Chimie Comunicare și alte științe

Profesor: Saharov LN

1. Chimie și Fizică

2. Chimie și Geografie

3. Chimie și Biologie

1.Himiya si fizica

Întrebări frecvente de chimie și fizică sunt structura materiei și mișcarea particulelor din care contează sunt construite. Este semnificativ faptul că primii pași în studiul fizicii faci, familiarizarea cu teoria moleculara-cinetică de relevanță directă pentru ambele fizică și chimie.

Punctul principal al acestei teorii: constă în materie de particule minuscule. Acestea pot fi molecule, atomi sau ioni.

Molecula - este cea mai mică particulă de materie care determină proprietățile sale. Deoarece astfel de molecule sunt compuse din substanțe cunoscute ca apă și acid acetic, zahăr și dioxid de carbon.

Cele mai multe dintre solidele este în stare cristalină. materia sub formă de particule în cristalele sunt aranjate într-o ordine foarte specific. Dacă vom combina liniile lor imaginare obținute figura geometrică corectă, numită zăbrele. Figura de mai jos prezintă un model al rețelei cristaline de iod și o probă de substanță. Te-ai gândit că iodul - este un lichid? A nu se confunda: în cabinetul medicina de origine are o tinctura de iod - cristale soluție de iod în etanol. bile duble în modelul zăbrele - aceasta este molecula I2 de iod.

iod model de cristal cu zăbrele și cristalele substanței

Dovada că multe substanțe constau din molecule care pot servi ca fenomenul de difuzie. distribuția spontană a particulelor de substanță între particulele de altul se numește difuzie.

Fenomenul de difuzie poate fi explicată doar prin faptul că între moleculele substanței au lacune în care poate pătrunde moleculele altor substanțe. De aceea, de exemplu, în aer gazos propagates fără noi, adică în mod spontan.

Aproximativ același lucru se întâmplă atunci când se dizolvă în apă, zahăr.

fenomenul de difuzie arată că particulele din care cuprinde o substanță sunt în mișcare continuă. Acest lucru conduce la un alt fenomen fizic interesant - mișcarea browniană.

Botanistul englez Robert Brown, în 1827 a studiat structura de polen. Privind prin microscop de boabe de polen într-o picătură de apă, omul de știință a fost surprins să vadă că particulele de praf se deplaseze la întâmplare, cum ar fi viu. mișcare aleatorie de particule minuscule într-un mediu lichid sau gazos se numește mișcare browniană.

Poate granulele de polen se pot deplasa într-adevăr fără asistență? Să verificăm cu ajutorul unui experiment de laborator. Pentru aceasta aveți nevoie de un microscop și un pic de rimel negru.

Pune pe diapozitiv și o picătură de apă pură, cu o tentă perie cantitatea sa foarte mică de cerneală neagră, diluat în prealabil cu apă până la o culoare gri deschis. Acoperiți picătură cu un capac de sticlă. Mutarea microscopul tub până când veți obține o imagine clară. Veți vedea particulele de cerneală neagră face mișcare spontană. Dar ei cumva pur și simplu nu poate fi numit de viață! O astfel de experiență a pus un proeminent om de știință francez JB Perrin. El a schițat mișcarea particulelor de aproximativ așa cum se arată mai jos:

mișcare browniană a particulelor de cerneală în apă

Experiența Perrin a fost o altă dovadă convingătoare a existenței molecule. El a arătat că motivul pentru mișcarea browniană este continuă, nu se oprește niciodată moleculele de lichid sau gaz în mișcare. Desigur, că moleculele granule solide de multe ori mai mari, care nu pot fi văzute printr-un microscop. Cu toate acestea, ele se confruntă cu coliziune constantă cu moleculele de lichid, ceea ce le face să se miște. Molecule de substanțe constau din particule mai mici - atomi. Atomii - cea mai mică este electric particulele neutre care alcătuiesc molecule ale substanței. Există substanțe care nu constau din molecule și atomi ai. Acestea includ diamant, grafit, siliciu, cuarț, safir și rubin. Atomii constau din gazele separate, care sunt numite nobile (heliu neon). Un model de rețelele cristaline ale anumitor structuri atomice a substanțelor și probele lor sunt prezentate mai jos:

Rețeaua cristalină și probe: A - diamant; B - grafit; în - cuarț

Multe substanțe nu sunt făcute din molecule sau atomi și ioni afară. Ionii - un particule încărcate pozitiv sau negativ formate din atomi. Sare, sodă, permanganatul de potasiu - o substanță constituită din ioni.

Un model de rețelele cristaline ale structurii ionice și probele corespunzătoare de minerale naturale, se poate vedea în imaginea de mai jos.

Într-un experiment anterior, ați văzut difuzia moleculelor „aromatice“ în aer. Este ușor de observat difuzia substanțelor într-o soluție apoasă formată din ioni.

La rata de difuzie a substanțelor afectate semnificativ de temperatură. Experimentele anterioare pot fi efectuate în două vase, dintre care unul este plasat în frigider, al doilea pentru a părăsi camera.

Modele barilor de cristal de minerale naturale si probe: A - fluorură de calciu (mineral fluorina); b - Clorură de sodiu (halit mineral)

colorate difuzia ionilor de substanță în soluție apoasă

2. Chimie și Geografie

Desigur, clase de geografie 6 și 7, știm că casa noastră comună - Pământ - este o structură complexă:

Structura internă a Pământului

miez interior solid are un diametru de aproximativ 1370 km. Acesta este compus din fier și nichel, care sunt sub presiune ridicată, și, prin urmare, în ciuda căldurii, această parte a miezului dur.

De ce spunem „probabil“? Din cauza structurii interne a Pământului este cunoscut mult mai puțin decât chiar cosmosul. Temperatura din materialul de miez ajunge la 4000-5000 ° C

Pentru crusta este manta. sau litosfera (de la Lithos greacă -. piatră, sphaira - coajă). Grosimea crustei oceanice 5-10 km și continental - până la 35 km la câmpie și până la 70 km în regiunile muntoase. Crusta constă în principal din minerale solide și roci.

Minerale - este uniformă în compoziție și proprietăți ale corpurilor naturale, care rezultă din procesele naturale care au loc în măruntaiele scoarța terestră sau alte planete.

Pe Pământ, există aproximativ 3.000 de minerale, cum ar fi piatra lapis lazuli ornamentale (din ea a produs vopsea ultramarin naturale), una dintre cele mai grele minerale corindon, materie primă pentru calcopirită de cupru cu conținut de minerale orpiment arsenic și sunteți deja fluorină familiare și Halite.

Mineralele sunt, de obicei, o parte integrantă a rocilor sau a minereurilor. Spre deosebire de minerale roci sunt heterogene în compoziție și, prin urmare, sunt mai complexe în structura.

La originea mai multor tipuri de roci.

roci vulcanice se formează în timpul solidificării magmei topit. Acest lucru, de exemplu, bine-cunoscut pentru tine granit - densa roca granulata cu cristale mari de minerale ( „granit“ - cereale).

Experimentul Student. Luați în considerare utilizarea o lupă sau o lupă o bucată de granit. văzut în mod clar structura eterogenă. Rosiatic sau cereale gri - un feldspat, translucid - cuart, granule cruste lucioase - mica.

roci sedimentare sunt formate pe suprafața scoarța terestră, ca urmare a depunerii de substanțe aflate sub gravitate dintr-un mediu apos. Există două tipuri de roci sedimentare.

rocă sedimentară combustibilă de origine organică:

și - cărbune; b - turbă; în - șisturilor bituminoase

roci sedimentare anorganice sunt fragmente de specii diferite care sunt mii de ani de apa, vântul, lumina soarelui mărunțită, zdrobite și efuziunile. Astfel format bolovani, pietriș, pietricele, nisip, argilă. Aceste roci sunt depozitate pe fundul rezervoarelor sau se acumulează pe sol. Uneori, în râu sedimente dezvăluie depozite de minerale prețioase de origine magmatica (de exemplu, aur sau diamante).

roci sedimentare organice sunt formate prin resturile de plante și animale, care au acumulat pe parcursul a milioane de ani pe fundul iazurilor. Acest combustibili fosili: petrol, cărbune, ulei de șist, turbă (imaginea de mai sus). Prin roci sedimentare organice sunt neinflamabile creta (prezentate mai jos) și calcar.

3. Chimie și Biologie

În clasa de biologie, ați întâlnit atât cu substanțe chimice și reacții chimice.

De exemplu, știi că orice celulă, plantă sau animal, include aceleași grupe de substanțe (schema de mai jos) și Figura.

Cea mai mare parte a celulei vii este apa, iar acest lucru nu este un accident. Rolul apei în celulele organismelor vii.

Aceasta definește elasticitatea lor, dă celulele necesare pentru o viață de substanță și elimină deșeuri din acestea, ea ia parte la un loc continuu în celulele vii, procesele de transformare a unei substanțe în alta.

(b) celule de plante (a) și animale

Compoziția chimică a celulelor vegetale și animale

Transformarea unor alte substanțe numite fenomene chimice sau reacții chimice.

Deci, cel mai cunoscut dintre cursul biologie ai reacției chimice - formarea materiei organice în lumina glucozei din dioxid de carbon și apă, care se numește fotosinteză și descrie o schemă simplificată:

Cu toate acestea, acest proces nu este posibilă fără prea multă substanță conținută în frunze verzi - clorofilă

experiment demonstrativ. Green dascăl plante cu frunze pune un tub, o umple cu alcool și apoi se încălzește tubul într-un pahar cu apă fierbinte sau flacără alcool lampă. După ceva timp, alcoolul va fi vopsit în verde smarald. Clorofila în celulele vegetale, foarte solubil în alcool.

Această experiență a făcut pentru tine profesor. Care este fenomenul - chimic fizic sau - te-a arătat? Dar experiența pentru determinarea substanțelor anorganice și organice în plante pe care îl utilizați profesorul se pot efectua.

Experimentul Student. Se cântăresc 100 g mărar sau pătrunjel. Se usucă frunzele în soare sau un radiator de încălzire centrală. Aceasta va dura 5-7 zile. În acest fel, eliminați planta din majoritatea apei conținute de acestea. Câte grame de apă pe care ați îndepărtat prin uscare?

În viața de zi cu zi, vă sunt în mod constant confruntă cu substanțe importante, cum ar fi grăsimi.

Ca regulă generală, grăsimile sunt împărțite în consistență lichidă și solidă. Grăsimi lichide sunt de origine vegetală și solidă - este grăsime animală.

La orice bucătărie trebuie să existe un ulei vegetal lichid, care este adesea menționată ca ulei vegetal: floarea-soarelui, măsline, porumb. Untul constă în principal din grăsimi. Această grăsime de origine animală: este produsă din lapte de vacă. Este clar că untură, grăsime de vită - grăsime este același grup.

Grasimile sunt o parte din toate plantele și organismele vii. Pe cheltuiala lor, organismul devine cantitatea de bază de energie necesară pentru viață, dezvoltare și creștere economică. În plus, grăsimile și îndeplini rolul de rezervă de putere de rezervă, la fel ca și casnică economi are un stoc de produse pentru a „ultimă instanță“ magazine de grăsime organism viu pentru perioada în care fluxul se oprește brusc în afara nutrienți.

Detectează de grăsime în țesuturile de plante este destul de simplu.

Experimentul Student. Pe o bucată de hârtie pus semințe de floarea-soarelui albe sau miez de nuca felie și strivi. la fața locului Grease format pe hârtie. Deci, în sămânța conține ulei.

Un grup special de uleiuri vegetale sunt așa-numitele uleiuri esențiale. Adesea, ele dau flori, fructe de padure, fructe, și rodul unui miros unic.

Experimentul Student. Îndoit crusta portocaliu brusc, „trage“ suc pe o flacără lumânare, sau un arzător cu gaz. Ce se întâmplă dacă acest lucru se întâmplă?

Uleiuri esențiale - substanțe organice inflamabile, acestea și pot provoca mici „Firework“.

Rolul imens jucat de un grup de materii organice lume compusi de plante, numite hidrati de carbon. Prin carbohidrații simpli sunt în structura substanței acestui grup - de glucoza dulce gust (zahăr de struguri) și fructoză (zahăr din fructe). carbohidrați solubili în apă Ca și ei mai mult o structură complexă - zaharoză (numit în zahăr viața cotidiană), și lactoză, dând gust dulce lapte animalelor. Pe lângă carbohidrat solubil în apă, în natură au carbohidrați, insolubile în apă, cum ar fi „materialul de construcție“ celule de bază și țesuturi vegetale - celuloză. Ea nu se dizolvă, dar se umflă în apă, rezervele de alimente și una dintre cele mai importante componente ale alimentelor umane - un carbohidrat numit „amidon“.

Am găsit amidon în unele alimente prin experiment.

Experimentul Student. Din făină (este făcută din grâu) și o mică cantitate de apă mică framanta aluatul. Se pune bucata de aluat în tifon și clătiți-l bine într-un pahar cu apă. Pentru apa tulbure rezultată, se adaugă câteva picături de kit tinctura de iod. Ce face apariția unei culori albastru-violet?

Pânza a rămas o masă vâscoasă lipicioasă. Această proteină vegetală numită gluten.

Cuvântul „proteină“ este familiar din copilărie. Desigur, l-ați asociat în primul rând cu o proteină de ouă de pui. Dar nu se poate imagina chiar cât de mare varietate de proteine! Se poate argumenta la nesfârșit despre care dintre substanțele de pe terenul principal. Este clar că acest argument este inutil.

În cazul în care lanțul de reacții chimice care determină metabolismul în organismele vii, perturba cel puțin o legătură, lanțul s-ar rupe. Cu toate acestea, oamenii de știință au fost de acord: între „viață“ și „proteină“ poate pune semnul egal. Proteinele - un grup special de substanțe, din care sunt construite toate organismele vii. Datorită proteine ​​toată viața de pe pământ crește și se multiplică, combate boala și dușmani mănâncă și se mută, de exemplu, acolo.

Prin urmare, pentru existența normală a unui organism viu, și în primul rând animale necesare glucide, lipide, proteine, și apă și săruri minerale, care acționează împreună cu alimente. Plantele în această privință efectuate: aceștia pot fi sintetizați din dioxid de carbon și carbohidrați apa (fotosinteză) precum și un alt grup surprinzător de substanțe numite vitamine.

Pentru prima dată ipoteza existenței acestor materiale speciale a exprimat pediatrului românesc NI Lunin în 1880, el a hrănit un grup de soareci alimente preparate în mod artificial, care constă din carbohidrați puri, proteine ​​și grăsimi, și o alta - de substanțe nutritive naturale: cereale, bile de făină de fasole și bucăți de carne implicate în laptele uman. Oamenii de știință au descoperit că primul grup de șoareci în curând a început să se rănească, și apoi a murit. Al doilea grup a continuat să se simtă bine. Lunin a concluzionat că compoziția produsului alimentar, în plus față de al doilea grup de șoareci de proteine, grăsimi și carbohidrați include, de asemenea, unele substanțe de viață foarte importante. Mai târziu, le-am găsit și le-a dat numele de „vitamine“.

Ați auzit despre un efect de consolidare asupra organismului de vitamina C (a se citi „vitamina TSE“, denumirea chimică a substanței - acid ascorbic), precum și faptul că acestea sunt bogate în fructe (imaginea de mai jos) și legume. Vitamina C poate fi detectată folosind aceeași tinctura de iod, pe care decolora.

3. Nikiforov ETC. Nagin AS Chimie anorganică. Director. M: Educație, 1989, 257 p.