презентацию роль хімії в розв'язанні енергетичної проблеми

презентацию роль хімії в розв'язанні енергетичної проблеми

Наприклад, продукти переробки нафти та природного газу є сировиною для синтезу високомолекулярних речовин, на основі яких добувають пластмаси, синтетичні каучуки, гуму, пінопласти, смоли, клеї, лаки, фарби, а також виготовляють розчинники, вибухові речовини, лікувальні препарати, отрутохімікати, мила та синтетичні мийні засоби.

Створення альтернативної дешевої сировини, зокрема, розвідування і розробка шельфів, які містять нафту й газ, родовищ горючих сланців, з яких добувають сланцевий газ. Величезна кількість біомаси рослин, накопичена на планеті, розглядається в біотехнології як перспективна альтернативна сировина для добування вуглеводнів та інших органічних речовин. Наприклад, уловлювання очисними спорудами газів і повторне використання їх; охолодження води, що нагрілася під час виробничого процесу, і повернення її у виробництво. Використання відходів як вторсировини, що полягає в досконаленні переробки промислових і побутових відходів з одночасним знешкодженням токсичних речовин. Вправа 5 обчисліть і позначте масу глюкози, яку можна добути з деревини масою 200 кг з масовою часткою целюлози 65%, якщо вважати, що вся глюкоза прогідролізувала. Відкриття явища радіоактивності (беккерель), електрона (томсон), електронної теорії хімічного зв язку (льюіс та ленгмюр), х - променів, отримання лінійних полімерів. Для виробництва барвників використали перегонку, а метали виплавляли з руд, змішуючи їх з деревним вугіллям і продуваючи через суміш, що горить - повітря. У 1896 антуан анрі беккерель (1852 - 1908) відкрив явище радіоактивності, виявивши спонтанне випущення солями урану субатомних часток, а через два роки дружина пьера кюрі (1859 - 1906) і марія кюрі (1867 - 1934) виділила два радіоактивних елементи.

Відкриття фредеріка содді (1877 - 1956), що показало, що при радіоактивному розпаді відбувається перетворення одних речовин в інші, дало нове значення тому, що древні називали трансмутація. У 1913 нільс бор (1885 - 1962), використовуючи принципи квантової механіки, показав, що електрони можуть знаходитися не на будь - яких, а на суворо визначених орбітах. Німецький фізик вальтер коссель (1888 - 1956) передбачив, що хімічні властивості атома визначаються числом електронів на його зовнішній оболонці, а утворення хімічних зв язків зумовлюється в основному силами електростатичної взаємодії. Відповідно до цих уявлень молекули неорганічних солей стабілізуються електростатичними взаємодіями між іонами, що входять до їх складу, які утворяться при переході електронів від одного елемента до іншого (іонний зв язок). Відкриття в 1895 вільгельмом конрадом рентгеном (1845 - 1923) х - променів послужило основою для створення згодом методу рентгенівської кристалографії, що дозволяє визначати структуру молекул по картині дифракції рентгенівських променів на кристалах. Він синтезував такі речовини, як кофеїн, фенобарбітал, глюкозу, вніс великий внесок в науку про ферменти білкових каталізаторів, уперше виділених в 1878. У 1923 шведський хімік теодор сведберг (1884 - 1971) сконструював ультрацентрифугу і розробив новий метод визначення молекулярної маси макромолекул, головним чином білків. Асистент сведберга арне тізеліус (1902 - 1971) в тому ж році створив метод електрофорезу більш довершений метод розділення гігантських молекул, заснований на відмінності в швидкості міграції заряджених молекул в електричному полі. Так з явилася паперова хроматографія один з найбільш поширених в хімії, біології і медицині аналітичних методів, за допомогою якого в кінці 1940х початку 1950 - х років вдалося проаналізувати суміші амінокислот, що виходять при розщепленні різних білків, і визначити склад білків. Внаслідок копітких досліджень був встановлений порядок розташування амінокислот в молекулі інсуліну (фредерік сенгер, 1953), а до 1964 цей білок вдалося синтезувати.

Після відкриття і синтезу в 1940 - х роках пеніциліну, а потім і інших антибіотиків з явилися великі фармацевтичні фірми, в яких працювали професійні хіміки.

інтенсивні пошуки способів отримання лінійних полімерів привели в 1953 до синтезу поліетилену (карл циглер, 1898 - 1973), а потім інших полімерів із заданими властивостями.

Забезпеченість енергією є найважливішою умовою соціально - економічного розвитку будь - якої країни, її промисловості, транспорту, сільського господарства, сфер культури і побуту.

Енергія витрачається на здійснення ендотермічних процесів, на транспортування матеріалів, кришіння та здрібнення твердих речовин, фільтрування, стиснення газів тощо. Але її внесок в енергоресурси помітно скоротиться і буде компенсуватися зрослим внеском вугілля, газу, водневої енергетики ядерного пального, енергії сонця, енергії земних глибин та інших видів відновної енергії, включаючи біоенергетику.

Проте для її розвитку потрібно розв язати низку завдань, поєднаних зі зниженням собівартості водню, створенням надійних засобів його зберігання та транспортування тощо. Якщо ці завдання будуть розв язані, водень буде широко використовуватися в авіації, водному і наземному транспорті, промисловому і сільськогосподарському виробництвах. Невичерпні можливості містить ядерна енергетика, її розвиток для виробництва електроенергії та теплоти дає змогу вивільнити значну кількість органічного палива. Тут перед хіміками стоїть завдання створити комплексні технологічні системи покриття енергетичних витрат, що відбуваються під час здійснення ендотермічних реакцій, за допомогою ядерної енергії. Сонячні батареї вже давно застосовуються у навігаційних спорудах і на космічних кораблях на відміну від ядерної вартість енергії, яку добувають за допомогою сонячних батарей, постійно знижується. У новому тисячолітті приріст виробництва електроенергії буде відбуватися за рахунок розвитку сонячної енергетики, а також метанового бродіння побутових відходів та інших нетрадиційних джерел добування енергії. В основі їїрішення лежить раціональне використання природних копалин, вториннапереробка, використання побічних продуктів виробництва, таких яквуглеводні, co, so2, nox ці ж заходи, на мій погляд, будутьсприяти поліпшенню екологічної обстановки на нашій планеті. Звичайно, ми знаємо, щоніщо з нічого не виникає і не зникає безслідно, тобто використаніречовини, матеріали, відслуживши свій вік, розкладаються, розпадаються, але жхімічні елементи, з яких вони складаються, розсіюються в біосфері. Лише якась кількість речовин (головнимчином, мінералізованих), для яких в даний момент немає споживання, складуються у вигляді вапняку, торфу, вугілля, розчинених у природнихводах солей і т. З найдавніших часів люди навчалися використовувати різні види палива для обігріву приміщень, приготування їжі, згодом для випалювання виробів з глини, виплавляння металів і виготовлення з них предметів побуту, зброї. Не зважаючи на те, що в україні від¬рито багато родовищ нафти і природно¬го газу, вона лише частково забезпечує свої потреби в цих видах паливної сиро¬вини.

80 % сировини дає до¬нецько - придніпровська нафтогазоносна провінція, решту — передкарпатська та найбільш перспективна причорноморсько - кримська нафтова промисловість представле¬на нафтодобувною та нафтопереробною галузями.

Недоліком є заста¬рілі технології та обладнання цих заво¬дів, що призводить до неповної (негли¬бокої) переробки нафти (50 % в порів¬нянні з 90 % в розвинутих країнах). У вирішенні продовольчої проблеми у глобальному масштабі в основному наголошується на збільшенні виробництва рослинної і тваринної їжі природнього походження. Збільшення обсягу виробництва їжі природнього виробництва, на думку фахівців, буде досягатися за рахунок створення сприятливих умов розмноження і росту рослин і тварин. Наприклад, застосування добрив, стимуляторів, штучних кормів для сільськогосподарських тварин, засобів захисту рослин та тварин, введення у практику харчування нових продуктів, видобутих в океані тощо. Велику частину їх отримують з аміаку, який синтезують з водню й азоту у присутності каталізаторів за нормальної температури від 400 до 500ос і високому тиску (від 20 до 30 мпа. Друге завдання – вдосконалення пестицидів, які вимивалися б із полів у річки та інші природні екосистеми і взагалі не завдавали б шкоди навколишньому середовищу.

Рослинний білок, як правило, містить лише дуже невелика кількість амінокислот, у тому числі так званих незамінних (аргінін, валін, лізин та ін), тобто таких, які не синтезуються в організмі людини або синтезуються зі швидкістю, недостатньою для потреб жизнидеятельности організму.

Проте за розширених масштабів тваринництва і збільшенні попиту на продукцію самих джерел білка може невистачити, тому хіміки та біологи вже почали шукати шляхи заміни таких кормів. Оскільки мікробіологічний синтез відбувається на заводах, виробництво білка у такий спосіб не вимагає ні великих орних площ землі, ні сприятливих погодних умов. Крім мікробіологічного синтезу білків, методами біотехнології в даний час отримують вітаміни, антибіотики, гормональні препарати, ензими, деякі біополімери, інсектициди, барвники для харчових продуктів і т. Найбільша доля енергії, яка виробляється в усьому світі, виділяється під час хімічних процесів, а саме при спалюванні нафти, природного газу і вугілля. Наступники ватта видали патенти на одержання хімічних продуктів за допомогою електричних струмів, але ні про яке промислове його використання ніхто серйозно не думав, бо електроенергія на той час була дуже дорогою. Якщо ці завдання будуть розв язані, водень буде широко використовуватися в авіації, водному і наземному транспорті, промисловому і сільськогосподарському вироб­ництвах. Перший тип реакцій для виділення даного виду енергії з метою практичного її застосування здійснюється впливом на ядра важких елементів (ізотопів урану u235 і u233 і плутонію p239) нейтронами.

Другий - представляє собою з єднання ядер легких елементів (ізотопів водню - дейтерію і тритію), яке проходить лише при надвисоких тим - рах (термоядерна реакція). Ядерний паливний цикл, який включає всі стадії виробництва ядерного палива, його переробки після використання, зберігання і поховання високорадіоактивних відходів, найбільш небезпечний для здоров я людей гол. Поглибити і розширити знання учнів про роль хімії у створенні нових матеріалів; ознайомити учнів з енергетичними проблемами та способами їх розв’язання; виховувати екологічну свідомість учнів. Ведучий, журналіст, хімік - науковець, інженер - хімік, хімік - технолог, домогосподарка, перукар, стоматолог, хірург, будівник, інженер - теплоенергетик, економіст, еколог, представники органів влади, політичних партій, громадських екологічних організацій, глядачі. і не тільки опосередковано через використання їжі, одягу, взуття, палива, житла, але й безпосередньо через використання соди, мила, шампунів, пральних порошків, скляних, пластмасових, порцелянових і фаянсових виробів, лікарських препаратів, засобів для дезінфекції, фотоматеріалів, паперу, косметичних виробів, різних клеїв, лаків, фарб, засобів для виведення плям, харчових добавок тощо. За багатьма властивостями – міцністю, в’язкістю, міцністю після втоми тощо – композити набагато перевищують традиційні матеріали, завдяки чому потреби суспільства в них щохвилини зростають. Після того, як з’ясувалося, що металеві й полімерні біоімплантанти мають істотні недоліки, почали з тією самою метою використовувати керамічні матеріали.

Крім того, кераміка не стирається, що важливо для штучних суглобів і зчленувань, має відносно низьку цілісність, а також характеризується біосумісністю і навіть деякою біоактивністю. У створенні нових матеріалів використовуються природні барвники – органічні сполуки, які виробляються живими організмами і забарвлюються тваринні та рослинні клітини й тканини.

З розвитком промисловості органічного синтезу, особливо анілінофарбної промисловості, природні фарбники не витримали конкуренції з барвниками синтетичними і в основному втратили колишнє практичне значення. Розчинні в органічних середовищах синтетичні барвники – для забарвлення бензинів, парафіну, спиртів, рослинних жирів, синтетичних волокон, пластмас, гум. Синтетичні барвники використовують також у кольоровій і чорно - білій кінематографії і фотографії, в електрофотографії, аналітичній хімії, у медицині, (як засоби діагностики при біохімічних дослідженнях), у рідинних лазерах, у різних фізичних приладах як напівпровідники й елементи, що володіють фотопровідністю і деякими іншими властивостями, як каталізатори.

В останні роки багато зусиль витрачається на пошуки різноманітних барвників, які використовуються для виготовлення рідкокристалічних дисплеїв у різного роду електронній техніці. Хіміки пропонують методи раціонального використання сировини, її комплексної переробки, ліквідації відходів, багато з яких завдають шкоди навколишньому середовищу та здоров’ю людини.

Розробка нових способів комплексного використання сировини й відходів має величезне значення, воно – основа комбінування виробництва (різних хімічних, хімічних з металургійними тощо). Необхідним є впровадження безвідхідних технологій, тобто таких виробничих процесів, при яких відходи одного виробництва стають сировиною (вихідними речовинами) для іншого. Включаючи вторинну сировину в активний оборот, можна домогтися економії природної сировини, енергії, робочого часу, а також підвищити якість і знизити собівартість продукту.

Забезпеченість енергією є найважливішою умовою соціально - економічного розвитку будь - якої країни, її промисловості, транспорту, сільського господарства, сфер культури побуту.

Однак для її розвитку необхідно розв’язати ряд завдань, пов’язаних із зниженням собівартості водню, створенням надійних засобів його зберігання та транспортування. Якщо ці завдання будуть розв ’язан і, водень широко використовуватиметься в авіації, водному й наземному транспорті, промисловому та сільськогосподарському виробництві. (від іржі – лимонною кислотою, вершкового масла – бензином або порошком крейди, м’ясного соусу – пральним біоактивним порошком, морквяного соусу – ультрафіолетовим опроміненням – уф - лампою, йоду – бензином) у мене виникла підозра, що бензин розведений водою. Газ, вугілля, органічні відходи, біопаливо, відходи сільського господарства для отримання водню також можна використовувати різноманітні джерела енергії. Викопні копалини, ядерну енергію та відновлювані технології, такі як сонячна, вітрова, гідро - , біо - , та геотермальна енергії завдячуючи такому різноманіттю ресурсів та технологій, водень можна буде виробляти у всіх регіонах країни та у цілому світі. Виробництво водню може вносити вклад в економічний ріст водень являє собою загальний елемент на ринку технологій, який охоплює багато основних секторів економіки.

Зокрема, при електролізі води з використанням відновлювальних джерел енергії (сонячної, вітряної, гідро та геотермальної) отримується водень без забруднення повітря завдяки відсутності викидів парникових газів. • коли водень використовують у якості енергетичного носія у паливних елементах для виробництва електрики для комунальних цілей або в автомобілях, то при цьову відсутнє забруднення атмосфери.

Висновок такі механізми із нульовим викидом в атмосферу можуть бути цінними для зниження рівня ризику здоров я у місцях з підвищеним рівнем забруднення повітря. Виробництво водню може вносити вклад в економічний ріст, забезпечуючи нові робочі місця, приваблюючи інвестиції і створюючи постійне стабільне джерело енергії. Ядерна енергетика (атомна енергетика) — галузь енергетики, що використовує ядерну енергію для електрифікації і теплофікації; область науки і техніки, що розробляє методи і засоби перетворення ядерної енергії в електричну і теплову.

Головні принципи цієї концепції — істотна модернізація сучасних ядерних реакторів, посилення мір захисту населення і навколишнього середовища від шкідливого техногенного впливу, підготовка висококваліфікованих кадрів для атомних електростанцій, розробка надійних сховищ радіоактивних відходів тощо. Виробничий цикл виробничий цикл ядерної енергетики включає в себе видобуток урану, його збагачення, виробництво тепловидільних елементів, їх використання в ядерному реакторі, переробку відпрацьованих елементів і захоронення. Важливе значення мають також переваги урану порівняно з іншими видами енергетичних ресурсів, які використовуються для виробництва електроенергії у значних обсягах, а саме.

Загальна енергія, що отримує наша планета у вигляді сонячної радіації за один рік, становить 1018 квт в годину, що приблизно в 10 разів більше енергії всіх розвіданих запасів викопних палив, включаючи й речовини, що розщеплюються. Завдання полягає в тому, щоб створити прилади, які перетворять хоча б частину цього колосального потоку енергії в електричну й теплову енергію, так необхідну людині.

Коментарі