Тема 3.2. Химическая энергетика

Мировые тенденции роста энергопотребления. Природный газ, нефть и уголь – основные виды сырья для производства топлив различного назначения, их химический состав. Применение хроматографических и физико-химических методов для определения состава углеводородного сырья.

Переработка нефти в моторные и авиационные топлива. Роль каталитических процессов (гидроочистки, риформинга, крекинга, алкилирования и изомеризации) в получении высококачественных моторных и авиационных топлив. Физико-химические основы преобразования энергии топлива в двигателях внутреннего сгорания. Каталитическая нейтрализация отработавших (выхлопных) газов двигателей внутреннего сгорания.

Химическая энергетика и биотехнологии. Производство жидкого и газообразного топлив утилизаций органических отходов животноводства, переработкой сельскохозяйственного сырья, лесной и деревообрабатывающей промышленности. Экологическая целесообразность производства биотоплива и

биогаза.

Принципы прямого преобразования энергии химических реакций в электрическую энергию в химических источниках тока (ХИТ): гальванических элементах, аккумуляторах, топливных элементах. Электрохимические конденсаторы как системы для хранения энергии. Электрохимические энергоустановки и электростанции.

Системы преобразования солнечной энергии в химическую и электрическую. Фотохимическое и фотоэлектрохимическое преобразование солнечной энергии. Процессы в полупроводниковых фотоэлектрохимических элементах. Концепция водородной энергетики. Водородоаккумулирующие материалы и принципы их оптимизации. Применение в автомобилестроении.

Раздел 4. Химия окружающей среды и жизненных процессов

Тема 4.1. Химия окружающей среды

Биосфера - универсальная эко­система Земли. Учение В.И.Вернадского о биосфере. Непрерывные круговороты веществ и энергии. Химические элементы в биосфере (биогенные, второстепенные). Макроэлементы и микроэлементы.

Химические реакции в атмосфере. Фотодиссоциация, фотоионизация. Реакции ионов в атмосфере: переноса заряда, обмена, диссоциативной рекомбинации. Образование и разрушение озона в атмосфере. Смог. Кислотные дожди. Радиоактивное загрязнение атмосферы.

Химические процессы в гидросфере. Химический состав морской воды, рН, буферные свойства. Чистая и загрязненная вода. Сточные воды: понятие, классификация. Очистка сточных вод, стадии очистки. Химические спо­собы очистки (сорбция активированным углем, нейтрализация, коа­гуляция, электродиализ, электрофлотация, электрокатализ). Хлорирование, озо­нирование, осаждение, ионный обмен, экстракция в очистке при­родных питьевых вод.

Химический состав почв. Проблемы загрязнения почв. Основные загрязнители и их ис­точники: соли тяжелых металлов, пестициды, нитраты, твердые и жидкие отходы, свалки, склады химического оружия, ядерные взры­вы, полигоны, радиоактивные отходы АЭС и методы их захоронения.

Понятие о веществах-загрязнителях. Классификация загрязнителей. Пути миграции веществ-загрязнителей в биосфере. Комплексный экологический мониторинг. Биоиндикация и биотестирование.