Здравствуйте, уважаемые студенты, записывайте дату, тему и выполняйте необходимые записи(ВСЁ подряд не пишите, читайте, выбирайте, можно составить план, ЕСЛИ ЕСТЬ ВИДЕО, НАДО ПОСМОТРЕТЬ ,ВЫПОЛНИТЬ ПО НЕМУ ЗАПИСИ, МНОГО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ. Материала может быть выложено много, но это не значит, что всё надо записывать! После этого, сфотографируйте и отошлите мне на почту rimma.lu@gmail.com Тетрадь привезете, когда перейдем на очную форму обучения.)
Моя почта : rimma.lu@gmail.com Жду ваши фотоотчеты!
СПРАВА НАХОДИТСЯ АРХИВ- ТАМ СМОТРИМ ДАТУ И ГРУППЫ
РАСПИСАНИЕ ЗАНЯТИЙ НА НЕДЕЛЮ: 10.04.23г. - 14.04.23г.
Пн. 10.04: 506,403
Вт. 11.04::508,403, 505
Ср. 12.04: 506, 505
Чт. 13.04: 505, 508
Пт. 14.04:
ГРУППА 506 ХИМИЯ 27,28
Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры, давления и влияния посторонних веществ.
Природа веществ, образующих раствор. Этот фактор хорошо иллюстрирует старое правило: подобное растворяется в подобном. Под подобием подразумевают природу химической связи в веществах, образующих раствор. Действительно, две неполярные жидкости будут смешиваться друг с другом неограниченно, а неполярная и полярная жидкости будут практически нерастворимы друг в друге.
Вещества, состоящие из неполярных молекул, лучше растворяются в неполярных растворителях, например, сера хорошо растворяется в сероуглероде и практически не растворяется в воде. Кислород в воде растворяется в 10 раз хуже, чем в бензоле.
Вещества с ионным и ковалентным полярным характером связи, как правило, хорошо растворяются в сильно полярных растворителях. Однако ионные кристаллические структуры гораздо прочнее, чем молекулярные, поэтому, когда энергия кристаллической решетки велика, а энергия сольватации низка, растворимость таких соединений в воде мала (BaSO4, CuS, CaF2 и т.д.).
Максимальную энергию кристаллической решетки имеют полимерные соединений с ковалентной связью (алмаз, диоксид кремния и т.д.), поэтому растворимость таких веществ ничтожно мала в любых растворителях.
Температура.
Согласно принципу Ле Шателье, на зависимость растворимости от температуры влияет значение теплового эффект растворения данного вещества в данном растворителе.
Если растворение вещества является экзотермическим процессом, то с повышением температуры его растворимость будет уменьшаться (например, Ca(OH)2 в воде) и наоборот. Для большинства солей растворимость при нагревании увеличивается.
Практически все газы растворяются с выделением тепла, поэтому растворимость газов в жидкостях с повышением температуры уменьшается, а с понижением температуры - увеличивается.
Если измерять растворимость веществ при разных температурах, то обнаружится, что одни вещества сильно изменяют свою растворимость в зависимости от температуры, другие - не очень сильно (табл. 2).
Таблица 2.
Влияние температуры на растворимость некоторых твердых веществ.
В таблице приведена растворимость в г/100 г воды
Вещество | Температура, оC | ||||
0 | 20 | 50 | 80 | 100 | |
KBr | 53,5 | 65,2 | 80,8 | 94,6 | 103,3 |
NaCl | 35,7 | 35,9 | 36,8 | 38,1 | 39,4 |
CaSO4 | 0,176 | 0,206 | 0,180 | 0,102 | 0,066 |
Если полученные экспериментальным путем значения растворимости при различных температурах нанести на оси координат, то получаются так называемые кривые растворимости различных веществ (рис. 3).
Эти кривые имеют большое практическое значение. Используя эти кривые, можно рассчитать, сколько вещества, например KNO3, выпадет в осадок при охлаждении до 20оС насыщенного раствора, приготовленного при температуре 80оС. На этом основаны процессы, которые позволяют очищать некоторые вещества. Дело в том, что при охлаждении ненасыщенного раствора образуется насыщенный раствор, но насыщенный по основному веществу, которого больше всего, а не по примесям. Поэтому при охлаждении в осадок выпадает только чистое вещество, а примеси (вместе с частью вещества) остаются в растворе. Чистые кристаллы потом отфильтровывают от охлажденного, загрязненного примесями раствора. Этот способ очистки называется ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ. Так очищают, например, многие лекарственные препараты.
Рис. 3. Кривые растворимости твердых (а) и газообразных (б) веществ.
Давление. По принципу Ле Шателье увеличение давления смещает равновесие в сторону уменьшения объема системы. При растворении твердых веществ в жидкости объем изменяется мало, поэтому давление не будет существенным образом влиять на растворимость солей. Также влияние давления практически не будет проявляться и для смеси двух жидкостей.
Растворимость газов сильно зависит от давления, так как в этом случае происходит значительное изменение объема системы. С увеличением давления растворимость газов увеличивается.
Для смеси газов растворимость каждого из них определяется законом Генри:
Растворимость летучего вещества при постоянной температуре прямо пропорциональна его парциальному давлению над раствором.
Закон справедлив для разбавленных растворов, невысоких давлений и при отсутствии химического взаимодействия с растворителем.
ТЕМА: Массовая доля растворенного вещества.
Массовая доля.
Один из самых распространенных способов выражения концентрации раствора – через массовую долю растворенного вещества.
Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора называют массовой долей растворенного вещества.
Массовую долю обозначают греческой буквой «омега» и выражают в долях единицы или процентах (рисунок 2).
Рис.2. Массовая доля компонентов смеси.
Посмотрев видео
вы вникнете в понятие массовой доли и научитесь ее вычислять.
Если в 100 г раствора содержится 30 г хлорида натрия, это означает, что ω(NaCl) = 0,3 или ω(NaCl) = 30 %. Можно также сказать: «имеется тридцатипроцентный раствор хлорида натрия».
Массовая доля — самая распространенная в быту и большинстве отраслей промышленности концентрация. Именно массовая доля жира, например, указана на пакетах с молоком (посмотрите на рисунок 3).
Рис.3. Массовая доля жира в молоке.
Масса раствора складывается из массы растворителя и массы растворенного вещества, т. е.:
m(раствора) = m(растворителя) + m(растворенного вещества).
Предположим, массовая доля растворенного вещества равна 0,1, или 10%. Следовательно, оставшиеся 0,9, или 90%, – это массовая доля растворителя.
Массовая доля растворенного вещества широко используется не только в химии, но и в медицине, биологии, физике, да и в повседневной жизни. Рассмотрим решение некоторых задач
Рис.4. Задача на нахождение массовой доли.
ГРУППА 505 БИОЛОГИЯ 50,51
ТЕМА:Биосфера и биомы.Круговорот химических элементов. Биогеохимические процессы в биосфере.Биосфера и человек.
|
Круговорот химических элементов. Биогеохимические процессы в биосфере.Потоки переноса вещества и энергии (в том числе и с непосредственным участием живых организмов) могут связывать не только соседние биогеоценозы, но и охватывать всю поверхность Земли. Поэтому можно говорить о единой, сложной и взаимосвязанной экосистеме высшего ранга — биосфере. Биосфера — это сложная, грандиозная экологогеографическая система, включающая в себя многочисленные системы низших рангов: биогеоценозы, популяции, организмы. Все они определенным образом взаимодействуют друг с другом и обеспечивают, с одной стороны, определенную устойчивость биосферы, а с другой — ее развитие, эволюцию. Во многом и то и другое определяется биологическим разнообразием, т. е. тем многообразием форм жизни и биологических систем, какое мы можем реально наблюдать ныне и реконструируем для прошлых эпох. Современное представление о биосфере как уникальной саморегулируемой, самовоспроизводимой и самоорганизующейся системе восходит к работам французского философа и палеонтолога Пьера Тейяра де Шардена и русского ученого Владимира Ивановича Вернадского начала XX в. Английский исследователь Джеймс Лавлок, развивая их взгляды, образно описывает биосферу как своеобразный сверхорганизм — Гею. Биосфера в современном ее понимании — это оболочка Земли, охваченная деятельностью живого, в том числе и те части планеты, которые непосредственно зависят или зависели от нее в прошлом. Верхняя граница биосферы соответствует озоновому слою стратосферы, т. е. располагается на высоте около 22-25 км. Нижняя проходит в основном по нижним горизонтам отложений осадочных пород, т. е. на глубине 5-7 км (рис. 36). Та часть биосферы, где сейчас живые существа встречаются постоянно называют эубиосферой. Ее мощность существенно меньше — 5—6 км над поверхностью Земли и менее километра под ее поверхностью (если не принимать во внимание данные последних десятилетий XX в. В каждой точке земной поверхности складываются уникальные условия, нигде больше точно не повторяющиеся. Именно поэтому разнообразие сообществ почти неисчерпаемо. Однако в биосфере можно выделить основные их типы — биомы, существование которых во многом определяется общими физико-географическими условиями. Большинство биомов имеют свои народные названия — тайга, степь, пустыня и т. д. Биомы различаются не только по видовому составу организмов, но и по биомассе, продукции, по скорости сукцессионных процессов (см. таблицу). Можно выделить несколько основных групп биомов. Лесные биомы существуют в условиях хорошего увлажнения и достаточной теплообеспеченности. Для них характерно господство деревьев и связанных с ними животных. Их биомасса много больше годовой продукции. Темпы сукцессий можно оценить как средние. При недостаточном увлажнении, но сравнительно хорошей обеспеченности теплом формируются травянистые биомы — степи, прерии, саванны и т.п. Здесь господствуют травы, а деревья и кустарники относительно редки или отсутствуют вовсе. Обильны травоядные животные — копытные, грызуны,
Циркуляция химических элементов (веществ) в биосфере называется биогеохимическими циклами. Обмен химических элементов между живыми организмами и неорганической средой называют биогеохимическим круговоротом, или биогеохимическим циклом. Живые организмы играют в этих процессах решающую роль. Необходимые для жизни элементы условно называют биогенными (дающими жизнь) элементами, или питательными веществами. Различают две группы питательных веществ:
Биогенные элементы благодаря участию в круговороте могут использоваться неоднократно. Запасы биогенных элементов непостоянны: некоторая их часть связана и входит в состав живой биомассы, что снижает количество, остающееся в среде экосистемы. И если бы растения и другие организмы в конечном счёте не разлагались, запас питательных веществ исчерпался бы, и жизнь на Земле прекратилась. Отсюда можно сделать вывод, что активность гетеротрофных организмов, в первую очередь редуцентов, — решающий фактор поддержания круговорота биогенных элементов и сохранения жизни. Биогеохимический цикл углерода Рассмотрим биогеохимический цикл углерода. Естественным источником углерода, используемого растениями для синтеза органического вещества, служит углекислый газ, входящий в состав атмосферы или находящийся в растворённом состоянии в воде. Основные звенья круговорота углерода показаны на рисунке.  В процессе фотосинтеза углекислый газ превращается растениями в органическое вещество, служащее пищей животным. Дыхание, брожение и сгорание топлива возвращают углекислый газ в атмосферу. Запасы углерода в атмосфере оцениваются в Биогеохимический цикл азота Циркуляция биогенных элементов обычно сопровождается их химическими превращениями. Нитратный азот, например, может превращаться в белковый, затем переходить в мочевину, превращаться в аммиак и вновь синтезироваться в нитратную форму под влиянием микроорганизмов. В биохимическом цикле азота действуют различные механизмы, как биологические, так и химические. Схема циркуляции азота в биосфере представлена на рисунке.  Биогеохимический цикл фосфора Одним из наиболее простых циклов является цикл фосфора. Основные запасы фосфора содержат различные горные породы, которые постепенно (в результате разрушения и эрозии) отдают свои фосфаты наземным экосистемам. Фосфаты потребляют растения и используют их для синтеза органических веществ. При разложении трупов животных микроорганизмами фосфаты возвращаются в почву и затем снова используются растениями. Помимо этого часть фосфатов выносится с током воды в море. Это обеспечивает развитие фитопланктона и всех пищевых цепей с участием фосфора. Часть фосфора, содержащаяся в морской воде, может вновь вернуться на сушу в виде гуано — экскрементов морских птиц. Там, где они образуют большие колонии, гуано добывают как очень ценное удобрение. Некоторые организмы могут играть исключительно важную роль в круговороте фосфора. Моллюски, например, фильтруя воду и извлекая оттуда мелкие организмы, их остатки, захватывают и удерживают большое количество фосфора. Несмотря на то что роль моллюсков в пищевых цепях прибрежных морских сообществ невелика (они не образуют плотных скоплений с высокой биомассой, их пищевая ценность невысока), эти организмы имеют первостепенное значение как фактор, позволяющий сохранить плодородие той зоны моря, где они обитают. Популяции моллюсков подобны природным аккумуляторам, только вместо электроэнергии они накапливают и удерживают фосфор, необходимый для поддержания жизни в прибрежных зонах морей. Иначе говоря, популяция этих организмов более важна для экосистемы как «посредник» в обмене веществом между живой и неживой природой (сообществом и биотопом). Этот пример — хорошая иллюстрация того, что ценность вида в природе не всегда зависит от таких показателей, как его обилие или сырьевые качества. Эта ценность может проявляться лишь косвенно и не всегда обнаруживается при поверхностном исследовании.
Биосферу Земли составляет всё многообразие живой природы. Человек является представителем животного мира, поэтому биосфера и человек тесно взаимосвязаны между собой. Люди оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на биосферу. БИОСФЕРА И НООСФЕРАБиосфера состоит из двух компонентов:
Живая и неживая материя биосферы осуществляют круговорот веществ и влияют друг на друга. Благодаря геохимическим и климатическим факторам на Земле зародилась жизнь. В то же время живые организмы оказывают влияние на неживую материю, изменяя рельеф, геологические слои, атмосферу. Человечество также оказывает влияние на живые организмы и неживую природу. Владимир Иванович Вернадский, создавший учение о биосфере, выделил появление и деятельность человека в отдельную сферу – ноосферу. Дословно термин переводится как «сфера разума». Вернадский считал, что ноосфера – часть биосферы, преобразованная трудом и разумом человека. Сознательная деятельность человека стала фактором развития биосферы. ЧЕЛОВЕЧЕСТВО И БИОСФЕРАВзаимодействие человека и биосферы имеет две стороны:
С биологической точки зрения взаимоотношения человека и природы не выходят за рамки потребления энергии. Человечество, несмотря на развитый разум, как и все живые организмы, нуждается в основных природных ресурсах:
Для осуществления метаболизма каждый день необходимы вода, кислород, питательные вещества. Будучи гетеротрофами люди напрямую воздействуют на численность живых организмов и круговорот веществ в природе. В отличие от других живых существ человечество нуждается в специфических ресурсах, помогающих жить социумом.
За счет ресурсов биосферы человечество строит города, прокладывает дороги, шьёт одежду, проектирует транспортные средства. Однако с увеличением численности людей пропорционально истощаются природные ресурсы. Именно поэтому человечество ищет альтернативное топливо, синтезирует химические вещества, культивирует животных и растения. Без развития хозяйственной деятельности человечество было обречено на вымирание, так как человеческие потребности сегодня опережают возможности биосферы.  Чтобы не зависеть от состояния биосферы человечество наладило собственное производство. Однако с развитием промышленности продукты деятельности человечества стали накапливаться в окружающей среде и влиять на состояние биосферы в целом, что отражается на жизни и здоровье человека. ВЛИЯНИЕ – ПЛЮСЫ И МИНУСЫНесмотря на то, что человечество вышло из природы и до сих пор нуждается в основных природных ресурсах, влияние человека на биосферу больше негативное, чем позитивное. Стремление к независимости и лучшей жизни отрицательно сказывается на экологических системах и, так или иначе, отражается на человеческой жизни. Негативное воздействие деятельности человечества:
Осознание масштабов негативного воздействия помогло появиться концепции устойчивого развития. Устойчивое развитие – это «самодостаточное» развитие, которое не противоречит дальнейшему существованию человечества. Деятельность человека с учетом экологических закономерностей носит позитивный характер.
ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫПрирода имеет большое значение в жизни человека. Состояние окружающей среды влияет на здоровье и продолжительность человеческой жизни. Поэтому человечеству необходимо решить две задачи:
Один из примеров восстановления природы – создание особо охраняемых природных территорий (заповедников, заказников, природных парков). Однако этого недостаточно, чтобы привести биосферу в порядок, так как долгое время человечество не задумывалось о последствиях своей деятельности. Экологам ещё предстоит решить проблемы со свалками, химическим загрязнением, изменением климата. ЧТО МЫ УЗНАЛИ?Кратко узнали о биосфере и ноосфере, взаимодействии человечества и окружающей среды, зависимости жизни человека от биосферы, а также позитивном и негативном воздействии человечества на природу..
|
