Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Гранкіна Хімія 9 клас. 2017

282 Тема 5

ХІМІЯ ТА ЕКОЛОГІЯ

Екологія — це наука про навколишнє середовище, про наш великий будинок — планету Земля. Як і в кожному будинку, на нашій планеті треба стежити, щоб усе було в порядку, щоб було чисто. Вода й продукти не повинні шкодити здоров’ю, а повітря має бути чистим і свіжим.

У вас у будинку про це піклуєтеся ви й ваші рідні, а всі ми, всі люди на Землі, повинні піклуватися про навколишню природу. Якщо в повітрі, воді й у їжі будуть шкідливі речовини, земля забруднена відходами, люди, рослини й тварини хворітимуть і помиратимуть. У результаті наша чудова планета перетвориться і стане непридатною для життя.

Що ж відбувається на нашій планеті зараз? Які найбільші небезпеки приховує розвиток промисловості, збільшення міст, активна зміна природи?

Насамперед, це забруднення повітря й води, а через них і продуктів харчування.

Причини забруднення: викиди в повітря шкідливих і небезпечних хімічних речовин промисловими підприємствами, теплоелектростанціями, автомобільним транспортом.

Можливі рішення:

уловлювати викиди й використовувати їх як хімічну сировину. Наприклад, із гідроген сульфіду одержувати сірку, з оксидів Нітрогену — нітратну кислоту;

застосовувати каталізатори під час використання бензинових двигунів для більш повного згоряння палива;

використовувати біопаливо, під час застосування якого скорочується кількість шкідливих викидів;

перейти на транспорт із електричним двигуном;

використовувати нові технології для більш ефективного використання сировини, впроваджувати безвідходні виробництва;

використовувати альтернативні джерела вироблення електроенергії. Це енергія вітру, Сонця, морських припливів, тепла Землі тощо. Матеріали для таких установок — завдання хіміків;

широко впроваджувати енергозберігаючі технології;

У будь-якому виробництві, у процесі вироблення енергії та життєдіяльності людини утворюються відходи. Завдання хімії — знайти їм застосування й перетворити відходи на доходи.

Узагальнення знань з хімії 283

ХІМІЧНА НАУКА Й ВИРОБНИЦТВО В УКРАЇНІ

Хімія має велике значення завдяки багатим мінеральним і енергетичним ресурсам України. У 30–40-х рр. ХХ ст. була створена потужна хімічна промисловість із численними галузевими інститутами.

Сьогодні хімічний комплекс України налічує понад 200 промислових підприємств і об’єднань, 26 науково-дослідних і проектних інститутів. У структурі промислового виробництва України хімічна промисловість утримує 6-те місце.

Вона випускає близько 20 тис. найменувань різноманітної хімічної продукції на суму близько 4 млрд грн.

Серед провідних виробничих напрямів хімічної промисловості — виробництво:

хімічних реактивів і особливо чистих речовин;

товарів побутової хімії та інших.

При цьому розширюється виробництво цінних промислових

продуктів; відбувається заміна дорогої та дефіцитної сировини більш дешевою й поширеною; на перше місто виходить комплексне використання сировини; уловлюються й утилізуються виробничі відходи.

Хімічна промисловість України у структурі експорту посідає друге місце. Зокрема, експортно-імпортні операції з хімічною продукцією виконували близько 15 підприємств Міністерства промислової політики.

Хімічна промисловість — комплексна галузь. Вона визначає, поряд із машинобудуванням, рівень науково-технічного прогресу країни, забезпечує всі галузі народного господарства хімічними технологіями й матеріалами, зокрема новими, прогресивними, а також виробляє товари масового народного споживання.

284 Тема 5

ВИДАТНІ ВЧЕНІ — ТВОРЦІ ХІМІЧНОЇ НАУКИ

Хімія має велику та цікаву історію. Серед учених, що присвятили своє життя цій науці, є представники багатьох країн, чоловіки та жінки. Наприклад, видатною науковицею є Анна Федорівна Волкова.

Анна Федорівна Волкова

Перша у світі жінка, яка отримала диплом хіміка (1870); перша у світі жінка, яка опублікувала наукову роботу з хімії; перша жінка — член Російського хімічного товариства. З 1869 року працювала в лабораторії А. Н. Енгельгарта в Петербурзькому лісовому інституті, з 1870 року — в лабораторії П. А. Кочубея. Під керівництвом Д. І. Менделєєва вела практичні заняття зі слухачками Петербурзьких публічних курсів.

Слід згадати й таку відому жінку-хіміка, як Маргарита Перей.

Маргарита Катрін Перей

Французький радіохімік, перша відкрила хімічний елемент Францій. 1939 року під час вивчення Актинію-227 виявила серед продуктів його розпаду нуклід нового елемента з порядковим номером 87 і періодом напіврозпаду 21 хвилина. Незабаром встановила відповідність виявленого елемента

екацезію, передбаченого Д. І. Менделєєвим. Спочатку елемент був названий «Актиній К», потім отримав назву Францій. За відкриття цього елемента Маргарита Перей 1946 року отримала ступінь доктора наук. 1962 року стала першою жінкою, обраною членом-кореспондентом Французької академії наук.

Практичне застосування хімічних знань відоме в Україні здавна, воно було пов’язане з виготовленням і використанням металів, їхніх сплавів, емалі, пороху тощо (підприємства для виготовлення пороху існували з XVI століття). Значну роль у розвитку хімічних наук за нових часів в Україні мали наукові товариства природознавців, які існували в Харкові, Києві та Одесі. Значний внесок у розвиток хімії в Україні належить, насамперед, Харкову, де 1805 р. виник перший в Україні університет. Перші наукові дослідження з хімії проводили на початку XIX століття в Харківському університеті (В. Каразін, Ф. Гізе). Там у 1864–1887 роках М. Бекетов вивчав термохімію та теорію розчинів, а пізніше його учні та співробітники досліджували кінетику реакцій, адсорбцію та інші напрямки хімії.

Узагальнення знань з хімії 285

Микола Миколайович Бекетов

Працював у Харківському університеті на кафедрі хімії (1855– 1887, з 1859 — професор), у цей же час знайомився з методикою викладання хімії в університетах Англії, Франції, Німеччини (1858). Захистив докторську дисертацію («Исследования над явлениями вытеснения одних металлов другими», 1865), де виклав

свою теорію витіснення металів, встановив ряд активності металів, дав формулювання (дуже близьке до сучасного) закону діючих мас, описав відкритий ним метод відновлення металів (алюмінотермія). Того ж року вперше почав читати фізичну хімію як самостійну дисципліну. Під час «харківського періоду» опублікував понад 80 наукових праць, започаткував харківську фізико-хімічну школу. Здійснював термохімічні дослідження, метою яких було розкрити природу сил хімічної спорідненості. Серед термохімічних досліджень основними є визначення теплот утворення окисів лужних металів і вивчення динаміки хімічних явищ.

Видатними вченими в Харківському університеті були О. Данилевський (фізіологічна хімія) та В. Палладін (біохімія), О. Ельтеков (органічна хімія). У Київському університеті важливі досліди з дисоціації молекул проводили у 1879–1884 роках М. М. Каяндер, Я. Михайленко (термодинаміка розчинів), О. Сперанський (теорія розчинів) та багато інших видатних учених. Праці з колоїдної хімії виконував І. Г. Борщов від 1869 року. Широко розвинув цю галузь хімії А. В. Думанський, який 1912 року почав викладати в Київському університеті колоїдну хімію та видав тоді монументальну монографію про колоїдні розчини. В Одеському університеті наприкінці XIX — на початку XX століття праці з органічної хімії проводили П. Г. Мелікішвілі, пізніше М. Д. Зелінський, з колоїдної хімії — Ф. Шведов, з фізичної хімії — О. Саханов (електрохімія неводних розчинів), А. Рабинович (аномалія провідності), О. Фрумкін (електрокапілярні явища) і Л. Писаржевський. Цей останній, працюючи в 1913–1934 роках у Дніпропетровську, заснував там Інститут фізичної хімії і створив основи електронної хімії та каталізу.

Микола Дмитрович Зелінський

1880 року Микола Зелінський закінчив Ришельєвську гімназію в Одесі та вступив на фізико-математичний факультет Новоросійського університету. 1884 року він отримав диплом про закінчення університету й залишився працювати в ньому на кафедрі хімії.

286 Тема 5

Згодом його направили для стажування в Геттінгенський університет (Німеччина). 1888 року молодий учений повернувся в Одесу і став приват-доцен- том Новоросійського університету, а вже через три роки захистив докторську дисертацію, яка стала першим у Росії значним дослідженням зі стереохімії.

Ми назвали далеко не всіх учених, які працювали та створювали науку хімію в Україні.

Підсумуємо вивчене в параграфі:

ХІМІЯ

ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

487.Як ви вважаєте, яке місце посідає хімія серед наук? Обґрунтуйте свою відповідь.

488.Розкажіть про зв’язок хімії з іншими науками.

489.Яких учених-хіміків ви знаєте? Розкажіть про їхню діяльність.

490.Опишіть глобальні екологічні проблеми. Які способи їх розв’язання існують?

491.Розкажіть про хімічну промисловість України.

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

492.Які хімічні виробництва розташовані у вашому місті? районі? області? Розкажіть про них.

493.Подумайте, які екологічні проблеми існують у вашому районі. Які способи їх розв’язання ви можете запропонувати?

494.Запропонуйте й проведіть акції на захист навколишнього середовища.

ДОДАТКИ

ОРІЄНТОВНІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПРАКТИЧНИХ РОБІТ

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1. РЕАКЦІЇ ЙОННОГО ОБМІНУ МІЖ ЕЛЕКТРОЛІТАМИ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ

ДОСЛІД 1

Удві пробірки налийте по 1 мл розчину натрій карбонату.

Водну пробірку прилийте декілька крапель розбавленої хлоридної кислоти, а в другу — 1 мл розчину кальцій хлориду.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Що можна сказати про повноту перебігу реакцій?

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

ДОСЛІД 2

У дві пробірки налийте по 1 мл розчину барій хлориду. В одну пробірку долийте 1 мл розчину натрій сульфату, в другу — арґентум(І) нітрату.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Чи відрізняються осади в обох пробірках за виглядом і за складом?

Які йони ви визначили: а) розчином натрій сульфату, б) розчином арґентум нітрату?

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

288 Додатки

ДОСЛІД 3

Учотири пробірки налийте по 1 мл розчинів натрій хлориду, натрій броміду, натрій йодиду та натрій ортофосфату.

Укожну пробірку обережно прилийте по 1 мл розчину арґентум(І) нітрату.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Чи відрізняються осади в пробірках за виглядом і за складом?

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

ДОСЛІД 4

Водну пробірку налийте 1 мл розчину сульфатної кислоти,

удругу — стільки ж хлоридної кислоти.

Додайте по декілька крапель розчину індикатора (лакмусу або метилоранжу) в кожну пробірку.

Потім в обидві пробірки краплями додавайте розчин лугу до зміни кольору індикатора.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Чи відбувається реакція? За якою ознакою про це можна судити?

Як змінюється кислотність середовища в пробірках?

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

Чому в обох випадках однакове скорочене йонне рівняння?

Додаткові запитання

1.За яких умов можливий перебіг реакцій йонного обміну в розчинах?

2.Чи відбуватимуться реакції, якщо в першому досліді замість розчину натрій карбонату використовувати нерозчинену сіль?

3.Якщо дослід 4 проводити без індикатора, чи будете спостерігати видимі зміни при цьому?

Чи відбуватиметься реакція?

Орієнтовні завдання для практичних робіт 289

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗАДАЧ

ЗАВДАННЯ 1

Визначте необхідні реактиви та здійсніть реакції, яким відпо-

Запишіть відповідні молекулярні реакції.

ЗАВДАННЯ 2

Якими реакціями можна довести якісний склад (наявність певного катіона й аніона) ферум(ІІ) сульфату та хлоридної кислоти? Підберіть відповідні реактиви, проведіть реакції та опишіть візуальні зміни, за якими можна судити про склад речовин.

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

ЗАВДАННЯ 3

У чотирьох пронумерованих пробірках містяться хлоридна кислота, розчини натрій хлориду, натрій сульфату, натрій гідроксиду. Запропонуйте схему аналізу, з допомогою якого можна визначити вміст кожної пробірки. Проведіть хімічні реакції та визначте, в якій пробірці міститься яка речовина. Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

Додаткові завдання

1.Чи може двом молекулярним рівнянням реакцій відповідати одне скорочене йонне рівняння?

2.Для всіх проведених реакцій опишіть свої спостереження та зазначте інформацію, з допомогою якої можна судити про повноту їх перебігу.

3.Які реакції називають якісними? На спостереженні яких ознак ґрунтується виявлення тих чи інших йонів у розчині?

290 Додатки

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3. ВЛАСТИВОСТІ ЕТАНОВОЇ КИСЛОТИ

ДОСЛІД 1

У 3 пробірки налийте по 1 мл розчину етанової кислоти. В одну додайте декілька крапель фенолфталеїну, в другу опустіть смужку універсального індикаторного паперу, у третю додайте розчин лакмусу.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Який йон обумовлює зміну забарвлення індикаторів?

Яка кислотність середовища в пробірках?

Напишіть рівняння дисоціації етанової кислоти.

ДОСЛІД 2

Упробірку налийте 1 мл розчину етанової кислоти, додайте розчин лакмусу. Потім по краплях додавайте розчин лугу до зміни кольору індикатора.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Чи відбувається хімічна реакція?

Як змінювалася кислотність середовища у пробірці?

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.

ДОСЛІД 3

У пробірку налийте 1 мл розчину етанової кислоти, додайте розчин натрій карбонату.

Запитання

Які зміни спостерігаєте?

Які властивості кислот демонструє цей дослід?

Яка кислота сильніше: карбонатна чи етанова?

Запишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонній формах.