Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Maturitní otázky-22

2. března 2007 v 9:25 |  Maturitní otázky z chemie
22. DALŠÍ VÝZNAMNÉ PRŮMYSLOVĚ VYRÁBĚNÉ LÁTKY
- barviva - přímá, kypová, mořidlová
- insekticidy
- rostlinné stimulátory
- léčiva (anestetika, antiseptika, hypnotika a sedativa, analgetika, chemoterapeutika, sulfoamidy, antibiotika - použití, účinky, představitelé)
- zpracování ropy, plynu, uhlí

Základní suroviny průmyslové organické chemie

Ø suroviny dělíme na:
· fosilní (pravěké) - zemní plyn, ropa, uhlí
· recentní (současné) - dřevo, brambory, živočišné tkáně,…
Ø fosilní suroviny vznikaly geochemickými procesy v průběhu miliónů let, recentní se stále tvoří (např. v rostlinách fotosyntézou)

Zemní plyn

Ø zemní plyn většinou provází ropu, ale existují i jeho samostatná naleziště
Ø je směsí plynných uhlovodíků, v níž převažuje methan (75 a více %), provázený CO2, N2, H2O, popř. dalšími plynnými příměsemi
Ø užívá se jako palivo (nahrazuje v domácnostech jedovatý svítiplyn) a k výrobě různých sloučenin (chlorovaných derivátů methanu, vodíku, kyanovodíku, sirouhlíku, acetylenu, sazí)
Ø jeho protolýzou vodní párou za katalytického působení kovů (Ni, Co) vzniká při teplotě 700 °C tzv. syntézní plyn (směs H2 a CO2)

Ropa

Ø dříve nazývaná nafta, je hnědá až černá olejovitá kapalina s menší hustotou než voda
Ø je směsí alkanů, cykloalkanů a arenů, jejichž vzájemný poměr se různí podle místa výskytu
Ø některé ropy obsahují i větší počet dusíkatých a sirných látek, které ztěžují jejich chemické zpracování
Ø největší naleziště ropy se nacházejí v okolí Perského a Guinejského zálivu, Kaspického moře, na Sahaře, v Indonésii a v Severní a Střední Americe
Ø po odstranění vody a hrubých příměsí se ropa zpracovává kontinuálně v destilačních kolonách - frakční destilací, přitom se získávají tyto frakce:
§ uhlovodíkové plyny - obsahují především propan a butan, užívají se jako paliva a chemické suroviny
§ benzínová frakce (do t. v.180 °C) - má hlavní použití jako palivo do zážehových motorů, slouží též jako chem. surovina a rozpouštědlo
§ petrolejová frakce (do t. v. 260 °C) - určena k vytápění, jako palivo pro plynové turbíny a ke krakování
§ plynový olej (do t. v. 400 °C) - motorová nafta - krakuje se a používá se jako palivo pro vznětové (dieslové) motory
§ destilační zbytek- mazut - používá se buď k topení, nebo se vakuově destiluje, přitom se získávají vysokovroucí uhlovodíkové frakce, sloužící jako oleje, zbývá asfalt - úprava vozovek, izolace proti vlhkosti

Petrochemie

Ø zabývá se zpracováním zemního plynu a ropy pro potřeby chemického průmyslu
Ø petrochemicky se vyrábí více než 90 % všech v praxi používaných sloučenin
Ø jedním z nejvýznamnějších chemických procesů je krakování - při něm se tvoří velká množství ethylenu a propylenu - výchozí suroviny mnoha syntéz v chem. průmyslu

Uhlí

Ø hořlavá hornina, vzniklá geochemickými přeměnami rostlinných zbytků, tyto procesy započaly již před desítkami či stovkami miliónů let
Ø uhlí je směs vysokomolekulárních látek o nejednotné a ne zcela objasněné struktuře
Ø z prvků v uhlí převládá uhlík, dalšími prvky jsou vodík, kyslík, dusík a síra, přítomnost minerálních látek v uhlí je zřejmá z popela, který zůstává po jeho spálení
Ø rozlišují se uhlí hnědá, černá, antracit - geologicky nejmladší jsou hnědá uhlí, nejstarší a energeticky nejvýhodnější je antracit
Ø uhlí se používá jednak jako palivo, jednak se zpracovává jako chemická surovina (vysoký obsah síry v uhlí je při jeho spalování zdrojem znečišťování prostředí SO2 a hlavní příčinou tzv. kyselých dešťů)
Ø zvlášť významná je vysokoteplotní karbonizace černého uhlí - při teplotách kolem 900 °C vznikají za nepřístupu vzduchu jako nevýznamnější produkty karbonizační plyn, dehet a koks
Ø karbonizační plyn - směs především vodíku (asi 60 %). methanu (asi 25 %) a CO (asi 5 %), používá se v domácnostech (svítiplyn), kde je však postupně nahrazován nejedovatým zemním plynem
Ø dehet - kapalný produkt karbonizace uhlí, obsahuje několik set organických sloučenin (naftalen, vyšší areny)
Ø koks - pevný zbytek po karbonizaci uhlí, je kvalitní palivo a redukční prostředek
Ø velký význam má zplyňování uhlí v generátorech, přitom přechází k jeho přeměně v mnohem výhodnější plynné palivo - uskutečňuje se při teplotě kolem 1000 °C vháněním směsi vzduchu a vodní páry do generátoru naplněného uhlím
Ø vzniklý generátorový plyn obsahuje vodík, oxidy uhlíku a dusík a slouží k energetickým účelům
Ø reakcí rozžhaveného koksu s vodní párou se získává vodní plyn - podobný jako generátorový plyn

Pohonné látky

Ø paliva pro různé typy spalovacích motorů, do zážehových motorů se používají benzíny - směsi nižších uhlovodíků
Ø benzíny se získávají frakční destilací ropy (primární benzíny) nebo z výševroucích ropných frakcí krakováním (pyrolýzní benzíny)
Ø reformování benzínu - zahřátí benzínu na teplotu kolem 500 °C za přítomnosti katalyzátoru (Pt, Rh) za tlaku 1 až 4 MPa lepší jakost benzínu
Ø kvalita benzínu se stanovuje tzv. oktanovým číslem
Ø jako standard s oktanovým číslem 100 byl určen 2,2,4-trimethylpentan (nesprávně nazývaný isooktan) a heptan jako standard s o. č. 0
Ø např. benzín s o. č. 90 se při spalování v motoru chová jako směs 90 % 2,2,4-trimethylpentanu a 10 % heptanu
Ø primární benzíny mají o. č. velmi nízká (50 až 55), po reformování nebo ještě dalších úpravách se blíží 100
Ø o. č. lze zvýšit přídavkem tetraethylplumbia Pb(C2H5)4 - tetraethylolovo, nebo bezolovnatým terc. butylmethyletherem (CH3)3C-O-CH3

Syntetické detergenty

Ø jsou to látky s čistícími a pracími účinky, jejich základní složkou jsou tenzidy - povrchově aktivní látky, které jsou amfifilní, tj. obsahují hydrofilní i hydrofobní část
Ø čistící účinek tenzidu spočívá v tom, že hydrofobní část jeho molekuly přilne k částečce nečistoty (např. kapky oleje), kdežto hydrofilní část molekuly tenzidu částečku nečistoty vtahuje do vodného prostředí
Ø hydrofobní část molekuly tenzidu je uhlovodíkový zbytek, hydrofilní část je nejčastěji karboxylátový, sulfátový nebo sulfonátový anion
Ø kromě tenzidů obsahují detergenty ještě další složky zvyšující jejich čistící účinky - fosfáty, perboráty, sulfáty, opticky zjasňující prostředky, popř. proteolytické enzymy, detergenty se rovněž parfémují
Ø nejdéle známými detergenty jsou mýdla - tenzidovou složkou jsou sodné nebo draselné soli vyšších mastných kyselin, vyrábějí se alkalickou hydrolýzou acylglycerolů - z přírodního materiálu
Ø sodná mýdla jsou tuhá, draselná jsou kapalná
Ø syntetické detergenty mají nejrůznější složení, mezi nejrozšířenější patří detergenty obsahující alkylsulfáty a arensulfonáty sodné
Ø alkylsulfáty - soli alkylhydrogensulfátu, který vzniká náhradou jednoho z vodíkových atomů kyseliny sírové alkylem
Ø arensulfonáty - soli kyseliny arensulfonové, odvozené od kyseliny sírové náhradou hydroxylové skupiny arylem
alkylhydrogensulfát alkylsulfát sodný arensulfonová kys. arensulfonát sodný
Ø mezi tenzidy v praxi nejvyužívanější patří dodecylbenzensulfonát sodný C12H25C6H4SO3Na (s nerozvětveným řetězcem)

Léčiva

Ø látky užívané k prevenci, diagnóze a terapii chorob nebo ovlivňování fyziologických funkcí, rozdělují se n léčivé látky, léčivé přípravky a léky
Ø anestetika - znecitlivující látky s celkovým nebo lokálním účinkem, celková anestetika slouží při rozsáhlých chirurgických zákrocích, protože dočasně tlumí činnost centrálního nervového systému a způsobují stav bezvědomí, spojený se ztrátou vnímaní bolesti, lokální anestetika se užívají přidrobných chirurgických zákrocích
Ø analgetika - léčiva mírnící bolest, aniž by způsobila ztrátu vědomí, jedním z nejrozšířenější analgetik je kyselina acetylsalicylová - účinná složka acylpyrinu, má i účinky protirevmatické a snižuje horečku, dalším analgetikem je p-hydroxyacetanilid (paracetamol) a aminofenazon (amidopyrin), obsažený v mnoha lécích tišících bolest
kyselina acetylsalicilová paracetamol aminofenazon
Ø k tišení silných bolestí se užívá alkaloid morfin a látky jemu příbuzné
Ø hypnotika, sedativa - látky tlumící činnost centrálního nervového systému, ve velkých dávkách navozují stav podobný spánku (hypnotika), v menším uklidňují (sedativa), typickými představitely jsou deriváty kyseliny barbiturové - fenobarbital
kyselina barbiturová fenobarbital
Ø psychofarmaka - ovlivňují psychické funkce pacienta, některá tlumí neodůvodněný strach a deprese, jiné naopak potlačují chorobně veselé nálady - např. diazepam,…
Ø chemoterapeutika - látky toxické vůči zdroji infekce (virům, baktériím, plísním, prvokům), aniž by v těle nemocného vyvolávaly svými vedlejšími účinky vážnější újmu na jeho zdraví - Salvarsan (použitý k léčbě syfilidy), velkou skupinu chemoterapeutik tvoří sulfonamidy, např. sulfathiazol, sulfaguanidin, používané proti různým bakteriálním infekcím, jejich význam prudce poklesl objevem antibiotik
Ø antibiotika - samostatná skupina chemoterapeutik, jejich éra byla zahájena objevem penicilinu Flemingem v roce 1929, jsou to přírodní sloučeniny získávané z mikroorganismů, mezi nejznámější patří penicilin, užívaný např. proti zápalu plic, zánětu mozkových blan nebo kapavce, protože se některé mikroorganismy stávají v průběhu doby na přírodní antibiotika rezistentní, je nutno tato antibiotika chemicky modifikovat - např. ampicilin, streptomycin, chloramfenikol, erythrocin, tetracyklin
obecný vzorec sulfonamidů peniciliny chloramfenikol

Pesticidy

Ø pesticidy jsou chemické prostředky hubící některé rostlinné či živočišné škůdce
Ø nejvýznamnější pesticidy jsou insekticidy (prostředky hubící hmyz) a herbicidy (prostředky ničící plevele)
Ø insekticidy řadíme chemicky do několika skupin, jednou z nich jsou insekticidy typu chlorovaných uhlovodíků - např. 2,2-bis-(4-chlorfenyl)-1,1,1-trichlorethan DDT
Ø DDT - sehrál klíčovou úlohu při potírání nemocí přenášených hmyzem (např. malárie nebo spavé nemoci) a při záchraně ohromných množství obilí (před jejich zničením hmyzími škůdci
Ø jiným typem insekticidů jsou organofosfáty - např. methylparathion, ester kyseliny thiofosforečné
Ø v boji proti hmyzu se používají hmyzí hormony a feromony - hormony vyvolávají poruchy ve vývinu hmyzu a tím jej zabíjejí nebo alespoň brání další dalšímu množení
Ø feromony vylučují hmyzí samičky a lákají tak k sobě samčí partnery často na velké vzdálenosti, toho se využívá k hubení škodlivého hmyzu (lapáky s feromony v lesích)
Ø mezi nejpoužívanější herbicidy patří kyselina 2,4-dichlorfenoxyoctová a kyselina 2,4,5-trichlorfenoxyoctová. označované jako 2,4-D a 2,4,5-T
DDT methylparathion 2,4-D

Výbušniny

Ø sloučeniny schopné se nárazem nebo zvýšenou teplotou rozložit za uvolnění velkého množství tepla a plynů, tato přeměna spojená s tlakovým, zvukovým a světelným efektem se nazývá výbuch nebo exploze
Ø střeliviny - slouží k vyražení střely z nábojnice, nejstarší střelivinou byl černý střelný prach (směs dusičnanu draselného, dřevěného uhlí a síry), základem moderního střelného prachu jsou nitráty celulosy, tzv. střelná bavlna
Ø trhaviny - způsobují trhání a drcení hornin či objektů určených ke zničení, vesměs jde o nitráty nebo nitrosloučeniny, představitelem nitrátů je glyceroltrinitrát, nesprávně nazývaný nitroglycerin, objevený Nobelem, samostatný glyceroltrinitrát je snadno explodující kapalina, vhodně stabilizovaná se používá jako dynamit - bezpečná trhavina, příkladem trhaviny obsahující nitroskupiny je 2,6,6-trinitrotoluen (tritol, TNT)
glyceroltrinitrát TNT
Ø třaskaviny - jejich úkolem je přivést k výbuchu trhaviny a střeliviny, tj. výbušniny explodující méně snadno, plní se jimi rozbušky a roznětky, jednou z nejužívanějších třaskavin je fulminát rtuťnatý, Hg(ONC)2, tzv. třaskavá rtuť

Bojové chemické látky

Ø již ve velmi nízkých koncentracích těžce poškozují nebo usmrcují organismy, je jich známo velmi mnoho
Ø mezi ty, které byly použity v první světové válce, patří fosgen COCl2, yperit (ClCH2CH2)2S a některé organické deriváty arsenu
Ø zatímco fosgen vyvolává otoky plic, yperit napadá především kůži a sliznici a způsobuje jejich zpuchýření
Ø za války vyvinuli němečtí fašisté tzv. nervové jedy blokující enzymy, které regulují činnost centrální nervové soustavy - např. Tabun, Sarin, Soman, chemicky se velmi podobají organofosfátům, užívaným jako herbicidy
 

1 člověk ohodnotil tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama