Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Гранкіна Хімія 9 клас. 2017
.pdf
Початкові поняття про органічні сполуки 201
Природні гази, нафта й кам’яне вугілля — основні джерела вуглеводнів. Під час їх переробки можна одержати майже всі органічні сполуки, що використовуються людьми. Об’єми видобутку вуглеводнів збільшуються щороку, але ще швидше збільшується потреба в них. Якщо раніше основну їх частину використовували тільки у вигляді палива, то зараз акценти зміщаються в напрямку їх переробки й одержання нових органічних речовин: синтетичні волокна, штучне хутро, барвники, розчинники, різні види палива, лікарські препарати, мастила, пластмаси, каучуки, будівельні матеріали тощо. Просто спалювання газу, нафти, вугілля економічно вкрай невигідно. До того ж продукти спалювання природних вуглеводнів забруднюють атмосферу. Тому щороку дедалі активніше відбувається пошук альтернативних джерел енергії.
ГАЗ |
|
|
Газ, який добувають, ділять на природ- |
бурова вишка |
|
ний і супутній (рис. 68). Супутній газ теж, |
|
|
звичайно, природний, але він міститься |
газ |
|
в родовищах разом із нафтою — частково |
|
|
він у ній розчинений, а частково може роз- |
|
|
ташовуватися над нафтою, утворюючи так |
|
|
звану «газову шапку». |
|
|
Природний газ у родовищах міститься |
супутній газ нафта |
|
сам, без нафти. |
||
Рис. 68. Розміщення |
||
Природний газ |
||
природного і супутнього |
||
У природному газі містяться вуглевод- |
газу в родовищах |
ні з невеликою відносною молекулярною масою. Він має такий приблизний склад (за об’ємом): 80–90 % ме-
тану, 2–3 % його найближчих гомологів — етану, пропану, бутану й невеликий уміст домішок — гідроген сульфіду, азоту, інертних газів, карбон(ІV) оксиду й випарів води.
Супутній газ
У супутніх газах міститься менше метану, але більше етану, пропану, бутану й вищих вуглеводнів. Крім того, у них присутні, в основному, ті самі домішки, що й у інших природних газах, не пов’язаних з покладами нафти, а саме: гідроген сульфід, азот, інертні гази, випари води, вуглекислий газ.
— Уявіть, що у вас змішано дві рідини з різними температурами кипіння, наприклад спирт і воду. Якщо ми будемо кип’ятити цю суміш, першим буде випаровуватися спирт як такий, що має більш низьку температуру кипіння, а вже потім — вода. 
204 Тема 4
потім більш важкі, потім ще більш важкі тощо. Для більшої ефективності розділення в колону продувають гарячий водяний пар. Така установка діє безупинно.
Суть перегонки — розділення нафти на окремі суміші вуглеводнів (фракції) за температурами кипіння. Тому таку перегонку називають фракційною.
Під час перегонки нафти одержують нафтопродукти: бен-
зин (tкип. = 40 до 150–200 °С), лігроїн (tкип. = 120 − 240 °C), гас (tкип. = 150 − 300 °C), газойль — солярова олія (tкип. вище 300 °С), а в залишку — в’язку чорну рідину — мазут. Мазут піддають по-
дальшій переробці.
При цьому виділяють мастила: веретенне, машинне, циліндрове та ін., а також вазелін і парафін. Із нього одержують і бітум, що використовують для покрівельних робіт. Після переробки мазуту залишається тверда речовина, яку використовують для асфальтування доріг.
Дізнайтеся більше
Нафтогазова промисловість України має багатовікову історію: перші історичні дані про видобуток нафти на території західної України з’явилися ще в XІV столітті.
Промисловий видобуток нафти в Прикарпатті почався лише 1771 р., коли було відкрито нафтове родовище в сольовій шахті Слобода-Рунгурська (Івано-Франківська область) біля Калуша. А відомості про видобуток нафти в Бориславському районі (Львівська область) сягають 1792 року, коли в районі села Нагуєвичі (батьківщина письменника Івана Франка) з колодязів відрами добули 7 т нафти. Цікаво, що письменник присвятив цій темі свою повість «Борислав сміється», яка розповідає про страйк робочих нафтопромислів у місті Бориславі (Львівська обл.).
У 20-х роках XІX століття почався промисловий видобуток нафти в районі м. Борислав на Прикарпатті. У той час це був найбільший нафтовидобувний регіон у Європі. Уже на початку XX століття об’єм видобутку в цьому регіоні досяг 2 млн тонн на рік.
Саме з території України були здійснені перші у світі міждержавні поставки природного газу: 1945 року розпочато постачання з Дашавського й Опарського газових родовищ у Польщу.
Початкові поняття про органічні сполуки 207
Дізнайтеся більше
Енергетики активно шукають інші джерела енергії, прагнучи отримати її від сонця, вітру і води. У цій ситуації на передній план знову виходять відновлювані джерела вуглеводнів — біомаса. Це рослини, у тому числі й найдавніший вид палива — дерево. У багатьох країнах світу дедалі більший розвиток отримують енергостанції, що працюють на деревній сировині.
Сучасне використання деревної енергії — це, звичайно, не спалювання зрубаних і розпиляних дерев. Сировиною для станцій є відходи лісової і деревообробної промисловості: тріска, неділова деревина, хмиз, пні тощо. Дедалі більшого поширення набувають паливні гранули (пелети) (англ. Pellets) — біопаливо, яке являє собою циліндричні гранули стандартного розміру. Сировиною для виробництва гранул можуть бути торф, балансова (неякісна) деревина та деревні відходи: кора, тирса, тріска та інші відходи лісозаготівлі, а також відходи сільського господарства: відходи кукурудзи, солома, відходи круп'яного виробництва, лушпиння соняшнику, шкаралупа горіхів і т. д.
ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ
344.Як за складом природний газ відрізняється від супутнього?
345.Як ви вважаєте, який газ — природний або супутній — більш вигідний для переробки?
346.Які продукти одержують переробкою газу?
347.Де почали добувати нафту в промислових масштабах?
348.Які речовини входять до складу нафти?
349.У чому сутність фракційної перегонки нафти?
350.Які продукти одержують під час фракційної перегонки нафти?
351.Розкажіть про застосування продуктів, одержуваних із нафти.
352.Які продукти одержують під час переробки вугілля? Де їх використовують?
ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ
353.Обчисліть об’єм повітря, необхідний для спалювання природного газу об’ємом 2 м3 (н. у.), до складу якого входять: метан —
94%, етан — 2%, по 1,5% пропану й бутану, решта — негорючі домішки. Об’ємна частка кисню в повітрі — 21 %.
208Тема 4
354.Природний газ одного з родовищ містить 92 % метану, 3 % етану, 1,6 % пропану, 0,4 % бутану, 2 % азоту, карбон(ІV) оксид, випари води й інші негорючі гази становлять 1 %. (Склад дано
в об’ємних частках.) Який об’єм повітря буде потрібний для спалювання газу 5 м3 (за н. у.)? Об’ємна частка кисню в пові-
трі — 21 %.
Для допитливих
355.На горіння вуглеводню об’ємом 10 л витратили кисень об’ємом 50 л, і утворився вуглекислий газ об’ємом 30 л. Виведіть формулу вуглеводню й напишіть рівняння реакцій цієї сполуки з хлором. Чи буде він знебарвлювати розчин бромної води?
356.Виведіть формулу вуглеводню, якщо масова частка Карбону дорівнює 85,7 % і він має відносну густину за метаном 2,625. Як розпізнати експериментально цю речовину й метан?
357.У разі аварій на танкерах, які перевозять нафту, можливе її потрапляння в моря й океани. При цьому нафта утворює на поверхні води тонку плівку, яка осідає на крилах водоплавних птахів, забивається в травну й дихальну системи морських мешканців. Це призводить до їхньої загибелі. Нафтову плівку дуже важко зібрати. Оскільки нафта — горюча рідина, здавалося б, найпростіше спалити її. Однак нафтова плівка на поверхні води не горить. Чому? Запропонуйте свої способи збирання нафти.
§ 26. ПОНЯТТЯ ПРО СПИРТИ НА ПРИКЛАДІ МЕТАНОЛУ, ЕТАНОЛУ Й ГЛІЦЕРОЛУ
— Ми вивчали, що до складу органічних речовин можуть входити не тільки атоми Карбону й Гідрогену, але й інших елементів.
— Це дійсно так. Відомо безліч органічних речовин, до складу яких входить Оксиген. Вони дуже різноманітні за своєю будовою й властивостями, тому їх теж ділять на класи. Зараз ми розглянемо один із них — спирти.
Початкові поняття про органічні сполуки 209
БУДОВА Й НАЗВИ СПИРТІВ
Спирти входять у велику групу органічних сполук, у молекулах яких є Оксиген, тому їх називають оксигеновмісними органічними сполуками.
Ви повинні пам’ятати, що Оксиген у сполуках двовалентний.
Спирти — це оксигеновмісні органічні сполуки, у молекулах яких міститься одна або декілька гідроксильних груп –ОН.
H H |
– OH |
H H |
|
|
|
Н – С – С – Н 
Н – С – С – OН
– H
H H H H
Якщо на гідроксогрупу замінений один атом Гідрогену, то спирти називають одноатомними, два атоми Гідрогену — двохатомними, три — трьохатомними і т. д.
Якщо в складі спиртів більше однієї гідроксогрупи, їх об’єднують у велику групу за назвою багатоатомні спирти.
Запам’ятайте, що спирти, які містять дві гідроксильні групи біля одного атома Карбону, нестійкі й самовільно розкладаються. Тому, якщо спирт, наприклад, трьохатомний, у його молекулах має бути як мінімум 3 атоми Карбону.
H3C – OH |
H2C– CH2 |
H2C– CH– CH2 |
|
HO OH |
HO OH OH |
одноатомний |
двохатомний |
трьохатомний |
спирт |
спирт |
спирт |
Наявність у молекулах спиртів групи −OH визначає їхні особливі, відмінні від інших органічних сполук, властивості.
Група атомів –ОН (гідроксильна група) надає молекулам спиртів специфічних хімічних властивостей.
210Тема 4
Уназвах спиртів наявність групи –ОН позначають суфіксом -ол-, корінь слова — назва алкану. Наприклад, метанол,
етанол і т. д.
Частину молекули спирту без цієї групи називають радикалом.
Етан - ол
С2Н5 – ОН
радикал R
Загальну формулу одноатомних спиртів можна записати так: R − OH.
Радикал (R) може бути різним — насиченим, ненасиченим та ін. Відповідно, і спирти називають насиченими або ненасиченими.
Зараз ми розглянемо властивості одноатомних насичених спиртів на прикладі етанолу. Слово «насичені» означає, що всі зв’язки в їхніх молекулах ординарні.
МЕТАНОЛ (СН3ОН), ЕТАНОЛ (С2Н5ОН)
Метанол має таку структурну формулу:
H
Н – С – OН, або CH3 – OH H
Молекулярна формула: СН3ОН.
Завдання. Запишіть самостійно молекулярну й структурну формули етанолу.
Якщо ви впоралися із завданням, то у вас будуть такі формули етанолу:
Структурна:
HH
Н– С – С – OН , або CH3 – CH2 – OH
HH
Молекулярна: C2H5OH.