Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Савчин Хімія 9 клас. 2022

§ 26. Поняття про полімери...

•Поліетилен — тверда, безбарвна, прозора або білого кольору речовина, дещо масна на дотик, легша за воду, нерозчинна у воді й органічних розчинниках, термопластична, газонепроникна, не проводить електричний струм, не має сталих відносної молекулярної маси та температури плавлення.

•Поліетилен — хімічно стійка речовина, що не взаємодіє з кислотами, лугами, сильними окисниками.

•Відходи поліетилену, що потрапляють у сміття, — екологічно небезпечні.

ЗАВДАН­ НЯ­ ­­ДЛЯ­­САМОКОНТРО­ ЛЮ­

1.Укажіть мономерну ланку поліетилену.   А (—СН=СН—)

Б (—СН=СН—)n В (—СН2—СН2—) Г (—СН2—СН2—)n

2.Укажіть назву мономеру поліетилену.

  А пропан Б етан В етин Г етен 3.  Позначте властивість поліетилену, на якій ґрунтується виробництво водопро-

4.  Позначте  кількість  мономерних ланок у поліетилені, відносна молекулярна маса якого становить 56 000.

  А 1000  Б 2000 В 2500 Г 1500

5.Етин об’ємом 288 л згорів повністю в атмосфері кисню. Обчисліть об’єм кисню (н. у.), використаного в реакції.

6.  Пропан об’ємом 112 л повністю згорів у кисні. Обчисліть об’єм витраченого кисню та вуглекислого газу (н. у.), що утворився.

7.Суміш етану й етену об’ємом 179,2 л, у якій об’ємна частка насиченого вуглеводню становить 60 %, повністю спалили. Обчисліть об’єм (н. у.) витраченого кисню та утвореного карбон(IV) оксиду.

ІКАВО­­ЗНАТИ

•На початку 60-х років ХХ ст. у Тихому океані утворився «айсберг» зі сміття. За площею поверхні він більший від штату Техас. На думку вчених, маса «айсберга» перевищує 3,5 т. До того ж він щорічно збільшується внаслідок накопичення сміття, яке приносять течії океану (рис. 83).

•Альтернативою використання поліетиленових пакетів є синтез біорозкладного пластику. Це один із полімерів, які виробляють із рослинної сировини. Вони розкладаються до неагресивних для довкілля речовин — карбон(ІV) оксиду та води. Однак їхнє виробництво є затратним і процес їхнього розкладу до кінцевих продуктів ще недостатньо вивчено.

НАВЧАЛьНИЙ­­ПРОЄКТ

І.Виконайте навчальний проєкт на тему «Використання полімерів: екологоекономічний аспект».

ІІ.Презентуйте проєкт у класі. Обговоріть його з однокласниками й однокласницями.

141

Тема. 3. Початкові поняття про органічні сполуки

Рис. 83. Картосхема розташування «айсберга» зі сміття в тихому океані

§  27.­ПОШИРЕННЯ­­ВУГЛЕВОДНІВ­­У­­ПРИРОДІ.­­ ПРИРОДНІ­­ДжЕРЕЛА­­ВУГЛЕВОДНІВ

Вивчивши матеріал параграфа, ви зможете:

•дізнатися про поширення вуглеводнів у природі та природні джерела вуглеводнів;

•пояснювати склад природного газу, нафти й вугілля, поширення їхніх родовищ в Україні; суть процесу перегону нафти;

•характеризувати вуглеводні, що містяться в природних джерелах, та їхнє значення;

•оцінювати роль вуглеводнів у розвитку різних галузей промисловості й екологічні загрози їхнього використання.

поширення вуглеводнів у природі.­Природними джерелами вуглеводнів

є родовища природного газу, нафти й кам’яного вугілля.

Україна багата на природні ресурси, що є справжнім багатством країни, її енергетичним та економічним ресурсом.

Визначте, де поширений природний газ, скориставшись картосхемою природ- них копалин України (рис. 84).

природний газ: Хімічний склад і поширення в природі. природний газ — це

природна суміш вуглеводнів, які утворилися в надрах Землі внаслідок розкладу органічних сполук. Як вам відомо, у природному газі міститься переважно метан (90–95 %). однак у його складі є й інші газоподібні вуг­ леводні, зокрема етан (1–4 %), пропан (1–1,5 %), бутан (0,1–1 %), пентан (1 %), а також у незначних об’ємних відсотках — гексан, азот, вуглекис­ лий газ, гідроген сульфід (рис. 85).

142

§ 27. Поширення вуглеводнів у природі...

регіон

Рис. 84. Картосхема поширення природного газу, нафти та вугілля на території України

Природний газ утворює газові родовища. Він може мати вигляд газо­ вої «шапки», яка є складовою частиною нафтових покладів, або бути роз­ чиненим у нафті.

На території Західної України ще з початку ХХ ст. експлуатують родовища газу — Дашавське на Львівщині та Богородчанське на Івано­ Франківщині.

Важливо зазначити, що нині розробляють нові родовища газу, які називають нетрадиційними (видобування газу з ущільнених пластів, метану — із шельфів Чорного й азовського морів тощо). Застосовують цей газ як паливо та сировину для органічного синтезу (див. § 22, с. 121).

супутні нафтові гази та їХнє поширення в природі. До природних джерел

вуглеводнів належать супутні нафтові гази. Вони залягають у земних над­ рах разом із нафтою, утворюючи над нафтою «шапку». Як і природний

Рис. 85. Діаграма складу природного газу

143

Тема. 3. Початкові поняття про органічні сполуки

газ, супутні гази є сумішшю летких вуглеводнів. Вони відрізняються від природного газу тим, що вміст метану в них значно нижчий. Проте ці гази багаті на етан, пропан і бутан.

Хімічний склад­такихгазівстановить:метан—30–40%,етан—7–7,5%, пропан — 21–22 %, бутан — 20–20,5 %. оскільки в їхньому складі високий вміст пропану й бутану, то суміш цих газів зріджують. Як уже зазначалося, нею наповнюють балони, а також її використовують як паливо в побуті й пальне для автотранспорту. Крім того, суміш газів застосовують як хімічну сировину для синтезу пластмас і каучуків, органічних розчинників і клеїв, для виробництва газового бензину, моторного палива, водню та сажі.

нафта: склад і поширення в природі.­Нафта — це природна суміш вугле­

воднів різних класів. Ви вже ознайомилися з гомологічним рядом насиче­ них (алканами) і першими представниками двох рядів ненасичених (алке­ нів та алкінів відповідно) вуглеводнів. окрім них, нафта містить і інші органічні сполуки, зокрема насичені циклічні й ароматичні вуглеводні.

Нафта — густа й в’язка рідина темно­бурого кольору (іноді чорного). Якщо крапнути її на воду, то вона збирається на поверхні тонким шаром, тобто нафта нерозчинна у воді й легша за неї. Нафта має характерний за­ пах, жирна на дотик, добре розчиняється в органічних розчинниках — бен­ зині, хлороформі (рис. 86).

Нафта горить світним полум’ям (рис. 87).

Висловте своє судження про горіння нафти.

Вуглеводні, що є в складі нафти, мають різні температури кипіння. Цю властивість узято за основу поділу нафти на окремі фракції методом перегону.

Суть фізичного процесу перегону нафти (розділення її на фракції) полягає в тому, що за різних температур окремі вуглеводні випарову­ ються, а в процесі охолодження знову переходять у рідкий стан.

розглянемо, які фракції нафтопродуктів формуються під час перегонки. За температури +40–80 °С утворюються вуглеводні з карбоновим лан­

цюгом С5—С11.Цю фракцію називаютьбензиновою.

Коли температура досягає +150–200 °С, виділяється друга фракція — лігроїн, що містить суміш вуглеводнів складу С8–С14. Наступна фрак­ ція — гас. Це суміш вуглеводнів із більшою молекулярною масою складу С12–С18. За температури +240–300 °С утворюється газойль — суміш

144

§ 27. Поширення вуглеводнів у природі...

вуглеводнів, що містять карбонові ланцюги С11—С20. Усі вищезазначені фракції нафтопродуктів належать до рідких. Після перегону рідких фрак­ цій залишається мазут — темна в’язка рідина, яку також переробля­ ють, але вже хімічними методами. З мазуту внаслідок розщеплення молекулдодатковоодержуютьбензин,атакожвазелін,парафін.Залишок із мазуту називають гудроном.

Застосування вуглеводнів різних фракцій перегону нафти наведено в

таблиці 12.

Головний недолік перегону нафти — малий вихід бензину (20 %). Щоб його підвищити, здійснюють вторинне перероблення нафтопродук­ тів. Високомолекулярні вуглеводні, що містяться в мазуті, розщеплю­ ють на вуглеводні з меншою молекулярною масою. такий спосіб хіміч­ ного перероблення нафтопродуктів називають крекінгом. Він відбува­ ється за високих температур і тиску та наявності каталізатора.

окрім зазначених галузей, нафту застосовують у фармацевтичній галузі, у виробництві мінеральних добрив і косметичних засобів, синте­ тичних барвників, фарб тощо.

Пригадайте з курсу географії нафтоносні басейни України.

вугілля.­Це тверда викопна вуглеводнева сировина, яка утворилася з решток вимерлих рослин без доступу повітря.

Залежно від вмісту Карбону розрізняють три його різновиди. Най­ давнішим за походженням є антрацит­— вугілля, у якому масова частка Карбону становить 95 %. Кам’яне вугілля бідніше на вміст Карбону (75– 90 %). І «наймолодше» — буре вугілля, у складі якого міститься 65–70 % Карбону.

Буре вугілля, як «наймолодше» з викопного вугілля, часто містить «сліди» структури дерева, з якого утворилося. Воно має високу гігро­ скопічність, тож після його спалювання залишається багато попелу (7–30 %). тому цей різновид вугілля використовують як місцеве паливо та як сировину для хімічного перероблення.

Кам’яне вугілля (рис. 88) — тверда суміш речовин чорного кольору, крихка, без запаху. Вугілля використовують як паливо в енергетиці,

145

Тема. 3. Початкові поняття§ 27про. Поширенняорганічні сполукивуглеводнів у природі...

комунальному господарстві й інших галузях промисловості, оскільки воно згоряє з виді­ ленням великої кількості тепла. Запаси кам’яного вугілля значно перевищують за­ паси нафти та природного газу.

Проте для хімії органічного синтезу важ­ ливі продукти перероблення вугілля. одним зі способів перероблення є коксування — роз­ кладання кам’яного вугілля за високих тем­

ператур без доступу повітря. Продукти коксування та їхній склад схе­ матично зображено на рисунку 89.

Усі продукти коксування застосовують у різних галузях промисло­ вості (наприклад, у металургії, у галузі органічного синтезу тощо).

Перспективним способом перероблення вугілля з низьким вмістом Карбону є газифікація. Це процес перетворення твердого вугілля на суміш газів і рідких вуглеводнів окисненням за високих температур. отриману газову суміш використовують як паливо. З рідкої фракції одержують суміш, подібну за складом до бензину.

На території України вугілля добувають у Донецькому, Львівсько­ Волинському та Дніпровському кам’яновугільних басейнах.

екологічні проБлеми, спричинені використанням вуглеводневої сировини.

Природний газ, який широко використовують у побуті та промисло­ вості, екологічно є найбільш чистим паливом. У процесі його згоряння

ПРОДУКТИ КОКСУВАННЯ КАМ’ЯНОГО ВУГІЛЛЯ

СКЛАД ПРОДУКТІВ КОКСУВАННЯ

Рис. 89. Схема продуктів коксування кам’яного вугілля та їхнього складу

146

Узагальнення знань із підтеми «Вуглеводні»

­УЗАГАЛьНЕННЯ­ЗНАНь­ІЗ­ПІДТЕМИ­«ВУГЛЕВОДНІ»

ВУГЛЕВОДНІ

СnH2n+­2

загальна­формула

Подвійний та потрійний зв’язки називають кратними.

Гомологи — сполуки, що подібні за будовою та хіміч­ ними властивостями, але відрізняються за складом молекул на одну або кілька груп атомів —СН2—.

149

Тема. 3. Початкові поняття про органічні сполуки

ВЛАСТИВОСТІ ВУГЛЕВОДНІВ

ПРИРОДНІ ДЖЕРЕЛА ВУГЛЕВОДНІВ

150