Centr-dostavki.ru

Центр Доставки
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Азот (Nitrogene, N)

Такие соединения, как аммиак, селитра, азотная кислота, были известны и применялись на практике задолго до получения чистого азота в свободном состоянии.

История открытия азота

Во время эксперимента, проведенного в 1772 году, Даниель Резерфорд сжигал фосфор и прочие вещества в колоколе из стекла. Он выяснил, что газ, остающийся после сгорания соединений, не поддерживает горения и дыхания, и назвал его «удушливым воздухом».

В 1787 году Антуан Лавуазье установил, что газы, входящие в состав обычного воздуха, — это простые химические элементы, и предложил название «Азот». Чуть позже (в 1784 г.) физик Генри Кавендиш доказал, что это вещество входит в состав селитры (группы нитратов). Отсюда происходит латинское название азота (от позднелатинского nitrum и греческого gennao), предложенное Ж. А. Шапталем в 1790 году.

К началу XIX века учеными были выяснены химическая инертность элемента в свободном состоянии и его исключительная роль в соединениях с другими веществами. С этого момента «связывание» азота воздуха стало важнейшей технической проблемой химии.

Кислород

Кислород – самый распространенный элемент на Земле: массовая доля в земной коре 47,3%, а объемная доля в атмосфере – 20,95%, массовая доля в живых организмах – около 65%.

Практически во всех соединениях (кроме соединений с фтором и пероксидов) кислород проявляет постоянную валентность II и степень окисления – 2. Атом кислорода не имеет возбужденных состояний, так как на втором внешнем уровне нет свободных орбиталей. В качестве простого вещества кислород существует в виде двух аллотропных видоизменений – газов кислорода О2 и озона О3. Самое важное соединение кислорода – это вода. Около 71% земной поверхности занимает водная оболочка, без воды невозможна жизнь.

Озон в природе образуется из кислорода воздуха во время грозовых разрядов, а в лаборатории – пропусканием электрического разряда через кислород.

Рис. 3. Озон.

Озон – еще более сильный окислитель, чем кислород. В частности? он окисляет золото и платину

Кислород в промышленности обычно получают сжижением воздуха с последующим отделением азота за счет его испарения (имеется разница в температурах кипения: – -183 градуса для жидкого кислорода и -196 градусов для жидкого азота.)

Озон и бенз(а)пирен

По степени опасности для человека загрязняющие вещества, поступающие в воздух, делятся на четыре класса: от чрезвычайно до умеренно опасных. К первой группе относится озон. Это газ, который присутствует как в верхних слоях атмосферы, так и на уровне Земли.

Читайте так же:
Почему телефон не подключается к телевизору через USB?

Минприроды: более 50 млн россиян дышат грязным воздухом

В зависимости от расположения в атмосфере озон может быть «хорошим» или «плохим» для окружающей среды и здоровья человека. Стратосферный озон защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. А вот тропосферный озон является загрязнителем воздуха, это основной компонент городского смога и дышать им очень вредно.

Приземный озон образуется при химической реакции под действием солнечного излучения. Образование его высоких концентраций наиболее вероятно в теплое время года. Вдыхание озона может вызвать кашель, одышку, раздражение дыхательных путей. Дети и пожилые люди особенно чувствительны к озону, он также опасен для тех, у кого имеются заболевания легких. Разовая предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в атмосферном воздухе в РФ составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр.

По данным Минприроды, в 2014 году в Москве среднегодовая концентрация приземного озона составила 29 мкг/м 3 . Минимальные уровни озона также наблюдались в Лондоне — 35 мкг/м 3 . В Праге, Гонконге, Париже и Стокгольме концентрации находятся на уровне 40–45 мкг/м 3 . Максимальные уровни озона наблюдались в Мехико — 54 мкг/м 3 .

Еще одним веществом, отнесенным к первому классу опасности, является бенз(а)пирен. Это вещество является побочным продуктом горения углеродсодержащих предметов. Оно встречается в сигаретном дыме, жареных или копченых продуктах питания, в отходах промышленности. Бенз(а)пирен присутствует в воздухе, а также в некоторых источниках воды.

«Бенз(а)пирен и формальдегид канцерогенны при высоких концентрациях даже в непродолжительный период времени», — отмечает Роман Пукалов.

Воздух с точки зрения химии, его основные свойства

На страницах блога мы много рассказываем о самых разных химических веществах и смесях, но у нас еще не было рассказа об одном из важнейших сложных веществ — о воздухе. Исправим это и расскажем о воздухе. В первой статье: немного истории изучения воздуха, его химический состав и основные факты о нем.

Немного истории изучения воздуха

В настоящее время под воздухом понимают смесь газов, Воздухобразующих атмосферу нашей планеты. Но так было не всегда: долгое время ученые думали, что воздух — это простое вещество, целостная субстанция. И хотя многие ученые высказывали гипотезы о сложном составе воздуха, дальше догадок дело не шло до XVIII века. Кроме того, воздуху придавали философское значение. В Древней Греции воздух считался одной из основополагающих космических стихий, наряду с землей, огнем, землей и водой образующих все сущее. Аристотель относил воздух к подлунным легким элементам, олицетворяющим влажность и тепло. Ницше в своих трудах писал о воздухе, как о символе свободы, как о наивысшей и самой тонкой форме материи, для которой не существует преград.

Читайте так же:
Какая пеня за неуплату транспортного налога?

В XVII веке было доказано, что воздух — это материальная сущность, вещество, свойства которого, например, плотность и вес, можно измерить.

В XVIII веке ученые проводили в запаянных химических сосудах реакции воздуха с различными веществами. Так было установлено, что поглощается примерно пятая часть объема воздуха, а оставшаяся часть горения и дыхания не поддерживают. В результате был сделан вывод, что воздух вещество сложное, состоящее из двух составляющих, одна из которых, кислород — поддерживает горение, а вторая — азот, «испорченный воздух», не поддерживает горение и дыхание. Так был открыт кислород. Чуть позднее получен в чистом виде азот. И только в самом конце XIX века были открыты аргон, гелий, криптон, ксенон, радон и неон, тоже имеющиеся в составе воздуха.

Химический состав

Воздух состоит из смеси примерно двадцати семи различных газов. Примерно на 99% — это смесь кислорода и азота. В составе оставшегося процента: водяной пар, углекислый газ, метан, водород, озон, инертные газы (аргон, ксенон, неон, гелий, криптон) и другие. Например, в воздухе часто можно обнаружить сероводород, угарный газ, йод, оксиды азота, аммиак.

Состав воздухаСчитается, что в чистом воздухе при нормальных условиях содержится 78,1% азота и 20,93% кислорода. Однако в зависимости от географического положения и высоты над уровнем моря состав воздуха может различаться.

Существует еще такое понятие, как загрязненный воздух, то есть воздух, состав которого отличается от природного атмосферного за счет наличия загрязняющих веществ. Эти вещества бывают:
• естественного происхождения (вулканические газы и пыль, морская соль, дымы и газы от природных пожаров, растительная пыльца, пыль от эрозии почв и т.п.).
• антропогенного происхождения — возникшие в результате промышленной и бытовой деятельностью человека (выбросы соединений углерода, серы, азота; угольной и другой пыли от горнодобычи и промышленных предприятий; отходы сельскохозяйственного производства, промышленные и бытовые свалки, аварийные разливы нефти и других опасных для окружающей среды веществ; газовые выхлопы транспортных средств и т.п.).

Свойства

Чистый атмосферный воздух не имеет цвета и запаха, он невидим, хотя его можно ощутить. Физические параметры воздуха определяются следующими характеристиками:

• массой;Воздух
• температурой;
• плотностью;
• атмосферным давлением;
• влажностью;
• теплоемкостью;
• теплопроводностью;
• вязкостью.

Большая часть параметров воздуха зависят от его температуры, поэтому существует множество таблиц параметров воздуха для различных температур. Температуру воздуха измеряют с помощью метеорологического термометра, а влажность — с помощью гигрометра.

Читайте так же:
Что такое сетевое имя пользователя?

Воздух проявляет окислительные свойства (за счет большого содержания кислорода), поддерживает горение и дыхание; плохо проводит тепло, хорошо растворяется в воде. Его плотность уменьшается по мере увеличения температуры, а вязкость увеличивается.

Из следующей статьи вы узнаете о несколько несколько интересных фактов о воздухе и его применении.

Состав воздуха

Воз­дух – смесь газов. Одним из ком­по­нен­тов воз­ду­ха яв­ля­ет­ся кис­ло­род.

То, что кис­ло­род яв­ля­ет­ся со­став­ной ча­стью воз­ду­ха, стало из­вест­но уче­ным толь­ко в XVIII веке. При­чем пер­во­от­кры­ва­ли кис­ло­ро­да – Шееле и Прист­ли — об этом даже не до­га­ды­ва­лись. Такое от­кры­тие сде­лал фран­цуз­ский уче­ный Ан­ту­ан Лоран Ла­ву­а­зье.

В ре­зуль­та­те изу­че­ния ре­ак­ций го­ре­ния ве­ществ, Ла­ву­а­зье за­ме­тил, что на го­ре­ние ве­ще­ства рас­хо­ду­ет­ся не весь воз­дух, а толь­ко его часть – кис­ло­род. Зна­чит, го­ре­ние – это хи­ми­че­ская ре­ак­ция, в ко­то­рую всту­па­ет кис­ло­род. Таким об­ра­зом, Ла­ву­а­зье яв­ля­ет­ся ос­но­во­по­лож­ни­ком кис­ло­род­ной тео­рии го­ре­ния:

Го­ре­ние — это вза­и­мо­дей­ствие ве­ществ с кис­ло­ро­дом, со­про­вож­да­ю­ще­е­ся вы­де­ле­ни­ем тепла и света.

Чтобы уста­но­вить, какую часть воз­ду­ха за­ни­ма­ет кис­ло­род, можно про­ве­сти про­стой опыт.

Если сжи­гать фос­фор под ко­ло­ко­лом, опу­щен­ным в воду, то после окон­ча­ние ре­ак­ции го­ре­ния (ре­ак­ция пре­кра­тит­ся, т.к. из­рас­хо­ду­ет­ся весь кис­ло­род, под­дер­жи­ва­ю­щий го­ре­ние) вода в ко­ло­ко­ле под­ни­мет­ся на 1/5 часть его объ­е­ма (Рис. 1). Сле­до­ва­тель­но, со­дер­жа­ние кис­ло­ро­да в воз­ду­хе около 20 % об.

Ре­зуль­тат опыта по сжи­га­нию фос­фо­ра под ко­ло­ко­лом

Рис. 1. Ре­зуль­тат опыта по сжи­га­нию фос­фо­ра под ко­ло­ко­лом

2. Открытие Резерфорда, Пристли и Кавендиша

Что же пред­став­ля­ет собой остав­ший­ся газ?

Это га­зо­об­раз­ное ве­ще­ство было от­кры­то сразу несколь­ки­ми уче­ны­ми (неза­ви­си­мо друг от друга): Ре­зер­фор­дом, Прист­ли и Ка­вен­ди­шем. Уче­ные вы­яс­ни­ли, что в воз­ду­хе все­гда со­дер­жит­ся неболь­шая доля уг­ле­кис­ло­го газа. В ре­зуль­та­те про­цес­сов ды­ха­ния и го­ре­ния его доля в воз­ду­хе уве­ли­чи­ва­ет­ся. После уда­ле­ния уг­ле­кис­ло­го газа и кис­ло­ро­да из со­су­да, в нем оста­ет­ся га­зо­об­раз­ное ве­ще­ство, ко­то­рое не под­дер­жи­ва­ет ды­ха­ния и го­ре­ния. Ла­ву­а­зье чуть позже на­звал этот газ «азо­том» (от греч. «без­жиз­нен­ный»). Имен­но Ла­ву­а­зье по­ка­зал, что это про­стое ве­ще­ство, и сде­лал вывод, что в со­став воз­ду­ха вхо­дят кис­ло­род, азот и уг­ле­кис­лый газ.

Пер­во­от­кры­ва­те­ли уг­ле­кис­ло­го газа

Рис. 2. Пер­во­от­кры­ва­те­ли уг­ле­кис­ло­го газа

3. Инертные газы

В конце XVIII века Ка­вен­диш за­ме­тил, что в со­став воз­ду­ха также вхо­дит менее 1% га­зо­об­раз­но­го ве­ще­ства, ко­то­рое ни с чем не вза­и­мо­дей­ству­ет. Толь­ко через 100 лет уче­ные вы­яс­ни­ли, что это смесь инерт­ных газов. Инерт­ны­ми их на­зва­ли по­то­му, что они прак­ти­че­ски не с чем не всту­па­ют в хи­ми­че­ские ре­ак­ции.

Читайте так же:
Как измерить диаметр колеса?

4. Состав воздуха

Итак, по­ми­мо по­сто­ян­ных ком­по­нен­тов (азота, кис­ло­ро­да и инерт­ных газов), в воз­ду­хе есть пе­ре­мен­ные ком­по­нен­ты, со­дер­жа­ние ко­то­рых за­ви­сит от места взя­тия пробы (уг­ле­кис­лый газ и пары воды), и слу­чай­ные ком­по­нен­ты – за­гряз­ни­те­ли воз­ду­ха (на­при­мер, ок­си­ды серы и азота, се­ро­во­до­род).

Со­став воз­ду­ха

Рис. 3. Со­став воз­ду­ха

5. Парниковый эффект

Уг­ле­кис­ло­го газа в воз­ду­хе, как пра­ви­ло, 0,03 – 0,04 %. Но его объ­ем­ная доля может по­вы­шать­ся в про­мыш­лен­ных рай­о­нах, вб­ли­зи дорог, в непро­вет­ри­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях. Вы зна­е­те, что уг­ле­кис­лый газ об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те про­цес­сов го­ре­ния и ды­ха­ния. Уче­ные про­гно­зи­ру­ют по­вы­ше­ние со­дер­жа­ния уг­ле­кис­ло­го газа в ат­мо­сфе­ре из-за раз­ви­тия про­мыш­лен­но­сти и ав­то­мо­биль­но­го транс­пор­та. Это гро­зит гло­баль­ным по­теп­ле­ни­ем кли­ма­та. Уг­ле­кис­лый газ по­гло­ща­ет теп­ло­вые ин­фра­крас­ные лучи, из­лу­ча­е­мые Зем­лей, и про­пус­ка­ет све­то­вые лучи от Солн­ца. В ре­зуль­та­те тем­пе­ра­ту­ра ат­мо­сфе­ры по­вы­ша­ет­ся (воз­ни­ка­ет «пар­ни­ко­вый эф­фект»). А это чре­ва­то та­я­ни­ем льда и умень­ше­ни­ем пло­ща­ди суши на Земле.

«Полезные» и «вредные» химические элементы

Химический состав воздуха играет важнейшую роль для жизнедеятельности нашего организма.

  • Азот — 79%.
  • Кислород — 20%.
  • Углекислый газ — 0,04%.
  • Аргон, водород, гелий, неон, криптон, ксенон, озон и радон — 0,94%.

Эти вещества присутствуют в атмосфере, но концентрация их предельно мала.

  • Озон.
  • Формальдегид.
  • Фенол.
  • Диоксид азота.
  • Бензол.

При превышении суточной ПДК у человека наблюдаются вышеперечисленные синдромы, возможна рвота и признаки отравления.

Минеральные вещества

В человеческом организме установлено наличие более 70 химических элементов. Достоверно установлена потребность в более чем 20 биоэлементах. Для обеспечения достаточного количества этих элементов крайне важно, чтобы питание было разнообразным.

mineraalainedВстречающиеся в организме минеральные вещества можно условно разделить на две группы:
  • Содержание макроэлементов в организме составляет более 0,01%. Ими являются фосфор (P), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), сера (S), хлор (Cl) (см Таблица 1).
  • Содержание микроэлементов – менее 0,01%, у некоторых даже 0,00001.

Потребность в некоторых микроэлементах установлена, это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), селен (Se) , марганец (Mn), молибден (Mo), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co), кремний (Si), ванадий (V), бор (B), никель (Ni), мышьяк (As) и олово (Sn).

Помимо них в организме обнаружен целый ряд элементов, функция которых пока не ясна, их появление в организме может быть обусловлено загрязнением окружающей среды и частым соприкосновением с ними. Например, люди, работающие в теплицах, постоянно контактируют с химическими веществами, различные элементы могут быть признаком разного рода заболеваний. В числе таких элементов алюминий (Al), стронций (Sr), барий (Ba), рубидий (Rb), палладий (Pd), бром (Br).

Читайте так же:
Что поставить вместо сажевого фильтра?

В организм могут попадать и тяжелые, т.е. ядовитые металлы, такие как кадмий (Cd), ртуть (Hg) или свинец (Pb).

Минеральные вещества в нашем организме являются важными компонентами скелета, биологических жидкостей и энзимов и способствуют передаче нервных импульсов.

Люди и животные получают различные биологические элементы из пищи, воды и окружающего воздуха, самостоятельно синтезировать минеральные вещества живые организмы не могут. В растениях минеральные вещества накапливаются из почвы, и их количество зависит от места произрастания и наличия удобрений. В питьевой воде также имеются минеральные вещества, и их содержание зависит от места, откуда получают воду.

Несмотря на то, что человек нуждается в небольших количествах минеральных веществ (макроэлементов в миллиграммах и граммах, микроэлементов – в милли- и микрограммах), в его организме, тем не менее, отсутствуют достаточные запасы минеральных веществ, чтобы нормально перенести их долговременный дефицит. Потребность в минеральных веществах зависит также от возраста, пола и прочих обстоятельств (см Таблица 2). Например, повышенная потребность в железе у женщин связана с менструациями и беременностью, а спортсменам требуется больше натрия, потому что он интенсивно выводится с потом.

Чрезмерные количества минеральных веществ могут привести к сбоям в работе организма, потому что, будучи компонентами биоактивных соединений, они оказывают влияние на регуляторные функции. Получать чрезмерные количества минеральных веществ (за исключением натрия) с пищей практически невозможно, однако это может произойти при чрезмерном употреблении биологически активных добавок и обогащенных минеральными веществами продуктов.

Усвоению минеральных веществ могут препятствовать:

  • злоупотребление кофе,
  • употребление алкоголя,
  • курение,
  • некоторые лекарства,
  • некоторые противозачаточные таблетки,
  • определенные вещества, встречающиеся в некоторых продуктах, например, в ревене и шпинате.

Потери минеральных веществ при тепловой обработке продуктов питания значительно меньше, чем потери витаминов. Однако при рафинировании или очистке часть минеральных веществ удаляется. Поэтому важно есть больше цельнозерновых и нерафинированных продуктов. Минеральные вещества могут образовывать соединения с другими веществами, содержащимися в продуктах питания (например, с оксалатами в ревене), в результате чего организм не может их усвоить.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector