Десятый класс
  1. Материя и ее свойства  1.1. Состояния вещества  1.2. Физические и химические свойства вещества  1.3. Классификация веществ (элементы, соединения, смеси)  1.4. Изменения в веществе (физические и химические изменения)  1.5. Закон сохранения массы и закон постоянства состава
  2. Атомная структура  2.1. Историческое развитие атомной модели  2.2. Субатомные частицы (протоны, нейтроны, электроны)  2.3. Атомный номер, массовое число и изотопы  2.4. Электронная конфигурация и энергетические уровни  2.5. Валентность, образование ионов и степени окисления
  3. Периодическая таблица  3.1. История и развитие периодической таблицы  3.2. Современный периодический закон и периодические тенденции  3.3. Группы и периоды в Периодической таблице  3.4. Тенденции в периодической таблице  3.5. Металлы, неметаллы, металлоиды и их свойства  3.6. Благородные газы и их химическая инертность
  4. Химическая связь  4.1. Образование химических связей (правило октета)  4.2. Ионная связь и свойства ионных соединений  4.3. Ковалентная связь и свойства ковалентных соединений  4.4. Металлическая связь и ее свойства  4.5. Молекулярная геометрия и теория ВСЭПР  4.6. Полярность и дипольный момент молекул  4.7. Межмолекулярные силы
  5. Химические реакции и уравнения  5.1. Типы химических реакций  5.2. Написание и уравновешивание химических уравнений  5.3. Закон сохранения массы в химических реакциях  5.4. Факторы, влияющие на химические реакции  5.5. Катализаторы и их роль в химических реакциях  5.6. Экзотермические и эндотермические реакции
  6. Stoichiometry and Chemical Calculations  6.1. Концепция моля и число Авогадро  6.2. Молярная масса и переводы грамм-моль  6.3. Эмпирическая и молекулярная формула  6.4. Стехиометрические расчеты и химический выход  6.5. Ограничивающие и избыточные реагенты
  7. Кислоты, основания и соли  7.1. Свойства и определения кислот и оснований (Аррениус, Бренстед-Лоури, Льюис)  7.2. Шкала pH, pOH и индикаторы  7.3. Реакции нейтрализации и образование солей  7.4. Сила кислот и оснований (сильные против слабых кислот и оснований)  7.5. Обычные кислоты и основания в повседневной жизни  7.6. Соли, их растворимость и применение
  8. Металлы и неметаллы  8.1. Физические и химические свойства металлов  8.2. Физические и химические свойства неметаллов  8.3. Ряд активности металлов и реакции замещения  8.4. Извлечение металлов из руд  8.5. Коррозия, ее причины и предотвращение  8.6. Сплавы, их состав и использование
  9. Углерод и его соединения  9.1. Аллотропы углерода  9.2. Углеводороды и их классификация (алканы, алкены, алкины)  9.3. Функциональные группы в органических соединениях  9.4. Номенклатура органических соединений (система IUPAC)  9.5. Изомерия в органической химии (структурная и геометрическая)  9.6. Важные органические реакции (горение, присоединение, замещение, полимеризация)  9.7. Применение органических соединений в промышленности и повседневной жизни
  10. Экологическая химия  10.1. Загрязнение воздуха (Источники, Влияние и Контроль)  10.2. Загрязнение воды (причины, последствия и меры по устранению)  10.3. Парниковый эффект и глобальное потепление  10.4. Истощение озонового слоя и его последствия  10.5. Зеленая химия и ее приложения  10.6. Практика устойчивой химии
  11. Термохимия  11.1. Тепло и изменения энергии в химических реакциях  11.2. Экзотермические и эндотермические реакции  11.3. Энтальпия, изменение энтальпии и теплота реакции  11.4. Удельная теплоемкость и калориметрия  11.5. Изменения энергии в реакциях горения
  12. Электрохимия  12.1. Электролиты и неэлектролиты  12.2. Электролиз и его применения (гальваническое покрытие, извлечение металлов)  12.3. Редокс-реакции (окисление и восстановление)  12.4. Гальванический элемент и электрохимический ряд  12.5. Коррозия и электрохимические методы защиты
  13. Химическая кинетика и равновесие  13.1. Скорость химических реакций и ее измерение  13.2. Факторы, влияющие на скорость реакции (катализатор, температура, концентрация)  13.3. Обратимые и необратимые реакции  13.4. Динамическое равновесие и константа равновесия  13.5. Принцип Ле Шателье и его применения
  14. Газы и газовые законы  14.1. Свойства газов и кинетическая молекулярная теория  14.2. Закон Бойля (соотношение давление-объем)  14.3. Закон Шарля  14.4. Закон Гей-Люссака  14.5. Комбинированный закон газов и закон идеальных газов  14.6. Реальные газы vs Идеальные газы
  15. Ядерная химия  15.1. Введение в радиоактивность и ядерные реакции  15.2. Типы радиоактивного распада (альфа, бета, гамма)  15.3. Период полураспада и применение радиоактивных изотопов  15.4. Реакции ядерного деления и синтеза  15.5. Производство атомной энергии и ее воздействие на окружающую среду

Десятый класс → Экологическая химия ↓


Практика устойчивой химии


Практики устойчивой химии важны в современном мире для обеспечения того, чтобы химические процессы и продукты, которые мы используем, не наносили вреда нашей окружающей среде и были доступны для будущих поколений. Эта тема является неотъемлемой частью экологической химии, которая концентрируется на химических аспектах экологических проблем. В этом уроке мы исследуем, что такое практики устойчивой химии, почему они важны и как они применяются в различных отраслях промышленности.

Что такое устойчивая химия?

Устойчивая химия, часто называемая зеленой химией, — это область химии, которая направлена на разработку химических продуктов и процессов, которые сокращают или устраняют использование и производство опасных веществ. Цель состоит в создании процессов, которые не только эффективны и экономичны, но и экологичны. Это включает все этапы жизненного цикла химического вещества, от его производства до утилизации.

Почему устойчивая химия важна?

Есть несколько причин, почему практики устойчивой химии важны:

  • Защита окружающей среды: Устойчивость снижает количество загрязнителей, которые могут нанести ущерб воздуху, воде и почве.
  • Эффективное использование ресурсов: Использование ресурсов более эффективно, устойчивые практики помогают сохранить невозобновимые ресурсы.
  • Экономические выгоды: Устойчивая химия может привести к экономии затрат благодаря повышенной эффективности и сокращению отходов.
  • Здоровье и безопасность: Снижение использования вредных веществ помогает защитить здоровье человека и животных.

Двенадцать принципов зеленой химии

Зеленая химия руководствуется двенадцатью принципами, которые обеспечивают основу для инноваций и творчества в этой области.

  1. Предотвращение: Лучше предотвратить отходы, чем обрабатывать или очищать их после их образования.
  2. Атомная экономия: Этот принцип фокусируется на связывании всех материалов, используемых в процессе, в конечный продукт. Пример плохой атомной экономии — использование большого количества реагентов в химической реакции, когда только небольшая часть попадает в конечный продукт.
  3. Менее опасный химический синтез: Разработка химического синтеза с использованием и производством веществ с низкой или нулевой токсичностью для здоровья человека и окружающей среды.
  4. Проектирование более безопасных химикатов: Химикаты должны быть разработаны так, чтобы выполнять свою функцию, будучи при этом как можно менее токсичными.
  5. Безопасные растворители и вспомогательные вещества: Избегайте использования вспомогательных веществ (например, растворителей, разделителей) по возможности и делайте их безвредными, если их необходимо использовать.
  6. Энергоэффективное проектирование: Минимизируйте энергопотребление и, если возможно, выполняйте синтетические методы при комнатной температуре и давлении.
  7. Использование возобновляемого сырья: Сырье должно быть возобновляемым, если это технически и экономически осуществимо.
  8. Минимизация дериватизации: Сокращение или избегание ненужной дериватизации (использование защитных групп, защита/дезактивация) в химическом синтезе.
  9. Катализ: Каталитические реагенты (как можно более селективные) превосходят стехиометрические реагенты.
  10. Проектирование на разложение: Химические продукты должны быть разработаны так, чтобы разлагаться на безвредные вещества после использования, чтобы они не накапливались в окружающей среде.
  11. Анализ в реальном времени для предотвращения загрязнения: Разработка методов, позволяющих контролировать и контролировать процесс в реальном времени до создания опасных веществ.
  12. Химия с высоким уровнем безопасности для предотвращения аварий: Разработка химикатов и их трансформационных процессов с целью минимизации возможности химических аварий, включая выбросы, взрывы и пожары.

Примеры и применение устойчивой химии

Существует много реальных примеров, где применяются практики устойчивой химии:

Использование возобновляемого сырья

Один из принципов зеленой химии — использование возобновляемых материалов. Например, биоразлагаемые пластики изготавливаются из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал или сахарный тростник. Эти пластики разработаны так, чтобы разлагаться естественным образом в окружающей среде.

Кейс-стади: Биопластики из кукурузы

Рассмотрим пример производства биопластика из кукурузы:

C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ → 2 CH3CHOHCOOH + 2 ATP + 2 NADH

Этот процесс превращает глюкозу (из кукурузного крахмала) в молочную кислоту путем ферментации, которая затем может быть преобразована в полимолочную кислоту (PLA), биоразлагаемый пластик.

Безопасные растворители

Традиционно некоторые растворители, используемые в химических процессах, могут быть вредными как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Устойчивая химия направлена на поиск безопасных альтернатив. Например, замена токсичных органических растворителей водой, надкритическим CO2 или ионными жидкостями может значительно уменьшить воздействие на окружающую среду.

Образовательные инициативы в области устойчивой химии

Включение устойчивой химии в образование важно для построения лучшего будущего. Школы и университеты теперь предлагают курсы и программы, специально ориентированные на эту область. Эти программы учат студентов разрабатывать устойчивые решения, применяя принципы зеленой химии.

Например, студентам-химикам могут поручить разработать лабораторный эксперимент с использованием нетоксичных материалов или найти способ сократить отходы в лаборатории школы.

Проблемы и перспективы на будущее

Хотя практики устойчивой химии имеют значительные преимущества, они также представляют собой вызовы:

  • Стоимость: Изначально практики устойчивой химии могут быть более дорогими из-за затрат на исследования и разработки. Однако в долгосрочной перспективе они могут привести к экономии.
  • Технические ограничения: Устойчивые альтернативы еще не доступны для некоторых химических процессов, что потребует дальнейших инноваций и исследований.
  • Регуляторные вопросы: Возможно, потребуется разрешить регуляторные проблемы для широкого внедрения новых устойчивых химических решений.

Будущее устойчивой химии многообещающее. Достижения в области технологий и растущая осведомленность о экологических проблемах способствуют разработке новых методик и материалов. Правительства и промышленность все больше инвестируют в исследования и разработки для преодоления существующих препятствий. По мере продолжения этих достижений устойчивая химия, вероятно, станет неотъемлемой частью всех химических процессов.

Заключение

Практики устойчивой химии жизненно важны для обеспечения безопасного, эффективного и экологически ответственного подхода к химии. Следуя принципам зеленой химии, мы можем уменьшить отрицательное воздействие химических процессов на нашу планету и сделать важные шаги к устойчивому будущему. Образование, инновации и поддержка политики будут ключевыми факторами в продвижении этих практик в отраслях по всему миру.


Десятый класс → 10.6


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (10.5)
Зеленая химия и ее приложения
Следующий (11) →
Термохимия

Комментарии 



Практика устойчивой химии

https://www.chemistryelite.com/g10/10.6?ceal=ru