15.02.21 г. 108, 305, 306

ГРУППА 108

ТЕМА:Химические средства защиты растений. Отрицательные последствия применения пестицидов и борьба с ними. Химизация животноводства.

Химические средства защиты растений (ХСЗР)

Ежегодно из-за вредителей, сорняков и болезней в мире теряется до 24% урожая. Суммарный ущерб сельскому хозяй­ству ежегодно исчисляется в 70 млрд долларов.

 

Почему же сорняки наносят большой вред урожайно: возделываемых культур? По сравнению с культурными растениями жизненная сила сорняков очень велика. Они активнее поглощают из почвы влагу и питательные вещества, затенят поля, а их корни выделяют в почвенный раствор вредные культурных растений вещества. Сорняки не только снижают урожай и ухудшают качество продукции, но иногда мог полностью загубить посевы. Во всем мире ежегодные пот зерна составляют 33 млн т, которых хватило бы на то, чтобы прокормить 150 млн человек в год. Не меньший урон, чем сорняки, культурным растениям наносят вредители и болезни Достаточно сказать, что сельскохозяйственные культуры  поражаются примерно 4 тыс. видов насекомых.

Для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями в шей стране ежегодно выпускают более 500 тыс. т пестицидов. Их применение позволяет сберечь до сотни тысяч тонн уроки в год.

Химическая защита растений основана на применении орга­нических и неорганических соединений, токсичных для вреди телей сельскохозяйственных культур. В настоящее время во всех странах мира используется около 1000 химических соеди­нений, на основе которых выпускаются десятки тысяч препара­тов пестицидов. В СССР применяют более 200 препаратов хи­мических средств защиты растений.

Разнообразие способов их применения позволяет успешно бороться почти против всех вредителей и возбудителей болез­ней во всех фазах их развития. Использование препаратов в массовых масштабах доступно для каждого хозяйства. Осо­бенно большой эффект они дают при массовом размножении вредителей.

Химические методы защиты растений ценны тем, что они, как правило, предупреждают, останавливают развитие вреди­телей и болезней, а в случае массовой зараженности подав­ляют их жизнедеятельность вплоть до полного их уничто­жения.

Следует отметить, что наряду с положительными дейст­виями пестицидов — повышением урожайности — они облада­ют и значительными недостатками — токсичностью для сель­скохозяйственных и диких животных и человека, поэтому применение их должно строго контролироваться, работа с пести­цидами должна проводиться при соблюдении строгих мер лич­ной и общественной безопасности. Остатки пестицидов, накап­ливающиеся в почве, грунтовых водах, реках, озерах, окружающей атмосфере могут служить источниками отравления живот­ных и человека. Поэтому проектно-изыскательские станции хи­мизации сельского хозяйства ведут постоянный контроль за загрязнением окружающей среды остатками пестицидов, осу­ществляют проверку мер предосторожности по охране окру­жающей среды при применении пестицидов. Мы не принесем вреда никому, если будем применять их правильно и под контролем.

 

 

Рассмотрим классификацию пестицидов.

По назначению пестициды делят на несколько видов. Для борьбы с вредными насекомыми применяют инсектициды, для излече­ния растений и почвы от грибковых заболеваний — фунгициды,  для уничтожения сорняков — гербициды, для уничтожения вредных микроорганизмов — бактерициды, грызунов — зооциды. Большое значение приобретает в последнее время использование особых пестицидов, которые не убивают вредные организмы, а воздействуют на них иначе. Половые аттрактанты применяют для приманки вредителей и их уничтожения, репелленты — для отпугивания вредных насекомых от растений, которыми они питаются, хемостерилянты — для стерилизации вредных насекомых.

По химическому составу выделяют три основные группы пестицидов: 1) неорганические вещества (соединения ртути, фтора, серы, меди и др.); 2) пестициды растительного, бакте­риального и грибного происхождения (пиретрины, бактериаль­ные и грибные препараты, антибиотики и фитонциды); 3) ор­ганические  соединения — наиболее  обширная  группа,  к  которым относятся пестициды высокой физиологической активности. Это хлорорганические соединения (гексахлорциклогексан, полихлорпинен, полихлоркамфен и др.), фосфорорганические (дихлофос, хлорофос, метафос, карбофос и др.), производные карбаминовой кислоты  (севин) и многие другие.

По способу проникновения в организм вредителей и по ха­рактеру действия пестициды делятся на кишечные, контактные и фумиганты. Кишечные пестициды вызывают отравление вредных насекомых при поступлении в их организм вместе с пищей. Контактные пестициды вызывают гибель насекомых, попадая на их кожные покровы. Фумиганты уничтожают насе­комых, попадая в виде газа или пара в их дыхательные пути.

Препараты, служащие для защиты растений, должны удов­летворять ряду требований:

1)    токсичность по отношению к вредным насекомым и бо­лезням;

2)    безопасность  для   человека,   полезных   животных,   пчел и т. д.;

3)    безвредность для культурных растений;

  4) определенные физические и химические свойства (дис­персность порошков, стабильность эмульсий, прилипаемость, слеживаемость, термо- и фотоустойчивость, допустимость сме­шивания с другими препаратами, влияние на вкус и запах пи­щевых продуктов и др.). За последние 20 лет произошел по­ворот от применения неорганических и растительных ядов к применению синтетических органических, особенно элементоорганических препаратов, содержащих фосфор, хлор, серу, азот и некоторые другие элементы.

Показатели токсичности пестицидов для вредителей и сор­няков обозначают буквенными символами: СД (смертельная доза), СК (смертельная концентрация), ЕД (эффективная до­за) с указанием эффекта. Например, СДдо — доза пестицида, вызывающая гибель 90% особей, СКго — концентрация пести­цида, вызывающая гибель 20% особей.

При применении пестицидов обычно не добиваются полного (100%) уничтожения вредителей или сорняков, а стараются применять наименьшие дозы, дающие агрономический эффект (прибавку урожая). Это объясняется токсичностью пестицидов для животных и человека, необходимостью охраны окружаю­щей среды от загрязнений остатками пестицидов.

В целях охраны здоровья населения установлены гигиени­ческие нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) пестицидов в воздухе рабочей зоны (там, где проводятся ра­боты с пестицидами), в атмосферном воздухе, в воде открытых водоемов (рек, озер) и в почве (см. табл. 38), а также ПДК остаточных количеств пестицидов в сельскохозяйственной про­

Рассмотрим отдельных представителей пестицидов.

В марте 1940 г. швейцарский химик Пауль Мюллер получил 4,4-дихлордифенилтрихлорметилметан (ДДТ) и был за это удос­тоен Нобелевской премии. ДДТ — яд контактного и внутреннего действия. За последние 30 лет благодаря ДДТ более 1 млрд чело­век спасено от малярии. Без его применения для борьбы с личин­ками комаров-переносчиков от этого заболевания ежегодно поги­бало бы более 1 млн человек в тех районах, где угроза заболева­ния малярией особенно велика. Кроме этого, ДДТ способствует искоренению таких болезней, как чума, тиф, желтая лихорадка, лейшманиоз, филяриоз, колорадская клещевая лихорадка и др. Однако исследования биосферы показали, что в настоящее время в природной среде продолжает циркулировать 1 млн т ДДТ, за­грязняющего почву и растения, попадающего в организмы чело­века и животных. Такое огромное количество этого стойкого ток­сичного вещества осталось в биосфере из 1,5 млн т ДДТ, исполь­зованных много лет назад для борьбы с вредителями сельскохо­зяйственных культур.

Пестицид ДДТ токсичен (ядовит). Он очень устойчив в природных условиях, накапливается в окружающей среде, жировых тканях животных и людей. Это вещество отрицательно влияет на нервную систему и обмен веществ у высших животных и человека, поэтому очень опасно. С 1970 г. применение ДДТ в сельском хозяйстве на­шей страны запрещено. Многие другие государства приняли такие же решения, но до сих пор в жировой ткани животных, даже оби­тающих вдали от районов интенсивного земледелия (белые медве­ди, моржи и пингвины), находят ДДТ. Этот пример показывает, как важно учитывать отдаленные последствия массового примене­ния пестицидов и всех других биологически активных веществ, особенно таких, которые не встречаются в природе, а синтезирова­ны человеком и чужды ей. Факты, подобные истории применения ДДТ, питают хемофобию — отрицательное отношение к использо­ванию людьми достижений химической науки и производства. Не стоит культивировать у себя такой настрой по отношению к хи­мии, ведь человечеству просто не выжить в наше время без ее про­дукции. Но надо постоянно помнить об экологическом аспекте ее применения, учитывать прямые и отдаленные последствия воз­действия на экосистемы Земли и человека как их части. Открытое через два года после ДДТ другое биологически активное вещество — гексахлорциклогексан С₆Н₆СL₆, или гексахлоран, или гекса, тоже является стойким пестицидом, который может содер­жаться в пищевых продуктах. В связи с этим в нашей стране изъя­ты из употребления такие токсичные и особо стойкие препараты, как ДДТ, тиофос, гексахлоран, соединения мышьяка, меркаптофос и т. п. Благодаря этому средний уровень токсичности приме­няемых в сельском хозяйстве ядохимикатов снизился в 5 раз. Для сохранения собранного урожая применяют кумариновые соединения, вызывающие у грызунов внутренние кровотечения. Эти вещества не опасны для людей и домашних животных.

Хлорорганические инсектициды наиболее широко применя­ются для борьбы с вредителями растений и среди них гекса­хлоран, или гексахлорциклогексан   (ГХЦГ):

 

Существует несколько стереоизомеров ГХЦГ, из них высокой инсектицидной активностью обладает у-изомер линдан. Линдан — высокоактивный инсектицид контактного и кишечного действия. Препарат гексахлоран — это жирный на ощупь по­рошок, пахнущий плесенью. В воде нерастворим. Для челове­ка почти безвреден. При дозе 0,1 мкг на см² контактное дейст­вие проявляется уже через несколько минут после попадания инсектицида на насекомое.

ГХЦГ применяют для защиты от вредителей следующих сельскохозяйственных культур: зерновых, зернобобовых, тех­нических, овощных и бахчевых культур, кукурузы, хлопчатни­ка, люцерны, сахарной свеклы, картофеля, а также винограда, плодовых растений и др. Применяют ГХЦГ путем внесения в почву, обработки посевного материала, опрыскивания посевов. Нормы и способы. внесения определяются особенностями сель­скохозяйственных культур и видом вредителей, против кото­рых применяются препараты. Гексахлоран действует в почве не менее 3—4 лет.

 

Фосфорорганические инсектициды нашли широкое распро­странение в связи с их высокой инсектицидной активностью, быстротой действия на вредителей и малой стойкостью, они быстро разлагаются с образованием продуктов, нетоксичных (невредных) для человека и животных.

Из фосфорорганических инсектицидов наиболее широко применяется ДДВФ (диметилдихлорвинилфосфат или дихлофос).

ДДВФ обладает контактным, кишечным и фумигационным эффектом, высокотоксичен для Клещей, тлей, молодых личинок и взрослых особей чешуекрылых и мух. Гибель насекомых, осо­бенно при попадании через дыхательные пути, наступает через несколько минут. Препарат используется для защиты от вреди­телей плодовых семечковых и косточковых культур, ягодников (крыжовник, смородина), чайных плантаций, виноградников. Ввиду кратковременности действия применяется в момент мас­сового появления вредителей.

 

Феромоны — это химические средства внутривидовой сигнализации у животных, летучие вещества, выделяемые в окружающую среду. Современная химия синтезирует вещества, спо­собные менять генетическую природу насекомого, заманивать его в ловушку, программировать размножение заведомо непол­ноценных насекомых или сдерживать плодовитость самых вредоносных.

Природные феромоны вырабатываются в организме насеко­мого и регулируют его рост и развитие. Они выделяются насе­комыми в ничтожно малом количестве, которое оценивается в единицах, равных 10~⁸ г.

Достаточно поместить в ловушку 1 мг синтезированного феромона самки яблочной плодожорки, чтобы на его запах налетела туча вредителей-самцов. На каждый гектар ставят обычно  10 ловушек и таким  образом сохраняют урожай.

Сегодня ученые знают химическое строение феромонов не­скольких десятков видов вредных насекомых. А раз знают, то могут и синтезировать их. В настоящее время производство феромонов в нашей стране поставлено на промышленную ос­нову.

 

 Различают феромоны половые, возбуждающие, успокаивающие, сбора, тревоги, следа. Первые наиболее изучены, многие из них синтезированы и применяются для борьбы с вредными насекомыми путем заманивания самцов в ловушки и дезориента­ции их в период спаривания. В качестве феромонов используют  производные циклогексенкарбоновых кислот — сиглуры, медлуры, тримедлуры и другие вещества.

Гербициды — это  химические  вещества,  применяемые    для уничтожения  сорной    растительности.    В  зависимости  от их

Гербицидами могут служить ростовые вещества. К наиболее важным ростовым гербицидам относят 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту. В высоких концентрациях это вещество способствует ус­коренному росту сорняков, в результате чего они погибают, ибо рост их становится настолько бурным, что корневая система не успевает обеспечить растения питательными веществами. По свойствам различают гербициды сплошного и избирательного действия.

Гербициды сплошного действия применяют для уничтоже­ния всех растений на площадях, где нет посевов: на обочинах шоссе и железных дорог, на спортивных площадках и т. д.

Гербициды избирательного действия, или селективные, по­ражают одни виды растений, но не затрагивают другие. При правильном выборе гербицида, его доз, сроков обработки и спо­соба внесения можно подавить большинство сорняков и не повредить при этом культурные растения. Многие из избира­тельных гербицидов поражают значительное количество видов сорных растений. Например, гербициды 2,4-Д и 2-М-4-Х подав­ляют многочисленные двудольные сорняки в посевах зерновых культур. Атразин и симазин уничтожают многие двудольные и однодольные сорняки в посевах кукурузы. Другие гербициды поражают ограниченное число видов сорняков или даже один вид. Например, карбин применяют для уничтожения злостного сорняка — овсюга — в посевах пшеницы, ячменя, гороха, ку­курузы. Препараты 2,4-Д и 2-М-4-Х представляют собой производ­ные феноксиуксусной кислоты:

2,4-ДихлорфенОкси уксусная кислота, натриевая соль (2.4-Д)

 

2 - Метил—4-хлор*феноноиунсусная кислота, натриевая соль (2-М-4-Х)

 

Это — мелкокристаллические порошки светло-серого, белого или розоватого цвета с резким фенольным запахом; в воде растворимы. Применяются в виде водных растворов против сорняков на посевах зерновых культур.

Выгода от применения гербицидов большая. Химическая прополка полностью механизируется. Подсчитано, что при ис­пользовании гербицидов расход на производство и применение их в 5 млн. руб. сохраняет сельскохозяйственную продукцию на 250 млн. руб.

Для предуборочного удаления листьев хлопчатника, семенных посевов бобовых, картофеля, подсолнечника и риса применяют особые вещества — дефолианты, вызывающие опадание листьев растений. В качестве дефолианта в нашей стране чаще всего при­меняют хлорат магния.

В заключение важно упомянуть о регуляторах роста, которые стимулируют или тормозят рост и развитие растений. Примером таких веществ могут служить тиомочевина CS(NH₂)₂, роданид аммония NH₄SCN и др. Лучшее укоренение черенков, регулиро­вание плодоношения, чеканка растений, ускорение созревания плодов и прорастания клубней достигаются применением ауксинов и антиауксинов.Отрицательные последствия применения пестицидов и борьба с ними

 

Широкое применение пестицидов не только ведет к росту урожайности, увеличению производительности труда, рента­бельности сельскохозяйственного производства, но и имеет отрицательные последствия. В качестве последних можно на­звать:

1)  гибель диких животных при обработке полей пестици­дами;

2)  массовое размножение вредителей после применения пестицидов;

3)  появление вредителей, устойчивых к пестицидам.

 

Гибель диких зверей объяснялась тем, что пестициды ока­зывались опасными не только для вредителей, но и для тепло­кровных животных, чему способствовала концентрация пес­тицидов в трофических цепях. Так, при обработке одного из водоемов на северо-западе США против комаров препаратами ДДТ его концентрация в воде была 0,14 мг/л; в планктоне — 5 мг/л; в теле рыб, питавшихся планктоном, — 40—1000 час­тей на миллион, в теле хищных рыб — 350—2500 частей на миллион. Результатом такого увеличения концентрации ДДТ была гибель 970 пар песчанок из 1000, обитавших на этом озе­ре. С ростом применения пестицидов их стали обнаруживать в продуктах питания. Хорошо известен механизм острой инток­сикации пестицидами при несчастных случаях. Стало ясно, что даже в небольших дозах они действуют на нервную, эндо­кринную, половую и другие системы.

Массовое размножение вредителей после применения пестицидов объясняется тем, что вместе с вредными насекомыми уничтожа­лось и последующее звено — хищные насекомые. Живая природа — это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестици­дам, причем их количество увеличивается. В 1965 г. было 120  устойчивых видов, в 1978 г. — 250, в 1983 г. — 430, а в 1988 г. — уже более 500 видов.

Движение воздуха в атмосфере и воды в гидросфере, другие физи­ко-химические процессы приводят к тому, что при обычной тех­нологии применения пестициды распространяются далеко за пре­делы объекта, для которого были предназначены. Часты случаи, когда распыление гербицидов авиацией приводит к их попада­нию на лесополосы, а в результате гибнут и полезные насекомые, и птицы, и млекопитающие.

Пестициды способны мигрировать на очень большие расстояния. В осадках, выпавших над островом Барбадос, были обнаружены следы ДДТ. Они представляли собой частицы земли, принесенные из Марокко, и проделали путь в 4000 км. Более того, слег» ДДТ были обнаружены даже в яйцах пингвинов в Антарктиде, Под действием физико-химических факторов и микроорганизма почвы пестициды в конечном счете распадаются, но некоторые к: них образуют при этом токсичные вещества. Многие пестициды способны не распадаться долгое время, как, например, хлорорганические.

Увеличивающееся количество фактов нежелательных последствий применения пестицидов побудило многих ученых выступить против их повсеместного использования.

Однако отказаться сейчас от пестицидов человечество не может, но уменьшить их вредное влияние на природу возмож­но, если использовать интегрированную систему борьбы с вре­дителями, включающую в себя следующие методы:

1.  Карантинный  метод включает комплекс мер, позво­ляющих  предупредить  распространение  наиболее  опасных вредителей.

2.  Селекционный метод состоит в выведении сортов расте­ний и пород животных, устойчивых к болезням и вредным на­секомым. Сорта подсолнечника, выведенные Л. А. Ждановыми   В. С. Пустовойтом,   устойчивы   к   подсолнечниковой   моли-огневке, заразихе и мучнистой росе.

3.  Агротехнический  метод включает приемы обработка почвы, введение севооборотов, соблюдение срока посевов и технологии уборки, строгое соблюдение научных рекоменда­ций применения пестицидов: внесение их в указанных дозах и  обусловленной концентрации, неукоснительное соблюдением правил транспортировки, хранения и внесения. Можно про­иллюстрировать этот метод примером из практики, когда при весенней культивации и бороновании зяби часть личинок хлебного жука гибнет от механического воздействия, а ока­завшиеся на поверхности становятся добычей грачей. При по­севе одной и той же культуры на одном месте из года в год гарантируется не только обилие корма для вредителей, и его постоянство. Смена культуры ухудшает кормовые усло­вия и приводит к снижению численности вредных насеко­мых.

4.  Химический метод непрерывно совершенствуется бла­годаря созданию новых пестицидов с высокой избирательно­стью действия и большой скоростью распада.

Технология применения пестицидов совершенствуется. Уменьшается их расход, а следовательно, и распространение в окружающей среде. Применяется ультрамалообъемное опрыс­кивание, позволяющее уменьшить расход препарата во много раз при той же эффективности. Она еще более возрастает, если сообщить распыляемым каплям электрический заряд, при ко­тором они «прилипают» к листьям растений, имеющих проти­воположный заряд. Еще пример: почти в 2 раза уменьшается расход пестицидов при высеве семян свеклы, помещенных в капсулу из слоев фунгицида, инсектицида, удобрений и нейт­рального слоя. Необходимое количество семян при этом сни­жается в 6 раз.

5.  Физический способ можно проиллюстрировать на та­ком примере: в борьбе с ночными насекомыми применяют оп­тические ловушки, представляющие собой лампы накалива­ния или ультрафиолетовые лампы. Ультразвук оказывает по­давляющее действие на микробов, отпугивает грызунов. Ток высокого напряжения можно использовать для прополки сои, хлопка, сахарной свеклы. Электрогенератор, работающий отвала отбора мощности трактора, создает напряжение 1500—
3000 В, которое сообщается на горизонтальную штангу, выне­сенную в полевую зону. С ней соприкасаются и погибают со­рняки, более высокие, чем культурные растения. Большое до­стоинство электропрополыцика — уничтожение сорняков не
только в междурядье, но и в самом рядке.

6.  Биологический   метод наиболее перспективен в эко­логическом отношении, поскольку не вызывает загрязнения окружающей среды. Он основан на использовании: 1) энтомо-фагов и паразитов вредителей; 2) хищных и насекомоядных птиц и млекопитающих; 3) микробов и вирусов — возбудите­
лей болезней вредителей; 4) синтетических аналогов биологи­чески активных веществ. Например, паразита-яйцееда три-хограмму успешно используют для уничтожения кукурузного мотылька, капустной совки и других вредителей. Созданы
микробиологические препараты, вызывающие болезни у вре­дителей: энтобактерин и др.

 

Химизация животноводства

Химизация животноводства — это комплекс мер, способствующих повышению качества кормов и продуктивности животных. Основные ее направления:

•  производство химических консервантов и стабилизато­ров кормов;

•  производство кормовых дрожжей и микробиологического белка;

•  использование мочевины и других кормовых добавок:

•  применение стимуляторов роста животных.

Так, для создания прочной кормовой базы важно не толь­ко увеличить заготовку кормов, но и улучшить их качества снизить потери при уборке и хранении. Наиболее прогрессии ная форма заготовки зеленых кормов — химическое консервирование, так как оно обеспечивает хорошую сохранность питательных веществ, подавляет развитие гнилостных и лянокислых бактерий, предотвращает нежелательные ментативные процессы. В качестве консервантов используют пропионовую и бензойную кислоты, дисульфат натрия Na₂S₂O₇ и гидросульфат натрия NaHSO₄, концентрат низкомолекулярных кислот. Химические добавки при силосовании трав, кукурузы, подсолнечника и бобово-злаковых смесей повышают качество корма и значительно сокращают потери питательных веществ. Для повышения содержания перевариваемого протеина в рационах скота и птицы используют кор­мовые дрожжи, белки микробного происхождения, мочевину и другие вещества. Так, применение 1 т кормовых дрожжей в рационе птицы позволяет дополнительно получить по 2 т мяса или 35 тыс. яиц.

При составлении пищевых рационов для откорма живот­ных в настоящее время экологически более обоснованно вво­дить в растительную пищу незаменимые аминокислоты, кото­рые получают ферментативным или полным синтезом. Так, добавкой 0,4% лизина к пшеничной муке можно повысить ее биологическую ценность не менее чем на 50%.

В птицеводстве и свиноводстве в качестве источника белка выбрана соевая мука, обогащенная метионином.

В нашей стране налажено промышленное производство кормового концентрата лизина — одной из незаменимых ами­нокислот. Включение в рацион двухмесячных поросят по 40 г этого концентрата (2,5 г в пересчете на чистый лизин) обеспе­чивает прирост живой массы на 15,6%, а затраты кормов на единицу прироста уменьшаются при этом на 15%.

Недостаток протеина в рационе животных можно восполнить, ис­пользуя мочевину, бикарбонат аммония и другие аммонийные со­ли органических и минеральных кислот, безопасные в экологиче­ском отношении. Скармливание животным мочевины позволяет экономить от 20 до 35% кормового белка.

Полноценность рационов сельскохозяйственных животных во многом определяется тем, насколько они сбалансированы по со­держанию минеральных веществ, витаминов и других биологиче­ски активных веществ. Всего в организмах животных обнаруже­но более 80 элементов Периодической системы Д. И. Менделеева, но изучено значение пока лишь одной трети из этих элементов. Минеральные вещества входят в состав всех органов животных и выполняют в них специфические функции. Как структурные эле­менты организма животного они регулируют осмотическое давле­ние крови и других жидкостей, соотношение кислотно-щелочных веществ. Макро- и микроэлементы обеспечивают оптимальные условия биохимических реакций, функционирование ферментов и гормонов, распад и синтез органических соединений. Эти веще­ства активно содействуют процессам расщепления, всасывания и усвоения питательных и энергетических веществ, обезврежива­ния и выведения из организмов продуктов распада. Напомним значение одного из важнейших биогенных элемен­тов — фосфора. Он входит в состав молекул сложных белков, нук­леиновых кислот, фосфатидов, фитина и других веществ, без ко­торых невозможна жизнь. Содержание фосфора в теле животного (в пересчете на Р₂О₅) достигает 1%. Фосфор вместе с кальцием со­ставляют основу костей животных. На эти два элемента прихо­дится около 65—70% всех минеральных веществ. Они играют очень важную роль в обмене веществ, поэтому для нормального роста и развития животные нуждаются в кормовых фосфатах. Включение их в рацион коров на 5—10% увеличивает надои мо­лока. Для восполнения дефицита фосфора в качестве кормовых добавок используют также гидроортофосфаты натрия и аммонии. кормовой преципитат. Вместе с тем избыток фосфора в рационе затрудняет всасывание и усвоение организмом животного солей магния.

Важную роль в организме животных играют и другие химические элементы. Железо, медь, марганец, кобальт и кальций участвую в синтезе гемоглобина, сера — в синтезе белка. Иод является составной частью гормона щитовидной железы, хлор — соляной кислоты. Многим животным необходима поваренная соль, содержащая натрий и хлор.

Применение витаминов и стимуляторов роста обеспечивает увеличение суточных привесов крупного рогатого скота, свиней, овец и цыплят.

Чаще всего биологически активные вещества дают в виде так  называемых премиксов — смеси микроэлементов, витаминов, фер­ментных препаратов, антибиотиков.

ГРУППА 305

ТЕМА:Контрольная работа 

При выполнении заданий выберите только один из четырёх предложенных вариантов ответа.

А 1. Укажите номер периода и группы, в которых расположен кремний

1) II, IV 2)III, IV 3) V, II 4) II, III

А 2.Общее количество электронов в атоме хлора

1) 8 2) 7 3) 35 4) 17

А 3.Заряд ядра атома магния и его относительная атомная масса:

1) +39; 12 2) + 12; 24 3) 24; + 19 4) 2; + 24 + 12; 24

А4. Неметаллические свойства у элементов А групп усиливаются

 1) слева направо и в группах сверху вниз 

2) справа налево и в группах сверху вниз

  3) справа налево и в группах снизу вверх 

4) слева направо и в группах снизу вверх

 

А5. В каком ряду химические элементы расположены в порядке возрастания их атомного радиуса?

 1) Na, Mg, Al, Si 2) Li, Be, B, C 3) P, S, Cl, Ar 4) F, O, N, C

 А6. Число нейтронов в ядре атома ³⁹K равно

 1) 19  

 2) 20

 3) 39

 4) 58

 А7. В каком ряду находятся только неметаллы:

1) S, O, N, Mg 2) N, O, F, Н 3) Fe, Cu, Na, H 4) Na, K, Cu, Ca

А8. В каком ряду записаны формулы веществ только с ковалентной полярной связью?  

 1) Cl₂, NH₃, HCl 2) HBr, NO, Br₂ 3) H₂S, H₂O, S₈ 4) HI, H₂O, PH₃

 

А9. Кристаллическую структуру, подобную структуре алмаза, имеет  

 1) кремнезем SiО₂ 2) оксид натрия Na₂O 3) оксид углерода (II) CO 4) белый фосфор Р₄

А10. Какие из утверждений о диссоциации оснований в водных растворах верны?

А. Основания в воде диссоциируют на катионы металла (или подобный им катион NH₄⁺) и гидроксид анионы OH ^–.

Б. Никаких других анионов, кроме OH^–, основания не образуют.

 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба утверждения 4) оба утверждения неверны

А11. Какая из приведенных реакций не относится к реакциям ионного обмена? 

 1) Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaNO₃

   2) KOH + HCl = KCl + H₂O

 3) 2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

 4) Li₂SO₃ + 2HNO₃ = 2LiNO₃ + H₂O + SO₂

А12. Только окислительные свойства проявляет  

 1) сульфид натрия 2) сера 3) серная кислота 4) сульфит калия

А13. На смещение химического равновесия в системе N₂ + 3H₂  ⇄ 2NH₃ + Q

не оказывает влияния

 1) понижение температуры 2) повышение давления

 3) удаление аммиака из зоны реакции 4) применение катализатора

ГРУППА 306

ТЕМА:  Агрегатные состояния веществ и водородная связь. Твердое, жидкое и газообразное состояния веществ. Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Водородная связь.

Агрегатное состояние

Агрегатное состояние — состояние какого-либо вещества, имеющее определенные свойства: способность сохранять форму и объем, иметь дальний или ближний порядок и другие. При изменении агрегатного состояния вещества происходит изменение физических свойств, а также плотности, энтропии и свободной энергии.

Почему происходят такие превращения?

Все вокруг состоит из атомов и молекул. Атомы и молекулы различных веществ взаимодействуют друг с другом, и именно связь между ними определяет, какое у вещества агрегатное состояние.

Выделяют четыре типа агрегатных веществ: газообразное, жидкое, твердое, плазма.

Переход из одного агрегатного состояния в другое, а также броуновское движение или диффузия относятся к физическим явлениям, поскольку в этих превращениях не происходит изменений молекул вещества и сохраняется их химический состав.

Газообразное состояние

На молекулярном уровне газ представляет собой хаотически движущиеся, сталкивающиеся со стенками сосуда и между собой молекулы, которые друг с другом практически не взаимодействуют. Поскольку молекулы газа между собой не связаны, то газ заполняет весь предоставленный ему объем, взаимодействуя и изменяя направление только при ударах друг о друга. К сожалению, невооруженным глазом и даже с помощью светового микроскопа увидеть молекулы газа невозможно. Однако газ можно потрогать.

Если накачать воздухом шину автомобиля или велосипеда, и из мягкой и сморщенной она становится накачанной и упругой. Это происходит потому, что в замкнутый ограниченный объем шины попадает большое количество молекул, которым становится тесно, и они начинают чаще ударяться друг о друга и о стенки шины, а в результате суммарное воздействие миллионов молекул на стенки воспринимается нами как давление.

Жидкое состояние

При повышении давления и/или снижении температуры газы можно перевести в жидкое состояние. Еще на заре ХIХ века английскому физику и химику Майклу Фарадею удалось перевести в жидкое состояние хлор и углекислый газ, сжимая их при очень низких температурах. Однако некоторые из газов не поддались ученым в то время, и, как оказалось, дело было не в недостаточном давлении, а в неспособности снизить температуру до необходимого минимума. Жидкость, в отличие от газа, занимает определенный объем, однако она также принимает форму заполняемого сосуда ниже уровня поверхности. Наглядно жидкость можно представить, как круглые бусины или крупу в банке. Молекулы жидкости находятся в тесном взаимодействии друг с другом, однако свободно перемещаются относительно друг друга. Если на поверхности останется капля воды, через какое-то время она исчезнет. Но мы же помним, что благодаря закону сохранения массы-энергии, ничто не пропадает и не исчезает бесследно. Жидкость испарится, т.е. изменит свое агрегатное состояние на газообразное. Испарение — это процесс преобразования агрегатного состояния вещества, при котором молекулы, чья кинетическая энергия превышает потенциальную энергию межмолекулярного взаимодействия, поднимаются с поверхности жидкости или твердого тела. Испарение с поверхности твердых тел называется сублимацией или возгонкой. Наиболее простым способом наблюдать возгонку является использование нафталина для борьбы с молью. Если вы ощущаете запах жидкости или твердого тела, значит происходит испарение. Ведь нос как раз и улавливает ароматные молекулы вещества. Жидкости окружают человека повсеместно. Свойства жидкостей также знакомы всем — это вязкость, текучесть. Когда заходит разговор о форме жидкости, то многие говорят, что жидкость не имеет определенной формы. Но так происходит только на Земле. Благодаря силе земного притяжения капля воды деформируется. Однако многие видели, как космонавты в условиях невесомости ловят водяные шарики разного размера. В условиях отсутствия гравитации жидкость принимает форму шара. А обеспечивает жидкости шарообразную форму сила поверхностного натяжения. Мыльные пузыри – отличный способ познакомиться с силой поверхностного натяжения на Земле. Еще одно свойство жидкости — вязкость. Вязкость зависит от давления, химического состава и температуры. Большинство жидкостей подчиняются закону вязкости Ньютона, открытому в ХIХ веке. Однако есть ряд жидкостей с высокой вязкостью, которые при определенных условиях начинают вести себя как твердые тела и не подчиняются закону вязкости Ньютона. Такие растворы называются неньютоновскими жидкостями. Самый простой пример неньютоновской жидкости — взвесь крахмала в воде. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело.

Твёрдое состояние

Если у жидкости, в отличие от газа, молекулы движутся уже не хаотически, а вокруг определенных центров, то в твёрдом агрегатном состоянии вещества атомы и молекулы имеют четкую структуру и похожи на построенных солдат на параде. И благодаря кристаллической решетке твердые вещества занимают определенный объем и имеют постоянную форму. Между твердыми и жидкими телами существует промежуточная группа аморфных веществ, представители которой с одной стороны за счет высокой вязкости долго сохраняют свою форму, а с другой – частицы в нем строго не упорядочены и находятся в особом конденсированном состоянии. К аморфным веществам относится целый ряд веществ: смола, стекло, янтарь, каучук, полиэтилен, поливинилхлорид, полимеры, сургуч, различные клеи, эбонит и пластмассы.

При определенных условиях вещества, находящиеся в агрегатном состоянии жидкости, могут переходить в твердое, а твердые тела, наоборот, при нагревании плавиться и переходить в жидкое. Это происходит потому, что при нагревании увеличивается внутренняя энергия, соответственно молекулы начинают двигаться быстрее, а при достижении температуры плавления кристаллическая решетка начинает разрушаться и изменяется агрегатное состояние вещества. У большинства кристаллических тел объем увеличивается при плавлении, но есть исключения, например – лед, чугун.

В зависимости от вида частиц, образующих кристаллическую решетку твердого тела, выделяют следующую структуру: молекулярную, атомную, ионную металлическую.

Повторите тему «Кристаллические решётки»

У одних веществ изменение агрегатных состояний происходит легко, как, например, у воды, для других веществ нужны особые условия (давление, температура). Но в современной физике ученые выделяют еще одно независимое состояние вещества — плазма.

Плазма — ионизированный газ с одинаковой плотностью как положительных, так и отрицательных зарядов. В живой природе плазма есть на солнце, или при вспышке молнии. Северное сияние и даже привычный нам костер, согревающий своим теплом во время похода на природу, также относится к плазме. Искусственно созданная плазма добавляет яркости любому городу. Огни неоновой рекламы — это всего лишь низкотемпературная плазма в стеклянных трубках. Привычные нам лампы дневного света тоже заполнены плазмой.

Плазму делят на низкотемпературную — со степенью ионизации около 1% и температурой до 100 тысяч градусов, и высокотемпературную — ионизация около 100% и температурой в 100 млн градусов (именно в таком состоянии находится плазма в звездах). Низкотемпературная плазма в привычных нам лампах дневного света широко применяется в быту. Высокотемпературная плазма используется в реакциях термоядерного синтеза и ученые не теряют надежду использовать ее в качестве замены атомной энергии, однако контроль в этих реакциях очень сложен. А неконтролируемая термоядерная реакция зарекомендовала себя как оружие колоссальной мощности, когда 12 августа 1953 года СССР испытал термоядерную бомбу.

Проверьте себя, решите тест:

1. Что не относится к агрегатным состояниям:

A.     жидкость

B.     газ

C.     свет

2. Вязкость ньютоновских жидкостей подчиняется:

A.     закону Бойля-Мариотта

B.     закону Архимеда

C.     закону вязкости Ньютона

3. Почему атмосфера Земли не улетает в открытый космос:

A.     потому что молекулы газа не могут развить вторую космическую скорость

B.     потому что на молекулы газа воздействует сила земного притяжения

C.     оба ответа правильные

4. Что не относится к аморфным веществам:

A.     сургуч

B.     стекло

C.     железо

5. При охлаждении объем увеличивается у:

A.     янтаря

B.     льда

C.     сахара

Ответы:

1	2	3	4	5
C	C	B	C	B

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Какой тип кристаллической решетки у следующих широко используемых в быту веществ:

вода, уксусная кислота (CH₃COOH), сахар (C₁₂H₂₂O₁₁), калийное удобрение (KCl), речной песок (SiO₂, температура плавления 1710 °C), аммиак, поваренная соль? По каким свойствам вещества можно определить тип его кристаллической решетки?

2. Если вещество хорошо растворимо в воде, имеет высокую температуру плавления, электропроводно, то его кристаллическая решетка

1) атомная; 2) молекулярная; 3) ионная; 4) металлическая

3. Ионную кристаллическую решетку в твердом состоянии имеет каждое из двух веществ

1) HBr и HCOONa; 2) SO₃ и KNO₃; 3) NaOH и Fe; 4) Ba(NO₃)₂ и Li₂O

4. Укажите тип кристаллической решетки веществ, для которых характерны следующие свойства: ковкость, пластичность, электропроводность.

Тема. Чистые вещества и смеси.

Посмотрите видео и составьте план-конспект.