ÖSSZEFOGLALÁS

Manapság a vegyészek számos olyan problémát oldanak meg, amelyek a nyersanyagok használatának maximalizálására és a különböző hulladékok hatékony újrahasznosítására irányulnak. Végrehajtásuknak biztosítania kell, hogy ne károsítsa a környezetet. A tudományos kutatás és a megvalósított technológiák környezetkímélő mivolta miatt a kémiai tudománynak ezt az ágát "zöld" kémiának nevezték.

288. Vasat elő lehet állítani a vasérc hidrogénnel való kölcsönhatásával. Tekinthetünk-e erre a folyamatra, mint a zöld kémia alapelvei megvalósításának példájára?

289. Internet segítségével készítsetek egy rövid tájékoztatót a vegyiparban leggyakrabban használt szerves oldószerekről és azok hatásairól az emberi szervezetre.

290. A XVIII. században iparilag hidrogént vízgőz átfuvatásával állítottak elő az izzó vashulladék felett. Manapság a hidrogéngáz ipari előállításának egyik módszere a földgáz magas hőmérsékleten egyszerű anyagokra való bontása; a másik módszer - víz felbontása egyenáram hatására. Nevezzétek meg az egyes módszerek előnyeit és hátrányait a zöld kémia szemszögéből.

Utószó

Hamarosan befejeződnek iskolai tanulmányaitok. Sokan közüle-tek egyetemeken tanulnak tovább, míg mások munkába állnak. A kémiaórákon megszerzett tudás alapján mindannyian megérthetitek azokat az átalakulásokat, amelyek az anyagokkal mennek végbe a természetben, az élő szervezetekben. Ismerve azoknak az anyagoknak a tulajdonságait, amelyekkel a mindennapokban találkoztok, megfelelően tudtok bánni velük, és nem tesztek kárt sem magatokban, sem másokban, sem a környezetben.

A kémia tanulása során meggyőződhettetek arról, hogy mennyire érdekes ez a tudomány, melynek elválaszthatatlan része a szervetlen és a szerves kémia. A kutató-vegyészek nap mint nap új anyagok százait állítják elő, állapítják meg összetételüket, vizsgálják szerkezetüket és tulajdonságaikat, módszereket dolgoznak ki gyakorlati alkalmazásukat illetően.

A kémia a természettudományok egyike. A fizikával, a biológiával, a geológiával, az ökológiával és a természettel foglalkozó más tudományokkal együtt felfedi bolygónk titkait: hogyan alakult ki a Föld, miként jelent meg rajta az élet. A természettudományokkal együtt segít tudományos világképet kialakítani.

All. osztályból kikerülő végzősök közül lesznek, akik vegyésznek készülnek. Örülünk, ha tankönyvünkkel segíthettünk ezeknek a fiataloknak a pályaválasztásban.

Sikeres életutat, eredményes tanulást és munkát kívánunk nektek

a Szerzők.

Ez a tankönyv anyaga Kémia a 11. osztály számára Pavlo Popéi