31. Спирти - органічні речовини, до складу яких входить одна або декілька гідроксогруп, що зв'язані з аліфатичним (неароматичним) вуглеводневим радикалом

Феноли - органічні речовини, до складу яких входить одна або декілька гідроксогруп, що зв'язані з ароматичним ядром

Етери або прості ефіри - органічні речовини, що вміщують місткові атоми Оксигену, які безпосередньо зв'язані з двома атомами Карбону

Альдегіди - органічні речовини, в яких карбонільна група зв'язана з одним вуглеводневим радикалом і одним атомом Гідрогену

Кетони - органічні речовини, в яких карбонільна група зв'язана з двома вуглеводневими радикалами

Вуглеводи - природні мономерні і полімерні органічні речовини, нециклічні мономерні форми яких вміщують одну карбонільну групу і чотири або більше гідроксидних груп

Карбонові кислоти - органічні речовини, до складу яких входить одна або декілька карбоксильних груп

Естери - органічні речовини, що являють собою похідні кислот, в яких атоми Гідрогену в гідроксогрупі заміщено на органічний радикал

Жири - органічні речовини, які являють собою складні ефіри гліцерину і вищих карбонових кислот

Насичені одноатомні спирти

Поширення спиртів у природі

Етиловий спирт, вірніше рослинний хмільний напій, що його містить, був відомий людству з глибокої давнини. Вважається, що не менш ніж за 8000 років до нашої ери люди виготовляли легкі спиртні напої з фруктів і меду. Вперше спирт з вина отримали в 6-7 століттях арабські хіміки, а першу пляшку міцного алкоголю (прообразу сучасної горілки) виготовив перський алхімік Ар-Рази в 860 році. У Європі етиловий спирт був отриманий із продуктів бродіння в 11-12 столітті, в Італії. До Росії спирт вперше потрапив у 1386 році, коли генуезької посольство привезло його з собою під назвою «аква віта» і презентувала царського двору. У 1660 році англійський хімік і богослов Роберт Бойль вперше отримав зневоднений етиловий спирт, а також відкрив його деякі фізичні і хімічні властивості, зокрема виявивши здатність етанолу бути високотемпературним пальним для пальників. Абсолютний (безводний) етиловий спирт був отриманий у 1796 році російським хіміком Т.Є. Ловіцем.

У 1850 році англійський хімік Олександр Вільямсон, досліджуючи реакцію алкоголятів з етил йодидом, встановив, що етиловий спирт є похідним від води з одним зміщенням воднем, експериментально підтвердив формулу C2H5OH.

Вперше синтез етанолу дією сірчаної кислоти на етилен здійснив у 1854 році французький хімік Марселен Бертло.

Перше дослідження метилового спирту було зроблено в 1834 році французькими хіміками Жаном-Батистом Дюма і Еженом Пеліго; вони назвали його “метиловим або деревним спиртом”, так як він був виявлений в продуктах сухої перегонки деревини. Синтез метанолу з метилхлориду здійснив французький хімік Марселен Бертло в 1857 році. Ним же, вперше був відкритий в 1855 році ізопропіловий спирт, синтезований дією на пропен водної сірчаної кислоти.

Представник двоатомних спиртів - етиленгліколь - вперше був синтезований французьким хіміком А. Вюрцом в 1856 році. Триатомний спирт - гліцерин - був виявлений у природних жирах ще в 1783 році шведським хіміком Карлом Шеєле, однак його склад був відкритий тільки в 1836 році, а синтез здійснено з ацетону в 1873 році Шарлем Фрідель.

Спирти - органічні речовини, до складу яких входить одна або декілька гідроксогруп, що зв’язані з аліфатичним (неароматичним) вуглеводневим радикалом

32.

Аміни — це клас органічних сполук, які містять у своєму складі аміногрупу (NH2).Аміногрупа є функціональною для цього класу сполук. Простий представник цього класу — метиламін (CH3 — NH2 ). Загальна формула насичених амінів: CnH2n+1 — NH2 або CnH2n+3N.

Номенклатура амінів

Правила побудови назви амінів аналогічні таким самим правилам для спиртів. Назва амінів походить від назви відповідного вуглеводню, при цьому перед назвою вуглеводню ставиться номер атома Карбону, з яким сполучена аміногрупа, і префікс «аміно».

Залежно від кількості атомів Гідрогену і від кількості замісників, безпосередньо сполучених з атомом Нітрогену, аміни класифікують на первинні, вторинні, третинні та четвертинні:

Методи добування

Реакція Гофмана (алкілування амоніаку галогеналканами):

Добування аніліну в промислових масштабах проводять за реакцією, відкритою великим російським ученим Зініним. При цьому нітробензен відновлюється до аніліну під дією відновників:

Хімічні властивості

1. Кислотно-основні властивості амінів:

Водні розчини амінів показують лужну реакцію, аналогічно амоніаку, за рахунок гідролізу:

2. Реагують з мінеральними кислотами.

3. Повне окиснення (горіння):

4. При взаємодії аніліну з бромом утворюється 2,4,6 — триброманілін — осад білого кольору.

Застосування амінів

Головним чином аміни та їхні похідні використовуються в лакофарбовій промисловості для добування барвників різноманітних відтінків, для добування штучних волокон, а також як високоефективні розчинники.У даний час анілін переважно застосовується для синтезу поліуретанових матеріалів, а також як напівпродукт у виробництві барвників, вибухових речовин і лікарських засобів (сульфаніл амідні препарати).

Амінокислоти

Номенклатура та ізомерія амінокислот

Амінокарбонові кислоти, або амінокислоти — це клас органічних сполук, які містять одночасно дві функціональні групи: аміногруппу NH2 − та карбоксильну групу −COOH.

Назви амінокислот походять від назв відповідних карбонових кислот із зазначенням положення аміногрупи. У сполуках, в яких присутні дві різні функціональні групи, їхнє взаємне розташування зазначають грецькими літерами. Так, залежно від того, до якого атома вуглецю приєднана аміногрупа, амінокислоти поділяють на а , b , y тощо

Фізичні властивості амінокислот

Амінокислоти являють собою тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді й мало розчинні в органічних розчинниках. Розчинність амінокислот може бути пояснена присутністю карбоксильної групи, що обумовлює розчинність карбонових кислот, і залишку молекули амоніаку (аміногрупи). Багато амінокислот солодкі на смак.

Хімічні властивості амінокислот

Оскільки до складу амінокислот входять дві функціональні групи, то амінокислоти проявляють властивості двох класів сполук: карбонових кислот та органічних амінів.

1. Кислотно-основні взаємодії. У нейтральних водних розчинах амінокислот карбоксильна група відщеплює йон Гідрогену, що може приєднатися до аміногрупи. При цьому утворюється так звана внутрішня сіль, яка існує у вигляді біполярних йонів (цвітеріонів). Вони поводяться як амфотерні сполуки, тобто проявляють властивості і кислот, і основ:

Водні розчини амінокислот мають нейтральне, лужне або кисле середовище залежно від кількості функціональних груп. Так, глутамінова кислота утворює кислий розчин (дві групи −COOH , одна NH2 ), лізин — лужний (одна група — COOH, дві — NH2 ).Амінокарбонові кислоти, як уже згадувалося раніше, мають амфотерні властивості через наявність основних аміногруп та кислотних карбоксильних груп, це позначається й на їхніх хімічних властивостях. При взаємодії з кислотами й лугами утворюють солі

2. Утворення пептидного зв’язку:

3. Взаємодія з нітритною кислотою (дезамінування):

4. Взаємодія зі спиртами (естерифікація):

Добування амінокислот

Основний спосіб добування амінокислот — заміщення атома галогену на аміногрупу в галогенозамінених кислотах. Цей спосіб аналогічний до добування амінів з алкілгалогенів та аміаку. Галогеноводень, який виділяється при заміщенні, зв’язують надлишком аміаку:

Амінокислоти застосовують як лікувальні засоби при нервових захворюваннях, в тваринництві. Амінокапронова і аміноенантова кислоти застосуються для одержання синтетичних волокон.

Білки

Білки (білкові речовини) — макромолекулярні природні сполуки (біополімери), структурну основу яких становлять поліпептидні ланцюги, побудовані із залишків -амінокарбонових кислот. Білки неодмінно містять елементи C, H, N та O, майже завжди S, часто P, рідше Fe, Cu, Zn тощо.

За складом білки поділяють на:

— протеїни — прості білки, що складаються із залишків амінокислот;

— протеїди — складні білки, що складаються із залишків амінокислот та різних небілкових речовин.

Будова білків

У складі білків зустрічаються залишки 20 амінокислот. Властивості білків залежать не тільки від того, які амінокислотні залишки утворюють їх, але і від того, в якій послідовності вони з’єднуються одна з одною. Таку послідовність називають первинною структурою білка:

Поліпептидний ланцюг зазвичай згорнутий у спіраль, що має певну просторову структуру —a- спіраль. Спіраль у свою чергу може приймати певну просторову будову, що є власною для кожного білка: спіраль згортається в клубок (глобулу). Таку будову називають третинною структурою білка:

Для деяких білків є характерним об’єднання декількох клубків (субодиниць) в одну частинку, що обумовлює четвертинну структуру білків:

До складу таких об’єднань можуть входити йони металів або інші речовини небілкової природи. Так, молекула білка гемоглобіну складається з чотирьох субодиниць, з’єднаних з йоном Феруму, що дозволяє такій молекулі переносити кисень і вуглекислий газ у тваринному організмі.

33.

У природі існує багато високомолекулярних сполук, які можна поділити на три великі групи: неорганічні, органічні і елементорганічні. До неорганічних полімерів відносять кварц, алмаз, графіт, силікати та ін.. Органічні полімери поділяють на природні ( каучук, целюлоза, крохмаль, вовна, шовк, льон, бавовна), й синтетичні (поліетилен, капрон і т.д.). Серед природних полімерів виділяють групу біополімерів – білкові речовини і нуклеїнові кислоти. Однак все більшого значення набули синтетичні високомолекулярні сполуки, такі як полімери. Синтетичні полімери одержують полімеризацією і поліконденсацією.

Полімери (гр. polimeres – «багато частин») – це продукти сполучення багатьох молекул в одну велику молекулу, внаслідок чого змінюються властивості вихідного продукту

Молекули полімерів можуть мати лінійну, розгалужену й зшиту будову. Це позначається на властивостях пластмас, зокрема, зумовлює такі їх властивості, як термопластичність і термореактивнісь.

Термопластичні полімери – полімери, які після нагрівання і подальшого охолодження зберігають свої властивості (поліетилен, поліпропілен, полістирол, полівінілхлорид).

Термореактивні полімери – полімери, які після нагрівання і подальшого охолодження втрачають пластичність та деякі інші властивості (фенолформальдегідні смоли).

Властивості полімерів залежать від молекулярної маси, хімічного складу й структури молекул.

Основними представниками полімерних матеріалів є пластмаси, каучуки і волокна.

Пластичні конструкційні матеріали на основі органічних полімерів називають пластмасами. За масштабами виробництва серед полімерів пластмаси посідають перше місце. Основою їх складу є високомолекулярна сполука – полімер.

Полімеризація – процес послідовного сполучення молекул низькомолекулярної речовини з утворенням високомолекулярної

Полімеризацією етилену і його гомологів добувають поліетилен, поліпропілен та багато інших.

Поліконденсація – реакція утворення полімеру внаслідок взаємодії функціональних груп молекул мономера, яка відбувається з виділенням води, амоніаку або інших низькомолекулярних сполук

Поліконденсацією формаліну з карболовою кислотою добувають карболіт.

Пластмаси

Щоб надати полімеру потрібних властивостей і перетворити їх на пластмасу у полімерну масу додають наступні компоненти:

o пластифікатори – для надання еластичності і зниження крихкості;

o барвники, які надають матеріалу потрібного забарвлення;

o антистатики для запобігання накопиченню статичної електрики;

o наповнювачі (кварцове і деревне борошно, мелена крейда чи слюда, волокна, азот, повітря, папір) поліпшують механічні властивості й зменшують собівартість.

Пластмаси бувають то легкі як пух, то прозорі, як повітря, то еластичні, то надзвичайно тверді й хімічно стійкі, механічно міцні або хрупкі, нелеткі, гігроскопічні, діелектрики, одні не плавляться, інші – не горять, виявляють високу стійкість до агресивних середовищ, високу витривалість до стирання. Їх пластичність дозволяє виготовляти з них вирооби методами пластичної деформації при підвищеній температурі – гарячого пресування, лиття під тиском.

Пластмаси замінили метал у різних виробах (деталі машин, броня), скло та папір. Біля 80% продукції електротехнічної промисловості випускається з використанням полімерів, 1/5 всіх добутих полімерів використовують у машинобудуванні. Із полімерів виготовляють одяг, взуття, посуд, іграшки, прикраси, використовують в побуті й сільському господарстві. Їх використовують у приладо- і машинобудуванні, радіо- і ектротехніці, телебаченні, житловому будівництві, судно-, авто-, літако- та ракетобудуванні. У наш час створена нова промисловість будівельних матеріалів. Деревні- і стружково-волокнисті матеріали отримують при просочуванні смолами опилків, стружок та інших відходів деревообробної промисловості із наступним пресуванням. Це красиві за зовнішнім виглядом, міцні і дешеві оздоблювальні матеріали, які не поступаються за своїми властивостях дорогим деревним породам. Цінними є склопластики, які готують просочуванням склотканини синтетичними смолами із наступним пресуванням в листовий матеріал високої міцності. Кращі сорти склопластиків переважають за міцністю деякі сорти легованих сталей. Вони легкі, міцні, стійкі проти корозії. Дуже цінними синтетичними полімерами являються пінопласти, які отримують заповненням великої частки їх об’єму повітрям чи азотом. Вони надзвичайно легкі, мають високі тепло-, звуко-, електроізоляційні властивості.

У медицині – пластикові протези різних органів або частин тіла, пластикові мембрани в різних органах, для виготовлення селективних агентів, здатних нести специфічні лікарські препарати в певне місце організму без витрати їх на інші органи. Як тільки людина навчиться синтезувати молекули, подібні ферментам, медицина зможе лікувати різні складні захворювання.

Полівінілхлорид широко використовують для виготовлення лінолеуму, лицювальної плитки, водопровідних труб (значно міцніших за поліетиленові), як ізоляційний матеріал для електричних проводів. Завдяки високому вмісту хлору полівінілхлорид не підтримує горіння (самозатухає), але незезпечний тим, що при високій температурі розкладається з виділенням отруйних газів та діоксину.

Полістирол – для виготовлення посуду, іграшок, лицювальної плитки. Полімери стиролу займають третє місце у світовому виробництві пластмас.

Поліпропілен міцніший за поліетилен. Це тверда, жирна на дотик речовина молочнобілого кольору. Використовується для виробництва деталей машин, труб гарячого водопостачання, деталей різноманітних апаратів, плівок, побутові вироби, волокон, високотривких ізоляційних матеріалів. Стійкість полімеру проти багаторазових вигинів й стирання дає можливість добувати з нього міцні волокна для виготовлення канатів, риболовних сіток, фільтрувальних тканин. Недоліком цієї пластмаси є чутливість до світла, кисню, крихкість на холоді.

Тефлон (F2C–CF2) за особливу стійкість його назвали «органічною платиною». Він не розчиняється ні у «царській горілці», ні в органічних розчинниках. Стійкий проти холоду й нагрівання, світлостійкий, неотруйний. З нього виготовляють деталі машин й приладів, апаратів, що працюють у хімічно агресивному середовищі, у харчовій та електротехнічній промисловості, для виготовлення протезів судин, які легко затягуються клітинами тіла. З побутових виробів нам знайомі пательні та каструлі з антипригарним тефлоновим покриттям.

Фенолформальдегідні смоли і пластмаси на їх основі належать до найпоширеніших термореактивних пластмас. З них виготовляють ламінат, облицювальні матеріали, лаки, клеї тощо. Із пластмас виробляють панелі й різні деталі для радіоапаратури, корпуси телефонних апаратів, електричні вимикачі-вмикачі, штепсельні розетки, патрони для електроламп та інше.

34. У побуті ми практично щоденно зустрічаємося з продуктами хімічної промисловості та хімічними процесами. Це – прання білизни, миття посуду, догляд за підлогою та меблями, застосування клею, готування їжі, особиста гігієна, прибирання та ремонт помешкання, догляд за рослинами і квітами, за транспортними засобами та інше. Нині побутова хімія – це самостійна галузь промисловості. Щороку у світі виробляється більше 30 млн. товарів побутової хімії. Побутові хімікати – це речовини або суміші речовин, що використовують у побуті з певною метою окремо або у складі композицій.

Щоб легше орієнтуватися у величезній розмаїтості цих товарів, вони класифікуються на групи.

За призначенням їх можна розділити на такі групи:

o синтетичні мийні засоби;

o засоби для вибілювання, підсинювання і підкрохмалювання виробів із тканин;

o засоби для видалення плям;

o засоби чищення та дезинфекції;

o полірувальні засоби;

o засоби для догляду за транспортом (автомобілями, мотоциклами, велосипедами тощо);

o засоби для догляду за виробами зі шкіри та замші;

o засоби для склеювання;

o засоби для знищення побутових комах та гризунів;

o засоби для захисту рослин від шкідників та боротьби з бур’янами;

o мінеральні добрива;

o лакофарбові матеріали;

o фотохімічні товари;

o шкільно-письмові товари;

o інші товари побутової хімії.

За агрегатним станом побутові хімікати бувають рідкі і тверді. До рідких належать також суспензії та емульсії. Тверді побутові препарати випускаються порошкоподібними, гранульованими чи в таблетках. Порошки при зберіганні часто злежуються, а при використанні розпорошуються, подразнюючи верхні дихальні шляхи. Цих недоліків не мають гранульовані препарати. Товари побутової хімії виробляють також у вигляді паст і пастоподібних препаратів.

За концентрацією основної речовини товари побутової хімії поділяють на готові до застосування і концентрати, які перед використанням розчиняють у воді, або розбавляють водою чи іншим розчинником у зазначеному на упаковці співвідношенні. Розрізняють засоби разового і багаторазового використання.

За способом застосування розрізняють препарати вузького цільового призначення (підбілювачі), декількох цільових призначень (наприклад, відбілювання і дезинфекція. Так усім відомий мідний купорос широко використовують як для промивання стін і стелі перед побілкою, є гарним засобом для захисту рослин від шкідників і хвороб, і навіть для боротьби з будинковим грибком), і препарати універсальної дії.

За ступенем небезпеки, яку вони можуть виявляти для людей під час застосування, побутові хімікати можна умовно поділити на чотири групи:

o безпечні побутові хімікати;

o побутові хімікати, що виявляють певну небезпеку;

o вогненебезпечні побутові хімікати;

o отрійні побутові хімікати.

До першої групи належать побутові хімікати, на упаковці яких або в інструкції до них відсутні попереджувальні позначки й написи. Прикладом безпечних побутових хімікатів можуть бути синтетичні мийні засоби, очищувальні засоби, засоби для підсинювання, підкрохмалювання, мінеральні добрива, шкільно-письмові товари, тощо.

До другої групи належать відносно безпечні побутові хімікати, на упаковці яких або в інструкції до них є попереджувальні позначки і написи, наприклад: «Берегти від потрапляння в очі!», «Не розпилювати поблизу їжі!» тощо. Це засоби для відбілювання, дезинфекції, репеленти, для догляду за меблями і чищення одягу.

Третю групу становлять побутові хімікати, на упаковці яких або в інструкції до них містяться попереджувальні позначки і такі надписи, як «Вогненебезпечно!», «Не тримати поблизу відкритого вогню!», «Не нагрівати вище 40 (50 або 60) градусів!» тощо. Звичайно це препарати в аерозольній упаковці, органічні розчинники (бензин, уайт-спирт, гас, ацетон, скипидар, метиловий і етиловий спирти, тощо), рідкі засоби для захисту рослин і знищення побутових комах, деякі види полірувальних засобів.

До четвертої групи належать найнебезпечніші побутові хімікати, на упаковці яких або в інструкції до них містяться попереджувальні позначки і написи «Отрута!», «Отруйне!». Ці написи, як правило, виділено кольором або доповнено позначкою – череп з кістками. Прикладом отруйних побутових хімікатів є отрутохімікати (пестициди), деякі засоби для видалення плям, клеї, автокосметика.

Попереджувальні позначки про характер небезпеки, що застосовуються на упаковках побутових хімікатів:

o Речовина, що подразнює слизові оболонки (літерні позначки: Хn абоХі).

o Їдка (корозійно-небезпечна) речовина (літерна позначка: С).

o Вибухонебезпечна речовина (літерна позначка: Е).

o Вогненебезпечна речовина (літерна позначка: F).

o Токсична речовина (літерна позначка: Т).

o Окисник (літерна позначка: О).

35. Для нормальної життєдіяльності організму, крім поживних речовин, потрібні вітаміни. Вони беруть активну участь в обміні речовин, діяльності нервової системи, впливають на процеси росту й розмноження, на зсідання крові. Значення вітамінів було доведено в результаті дослідів з тваринами російським вченим М. І. Луніним. Разом з білками, жирами, вуглеводами й неорганічними компонентами їжі забезпечують ріст і розвиток організмів.

Вітаміни (лат. Vita – «життя») – це органічні сполуки, необхідні організму в незначних кількостях для перебігу важливих біохімічних процесів.

Вітаміни є біологічними каталізаторами або реагентами хімічних процесів, які відбуваються в організмі. До вітамінів належить понад 20 органічних речовин природного походження, чимало їх аналогів синтезовано хімічним шляхом. До складу вітамінів входять атоми таких елементів, як Карбон, Гідроген, Оксиген і Нітроген. Існують також вітаміни до складу яких входять атоми інших елементів. За фізико-хімічними властивостями вітаміни поділяють на водорозчинні і жиророзчинні. До вітамінів, які розчиняються у жирі належать: вітаміни групи А, D, Е, К, інші – розчиняються у воді.

Основним джерелом їх надходження в організм є продукти харчування рослинного й тваринного походження, деякі вітаміни можуть синтезуватися мікрофлорою кишківника. Потреба у вітамінах кожної людини індивідуальна, й залежить від віку, пори року, стану здоров’я.

Відсутність вітамінів в їжі як і їх надлишок викликає ряд важких захворювань. За нестачі вітамінів розвивається захворюваннягіповітаміноз, при їх відсутності – авітаміноз, а при надлишку –гіпервітаміноз. Більшість вітамінів відносно не стійкі. Вони руйнуються під впливом високих температур, при дії міцних лугів, йонізуючого випромінювання та інших факторів. Це слід враховувати при зберіганні та консервуванні продуктів, виготовленні препаратів, що містять вітаміни.

36. Лі́карські за́соби (лікувальні препарати, ліки, медикаменти) — речовини або суміші речовин, що вживаються для профілактики,діагностики, лікування захворювань, запобігання вагітності, усунення болю, отримані з крові, плазми крові, органів і тканин людини або тварин,рослин, мінералів, хімічного синтезу (фармацевтичні засоби, ліки або медикаменти) або із застосуванням біотехнологій.