Применение изученных неорганических и органических веществ

Известные науке химические элементы образуют примерно 1 млн. неорганических и более 20 млн. органических веществ. В лабораториях синтезируется 200–250 тыс. новых соединений. Все они нашли широкое применение в различных сферах деятельности человека, начиная от медицины и заканчивая машиностроением, оборонным комплексом.

Применение неорганических веществ

К неорганическим относят соединения, которые не содержат углерод, а также углеродосодержащие вещества, традиционно относящиеся к неорганическим (карбиды, оксиды и др.).

Применение данных соединений достаточно распространено в повседневной деятельности человека, и без них невозможно полноценное ведение хозяйства, лечение, производство и т.п.

Пищевая сода

Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃ ) – представляет собой мелкий порошок белого цвета, без запаха, растворимый в воде. Используется преимущественно в кулинарии, для выпечки.  Это обусловлено тем, что во время нагревания сода легко разлагается с выделением углекислого газа.

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂.

Кроме этого гидрокарбонат натрия используется для придания пышности омлету, смягчения мяса, усиления аромата чая или кофе, добавления сладости плодам фруктов, очищения продуктов от нитратов и т.д.

Кальцинированная сода

Na₂CO₃ — применяется для бытовых нужд:

• мытья посуды (из фаянса, фарфора, керамики в том числе);
• чистки раковин, ванн, плитки;
• стирки (замачивание, кипячение натуральных тканей);
• смягчения жесткой воды;
• удобрения кислых дерново-подзолистых почв.

Для использования необходимо развести раствор от 10 до 100 °С. 

стирка	20-100 г на 10 л
мытье посуды	10-15 г на 1 л
смягчение воды	25-50 г на 10 л
замачивание белья	50-100 г на 10 л

Соль

Поваренная соль (NaCl) – незаменимая приправа при приготовлении первых, вторых блюд, консервации и даже выпечки. Суточная норма натрия для организма человека составляет 1 г, но употребление значительно превышает эту норму (4-6 г). Осторожнее к потреблению данного продукта следует относиться людям, страдающим повышенным давлением, склонным к появлению отеков. 

Серная кислота

Сильная двуосновная кислота (H₂SO₄) представляет собой бесцветную тяжелую маслянистую жидкость, не обладающую запахом. Широко распространено использование средства в различных отраслях промышленности:

• сельском хозяйстве (производство минеральных удобрений);
• химической (изготовление красителей, химволокна, взрывчатых веществ);
• пищевой (пищевая добавка E513)$
• металлообрабатывающей;
• в промышленном органическом синтезе (реакции дегидратации, гидратации, сульфирования, алкилирования).

Так же соединения серы используется в качестве электролита в свинцовых аккумуляторах.

Оксид цинка

Цинковые белила (ZnO) – представляет собой белый порошок, меняющий цвет при нагревании. Применение продукта известно в медицине, химической промышленности в качестве наполнителя или пигмента:

• при производстве красок и эмалей;
• при изготовлении бумаги, резины, пластмассы, косметики и парфюмерии;
• в составе мазей и присыпок.

Данное соединение обладает фотокаталитической активностью, что нашло свое применение при изготовлении самоочищающихся поверхностей, бактерицидных покрытий для помещений больниц и подобных учреждений.

Медный купорос

Сульфат меди II (CuSO4) – бесцветное кристаллическое соединение, растворимое в воде. При реакции с воздухом или водой образуется голубой пентагидрат.

Применяется вещество как основа для других соединений или в качестве индикатора влажности помещения. Медный купорос – эффективное средство в борьбе с вредителями, грибковыми заболеваниями. Но есть и безвредное применение  - изготовление минеральных красок, меднение ванн, пищевые добавки  (консервант).

Основные соли азотной кислоты: нитрат натрия, нитрат магния, нитрат аммония	Азотсодержащие удобрения (селитры).
Соли фосфорной кислоты: Фосфат кальция Гидрофосфат кальция Суперфосфат	Фосфорные удобрения
Прокаленный песок: Оксид кремния (IV)	Производство керамических изделий.
Твердые и жидкие соли карбоновых кислот: Пальмитат натрия/калия Стеарат натрия/калия	Мыла Натриевые соли высших карбоновых кислот – твердые мыла, а калиевые соли высших карбоновых кислот – жидкие мыла.
Твердая Сера	Используется при производстве резины. Для этого серу нагревают (вулканизируют) с каучуком.
Кислые соли  натрия, например: Гидрокарбонат натрия.	Твердое вещество, использующееся в качестве разрыхлителя теста, а также в качестве чистящего средства.
Соединения аммония например: Карбонат аммония	Используется как разрыхлитель теста благодаря тому, что при нагревании образует газообразные продукты разложения в соответствии с уравнением: (NH4)2CO3 => 2NH3 + CO2 + H2O
Карбоновые кислоты : Этановая (уксусная) кислота	Используется для консервирования овощей. Концентрированные растворы вызывают ожоги.
Твердый Активированный уголь	Твердое вещество черного цвета используется в качестве поглотителя (адсорбента) в фильтрах, а также как лекарственное средство при различных видах отравлений.
Раствор пищевого спирта: Этанол (этиловый спирт). C2H5OH	Основной компонент алкогольных напитков, может быть использован в качестве топлива. Жидкость со специфическим запахом.
Жидкие трехатомные спирты: Глицерин	Используется в парфюмерии и пищевой промышленности.
Кетоны: Ацетон	Распространенный растворитель.
Изомерные соединения алканов: Тетрахлорид углерода CCl4	Растворитель.
Аммиак конц.	Сырье для получения удобрений (нитратов калия, натрия, аммония). Сырье для получения азотной кислоты.
Аммиак раствор	Используется как компонент стеклоочистительных жидкостей, жидкость с резким запахом. В аптечке – нашатырный спирт, применяется для приведения в чувство человека, потерявшего сознание.
Аллотропное соединение кислорода: Озон O3	Дезинфекция (очистка) воды.
Жидкий Хлор Cl2	Дезинфекция (очистка) воды.
Газообразный Ацетилен C2H2	Используется для сварки и резки металла благодаря тому, что при горении ацетилена развивается крайне высокая температура – около 3000 оС
Газообразный Метан	Основной компонент природного газа. Горючее для газовых плит.
Раствор Лимонной кислоты	Используется для удаления накипи с внутренней поверхности чайника.
Перекись  водорода	Используется в качестве антисептика (дезинфицирующего средства) при обработке небольших ран и порезов.
Изомерные соединения алкенов и их производных: Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3) Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) Бутадиен (дивинил)	Сырье для производства каучука.
Спиртовой раствор Йода	Спиртовой раствор данного вещества используется для дезинфекции мелких порезов и царапин.
Аминокислоты: Анилин	Производство красителей

Применение органических веществ

Органические вещества – это класс химических соединений, объединяющий все вещества, в состав которых входит углерод.

Алканы

Предельные (насыщенные) углеводороды, атомами водорода: СН₄ – метан (основа природного газа), С₂Н₆ – этан, С₃Н₈ – пропан, С₈Н₁₈ – октан (основа бензина).

1. Применяются в качестве топлива: бензин, дизельное, авиационное, пропан-бутановая смесь для бытовых плит.
2. Вазелин – незаменим в медицине, парфюмерии, косметологии.
3. Входят в состав смазочных масел.
4. Хладагент для холодильников.
5. Петролейный эфир и циклогексан используются в качестве растворителя.
6. Метан незаменимый компонент при производстве шин.

Широко распространено применение данной группы органических соединений в химической промышленности (для производства пластмасс, синтетических волокон и т.д.) и медицине.

Алкены

Соединения служат исходными веществами для получения ряда готовых продуктов:

• растворителей (спиртов, дихлорэтана, эфира);
• полимеров (полиэтилена, поливинилхлорида, полиизобутилена);

Этилен (Н₂С=С Н₂) используется для получения, тефлона, этилового спирта, уксусного альдегида, галогенопроизводных и многих других органических соединений.

Алкены применяются и для ускорения процесс созревания фруктов.

Алкины (ацетиленовые углеводороды)

Ацетилен – необходим в качестве исходного продукта в органическом синтезе при производстве: 

• полимеров (каучука,  поливинилхлорида и др.);
• растворителей (1,1,2,2-тетрахлорэтана , 1,1,2-трихлорэтена);
• уксусной кислоты.

Температура пламени вещества достигает 3150°С, что нашло свое применение при резке металла и в сварке.

Спирты  

Алкоголи – производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильную группу ОН.

Метанол (СН₃ОН) –применяется в производстве муравьиной кислоты и формальдегида. Рассматривается как вариант для применения в качестве моторного топлива. 

Этанол (С₂Н₅ОН)- востребован в виде исходного соединения для получения уксусной кислоты, сложных эфиров, карбоновых кислот. Вещество служит основой производства спиртосодержащей продукции и антисептических средств.

Этиленгликоль – компонент необходимый в производстве пластмасс, антифризов, органическом синтезе.

Глицерин – незаменим в разных отраслях промышленности, в том числе текстильной, пищевой, фармакологии.

Фенолы

Основное использование соединений приходится на химическую промышленность, медицину (производство синтетических смол, красителей, антисептиков, взрывчатых веществ и т.д.).

Альдегиды

Метаналь – используется при получении фенолформальдегидных и карбамидных смол, синтезе лекарственных средств, как дезинфицирующее средство.

Этаналь  - нашел свое применение в органическом синтезе.

Карбоновые кислоты

Соединения, карбоксильной группы –СООН. 

Муравьиная кислота (НСООН) –применяется в фармацевтической и пищевой промышленности. Уксусная кислота (СН₃СООН) - востребована для производства искусственных волокон на основе целлюлозы и в пищевой промышленности.

Бензойная кислота (С₆Н₅СООН) – незаменима в фармацевтике для синтеза душистых веществ и красителей, а также в качестве консерванта для пищевых продуктов. 

Сложные эфиры 

Применяются в пищевой и парфюмерной отраслях в качестве отдушек. А также обеспечивают эластичность и пластичность пластмасс и резины.

Также широко распространено в пищевой промышленности, медицине применение глюкозы, аминов, аминокислот. Целлюлоза основной компонент при изготовлении бумаги, пленок, искусственных волокон и т.д.

Много соединений еще не изучено до конца, и возможно, благодаря науке человек сможет заменить натуральные продукты на искусственные, органических соединений природного происхождения применяется все меньше.

---

 

Смотри также:

• Понятие о металлургии: общие способы получения металлов
• Общие научные принципы химического производства (на примере промышленного получения аммиака, серной кислоты, метанола). Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия
• Природные источники углеводородов, их переработка
• Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки

---