05.05.2020
Група № 11(ІІ курс).
„Тракторист-машиніст с/г (л/г) виробництва
/категорії „А1”, «А2» „В1”, «В2», «В3», „Д1”/, слюсар з ремонту
сільськогосподарських машин та устакування, водій автотранспортних засобів
/категорії „В” і „С”/
Предмет ”Хімія”
Урок № 43. Тема ”Роль хімії у розв’язанні енергетичної проблеми”
Корисні посилання: Корисні посилання: https://history.vn.ua/pidruchniki/savchin-chemistry-11-class-2019-standard-level/50.php
Енергетична криза як одна з глобальних проблем
сучасності свідчить, що розвиток цивілізації на Землі у XX
ст. характеризувався стрімким ростом енергоспоживання.
На перший план виходить нестача енергетичних
ресурсів. З одного боку, сумарні запаси викопних паливних ресурсів доволі
великі й щороку стають відомими нові їх родовища. Крім того, сучасна технологія
відкриває доступ до використання нетрадиційних видів енергії (вітрова,
припливна, геотермальна тощо). З іншого боку, перехід до розробки складних за
геологічними умовами родовищ викликає подорожчання добування енергоносіїв і
робить використання більшої частини паливних ресурсів нерентабельним.
Особливо гостро постали проблеми, пов'язані з
негативним впливом енергетики на стан навколишнього середовища. Масове
використання нафти, газу, вугілля завдає шкоди природі та здоров'ю людини через
викиди сажі, що містить важкі метали, двоокис сірки, оксид азоту та інші
шкідливі речовини. Якщо тенденція збільшення споживання енергії й викидів
двоокису вуглецю збережеться, то вже в найближчі роки середня температура на
Землі зросте на 2°С, що призведе до глобальних катастрофічних наслідків.
Використання викопних видів органічного палива порушує баланс кисню в
атмосфері, тому що при згоранні 1 т палива згорає 2,3 т кисню. Розширення
витрат кисню на техногенні потреби, зменшення його відтворення через
вирубування лісів веде до виникнення реальної загрози його нестачі на планеті.
Змінити негативні тенденції в енергетиці можливо при:
1.
підвищенні ефективності використання енергії;
2.
зменшенні шкідливих викидів в атмосферу за рахунок
нових технологій очищення відпрацьованих газів;
3.
зміні структури паливно-енергетичного балансу за
рахунок альтернативної енергетики.
• Важливою проблемою використання
енергетичних ресурсів є збереження природи, чистоти води й повітря.
1. Джерела
та форми енергії.
Найважливішими формами хімічної енергії є: хімічна,
енергія електромагнітного випромінювання (світло), теплова, механічна (енергія
руху) та ядерна.
Енергетична проблема полягає в тому, що деякі джерела
енергії легкодоступні, а інші є важкодоступними. Найбільша кількість
енергії витрачається на промислове виробництво та переробку сировини.
2. Політика
енергозбереження.
Зменшити витрати енергії на виробництві та в побуті можна
за рахунок використання нових ефективних каталізаторів, високих концентрацій
компонентів, зниження теплових трат, зміна водного охолодження на повітряне.
Хімічна наука та промисловість повинні забезпечувати такі
шляхи вирішення енергетичної проблеми:
1) Підвищення ресурсів моторних палив за рахунок
поглибленої обробки нафти та одночасного скорочення витрат мазуту
електростанціями, а також використання в якості моторних палив стиснутого та
зрідженого природного газу.
2) Організація промислового виробництва штучних рідких
палив на онові вугілля, сланців, природного газу.
• Енергетика —
основа економічного зростання та розвитку країни. Проблема зумовлена тим, що
природні енергоресурси швидко виснажуються, тому обмежується їхнє використання.
• Завданням хімії сьогодення є
розробка комплексного використання паливних ресурсів
і впровадження альтернативних відновлювальних джерел енергії.
• Хімічними джерелами енергії є водень,
спирт, водяний газ, проста та складні речовини Силіцію.
• Джерела енергії за способом
використання поділяють на невідновлювані та відновлювальні.
До невідновлюваних належать природні ресурси: нафта,
газ, вугілля, сланці, деревина, торф, ядерна енергетика.
• Альтернативними
відновлювальними джерелами енергії є рослинна сировина, «зелена»
енергетика, геліоенергетика тощо.
Д/з. §34 с. 211 – 213
1.
Скласти конспект
2.
Дати відповіді на запитання:
1.
Поясніть, що є причиною виникнення енергетичної проблеми.
2. Які вам
відомі види сировини?
3. Що
таке сировина?
4. Які
альтернативні джерела енергії вам відомі?
5.
Які традиційні джерела енергії вам відомі?
6. Які
природні ресурси вам відомі?
7. Що таке
вичерпні природні ресурси?
8. Охарактеризуйте
відомі вам джерела енергії: а) природних ресурсів; б) використання хімічних
речовин.
9. Обґрунтуйте
роль хімії в розв'язанні енергетичної проблеми.
10. Назвіть
перспективні галузі енергетики й оцініть значення хімічних речовин для їхнього
розвитку.
11. Складіть
самостійно опорну схему, що висвітлить нові хімічні методи, які сприятимуть
розв'язанню енергетичної проблеми.
12.
Складіть рівняння реакцій за схемою:
етан → хлороетан → етанол → етаналь → карбон(IV) оксид → глюкоза → етанол.
Поясніть, які з цих речовин є енергетичними джерелами.
05.05.2020
Група № 11(ІІ курс).
„Тракторист-машиніст с/г (л/г) виробництва
/категорії „А1”, «А2» „В1”, «В2», «В3», „Д1”/, слюсар з ремонту
сільськогосподарських машин та устакування, водій автотранспортних засобів
/категорії „В” і „С”/
Предмет ”Хімія”
Урок № 44. Тема ”Роль хімії у розв’язанні екологічної проблеми”
Корисні посилання: https://history.vn.ua/pidruchniki/savchin-chemistry-11-class-2019-standard-level/51.php
Глобальні екологічні проблеми
людства
Екологічна криза —
одна з глобальних проблем сучасності, що проявляється в різкому загостренні
суперечностей у відносинах між суспільством і природою. Вона особливо
посилилась у другій половині XX ст. через надмірний антропогенний вплив на
природу, що призвело до порушення рівноваги між природними процесами.
Унаслідок
нераціонального природокористування на планеті виникли райони
екологічної кризи:
·
Райони промислово-міського забруднення атмосфери,
пов'язані з роботою промисловості, транспорту й комунального господарства:
Росія (Центральна Росія, Поволжя, Урал), Україна (Донбас), Північний Схід
Китаю, тихоокеанське узбережжя Японії, Дармодарський промисловий район Індії,
Аппалацький промисловий район США, агломерації Мехіко, Сан-Паулу, Буенос-Айрес.
·
Райони комплексного знищення земель у місцях
гірничодобувної промисловості: Рейнсько-Вестфальський район Німеччини,
узбережжя Перської затоки, Західний Сибір, Каспійське море, райони видобутку
мідної руди (Демократична Республіка Конго, Замбія, Чилі, Перу, США),
гірничопромислові райони Канади, ПАР, Австралії, видобутку нікелю у Новій
Каледонії та фосфоритів на о. Науру.
·
Райони забруднення Світового океану пов'язані з
транспортуванням нафтопродуктів: Північне, Аравійське, Південно-Китайське моря,
Перська та Мексиканська затоки.
·
Райони зменшення площ лісів: Росія, Індія,
Південно-Східна Азія, Західна та Центральна Африка, Канада, Центральна Америка,
Амазонія, схід Австралії.
·
Райони деградації грунтів, пов’язані з випаданням
кислотних дощів (Західна Європа), із засоленням ґрунтів при зрошуванні
(Центральна Азія, Пакистан, Індія, Ірак), а також із загальною втратою
родючості (деякі райони Південно-Західної Азії, Західної Африки, Південної
Америки, Австралії).
·
Райони опустелювання: зона Сахелю в Африці (Мавританія,
Сенегал, Гамбія, Малі, Нігерія, Чад).
·
Райони захоронення радіоактивних відходів:
північноамериканське узбережжя Тихого океану, атлантичне узбережжя Південної
Європи та Північної Африки, Карське та Охотське моря. Райони випробування
атомної зброї: атоли Тихого океану, пустеля Гобі, Арізона у США.
Сьогодні можна констатувати, що біосфера різко змінюється
під впливом діяльності людини. Наступ техносфери супроводжується значними
змінами природного середовища. Відбувається прискорене, прогресуюче руйнування
основних життєво важливих ланок біосфери, яке може викликати її повну
деградацію й загибель. Це автоматично означатиме знищення людства, оскільки
люди не можуть існувати в середовищі, відмінному від того, в якому з'явились і
проживали.
Останнім часом активізується процес екологічної освіти
населення в усьому світі, укладено багато важливих міжнародних угод щодо
охорони довкілля. Найважливіший документ було прийнято представниками 179 країн світу на міжнародному економічному
форумі у 1992 р. — це «Програма Дій Людства у XXI ст.».
На цьому форумі був підписаний пакет документів, у яких окреслені шляхи
міжнародного співробітництва в наступному столітті, спрямованого на досягнення
високої якості навколишнього середовища і високого рівня життя населення
планети.
• Основними проблемами довкілля визнано: 1)
глобальне потепління клімату; 2) виснаження озонового шару; 3) накопичення в
ґрунті токсичних металів і пестицидів; 4) кислотні дощі; 5) виснаження
природних ресурсів планети; 6) забруднення великих територій радіонуклідами.
• Екологія —
наука, яка вивчає відносини та взаємодію живих організмів між собою та з
навколишнім середовищем.
• Концепція сталого
розвитку містить три складові: економічну, соціальну й екологічну, які
взаємопов'язані та стосуються розв'язання проблеми збереження людства від
екологічної катастрофи.
• Антропогенне забруднення
навколишнього середовища спричинила виробнича діяльність людини.
·
Будівництво теплових,
атомних і гідроелектростанцій
·
Робота металургійних,
хімічних, нафтопереробних, целюлозно-паперових комбінатів, цементних заводів
·
Хімізація сільського
господарства, гірничодобувна промисловість
·
Стрімкий розвиток
військової промисловості
·
Збільшення кількості
автотранспорту
·
Катастрофи з отруйними
речовинами, нафтою, нафтопродуктами на залізниці, у водах Світового океану
·
Фізичний вплив: шум,
вібрація; виділення великої кількості теплоти промисловістю, спалювання
відходів
• Потенціал
хімії в розв'язанні екологічних проблем полягає в: знаннях
складу, будови та властивостей речовин для передбачення їхнього впливу на
довкілля; пошуку нових джерел відновлювальної енергетики; використанні
хіміко-аналітичних методів контролю в довкіллі та якості хімічної продукції;
розробці методів очищення води та природних водойм; пошуку альтернативних
джерел енергії для автотранспорту й техніки; дезактивації шкідливих речовин
військової справи та радіоактивних відходів, їхнього безпечного схову.
• Екологічні
проблеми України стосуються: радіаційного забруднення; нестачі
питної води; неконтрольованого вирубування лісів; забруднення шкідливими
речовинами сільськогосподарських угідь; відсутності державної політики з
утилізації відходів; відсутності очисних споруд на хімічних виробництвах.
Переглянути відеоролики: https://www.unian.ua/ecology/reduction/1216722-nebezpechne-povitrya-chim-dihayut-ukrajintsi.html
• Природа, як і людина, є живим організмом,
який потребує ощадливого ставлення, грамотної поведінки з нею та дотримання
етичних норм співжиття.
ЦІКАВО ЗНАТИ
• В атмосфері нашої
планети накопичується дедалі більше вуглекислого газу. Він утримує тепло,
спричиняючи зміни клімату. Для розв'язання проблеми глобального потепління
вчені шукають способи обмеження викидів. Одні говорять про обмеження
використання шкідливих газів, інші намагаються зменшити об'єм шкідливих
викидів.
• Група канадських
дослідників з Університету Трента запропонувала використовувати для цього
поглинальну властивість гірських порід, зокрема магнезит та інші карбонати.
Доведено, що один кілометр гірської породи може вміщувати мільярд тонн
вуглекислого газу. Оскільки природний спосіб утворення магнезиту є тривалим,
учені запропонували лабораторний спосіб добування магнезиту — протягом 72 днів
за кімнатної температури.
• Синтезують магнезит з
полістирольних мікросфер (латексні «кульки»), що покриті зарядженими
молекулами, які сприяють зв'язуванню йонів Магнію з карбонатом. Тонна такої
породи надійно втримує півтонни вуглекислого газу. Синтезований таким способом
мінерал має високу енергоефективність, бо теплова енергія не витрачається й
латексні «кульки» не руйнуються, а тому можуть використовуватися повторно (За
матеріалами сайта:
https://focus.ua/technologies/406479/?utm_campaign=web_push&utm_source=1928).
Д/з. §35 с. 213 – 218.
1. Скласти конспект
2. Дати відповіді на запитання
1. Назвіть чинники, що спричиняють зміни в
довкіллі.
2. Охарактеризуйте природні й антропогенні
чинники впливу на зміни в навколишньому середовищі.
3. Охарактеризуйте екологічні проблеми: а)
людства; б) України.
4. Поясніть роль хімії в розв'язанні
екологічної проблеми.
5. Складіть рівняння реакцій, що
відображають утворення кислотних дощів та їхній вплив на довкілля.
3. Підготувати проект на тему:
”Вирішення проблеми утилізації різних видів електричних ламп”
4.Підготувати проект на тему: ”Утилізація побутових відходів”
Скористайтесь посиланням: https://pptcloud.ru/biologiya/propozitsiyi-po-virishennyu-ekologichnoyi-problemi-pov-yazanoyi-iz-utilizatsieyu-ta-pererobkoyu-plastikovih-plyashok
Будова люмінесцентної лампи
На сьогодні енергозберігаючі джерела світла майже повністю
витіснили традиційні лампи розжарювання. У них набагато менше енергоспоживання,
мають більш приємний і комфортний світловий спектр. Одним із значних мінусів є
наявність ртуті в складі конструкції.
Люмінесцентна лампа або популярна назва "лампа денного
світла", складається зі скляної трубки, яка заповнена люмінофором, двох
електродів на кінцях колби, суміші інертного газу і парів ртуті. Світіння пучка
відбувається в результаті проходження дугового розряду в парах ртуті. Даний вид
світла спочатку ультрафіолетовий. Завдяки люмінофору, який нанесений на
внутрішню поверхню колби, світло перетворюється у видимий спектр. Відтінок
світла визначає наявність ортофосфату цинку-кальцію або галофосфату кальцію в
складі.
Небезпека ртуті
Пари, які утворюються під час розбивання ртутної лампи,
дуже токсичні і завдають шкоди людям і навколишньому середовищу. Вміст ртуті
навіть в одній лампі може перевищувати мінімально допустимі норми в приміщенні
в 30 разів! 1 грам ртуті, який потрапив в зовнішнє середовище, може забруднити
3,3млн м3 повітря або 200 тис. м3 води. Особливістю є те,
що в лампі ртуть знаходиться в дуже дрібнодисперсному стані. Площа зіткнення
кульок ртуті з молекулами повітря становитиме близько 5000 см2.
Отруєння ртуттю та її сумішами з люмінофором може викликати цілий ряд
захворювань органів людини. В організмі пари металу накопичуються і атакують
центральну нервову систему, нирки, легені, печінку. Особливо важко отруєння
ртуттю переносять діти. Потрапляючи на звалище, а потім в підземні води,
люмінофор, який містить залишки ртуті, перетворюється в більш небезпечну
сполуку - метил-ртуть.
Проблема утилізації
ртутних ламп
Довгий час проблемам переробки і зберігання, на перший
погляд таких дрібниць як ртутна лампа, не надавали значення. Вони зазвичай
викидалися зі звичайними побутовими відходами, розбивалися. Проблема утилізації
полягає в тому, що краще здавати не поодинокими виробами, а в великій
кількості. Між контрагентом і замовником укладається договір за надання послуг
утилізації. Але ця послуга платна і тому багато організацій, що не переймаються
забрудненням зовнішнього середовища, просто викидають ртутні лампи на сміття,
що б не обтяжувати себе оформленням документації.
Хоча лампа є перспективною сировиною
для утилізації або вторинної переробки. Колба і цоколь виконані з надійного і
якісного скла, електронний модуль, який входить в комплект також можна
реставрувати або утилізувати. Як правильно утилізувати люмінесцентні
лампи знають багато компаній, профіль діяльності яких саме переробка
даного виду освітлення, але лампи потрібно доставити на територію переробного
комплексу. А це час і гроші. Існує список відповідних організацій, проте
прозоро і зрозуміло працюють далеко не всі.
Приватні
особи, які використовують даний вид освітлення, можуть безкоштовно здавати
лампи в окремі контейнери згідно законодавства України, які організовують
волонтери або сумлінні власники магазинів, тому що екологічні організації
беруть плату за утилізацію.
Проблема
утилізації для юридичних осіб або індивідуальних підприємців трохи інша. Якщо
приватні особи за бажанням можуть здавати чи не здавати, то юридичні
зобов'язані здавати лампи на переробку. Підприємства надають на вимогу держави
акт передачі даних відходів на переробку і зберігання ліцензованим організаціям
та несуть відповідальність. На жаль, законодавство України вимагає окремі
ліцензії на транспортування, зберігання і утилізацію ртутних і інших
небезпечних відходів. Багатьом компаніям просто невигідно відкривати таку
діяльність і їх кількість обмежена.
І хоча термін служби даного типу освітлення досить
великий, але все одно виникає проблема як утилізувати люмінесцентні лампи.
У конструкції
люмінесцентних ламп міститься від 3 до 25 мг ртуті в залежності від розміру і
типу. На перший погляд це зовсім мало, але якщо порахувати кількість викидів
відпрацьованих ламп (близько 20 млн), тоді щорічно на сміттєвих могильниках
перебуває до 500 кг небезпечної ртуті! Вона за класифікацією знаходиться в 1-му
класі токсичних відходів як надзвичайно небезпечна. Виходячи з цього потрібно
організувати специфічні особливі умови тимчасового зберігання і подальшої
переробки. Ртутні відходи, згідно норм, перед утилізацією повинні зберігатися в
закритих приміщеннях в герметичних контейнерах де потрібно обмежити доступ
сторонніх осіб.
Якщо
неправильно утилізувати ртутні лампи, то може дуже негативно позначитися на
великій кількості людей. Заборонено розміщувати відходи від люмінесцентних ламп
на загальних смітниках твердих побутових відходів, для цього існують в
розпорядженні ліцензованих організацій по переробці окремі склади і виробничі
потужності для утилізації. Часто зустрічаються коробки з використаними
згорілими лампами біля водойм. Це надзвичайно небезпечно, так як ртуть
потрапляє в воду, отруює флору і фауну, а як наслідок потрапляє до ґрунтових
вод, що призводить до її забруднення.
Як відбувається
утилізація люмінесцентних ламп
Відповідно до
класифікатора ДК 005-96 (застосовується для відходів), відпрацьовані лампи
відносяться до відходів, які потрібно сортувати і збирати окремо. Зберігання та
видалення ламп здійснюється згідно норм екологічної безпеки.
На переробних
підприємствах зазвичай приймаються різні види ламп:
·
Ртутні кварцові
·
Люмінесцентні;
·
Енергозберігаючі;
·
Ртутовмісні люмінесцентні;
·
Бактерицидні;
·
Дугові натрієві
·
Лампи солярію (ультрафіолетові).
Способи переробки:
1.
Вібромеханічний метод полягає в механічному розділенні компонентів після
подрібнення. Лампи спочатку дробляться в спеціальній закритій дробарці –
демеркурізаторі. Потім складові поділяються за категоріями (скло, люмінофор,
металевий цоколь). Так як ртуть при нормальних умовах випаровується, то її пари
відводяться і поглинаються активованим вугіллям. Після цього чисте повітря
викидається в навколишнє середовище.
2.
Термовакуумний метод. У цьому випадку можливе повторне використання ртуті
після обробки. Лампи також, як і в попередньому випадку, дробляться в дробарці,
далі бій обпалюється при температурі 400 градусів 60 хвилин. Після цього чисті
ртутні пари потрапляють в конденсатор з рідким азотом, де виморожуються і
конденсуються в ємність в рідкому стані.
3.
Гідрометалургійний метод. Процес очищення полягає в тому, що роздроблені
вироби піддаються дії демеркурізаторів, в наслідок чого відбувається перехід
ртуті в важкорозчинні сполуки. В даному випадку передбачається багаторазова
промивка ртутних відходів розчинами. Це є недолік даного методу, так як
потрібно надалі ретельно очищати промивну воду, а для цього потрібні дорогі
установки.
Комментарии
Отправить комментарий