Поведение химических веществ в окружающей среде: Пентан, Ртуть

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2012 в 21:11, курсовая работа

Описание работы

Возрождение России, ее включение в мировой процесс, направленный на реализацию модели экологически устойчивого развития, непосредственно связаны с решениями Конференции ООН по окружающей среде и развитию, предоставленными в ее основных документах: “Декларация Рио-де-Жанейро” и “Повестка дня на XXI”.
Объясняется это тем непреложным фактом, что человечество вступило в новую эру своего существования, когда потенциальная мощь создаваемых им химических, биологических и физических средств воздействия на среду обитания становится соизмеримой с силами природы.

Содержание

Введение
Физико-химические свойства
а) Ртуть
б) Пентан
Нахождение в природе.
а) Ртуть
б) Пентан
Антропогенные источники поступления в биосферу
а) Ртуть
б) Пентан
Основные превращения в биосфере
а) Ртуть
Влияние на окружающую среду
Влияние на живые организмы
б) Пентан
Влияние на окружающую среду
Влияние на живые организмы
Заключение

Работа содержит 1 файл

ХОС.doc

— 95.50 Кб (Скачать)

Министерство образования Российской федерации

Самарский Государственный  технический университет

Кафедра «Химическая технология и  промышленная экология»

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Химия окружающей среды»

 

Поведение химических веществ в окружающей среде:

 Пентан, Ртуть

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент: III – ХТ – 4а

                                                                                             Долганов А.А  _______

 

                       

                                                                           Консультант: Доцент

                                                                                           Смирнов Б.Ю.  _______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

САМАРА, 2005

Содержание

 

 

 

 

  1. Введение
  2. Физико-химические свойства

а) Ртуть

б) Пентан

  1. Нахождение в природе.

а) Ртуть

    б) Пентан

  1. Антропогенные источники поступления в биосферу

а) Ртуть

    б) Пентан    

  1. Основные превращения в биосфере

а) Ртуть

   Влияние на окружающую среду

   Влияние на живые организмы

    б) Пентан

       Влияние на окружающую среду

       Влияние на живые организмы

  1. Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  1. Введение

 

 

     Возрождение  России, ее включение в мировой  процесс, направленный на реализацию  модели экологически устойчивого развития, непосредственно  связаны с решениями Конференции ООН по окружающей среде  и развитию, предоставленными в ее основных документах: “Декларация Рио-де-Жанейро” и “Повестка дня на XXI”.

      Объясняется  это тем непреложным фактом, что  человечество вступило в новую эру своего существования, когда потенциальная мощь создаваемых им химических, биологических и физических средств воздействия на среду обитания становится соизмеримой с силами природы.

     За XX век масштабы экономики выросли в 20 раз, использование природного топлива увеличилось в 30 раз, произошло расширение промышленности приблизительно в 50 раз.

     Деятельность  общества радикально трансформирует  химию биосферы. Причем большинство  специалистов связывают эти изменения   с процессами загрязнения твердой, жидкой и газообразной составляющих биосферы.

     Любые процессы, связанные с производством, характеризуются  не только преобразованием ресурсов  и получением нужных веществ,  но и образованием побочных  продуктов. В большинстве случаев  эти продукты чужды среде и являются ксенобиотиками. Попадая в “химическую лабораторию” растительной и животной клетки, ксенобиотики вызывают негативные изменения в организме, которые обнаруживаются на разных уровнях, например, на соматическом в самых разнообразных формах. Деятельность микроорганизмов в воде и почве все чаще затормаживается различными токсичными соединениями. К тому же в процессе производства образуется большое количество веществ, которые невозможно разложить биологическим путем, и они накапливаются в атмосфере, гидросфере и почве, нарушая деятельность большинства экосистем.

   Главными причинами  возникновения у нас экологических  проблем являются: длительное экстенсивное  развитие народного хозяйства,  несоответствие природопользования  природно-ресурсному потенциалу региона, слабое оснащение природоохранным оборудованием , невыполнение всего комплекса природоохранных мероприятий, включающего, в первую очередь, контроль химических, биологических и физических экологических факторов воздействия и реакцию на них природных и антропогенных экосистем.

   На территории  Росси выделяется довольно много  зон экологического бедствия, и  анализ этих зон дает основание  заключить, что экологические  ситуации в них по своему  охвату, остроте и воздействию  имеют не только межрегиональное значение, но и выходят на общенациональный и даже мировой уровень. В этих зонах, в первую очередь, необходимо проведение срочных  и кардинальных мер по контролю, оценке и прогнозу экологической ситуации и на этой основе оздоровлению окружающей среды.

     Я считаю, одной из главных задач человечества  является определение влияния  всевозможных загрязнителей на  окружающую среду, понятие всех  физико-химических процессов, происходящих  с этими веществами, а  также  создание и внедрение технологий по их обезвреживанию или же использованию в промышленных целях.

  

 

 

2. Физико-химические  свойства веществ

 

 

 

 

Ртуть:

  

   Единственный металл, жидкий  при обычных температурах, блестящего, серебристого цвета. Hg - наиболее тяжелая из известных жидкостей. Плотность 13,546 (20 0), 13,594 (0 0), 13,6954 (-38,85 0), 14,193 (-38,9 0 , -38, твердая). Температура плавления -38.89 0 С; температура кипения 356,58 0 С. При кипении обращается в одноатомный пар. Теплота плавления 2,82 кал/г, теплота испарения 69,7 кал/г. Давление паров ртути в мм. рт. ст. составляет: 0,00020 (0 0), 0,00128 (20 0), 0,277 (100 0).

   Зависимость давления пара  ртути (в мм. рт. ст.) от температуры выражается  формулами: l og P=(-3212,5/T)+8,025 (в интервале от 0 0 до 150 0). Удельная теплоемкость  (кал/г*грд): 0,00525 (-263,3 0 ); 0,0319 (-75,6 0 ); 0,0337 (- 40 0 ), 0,0339 (-36,7 0 ); 0,03336 (0 0 ); 0,03239 (140 0 )

   Пары ртути в 7 раз тяжелее  воздуха, а ее максимально возможная  концентрация в воздухе 15,2 мг/м3 (20 0).

    В соединениях ртуть, в отличие от металлов своей подгруппы , может быть как 2-х валентной, так и формально одновалентной. Как показывают результаты измерения электропроводности соединений ртути и рентгено-структурного анализа, на самом деле в соединениях Hg (I) содержится группировка атомов –Hg–Hg– . При электролитической диссоциации группировка эта не разрушается и в раствор переходит сложный ион Hg22+. Нормальные электродные потенциалы  ртути (в): 2Hg      (Нg2)2+ + 2 e; (Нg2)2+

2 Hg2+ + 2e; Hg       Hg2+ + 2e. Соответственно составляют: 0,80; 0,91; 0,86,


    Ртуть является химически  стойким элементом и занимает  по отношению к кислороду место,  наиболее близкое к благородным  металлам. Подобно последним чистая  ртуть в сухом воздухе не  изменяется и медленно окисляется кислородом лишь при повышенных температурах с образованием HgO. В присутствии следов примесей (Zn, Pb и др.) или во влажном воздухе покрывается серой пленкой окислов. С серой и галогенами ртуть взаимодействует сравнительно легко. Так, ртуть соединяется с S (при растирании обоих элементов в ступке) уже на холоду, тогда как взаимодействие ее аналогов Zn и Cd, с S требует предварительного нагревания. Ртуть не растворима в соляной и разбавленной серной кислотах, но растворяется в царской водке, азотной и горячей концентрированной серной кислоте.

    Hg + 2 H2SO4        HgSO4 + 2H2O + SO2


    2Hg + 2H2SO4            Hg2SO4 +2H2O + SO2


  Вследствии высокого потенциала ионизации ртути ее соединение, как правило, непрочны и разлагаются при нагревании. Ртуть образует, подобно меди, закись и окись.

    4Hg + O2            2Hg2O


     2Hg + O2           2HgO


  Гидраты окислов ртути весьма неустойчивы и отщепляют воду уже при своем образовании. С галогенами ртуть, подобно Cd, дает почти не диссоциирующие соединения. Из сернистых соединений ртути важен сульфид (HgS). При взаимодействии с металлами образует амальгаммы. Из солей ртути и обычных кислородных кислот наиболее важны сульфаты и нитраты (Hg2SO4 и Hg2(NO3)2*H2)). Со слабыми кислотами солей не дает или образует неустойчивые соединения типа карбоната Hg2CO3; последняя разлагается при 180 0 на ртуть, ее окись и CO2. Также, важным является соединение ртути с аммиаком Hg(NH3)Cl2 (диаминхлорид ртути).

 

    Растворимость ртути в воде очень мала и увеличивается с повышением содержания в последней О2. Лучше растворяется в растворе NaCl, образуя двойные слои HgCl2 и NaCl.

 В ходе реакции с P и Se образуются фосфиды и селениды ртути.

 

Пентан:

 

   В обычном агрегатном  состоянии представляет собой  бесцветную жидкость. Температура кипения 36 0 С, температура плавления -129 0 С, плотность 0,5572.

   Максимальная  концентрация паров 66% (16300 мг/м3) при 25 0 С. Плотность воздуха, насыщенного парами пентана 1,98 г/см3. Пентан легко воспламеняется, в смеси с воздухом  взрывоопасен. Концентрационные пределы воспламенения 1,4 – 7,8 % (по объему). Существует три изомера: н-Пентан, 2-метилбутан (изопентан) и 2,2 – диметилпропан (неопентан). Температуры кипения и температуры плавления всех трех изомеров отличаются. (Ткип:36,07 0 С, 27,85 0 С, 9,503 0 С; Тпл: -129 0 С, -159,30 С, -16,550 С),Изопентан как и сам пентан представляет собой жидкость со слабым запахом, а неопентан – газ.

   Пентан растворим  в органических растворителях  и слабо растворим в воде  и в крови.

   Химические свойства подобны свойствам большинства предельных алифатических углеводородов.

 

Реакции замещения

 

1.Галогенирование (образуются галогеналканы)

Фотохимические свободнорадикальные  цепные реакции

 

C5H12+Cl2                HCl + C5H11Cl                   хлорпентан


 

C5H12+2Cl2                  2HCl+C5H11Cl2                   дихлорпентан


 

C5H12+3Cl2                   3HCl+C5H10Cl3              трихлорпентан


 

C5H12+4Cl2                  4HCl+C5H9Cl4                тетрахлорпентан


 

2.Нитрование (образуются нитроалканы) - Реакция Коновалова

 

C5H12+HO-NO2             C5H11NO2+H2O


 
(наиболее легко замещается атом водорода у третичного атома углерода)

 

3. Сульфирование (образуются алкансульфокислоты)

 

C5H12 + HO-SO3H          C5H11-SO3H + H2O


Реакции окисления 

 

а) полное окисление (горение)

 

C5H12 + 8O2         5CO2 + 6H2O


 

б) неполное каталитическое окисление

 
(образуются различные кислородосодержащие  органические соединения)

2C5H12 +6O2          5CH3COOH + 2H2O


 

в) устойчивость к действию обычных  окислителей (раствор KMnO4, бромная вода) Качественная реакция: С5H12 не обесцвечивает бромную воду и раствор KMnO4

Реакции дегидрирования

 

C5H12         5C + 6H2


 

C5H12              С5H10 + H2


 

      Крекинг (образуется смесь алканов и алкенов)

 

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3               C2H6 + C3H6


 

 

 

 

 

 

 

 

3. Нахождение в природе

 

 

 

Ртуть

Ртуть рассеянный элемент, концентрируется в сульфидных рудах. Небольшие количества ртути встречаются  в самородном виде. Среднее содержание ртути (10-6 %): в земной коре 8, в гранитном слое коры континентов 3,3, в почве 1, в отложения 4, в сумме солей Мирового океана 0,43, в сухом веществе каменного угля 20, в золе растений 25, в сухой массе последних 1,2, в живой фитомассе 0,5. Суммарное количество ртути в океане 206 млн. т; в наземной биомассе 0,5 млн. т. В атмосфере содержится ( от 0,4 до 1 ) * 10-9 г/м3 ртути (примерно в равных количествах в виде паров и в сорбированном аэрозолями состоянии). Равновесие между парообразной и аэрозольной формами ртути достигается за 5 суток. Общее количество элемента в атмосфере 300-350 т, причем концентрация над сушей на порядок выше, чем над океаном. Время жизни ртути в атмосфере составляет приблизительно 10 суток. Ртуть отличается высокой интенсивностью вовлечения в водную миграцию (Кз=17,58), высокими коэффициентами поглощения земной растительностью(7,58) и бурыми водорослями (200,0). Из водной среды растворимые формы ртути выводятся в донные отложения путем концентрирования в небиогенных глинистых илах с периодом полного удаления n*104 лет. Ртуть прочно фиксируется почвой, образуя комплексы с гуминовыми кислотами. Период полувыведения ртути из почвы 250 лет. Вынос растворимых форм ртути с речным стоком с суши в Мировой океан 2,6 тыс. т/год; поступление паров ртути из земных недр 1,0; захват приростом растительности суши 2,0; включение в биологический круговорот 40, в том числе в водных экосистемах около 10 тыс. т/год. Из 1 м3 дождевой воды на Землю выпадает 200мкг ртути, что за год составляет всего более 100 000 т. Это в 15-20 раз больше, чем ее добывает человечество.

 Из растительных продуктов ртути более всего содержится в какао-бобах, а следовательно, и в шоколаде (до 0,1 мг/кг),

 При производстве хлора электролитическим методом возможно образование сточных вод, загрязненных хлором, ртутью и ее солями. Присутствие в таких водах ртути даже в ничтожно малых концентрациях (менее 0,001%) способствует подавлению и полному прекращению в них всех биологических процессов. Это делает невозможной очистку воды на полях орошения, на сооружениях искусственной биологической очистки и в естественных водоемах. Ртутные соединения, сбрасываемые в водоемы, имеют свойство накапливаться в рыбе, обычно пропорционально ее возрасту и размеру. Особенно велико содержание ртути в хищных рыбах. При этом метилртуть в рыбах составляет от 50 до 90% общей ртути, а кулинарная тепловая обработка снижает содержание ртути в рыбе лишь на 20%.

Информация о работе Поведение химических веществ в окружающей среде: Пентан, Ртуть