Установите верную последовательность действий при очистке сахара от примеси: Промежуточная аттестация по химии 8 класс

Содержание

Промежуточная аттестация по химии 8 класс

Промежуточная аттестация по химии

8 класс

Вариант 1

Часть А

А1. Установите верную последовательность действий при очистке сахара от примесей деревянных опилок после растворения в воде

1) фильтрование

2) отстаивание, перегонка

3) выпаривание, конденсация

4) фильтрование, отстаивание

А2. Пропущенным словом в утверждении

«В состав … озона входят 3 атома кислорода» является

1) атома 2) вещества 3) молекулы 4) газа

А3. Запись 4СО2 означает

1) 4 атома углерода и 2 атома кислорода

2) 4 молекулы оксида углерода (IV)

3) 4 атома углерода и 1 молекула кислорода

4) 4 молекулы оксида углерода (II)

А4. Наименьшая молярная масса у вещества

1) Fe2O3 2) Fe(OH)2 3) Fe(OH)3 4) FeO

А5. Реагируют с водой оба оксида

1) CuO, SiO2

2) Na2O, SO3

3) Fe2O3, CaO

4) Al2O3, CO2

А6. С раствором серной кислоты реагирует каждое из веществ пары

1) С и NaCl 2) СaCO3 и Cu 3) Mg и Ba(OH)2 4) КОН и Ag

А7. При взаимодействии оксида алюминия с соляной кислотой образуются

А. H2O Б. Cl2 В. Al(OH)3 Г. AlCl3 Д. Al

1) БВ

2) АГ

3) АБД

4) ВГ

А8. Левой части уравнения реакции CaO + 2HCl = … соответствует правая часть:

1) CaCl2 + H2

2) Ca(OH)2 + H2

3) CaCl2 +H2O

4) Ca(OH)2 + Cl2

A9. Как гидроксид натрия, так и железо реагируют с

1) карбонатом калия

2) хлоридом бария

3) сульфатом меди(II)

4) сульфатом натрия

А10. В реакцию, уравнение которой 3HNO3 + Al(OH)3 = Al(NO3)3 + 3H2O вступают 3 моль кислоты. В результате получается соль в количестве вещества

1) 1 моль 2) 2 моль 3) 3 моль 4) 4 моль

Часть Б

Б1. Вам предложен перечень взаимосвязанных понятий:

А. сложное вещество

Б. оксид серы (VI)

B. вещество

Г. кислотный оксид

Запишите буквы, которыми обозначены понятия, в таблицу, таким образом, чтобы прослеживалась цепочка от наиболее общего понятия к более частному.

Б2. Массовая доля кальция в гидроксиде кальция равна ____________%.

(Ответ округлите до целого числа).

Б3. Установите соответствие между уравнением и типом химической реакции: для каждой позиции из первого столбца выберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ ТИП

А) O2 + 4NO2 + 2H2O = 4HNO3 1) разложение

Б) AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 2) соединение

B) CaCO3 = CaO + CO2 3) замещение

4) обмен

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Часть С

С1. Дана схема превращений:

ZnZnOZnCl2Zn(OH)2ZnO

Запишите уравнения реакций согласно цепочке превращений. Укажите тип 4-ой реакции.

С2. Какая масса оксида кальция получится при разложении 45 г карбоната кальция?

Промежуточная аттестация по химии

8 класс

Вариант 2

Часть А

А1. Установите последовательность действий при очистке воды от примеси масла

1) отстаивание, применение делительной воронки

2) отстаивание, фильтрование

3) перегонка, применение делительной воронки

4) перегонка, фильтрование

А2. Пропущенным словом в утверждении

«В состав … хлора входят 2 атома хлора» является

1) вещества 2) молекулы 3) атома 4) газа

А3. Запись 2H2S означает

1) 2 молекулы сероводорода

2) 4 атома водорода и 1 молекула серы

3) 2 молекулы водорода и 1 атом серы

4) 2 молекулы водорода и 2 атома серы

А4. Наименьшая молярная масса у вещества

1) HNO2 2) HNO3 3) NO 4) NO2

А5. Реагируют с водой каждый из оксидов

1) K2O и P2O5

2) ZnO и SiO2

3) FeO и BaO

4) Al2O3 и SO2

А6. С раствором соляной кислоты реагирует каждое из веществ пары

1) Zn и CuO 2) S и CO2 3) K2CO3 и SO2 4) NaОН и Ag

А7. При нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия образуются

А. H2 Б. Cl2 В. NaCl Г. Na2O Д. H2O

1) АВ

2) БГ

3) ВД

4) ВГ

А8. Левой части уравнения реакции 2NaOH + H2SO4 = … соответствует правая часть:

1) Na2SO3 + 2H2O

2) Na2SO4 + H2O

3) Na2SO4 + 2H2O

4) Na2SO4 + H2

A9. Как гидроксид калия, так и цинк реагируют с

1) карбонатом калия

2) сульфатом меди(II)

3) хлоридом натрия

4) сульфатом натрия

А10. В реакцию, уравнение которой

3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O

вступает 3 моль щелочи. В результате получается соль в количестве вещества

1) 1 моль 2) 2 моль 3) 3 моль 4) 4 моль

Часть Б

Б1. Вам предложен перечень взаимосвязанных понятий:

А. медь

Б. металл

B. вещество

Г. простое вещество

Запишите буквы, которыми обозначены понятия, в таблицу, таким образом, чтобы прослеживалась цепочка от наиболее общего понятия к более частному.

Б2. Массовая доля серы в серной кислоте равна ____________%.

(Ответ округлите до целого числа).

Б3. Установите соответствие между уравнением и типом химической реакции: для каждой позиции из первого столбца выберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ ТИП

А) 4HNO3 = O2 + 4NO2 + 2H2O1) разложение

Б) Mg + HCl = MgCl2 + H2 2) соединение

B) CaO + CO2 = CaCO3 3) замещение

Г) Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Часть С

С1. Дана схема превращений:

Al → Al2O3→ AlCl3→ Al(OH)3→Al2(SO4)3

Запишите уравнения реакций согласно цепочке превращений. Укажите тип 4-ой реакции.

С2. Какая масса оксида меди (II) получится при разложении 50 г гидроксида меди (II)?

итоговый тест за курс 8 класса | Тест по химии (8 класс) на тему:

ИТОГОВЫЙ ТЕСТ (8класс)

1 вариант

Часть А

А1 Установите верную последовательность действий при очистке сахара от примеси древесных опилок после добавления воды и перемешивания.

  1. фильтрование, выпаривание
  2. отстаивание, перегонка
  3. выпаривание, конденсация
  4. фильтрование, оттаивание

А2 Пропущенным словом в утверждении

«В состав…  озона входят 3 атома кислорода» является

1) атома                2) вещества                3) молекулы                4) газа

А3 Запись 4СО2 означает

  1. 4 атома углерода и 2 атома кислорода
  2. 4 молекулы оксида углерода(IV)
  3. 4 атома углерода и 1 молекула кислорода
  4. 4 молекулы оксида углерода (II)

А4 Валентность II сера проявляет в

               1)   сероводороде                3) сульфате натрия

2)   серной кислоте                    4) сульфите натрия

А5 Наименьшая молярная масса у вещества        

         1) Fe2O3        2) Fe(OH)2        3) Fe(OH)3                3) FeO

F6 В результате реакции h3S + O2 → азуются вещества

1) вода и оксид серы (IV)

2) водород и оксид серы (IV)

3) серная кислота

4) вода и оксид серы (VI)

А7 Восстановить медь из ее оксида в лаборатории можно при помощи

         1) кислорода                2)серы                3) водорода                4) серебра

А8 Реагируют с водой оба оксида:

1) CuO и SiO2                3) Fe2O3  и CaO

2) Na2S и SO3                4) Al2O3 и CO2

А9 Гидроксид натрия

         1) реагирует с оксидом магния        3) разлагается при нагревании

      2) реагирует с оксидом калия        4) реагирует с серной кислотой

А10 С раствором серной кислоты реагирует оба вещества:

         1) С и NaCl        2) CaCO3 и Cu        3) Mg и Ba(OH)2        4) KOH и Ag

А11 При взаимодействии серной кислоты с оксидом натрия образуется

1)оксид серы (IV)?, вода и натрий

      2)сульфат натрия и вода

3)гидроксид натрия и оксид серы (VI)

4)водород, натрий и сера

А12 Хлорид цинка и вода образуются при взаимодействии

  1. цинка с газообразным хлором
  2. цинка с соляной кислотой
  3. цинка с хлоридом меди(II)

4)         гидроксида цинка с соляной кислотой

А13 К одному генетическому ряду относятся все вещества группы:

  1. Na, HNO3, NaCl        3) CaO, CO2, CaCO3
  2. S, h3SO3, SO2                4) P, BaO,P2O5

А14 Как гидроксид натрия, так  железо реагируют с

  1. карбонатом калия                3) сульфатом меди (II)
  2. хлоридом бария                4) cульфатом натрия

 А15 В реакцию, уравнение которой 3HNO3 + Al(OH)3= Al(NO3)3 + 3h3O вступают 3моль кислоты. В результате получается соль в количестве вещества

         1) 1 моль        2) 2 моль         3) 3 моль         4) 4 моль

ЧАСТЬ В

В1 Установите соответствие между формулой вещества и его названием

ФОРМУЛА                                НАЗВАНИЕ

  1. KOH                                А) карбонат калия
  2. KNO3                                Б)  оксид калия                
  3. K2O                                В)  гидроксид калия
  4. K2CO3                                Г) нитрат калия

В таблицу запишите буквы, соответствующие правильным ответам

В2 Запишите название вещества Х в цепочке превращений

              +h3O         +HCl

         Na →   X  →  NaCl     

ОТВЕТ:_____________________________

В3 Установите соответствие между уравнением и типом химических реакции.

УРАВНЕНИЕ                                        ТИП

1) O2 + 4NO2 + 2h3O = 4HNO3        C                A) разложение

2) AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3                        Б) соединение

3) CaCO3 =CaO + CO2                                В) замещение

4) Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu                        Г) обмен

В таблицу запишите буквы, соответствующие правильным ответам

 В4 Реакции протекающие с выделением тепла, называются______________________________    

 В5 Какой объем (а л ) при н.у. занимают 10 моль газообразного кислорода?

ОТВЕТ:_______________________

 ЧАСТЬ С

С1 Запишите все уравнения реакций согласно цепочке превращений. Укажите тип 4-ой реакции.

       1          2              3                 4    

Zn →ZnO → ZnCl2 → Zn(OH)2 → ZnO

C2 Рассчитайте массы исходных веществ, необходимых для получения 2,33г сульфата бария в реакции нейтрализации. Запишите ход решения и ответ.

ИТОГОВЫЙ ТЕСТ (8класс)

ВАРИАНТ 2

ЧАСТЬ А

А1 Последовательность действий при очистке воды от примеси масла

1) перегонка, фильтрование                3) перегонка, применение делительной воронки

2) отстаивание, фильтрование                4) отстаивание, применение делительной воронки

А2 Пропущенным словом в утверждении «В состав…хлора входят 2 атома хлора» является

1) вещество                2) молекула                3) атом                4) газ

А3 Запись 2Н2S означает

1) 2 молекулы сероводорода                        3) 2 молекулы водорода и 1 атом серы

2) 4 атома водорода и 1 молекула серы                4) 2 молекулы водорода и 2 атома серы

А4 Валентность III железо проявляет в

1) FeO                 2) FeCl2                3) Fe2O3        4)FeSO4

А5 Наибольшая молярная масса у вещества

1) HNO2                2) HNO3                3) NO                4)NO2

А6 В результате реакции C2H5OH + O2→ образуются вещества

  1. вода и углерод                                3) угольная кислота
  2. водород и оксид углерода (IV)        4) оксид углерода (IV) и вода

А7 Восстановить железо из его оксида можно при помощи

  1. серы                3) водорода
  2. кислорода        4) оксида углерода (IV)

А8 Реагирует  с водой оба оксида

  1. K2O и P2O5        3)FeO и BaO        
  2. ZnO и SiO2        4) Al2O3 и SO2

А9 Гидроксид бария

  1. реагирует с щелочью                        3) разлагается при нагревании
  2. реагирует с кислотами                4) окисляется в воздухе

А10 С раствором соляной кислоты реагируют оба вещества

  1. Zn и CuO        2) S и CO2         3) K2CO3 и SO2        4) NaOH и Ag

А11 При взаимодействии серной кислоты и гидроксида калия образуются

  1. оксид серы (IV), оксида калия и вода        3) водород, оксид калия и вода
  2. сульфат калия и вода                                4) сера, калий и водород

А12 Хлорид магния и водород образуются при взаимодействии

  1. гидроксида магния с соляной кислотой        3) магния с соляной кислотой
  2. оксид магния с соляной кислотой                4) карбоната магния с соляной кислотой

А13 Веществами одного генетического ряда называются все вещества группы

1) N2, CaO, N2O5        2) Si, h3SiO3, SO2        3) BaO, CO2, BaCO3                4) Na, NaNO3, NaOH

А14 Как гидроксид калия, так и цинк реагируют с

  1. карбонатом калия                3) хлоридом натрия
  2. сульфатом меди(II)                4) сульфатом натрия

А15 В реакцию уравнение которой 3KOH + h4PO4 = K3PO4 + 3h3O вступает 3 моль щелочи. В результате получается соль в количестве вещества

         1) 1 моль        2) 2 моль         3) 3 моль         4) 4 моль

Часть В

В1 Установите соответствие между формулой вещества и его названием

ФОРМУЛА                                        НАЗВАНИЕ

  1. Сa(OH)2                                        А) сульфат кальция
  2. CaSO3                                        Б) оксид кальция
  3. CaSO4                                        В) гидроксид кальция
  4. CaO                                        Г) сульфит кальция

В таблицу запишите буквы, соответствующие правильным ответам

     

В2 Запишите название вещеста Х в цепочке превращений

  +O2             +NaOH

S→   X →  Na2SO3

B3 Установите соответствие между уравнением и типом химических реакций

УРАВНЕНИЕ                                ТИП

1) 4HNO3=O2 + 4NO2 + 2h3O                А) разложение        

2) Mg + HCl= MgCl2 + h3                        Б) соединение        

3) CaO + CO2 + CaCO3                        В) замещение        

4) Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

В таблицу запишите буквы, соответствующие правильным ответам

     

В4 Запишите название реакций, протекающих с поглощением тепла.

ОТВЕТ:____________________

В5 Какой объем (в л ) при н.у. занимают 5 моль газообразного водорода?

ОТВЕТ:________________________________

ЧАСТЬ С

С1 Запишите все уравнения реакций согласно цепочке првращений. Укажите тип 4-ой реакции

       1              2            3                 4

Al → Al2O3 → AlCl3 →Al(OH)3 →Al2(SO4)3

С2 Рассчитайте массы исходных веществ, необходимых для получения 13,6 г сульфата кальция в реакции нейтрализации.

Запишите ход решения и ответ.

Разделение неоднородных смесей — урок. Химия, 8 класс.

В природе вещества обычно встречаются в виде смесей. Чтобы получить чистое вещество, надо его из смеси выделить.

 

Разделение смеси производят для выделения в чистом виде всех её составных частей. При очистке выделяют одно вещество, а примеси удаляют.

 

В составе смесей вещества сохраняют свои свойства. Способы разделения и очистки веществ основаны на их различиях.

Одним из самых простых способов разделения неоднородных смесей является отстаивание.

Используется для разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности.

 

При отстаивании смеси жидкости и твёрдого вещества на дне сосуда оседает вещество с большей плотностью. Верхний слой осторожно отделяют.

Рис. \(1\). Отстаивание смеси песка и воды

  

Таким способом можно разделить смесь мела и воды, песка и воды. 

  

Для разделения смеси двух жидкостей (растительное масло и вода, бензин и вода, нефть и вода) используется делительная воронка — сосуд с краном внизу. Сливают сначала более тяжёлый нижний слой, а затем — лёгкий верхний. Подобным образом в деревнях отделяли сливки от молока.

 

Рис. \(2\). Делительная воронка 

Фильтрование — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы (фильтры). Фильтры задерживают частицы, если их размеры больше размера пор. Для фильтрования можно использовать специальную бумагу, ткань, марлю, вату, песок, уголь, пористую керамику.

 

Рис. \(3\). Механизм фильтрования

 

Простейший прибор для фильтрования состоит из воронки с фильтром и сосуда для собирания фильтрата. При использовании бумажного фильтра смесь осторожно наливают в воронку по стеклянной палочке. Вода проходит через фильтр, а частицы твёрдого вещества задерживаются на нём.

 

Рис. \(4\). Простейший прибор для фильтрования

(\(1\) — смесь, \(2\) — стеклянная палочка, \(3\) — воронка с фильтром, \(4\) — фильтрат)

  

С помощью фильтрования можно очистить воду от попавших в неё пылинок, частиц песка и других примесей. В лабораториях этим способом отделяют образовавшиеся в реакциях осадки.

 

Фильтрование используется в промышленности (в производстве растительного масла, творога). В качестве фильтров там используются ткани.

 

В двигателях автомобилей через фильтры обязательно проходит топливо и масло.

 

На одной из стадий очистки питьевой воды в водопроводах её пропускают через слой чистого песка. В домашних условиях для очистки питьевой воды применяется бытовой фильтр.

  

С помощью фильтрования очищают также воздух от примесей. На фильтровании воздуха основана работа пылесоса, противогаза.

 

Для удаления нежелательных примесей часто используют адсорбенты. Так, в противогазах воздух проходит через слой активированного угля, который имеет много мелких пор и способен поглощать газообразные и растворённые вещества. Уголь применяется в производстве сахара для очистки сахарного сиропа от содержащихся в нём примесей.

Центрифугирование

Если частицы неоднородной смеси малы, то её сложно разделить отстаиванием или фильтрованием. В этом случае используют центрифугирование. Смесь помещают в сосуды, которые вращают с большой скоростью в центрифуге. Более тяжёлые частицы оседают на дне.

 

Рис. \(5\). Центрифуга

 

Такой способ находит применение для разделения молока. При вращении в специальной центрифуге (сепараторе) отделяются сливки, и остаётся обезжиренное молоко.

Другие способы

Универсальных методов разделения смесей нет. В каждом конкретном случае основываются на различиях в свойствах веществ.

 

Смесь железных опилок с серой можно разделить, используя магнитные свойства железа. Если к поверхности смеси поднести магнит, то частицы железа притянутся к нему, а сера останется.

 

Рис. \(6\). Разделение смеси серы и железа 

 

Можно эту же смесь разделить с помощью воды. Железо тяжелее воды и оседает на дне. Сера водой не смачивается и остаётся на поверхности. Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией.

Источники:

Рис. 1. Отстаивание смеси песка и воды © ЯКласс

Рис. 2. Делительная воронка © ЯКласс

Рис. 3. Механизм фильтрования © ЯКласс

Рис. 4. Простейший прибор для фильтрования © ЯКласс

Рис. 5. Центрифуга https://cdn.pixabay.com/photo/2015/11/18/17/22/centrifuge-1049579_960_720.jpg

Рис. 6. Разделение смеси серы и железа © ЯКласс

МБОУ «Вознесеновская средняя общеобразовательная школа» Рабочая программа по химии для 8 класса

1 МБОУ «Вознесеновская средняя общеобразовательная школа» Рабочая программа по химии для 8 класса Подготовила: учитель химии Медведева Лариса Николаевна 2013

2 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа по химии составлена в соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта основного общего образования, одобренным совместным решением коллегии Минобразования России и Президиума РАО от г. 21/12 и утвержденным приказом Минобрнауки РФ от г и примерной программы основного общего образования (письмо Департамента государственной политики в образовании Минобрнауки России от г ). За основу рабочей программы взята программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений (автор Н.Н.Гара), рекомендованная Департаментом образовательных программ и стандартов общего образования Министерства образования РФ, опубликованная издательством «Просвещение» в 2008 году (Гара Н.Н. Программы общеобразовательных учреждений. Химия.- М.: Просвещение, ). При составлении рабочей программы использовался учебно методический комплект: 1. Рудзитис Г.Е Химия: неорган. химия: учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/ Г.Е Рудзитис, Ф.Г Фельдман.- 12-е изд., испр. — М.: Просвещение, с. 2. Гара Н.Н. Химия: уроки в 8 кл.: Пособие для учителя. М.: Просвещение, с. 3. Гара Н.Н. Химия. Задачник с «помощником» 8-9 классы: пособие для учащихся общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. 4. Габрусева Н.И.. Химия. Рабочая тетрадь.8- класс: пособие для учащихся общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. 5. Радецкий А. М Дидактический материал. 8-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. 6. Рябов М.А. Сборник задач и упражнений по химии:8 класс:к учебнику Г.Е. Рудзитиса Химия: неорган. химия: учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/м.: Издательство «Экзамен», 2010 Цели и задачи : Цели: освоение знаний основных понятий и законов химии, химической символики; выдающихся открытиях в химической науке; роли химической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания; овладение умениями наблюдать химические явления; проводить химический эксперимент; производить расчеты на основе химических формул веществ и уравнений химических реакций; обосновывать место и роль химических знаний в практической деятельности людей, развитии современных технологий; развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе проведения химического эксперимента, самостоятельного приобретения знаний в соответствии с возникшими жизненными потребностями. Задачи обучения: привить познавательный интерес к новому для учеников предмету через систему разнообразных по форме уроков изучения нового материала, лабораторные работы, экскурсии, нестандартные уроки контроля знаний; создавать условия для формирования у учащихся предметной и учебно-исследовательской компетентностей: -обеспечить усвоение учащимися знаний основ химической науки: важнейших факторов, понятий, химических законов и теорий, языка науки, доступных обобщений мировоззренческого характера в соответствии со стандартом химического образования; 2

3 -способствовать формированию у школьников предметных умений и навыков: умения работать с химическим оборудованием, наблюдать и описывать химические явления, сравнивать их, ставить несложные химические опыты, вести наблюдения через систему лабораторных, практических работ и экскурсии; — продолжить развивать у обучающихся общеучебные умения и навыки: особое внимание уделить развитию умения пересказывать текст, аккуратно вести записи в тетради и делать рисунки. Задачи развития: создать условия для развития у школьников интеллектуальной, эмоциональной, мотивационной и волевой сферы: — слуховой и зрительной памяти, внимания, мышления, воображения; -эстетических эмоций; -положительного отношения к учебе; -умения ставить цели через учебный материал каждого урока, использование на уроках красивых наглядных пособий, музыкальных фрагментов, стихов, загадок, определение значимости любого урока для каждого ученика. Задачи воспитания: способствовать воспитанию совершенствующихся социально-успешных личностей; формирование у учащихся коммуникативной и валеологической компетентностей; формирование гуманистических отношений и экологически целесообразного поведения в быту и в процессе трудовой деятельности; воспитание ответственного отношения к природе, бережного отношения к учебному оборудованию, умение жить в коллективе (общаться и сотрудничать) через учебный материал каждого урока. Распределение часов по темам составлено по авторской программе с использованием резервного времени. Формулировка названий разделов и тем соответствует авторской программе. Изменения: резервное время (3ч) распределено следующим образом: 1. 1 час добавлен в тему 5 для обобщения, систематизации, коррекции знаний, умений и навыков учащихся по теме «Основные классы неорганических соединений» 2. 2 часа добавлены в тему 9 для обобщения, систематизации, коррекции знаний, умений и навыков учащихся по теме «Галогены» и по курсу химии 8 класса. 3

4 УЧЕБНО ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Тема Количество Количество В том числе В том числе пп часов по часов по практических контрольных работ программе Н.Н.Гара рабочей программе работ 1 Тема 1. Первоначальные химические понятия Тема 2. Кислород Тема 3. Водород Тема 4. Растворы. Вода Тема 5. Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений Тема 6. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома 7 Тема 7. Химическая связь. Строение веществ Тема 8. Закон Авогадро. Молярный объем газов 9 Тема 9. Галогены Резервное время 3 — Итого

5 Перечень лабораторных работ и практических работ по учебному предмету «Химия» 8 класс Наименование тем Лабораторные работы Практические работы I. Введение — — II. Первоначальные Л. р. 1 «Рассмотрение веществ с различными физическими свойствами». Практическая работа 1 химические понятия Л.р. 2 «Разделение смеси». «Отработка правил техники Л. р. 3 «Примеры физических и химических явлений». безопасности. Приемы Л.р. 4 «Примеры химических явлений». обращения с химическим Л.р. 5 «Ознакомление с образцами простых и сложных веществ, минералов и горных пород, металлов и неметаллов». оборудованием». Практическая работа 2 Л. р. 6 «Разложение основного карбоната меди (II) CuCO 3. Cu(OH) 2». «Очистка загрязненной Л. р. 7 «Разложение основного карбоната меди (II) CuCO 3. Cu(OH) 2». поваренной соли». III. Кислород. Л. р. 8 «Ознакомление с образцами оксидов». Практическая работа 3 Оксиды. Горение. «Получение и свойства IV. Водород. Кислоты. Соли. V. Вода. Растворы. Основания. VI. Важнейшие классы неорганических соединений. кислорода» Л. р. 9 «Получение и свойства водорода». Л.р. 10 «Действие кислот на индикаторы». Л.р. 11 «Взаимодействие водорода с оксидом меди (II)». Л. р. 12 «Отношение кислот к металлам». Л. р. 13 «Свойства растворимых и нерастворимых оснований». Практическая работа 4 «Приготовление раствора с Л. р. 14 «Разложение гидроксида меди (II) при нагревании». Л. р. 15 «Взаимодействие щелочей с кислотами». Л. р. 16 «Взаимодействие нерастворимых оснований с кислотами». Л. р. 17 «Взаимодействие кислот с оксидами металлов». определенной массовой долей». Практическая работа 5 «Решение экспериментальных задач по теме «Важнейшие классы неорганических соединений». VII. Периодический закон и периодическая система химических элементов. VIII. Химическая связь Л. р. 18 «Взаимодействие гидроксида цинка с растворами кислот и щелочей». Л. р. 19 «Составление моделей веществ с различной кристаллической решеткой». 5

6 IX.Галогены. Тема практической работы Знакомство с лабораторным оборудованием. Правила безопасной работы в химической лаборатории Очистка загрязненной поваренной соли Приготовление раствора с заданной массовой долей растворенного вещества Решение эксперементальных задач по теме: «Основные классы неорганических соединений» Получение и свойства кислорода Получение водорода и изучение его свойств. Получение соляной кислоты и изучение ее свойств» Л.р. 20 «Вытеснение галогенами друг друга из растворов их соединений». Л. р. 21 «Распознавание соляной кислоты, хлоридов, бромидов, иодидов». Практические работы, 8класс Практическая работа 6 «Получение соляной кислоты и изучение ее свойств» Оборудование и реактивы Инструкция по технике безопасности, штатив, пробирка, фарфоровая чашка, спиртовка (или электронагреватель), лучина, спички, химический стакан, пробиркодержатель. Смесь соли с песком, химический стакан, мл воды, стеклянная палочка, фильтр, стеклянная воронка, фарфоровая чашка, спиртовка (или электронагреватель), спички. Поваренная соль (любая растворимая соль, разрешенная для использования в школьной лаборатории), химический стакан, весы, стеклянная палочка, пробирки, стеклянная воронка Пробирки, спиртовка, асбестовая сетка, химический стакан, 20 мл соляной кислоты (массовая доля 20%), оксид меди (II), фарфоровая чашка, фильтр, гидроксид натрия (разбавленный раствор), индикатор. штатив, пробирка, газоотводная трубка, химический стакан, стекловата, спиртовка (или электронагреватель), цилиндр, стеклянная пластинка, кристаллизатор, перманганат калия. 2 штатива, пробирки, стеклянная воронка, газоотводная трубка, гранулы цинка, разбавленная соляная кислота, оксид меди (II). 5 пробирок,штатив, раствор соляной кислоты, лакмус, гранулы цинка, кусочки меди, оксид меди( II), спиртовка,спички, держатель пробирки, карбонат кальция (мел, мрамор),стеклянная ложечка 6

7 Общая характеристика учебного предмета Курс «Химия» имеет комплексный характер, включает основы общей, неорганической химии. Главной идеей является создание базового комплекса опорных знаний по химии, выраженных в форме, соответствующей возрасту учащихся. Весь теоретический материал курса химии для основной школы структуирован по шести блокам: Методы познания веществ и химических явлений. Экспериментальные основы химии; Вещество; Химическая реакция; Элементарные основы неорганической химии; Первоначальные представления об органических веществах; Химия и жизнь. Содержание этих учебных блоков в авторских программах направлено на достижение целей химического образования. В курсе 8 класса учащиеся знакомятся с первоначальными понятиями: атом, молекула, простое и сложное вещество, физические и химические явления, валентность; закладываются простейшие навыки в написании знаков химических элементов, химических формул простых и сложных веществ, составлении несложных уравнений химических реакций; даются понятия о некоторых химических законах: атомно молекулярном учении, законе постоянства состава, законе сохранения массы вещества; на примере кислорода и водорода углубляются сведения об элементе и веществе. Учащиеся изучают классификацию простых и сложных веществ, свойства воды, оксидов, кислот, оснований, солей; закрепляют практические навыки, необходимые при выполнении практических и лабораторных работ. Изучаются структура периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, периодический закон, виды химической связи. Место предмета в учебном плане Рабочая программа ориентирована на изучение предмета «химия» в 8 классе общеобразовательного уровня, рассчитана на 70 часов в год, из расчета — 2 учебных часа в неделю, из них: для проведения контрольных — 5 часов, практических работ — 6 часов. 7

8 Требования к уровню подготовки учащихся В результате изучения химии в 8 классе учащиеся должны знать/понимать важнейшие химические понятия, основные законы химии, основные теории химии, важнейшие вещества и материалы. уметь называть, определять, характеризовать вещества, объяснять явления и свойства, выполнять химический эксперимент использовать приобретѐнные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни. Тема 1 «Первоначальные химические понятия» — 19 часов Учащиеся должны знать: 1. определение важнейших понятий: простые и сложные вещества, химический элемент, атом, молекула; различать понятия «вещество» и «тело», «простое вещество» и «химический элемент», «физические явления» и «химические явления»; 2. определение химической формулы вещества, формулировку закона постоянства состава; 3. знаки первых 20 химических элементов; 4. понимать и записывать химические формулы веществ; 5. правила техники безопасности при работе в химической лаборатории. Уметь: 1. отличать химические реакции от физических явлений; 2. использовать приобретѐнные знания для безопасного обращения с веществами и материалами, экологически грамотного поведения в окружающей среде, оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека; 3. называть химические элементы; 4. определять валентность важнейших элементов по формуле и составлять формулы бинарных соединений по валентности; 5. определять состав веществ по химической формуле, принадлежность к простым и сложным веществам; 6. вычислять массовую долю химического элемента по формуле соединения; 7. классифицировать химические реакции по типу; 8. расставлять коэффициенты в уравнениях реакций; 9. проводить расчеты по уравнению реакции; Тема 2 «Кислород» — 5 часов Учащиеся должны знать: 1. условия горения и способы его прекращения; понятие «тепловой эффект химической реакции»; 2. строение, свойства, способы получения и области применения кислорода; 3. состав, свойства, способы получения оксидов; 4. круговорот кислорода в природе; 8

9 5. состав воздуха Уметь: 1. записывать уравнения реакции окисления; 2. вести расчеты по термохимическим уравнениям; 3. получать и собирать кислород методом вытеснения воздуха и воды; 4. записывать уравнения реакций, характеризующих химические свойства кислорода; Тема 3 «Водород» — 3 часа Учащиеся должны знать: 1. состав молекулы водорода; 2. определение восстановителя; 3. области применения водорода и способы получения его в лаборатории и промышленности. Уметь: 1. получать водород в лабораторных условиях методом вытеснения воздуха; доказывать его наличие, проверять на чистоту. 2. давать характеристику водорода как элемента и как простого вещества, описывать физические и химические свойства водорода, записывать уравнения реакций; 3. применять ЗУН при выполнении тренировочных заданий и упражнений. Тема 4 «Растворы. Вода» — 7 часов Учащиеся должны знать: 1. способы очистки воды; 2. понятия «растворы», «растворитель», «дистиллированная вода»; 3. меры по охране воды от загрязнений; 4. определение растворимости, массовой доли растворенного вещества; 5. количественный и качественный состав воды; 6. химические и физические свойства воды; 7. понятие об анализе и синтезе как методах определения состава вещества. Уметь: 1. объяснять процесс растворения с точки зрения атомно молекулярного учения; 2. вычислять массовую долю растворенного вещества в растворе; 3. составлять уравнения реакций, доказывать химические свойства воды; 4. приготавливать раствор соли с определенной массовой долей растворенного вещества; 5. решать задачи на определение массовой доли и массы растворенного вещества; Тема 5 «Основные классы неорганических соединений» — 10 часов Учащиеся должны знать: 1. классификацию неорганических соединений; 2. определение и классификацию оксидов, оснований, кислот и солей; 3. понятие генетической связи Уметь: 1. классифицировать по составу и свойствам неорганические вещества; 9

10 2. доказывать химические свойства оксидов, оснований, кислот и солей, записывать уравнения реакций; 3. осуществлять схемы превращений, доказывающих генетическую связь между классами соединений; Тема 6 «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома» — 8 часов. Учащиеся должны знать: 1. определение амфотерности оксида и гидроксида; 2. основные признаки классификации химических элементов на примере естественных семейств щелочных и щелочноземельных металлов, галогенов, инертных газов; 3. определение периодического закона, периода, группы; 4. строение атома, состав атома, определение изотопов; 5. расположение электронов по слоям, формы электронных орбиталей; 6. причину периодического изменения химических свойств в зависимости от числа электронов в наружном слое; 7. роль периодического закона для развития науки и техники; 8. основные этапы жизни и деятельности Д.И.Менделеева. Уметь: 1. объяснять общие и отличительные признаки в свойствах элементов каждого семейства; 2. объяснять изменения свойств элементов и их соединений, причину этого; 3. описывать химический элемент с точки зрения строения атома; 4. находить черты сходства и отличия у изотопов; 5. записывать строение атомов элементов первых четырех периодов; 6. записывать электронные и электронно графические формулы для первых 20 элементов; 7. давать характеристику по плану данного химического элемента главной подгруппы по его положению в ПС и строению его атома; Тема 7 «Строение вещества. Химическая связь» — 9 часов. Учащиеся должны знать: 1. определение химической связи, электроотрицательности, ковалентной и ионной связи; 2. механизм образования связи; 3. определение кристаллической решетки, типы. Уметь: 1. определять ковалентную и ионную связи в различных веществах, записывать схемы образования связи; 2. определять тип кристаллической решетки; 3. применять ЗУН при выполнении тренировочных заданий и упражнений. Тема 8 «Закон Авогадро. Молярный объем газов» 3 часа Учащиеся должны знать: 1. определение понятия молярный объем, сущность закона Авогадро; 2. определение понятия относительная плотность газов. Уметь: 1. вычислять относительную плотность газов; 10

11 2. проводить расчеты на основе уравнений реакций, уметь вычислять: количество вещества, объем или массу по количеству вещества, объему или массе реагентов и продуктов реакции (находить объем газа по количеству вещества, массе или объему одного из реагентов или продуктов реакции). Тема 9 «Галогены» — 6 часов Учащиеся должны знать: 1. положение галогенов в периодической таблице и строение их атомов; свойства хлора; 2. свойства хлороводорода, соляной кислоты и хлоридов; понимать значение качественных реакций; 3. положение галогенов в периодической таблице и строение их атомов. Уметь: 1. характеризовать галогены как химические элементы; обосновывать их свойства как типичных неметаллов; 2. составлять уравнения характерных для хлора реакций; 3. уметь выполнять химический эксперимент по распознаванию важнейших неорганических веществ — распознавать хлориды; 4. составлять уравнения химических реакций (характерных для соляной кислоты реакций). 11

12 СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОГО КУРСА Тема 1. Первоначальные химические понятия (18 ч) Предмет химии. Химия как часть естествознания. Вещества и их свойства. Чистые вещества и смеси. Способы очистки веществ: отстаивание, фильтрование, выпаривание. Физические и химические явления. Химические реакции. Признаки химических реакций и условия возникновения и течения химических реакций. Атомы и молекулы. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Качественный и количественный состав вещества. Простые и сложные вещества. Химический элемент. Язык химии. Знаки химических элементов, химические формулы. Закон постоянства состава вещества. Атомная единица массы. Относительная атомная и молекулярная массы. Количества вещества, моль. Молярная масса. Валентность химических элементов. Определение валентности элементов по формулам их соединений. Составление химических формул по валентности. Атомно молекулярное учение. Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения. Классификация химических реакций по числу и составу исходных и полученных веществ. Демонстрации. Ознакомление с образцами простых и сложных веществ. Способы очистки веществ: кристаллизация, дистилляция0 хроматография. Опыты, подтверждающие закон сохранения массы веществ. Химические соединения количеством вещества 1 моль. Модель молярного объема газов. Лабораторные опыты. Рассмотрение веществ с различными физическими свойствами. Разделение смеси с помощью магнита. Примеры физических и химических явлений. Реакции, иллюстрирующие основные признаки характерных реакций. Разложение основного карбоната меди. Реакция замещения меди железом. Практические работы. Правила техники безопасности при работе в химическом кабинете. Ознакомление с лабораторным оборудованием Очистка загрязненной поваренной соли Расчетные задачи. Вычисление относительной молекулярной массы вещества по формуле. Вычисление массовой доли элемента в химическом соединении. Установление простейшей формулы вещества по массовым долям элементов. Вычисления по химическим уравнениям массы или количества вещества по известной массе или количеству одного из вступающих или получающихся в реакции веществ. Тема 2. Кислород (5 часов) Кислород. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Получение, применение. Круговорот кислорода в природе. Горение. Оксиды. Воздух и его состав. Защита атмосферного воздуха от загрязнений. Медленное окисление. Тепловой эффект химических реакций. 12

13 Демонстрации. Получение и собирание кислорода методом вытеснения воздуха и воды. Определение состава воздуха. Лабораторные опыты. Ознакомление с образцами оксидов. Практическая работа. Получение и свойства кислорода. Расчетные задачи. Расчеты по термохимическим уравнениям. Тема 3. Водород (3 ч) Водород. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Получение, применение. Водород восстановитель. Демонстрации. Получение водорода в аппарате Киппа, проверка водорода на чистоту, горение водорода, собирание водорода методом вытеснения воздуха и воды. Лабораторные опыты. Получение водорода и изучение его свойств. Взаимодействие водорода с оксидом меди (2). Тема 4. Растворы. Вода (7 ч) Вода растворитель. Растворимость веществ в воде. Определение массовой доли растворенного вещества. Вода. Методы определения состава воды анализ и синтез. Вода в природе и способы ее очистки. Физические и химические свойства воды. Круговорот воды в природе. Демонстрации. Анализ воды. Синтез воды. Практическая работа. Приготовление растворов солей с определенной массовой долей растворенного вещества. Расчетные задачи. Нахождение массовой доли растворенного вещества в растворе. Вычисление массы растворенного вещества и воды для приготовления раствора определенной концентрации. Тема 5. Основные классы неорганических соединений (10 ч) Оксиды. Классификация. Основные и кислотные оксиды. Номенклатура. Физические и химические свойства. Получение. Применение. Основания. Классификация. Номенклатура. Физические и химические свойства. Получение. Применение. Реакция нейтрализации. Кислоты. Классификация. Номенклатура. Физические и химические свойства. Вытеснительный ряд металлов Н.Н.Бекетова. Применение. Соли. Классификация. Номенклатура. Физические и химические свойства. Способы получения солей. Генетическая связь между основными классами неорганических соединений. Демонстрации. Знакомство с образцами оксидов, кислот, оснований и солей. Нейтрализация щелочи кислотой в присутствии индикатора. Лабораторные опыты. Опыты, подтверждающие химические свойства кислот, оснований. Практическая работа. Решение экспериментальных задач по теме «Основные классы неорганических соединений. Тема 6. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома (8 ч) Первые попытки классификации химических элементов. Понятие о группах сходных элементов. Периодический закон Д.И.Менделеева. Периодическая таблица химических элементов. Группы и периоды. Значение периодического закона. Жизнь и деятельность Д.И.Менделеева. Строение атома. Состав атомных ядер. Электроны. Изотопы. Строение электронных оболочек атомов первых 20 элементов периодической системы Д.И.Менделеева. Лабораторные опыты. Взаимодействие гидроксида цинка с растворами кислот и щелочей. Тема 7. Строение вещества. Химическая связь (9 ч) 13

14 Электроотрицательность химических элементов. Основные виды химической связи: ковалентная неполярная и ковалентная полярная. Валентность элементов в свете электронной теории. Степень окисления. Правила определения степеней окисления элементов. Окислительно-восстановительные реакции. Кристаллические решетки: ионная, атомная и молекулярная. Кристаллические и аморфные вещества. Зависимость свойств веществ от типов кристаллических решеток. Демонстрации. Ознакомление с моделями кристаллических решеток ковалентных и ионных соединений. Сопоставление физико химических свойств соединений с ковалентной и ионной связью. Тема 8. Закон Авогадро. Молярный объем газов (3 ч) Закон Авогадро. Молярный объем газов. Относительная плотность газов. Объемные отношения газов при химических реакциях. Расчетные задачи. Объемные отношения газов при химических реакциях. Вычисления по химическим уравнениям массы, объема и количества вещества одного из продуктов реакции по массе исходного вещества, объему или количеству вещества, содержащего определенную долю примесей. Тема 9. Галогены (7 ч) Положение галогенов в периодической таблице и строение их атомов. Хлор. Физические и химические свойства хлора. Применение. Хлороводород. Соляная кислота и ее соли. Сравнительная характеристика галогенов. Демонстрации. Знакомство с образцами природных хлоридов. Знакомство с физическими свойствами галогенов. Получение хлороводорода и его растворение в воде. Лабораторные опыты. Распознавание соляной кислоты, хлоридов, бромидов, иодидов и иода. Вытеснение галогенов друг другом из раствора их соединений. Получение соляной кислоты и изучение ее свойств. Практическая работа Получение соляной кислоты и изучение ее свойств. 14

15 КАЛЕНДАРНО — ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ Тема 1. Первоначальные химические понятия (18часов) Дата Дата Тема урока. Количество Повторение Задание на дом п/п план факт часов 1 Вводный инструктаж по Т Б..Предмет химии. Химия как часть естествознания. Вещества и их свойства. 1 1, стр. 5-6, вопр. 1-2, стр Инструктаж по ТБ. Практическая работа 1 1 Стр «Правила техники безопасности при работе в химическом кабинете. Ознакомление с лабораторным оборудованием». 3 Чистые вещества и смеси. Способы очистки веществ: 1 2, стр отстаивание, фильтрование, выпаривание, вопр. 6-9, (стр. 13) кристаллизация, дистилляция, выпаривание. 4 Инструктаж по ТБ. Практическая работа 2 1 Индивидуальные задания «Очистка загрязненной поваренной соли» 5 Физические и химические явления. Химические реакции. Признаки химических реакций и условия возникновения и течения химических реакций. 1 3, стр вопр , (стр. 13) 6 Атомы и молекулы. Вещества молекулярного и 1 4, стр немолекулярного строения. Качественный и вопр. 3-9, (стр. 25) количественный состав вещества. 7 Простые и сложные вещества. Химический элемент стр вопр (с. 25) 8 Язык химии. Знаки химических элементов , стр Относительная атомная масса. вопр (с. 25) 9 Закон постоянства состава вещества. 1 9, стр вопр. 1-3 (с. 31) 10 Химические формулы Атомная единица массы стр.28-29, упр. 4,5 Относительная молекулярная массы. стр Валентность химических элементов. Определение стр вопр. 15

16 валентности элементов по формулам их соединений. 1-3 (стр. 37) 12 Составление химических формул по валентности стр упр. 4-7 (задачи 1,2 (с. 37) 13 Атомно молекулярное учение. Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения , 15 стр. 35- вопр. 1-3 (с. 47) 14 Классификация химических реакций по числу и составу исходных и полученных веществ. 1 16, стр вопр. 5-6 (с ) 15 Количества вещества, моль. Молярная масса. 1 17, стр упр.7 (с ) 16 Решение расчетных задач по химическим уравнениям реакций. 1 17, стр Индивидуальные задачи 17 Обобщение по теме «Первоначальные химические 1 Индивидуальные задания понятия» 18 Контрольная работа 1 по теме «Первоначальные химические понятия» 1 Повторить 2-17 Тема 2. Кислород (5 часов) п/п Дата план Дата факт Тема урока. Количество часов Повторение Задание на дом 19 Кислород. Нахождение в природе. Физические и стр упр. 5- химические свойства. Получение.. Горение. Оксиды. 7 (с ) 20.Круговорот кислорода в природе. Применение 1 21 стр , задачи 1- кислорода. 2 (с. 60) 21 Инструктаж по ТБ. Практическая работа 3 1 задача 3 (с. 60) «Получение и свойства кислорода» 22 Воздух и его состав. Защита атмосферного воздуха от загрязнений. 1 22, стр упр. 5-7, (с. 69) 23 Медленное окисление. Тепловой эффект химических реакций , стр упр , (с. 69 задачи 1, 2 (с. 69) Тема 3. Водород (3 часа) п/п Дата план Дата факт Тема урока. Повторение Задание на дом 24 Водород. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Получение, применение стр упр. 1-5, (с. 76) 25 Водород восстановитель стр упр. 6-9, (с. 77) 16

17 26 Обобщение по темам «Кислород» и «Водород». 1 Повто-рить Тема 4. Растворы. Вода (6 часов) п/п Дата план Дата факт Тема урока. 27 Вода растворитель. Растворимость веществ в воде. Определение массовой доли растворенного вещества. 28 Инструктаж по ТБ. Практическая работа 4 «Приготовление растворов солей с определенной массовой долей растворенного вещества» 29 Вода. Методы определения состава воды анализ и синтез. Вода в природе и способы ее очистки. 30 Физические и химические свойства воды. Круговорот воды в природе. Количество часов Повторение Задание на дом 1 28 стр вопр. 3-6 (с. 81), задачи 1-2 (с. 81) 1 задачи 3-4 (с. 81) 1 29, стр , задача 1(с. 88) 1 29, стр , упр. 5,6(с. 88) 31 Обобщение знаний по теме «Растворы. Вода». 1 Индивидуальные задания 32 Контрольная работа 2 по темам «Кислород», «Водород», «Растворы. Вода». Тема 5. Обобщение сведений об основных классах неорганических соединений (10 часов) п/п Дата план Дата факт Тема урока. Количество часов 33 Оксиды. Классификация. Основные и кислотные оксиды. Номенклатура. Физические и химические свойства. Получение. Применение. 34 Основания. Классификация. Номенклатура. Физические и химические свойства. Получение. Применение. 1 Индивидуальные задания Повторение Задание на дом 1 30, стр упр. 6, (с.-93) 1 31, стр упр. 5, задача 1-2 (с. 99) 35 Реакция нейтрализации стр упр. 6, задачи 3-(с. 99) 36 Кислоты. Классификация. Номенклатура. Физические и химические свойства. Вытеснительный ряд металлов Н.Н.Бекетова. Применение. 37 Соли. Классификация. Номенклатура. Способы получения солей. 1 32, стр упр. 2,7,8, задачи 1,3 (с ) 1 33, упр. 1-2,6 (с. 112) 38 Физические и химические свойства солей. 1 33, стр. упр. 7,9 стр

18 39 Генетическая связь между основными классами неорганических соединений. 40 Инструктаж по ТБ. Практическая работа 5 «Решение экспериментальных задач по теме «Основные классы неорганических соединений»» 41 Обобщение знаний по теме «Основные классы неорганических соединений» 42 Контрольная работа 3 по теме «Основные классы неорганических соединений». 1 повторить упр.10 (в,г )стр повторить упр.10 (д,е) стр повторить упр.10 (и,к) стр Индивидуальные задания Тема 6. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома ( 8 часов) п/п Дата план Дата факт Тема урока. Количество часов Повторение Задание на дом 43 Первые попытки классификации химических элементов. Понятие о группах сходных элементов. 34,стр упр. 1-2 (с. 122), 44 Периодический закон Д.И.Менделеева. 35, стр упр. 4-5, задача (с. 122), 45 Периодическая таблица химических элементов. Группы и периоды. 46 Строение атома. Состав атомных ядер. Электроны. Изотопы. 47 Строение электронных оболочек атомов первых 20 элементов периодической системы Д.И.Менделеева. 48 Строение электронных оболочек атомов первых 20 элементов периодической системы Д.И.Менделеева. 49 Значение периодического закона. Жизнь и деятельность Д.И.Менделеева. 50 Обобщение знаний учащихся по теме «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома» Тема 7. Строение вещества. Химическая связь (9 часов) Дата Дата Тема урока. п/п план факт Количество часов Повторение 36, стр упр. 1-2, (с. 125), 37 стр , упр- 1-3(с. 138) 37, стр упр. 4-5 (с. 138) 37, стр упр. 6 (с. 138) 38,39, стр упр. 7 (с. 138) повторить Индивидуальные задания Задание на дом 18

19 51 Электроотрицательность химических элементов. 1 40, стр вопр. 1 (с. 145) 52 Основные виды химической связи: ковалентная неполярная и ковалентная полярная. 53 Основные виды химической связи: ковалентная неполярная и ковалентная полярная. 54 Кристаллические решетки: ионная, атомная и молекулярная. Кристаллические и аморфные вещества. Зависимость свойств веществ от типов кристаллических решеток. 55 Валентность элементов в свете электронной теории. Степень окисления. Правила определения степеней окисления элементов. 1 41, стр вопр. 3, 4 (с. 145) 1 Классифика ция веществ 41, стр вопр. 5, 6 (с. 145) по типам хим. связей 1 42стр , стр вопр. 4-6 (с. 152), задачи 1, 2 (с. 152) 56 Окислительно-восстановительные реакции. 1 43, стр вопр. 7(с. 152), задачи 1, (с. 152) 57 Окислительно-восстановительные реакции. 1 Алгоритм составления ОВР 58 Обобщение по теме «Строение вещества. Химическая связь» 59 Контрольная работа 4 по темам «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома» и «Строение вещества. Химическая связь» Тема 8. Закон Авогадро. Молярный объем газов (3 часа) Дата Дата Тема урока. п/п план факт Тип урока 43, стр задачи 2 (с. 152) 1 Индивидуальные задания 1 Индивидуальные задания Количество часов Повторение 60 Закон Авогадро. Молярный объем газов. 1 Количество вещества. Задание на дом 44, срт Относительная плотность газов срт задачи 1, 2 (с. 156) 19

20 62 Объемные отношения газов при химических реакциях. 1 45, стр задачи 3,4(с. 156) Тема 9. Галогены (8 часов) п/п Дата план Дата факт Тема урока. 63 Положение галогенов в периодической таблице и строение их атомов. Хлор. Физические и химические свойства хлора. Применение. Количество часов Повторение Задание на дом стр Упр.6, задачи 1,2 стр Хлороводород. Соляная кислота и ее соли стр , вопросы 3-5 стр Сравнительная характеристика галогенов стр , вопр.4-6, задачастр Инструктаж по ТБ. Практическая работа 6 1 Задачи 2,4 стр.169 «Получение соляной кислоты и изучение ее свойств» 67 Обобщение, систематизация, коррекция знаний, умений и навыков учащихся по теме «Галогены» 1 Закон Авогадро повторить Индивидуальные задания Молярный объем газов 68 Итоговая контрольная работа по курсу химии 8 класса 1 Индивидуальные задания 69 Обобщение, систематизация, коррекция знаний, умений и навыков учащихся по курсу химии 8 класса. 70 Подведение итогов работы за год. 1 1 повторение 20

21 ФОРМЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ Виды контроля: промежуточный, текущий, тематический. Методы контроля: письменный и устный. Формы контроля: тест, самостоятельная работа, устный опрос. 1. Тематический контроль (письменные контрольные работы) по темам «Первоначальные химические понятия»; «Кислород», «Водород», «Растворы. Вода»; «Основные классы неорганических соединений»; «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома» и «Строение вещества. Химическая связь» (Приложение 2) 2. Текущий кратковременный контроль ЗУН (текстовой и тестовый).проводится по пособиям: — Радецкий А. М Дидактический материал. 8-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. -Рябов М.А. Сборник задач и упражнений по химии:8 класс:к учебнику Г.Е. Рудзитиса Химия: неорган. химия: учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/м.: Издательство «Экзамен», Итоговая контрольная работа за курс химии 8 класса проводится в форме теста (Приложение 1). 4. В ходе тематических практических работ проверяется уровень сформированности у школьников предметных умений и навыков (Приложение 3). 3. КРИТЕРИИ И НОРМЫ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ 1. Оценка устного ответа. Отметка «5» : — ответ полный и правильный на основании изученных теорий; — материал изложен в определенной логической последовательности, литературным языком; — ответ самостоятельный. Ответ «4» ; — ответ полный и правильный на сновании изученных теорий; — материал изложен в определенной логической последовательности, при этом допущены две-три несущественные ошибки, исправленные по требованию учителя. Отметка «З» : — ответ полный, но при этом допущена существенная ошибка или ответ неполный, несвязный. Отметка «2» : — при ответе обнаружено непонимание учащимся основного содержания учебного материала или допущены существенные ошибки, которые учащийся не может исправить при наводящих вопросах учителя, отсутствие ответа. 2. Оценка экспериментальных умений. — Оценка ставится на основании наблюдения за учащимися и письменного отчета за работу. Отметка «5»: — работа выполнена полностью и правильно, сделаны правильные наблюдения и выводы; — эксперимент осуществлен по плану с учетом техники безопасности и правил работы с веществами и оборудованием; — проявлены организационно — трудовые умения, поддерживаются чистота рабочего места и порядок (на столе, экономно используются реактивы). Отметка «4» :

22 — работа выполнена правильно, сделаны правильные наблюдения и выводы, но при этом эксперимент проведен не полностью или допущены несущественные ошибки в работе с веществами и оборудованием. Отметка «3»: — работа выполнена правильно не менее чем наполовину или допущена существенная ошибка в ходе эксперимента в объяснении, в оформлении работы, в соблюдении правил техники безопасности на работе с веществами и оборудованием, которая исправляется по требованию учителя. Отметка «2»: — допущены две (и более) существенные ошибки в ходе: эксперимента, в объяснении, в оформлении работы, в соблюдении правил техники безопасности при работе с веществами и оборудованием, которые учащийся не может исправить даже по требованию учителя; — работа не выполнена, у учащегося отсутствует экспериментальные умения. 3. Оценка умений решать расчетные задачи. Отметка «5»: — в логическом рассуждении и решении нет ошибок, задача решена рациональным способом; Отметка «4»: — в логическом рассуждении и решения нет существенных ошибок, но задача решена нерациональным способом, или допущено не более двух несущественных ошибок. Отметка «3»: — в логическом рассуждении нет существенных ошибок, но допущена существенная ошибка в математических расчетах. Отметка «2»: — имеется существенные ошибки в логическом рассуждении и в решении. — отсутствие ответа на задание. 4. Оценка письменных контрольных работ. Отметка «5»: — ответ полный и правильный, возможна несущественная ошибка. Отметка «4»: — ответ неполный или допущено не более двух несущественных ошибок. Отметка «3»: — работа выполнена не менее чем наполовину, допущена одна существенная ошибка и при этом две-три несущественные. Отметка «2»: — работа выполнена меньше чем наполовину или содержит несколько существенных ошибок. — работа не выполнена. При оценке выполнения письменной контрольной работы необходимо учитывать требования единого орфографического режима. 5. Оценка тестовых работ. Тесты, состоящие из пяти вопросов можно использовать после изучения каждого материала (урока). Тест из вопросов используется для периодического контроля. Тест из вопросов необходимо использовать для итогового контроля. При оценивании используется следующая шкала: для теста из пяти вопросов нет ошибок оценка «5»; одна ошибка — оценка «4»; 22

23 две ошибки оценка «З»; три ошибки оценка «2». Для теста из 30 вопросов 25 З0 правильных ответов оценка «5»; правильных ответов оценка «4»; правильных ответов оценка «З»; меньше 12 правильных ответов оценка «2». 6. Оценка реферата. Реферат оценивается по следующим критериям: соблюдение требований к его оформлению; необходимость и достаточность для раскрытия темы приведенной в тексте реферата информации; умение обучающегося свободно излагать основные идеи, отраженные в реферате; способность обучающегося понять суть задаваемых членами аттестационной комиссии вопросов и сформулировать точные ответы на них. 23

24 Материально техническое обеспечение образовательного процесса N Наименования объектов и средств материально-технического обеспечения 1 Библиотечный фонд (книгопечатная продукция) ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧИТЕЛЯ 1. Основная литература 1. Брейгер Л.М., Баженова А.Е. Химия 8-11 классы. Развернутое тематическое планирование по учебникам Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана. Волгоград: издательство «Учитель», Гара Н.Н. Программы общеобразовательных учреждений. Химия.- М.: Просвещение, Гара Н.Н. Химия: уроки в 8 кл.: Пособие для учителя. М.: Просвещение, Гара Н.Н. Химия. Контрольные и проверочные работы. 8-9 классы / Н.Н.Гара. Дрофа, Радецкий А. М Дидактический материал. 8-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. 6. Рябов М.А. Сборник задач и упражнений по химии:8 класс:к учебнику Г.Е. Рудзитиса Химия: неорган. химия: учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/м.: Издательство «Экзамен», Дополнительная литература 1. Брейгер Л.М. Нестандартные уроки. Химия. 8, 10,11 классы / Л.М.Брейгер. Волгоград: Учитель, Егоров А.С. и др. Репетитор по химии /А.С.Егоров. Ростов на Дону: Феникс, Химия в школе: научно методический журнал.- М.: Российская академия образования; изд во «Центрхимэкспресс» ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 1. Основная литература 1. Рудзитис Г.Е Химия: неорган. химия: учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/ Г.Е Рудзитис, Ф.Г Фельдман.- 12-е изд., испр. — М.: Просвещение, Дополнительная литература 1. Гара Н.Н. Химия. Задачник с «помощником» 8-9 классы: пособие для учащихся общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. 2. Габрусева Н.И.. Химия. Рабочая тетрадь.8- класс: пособие для учащихся общеобразовательных учреждений М.: Просвещение, с. MULTIMEDIA — поддержка предмета:. 1. Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки химии классы. — М.: ООО «Кирилл и Мефодий», Список литературы, использованной при написании рабочей программы 1. Гара Н.Н. Программы общеобразовательных учреждений. Химия. М.: Просвещение, Гара Н.Н. Химия. Контрольные и проверочные работы. 8-9 классы / Н.Н.Гара. Дрофа, Гара Н.Н. Химия: уроки в 8 кл.: Пособие для учителя. М.: Просвещение, Демонстрационное поурочное планирование. Общая химия. Волгоград: издательство «Учитель», Примерная программа основного общего образования по химии 6. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/ Г.Е 24

25 Рудзитис, Ф.Г Фельдман.- 12-е изд., перераб. — М.: Просвещение, Стандарт основного общего образования по химии. 2 Печатные пособия 1. Комплект портретов ученых-химиков 2. Серия справочных таблиц по химии («Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», «Растворимость солей, кислот и оснований в воде», «Электрохимический ряд напряжений металлов», » 3. Серия таблиц по неорганической химии 3 Цифровые образовательные ресурсы 4 Технические средства обучения (средства ИКТ) Мультимедийной компьютер Проектор Принтер лазерный Сканер Экран навесной 5 Учебно-практическое и учебно-лабораторное оборудование Приборы, наборы посуды и лабораторных принадлежностей для химического эксперимента Общего назначения Весы Нагревательные приборы -электроплитка, -спиртовка Доска для сушки посуды Комплект электроснабжения кабинета химии Демонстрационные Набор посуды и принадлежностей для демонстрационных опытов по химии Штатив для демонстрационных пробирок ПХ-21 Штатив металлический ШЛБ Экран фоновый черно-белый (двусторонний) Специализированные приборы и аппараты Аппарат (прибор) для получения газов Источник тока высокого напряжения (25 кв) Комплект термометров (0-100 С; С) Прибор для окисления спирта над медным катализатором 25

26 Комплекты для лабораторных опытов и практических занятий по химии Весы Набор приборок Нагреватели приборы (электрические 42 В, спиртовки (50 мл) Прибор для получения газов Штатив лабораторный химический ШЛХ 9 Модели Набор кристаллических решеток: алмаза, графита, поваренной соли, и конструктор для составления молекул 10 Натуральные объекты коллекции Алюминий Волокна Каменный уголь и продукты его переработки Каучук Металлы и сплавы Минералы и горные породы Шкала твердости Нефть и важнейшие продукты ее переработки Чугун и сталь Топливо Пластмассы 11 Реактивы Набор «Кислоты» Кислота серная Кислота соляная Кислота азотная Кислота ортофосфорная Набор «Гидроксиды» Бария гидроксид Аммиак 25%- Калия гидроксид Кальция гидроксид Натрия гидроксид Набор «Оксиды металлов Алюминия оксид Бария оксид 26

27 Железа (III) оксид Кальция оксид Магния оксид Меди (II) оксид (порошок) Цинка оксид Набор «Металлы» Алюминий (гранулы) Алюминий (порошок) Железо восстановл. (порошок Набор «Щелочные и щелочноземельные металлы» Кальций Натрий Набор «Галогены» Йод Набор «Галогениды» Алюминия хлорид Аммония хлорид Бария хлорид Железа (III) хлорид Калия йодид Калия хлорид Кальция хлорид Меди (II) хлорид Магния хлорид Цинка хлорид Натрия хлорид Натрия бромид Набор «Сульфаты. Сульфиты. Сульфиды» Алюминия сульфат Аммония сульфат Железа (II) сульфат Калия сульфат Кобольта (II) сульфат Меди (II) сульфат 5-водный Набор «Карбонаты» 27

28 Аммония карбонат Калия карбонат Меди (II) карбонат основной Натрия карбонат Набор «Фосфаты. Силикаты Натрия силикат 9-водны Набор «Ацетаты. Роданиды. Соединения железа» Калия ацетат Калия ферро (II) гексацианид (калий железистосинеродистый Калия ферро (III) гексационид (калий железосинеродистый Калия роданид Натрия ацетат Свинца ацетат Набор «Соединения марганца» Калия перманганат (калий марганцевокислый) Марганца (IV) оксид Набор «Соединения хрома» Аммония дихромат Калия дихромат Калия хромат Хрома (III) хлорид 6-водный Набор «Нитраты» Аммония нитрат Калия нитрат Кальция нитрат Меди (II) нитрат Натрия нитрат Серебра нитрат Набор N 17 ОС «Индикаторы» Лакмоид Метиловый оранжевый Фенолфталеин 28

29 Часть А Приложение 1 ИТОГОВЫЙ ТЕСТ НА (8 КЛАСС) Вариант 1 А1. Установите верную последовательность действий при очистке сахара от примеси древесных опилок после добавления воды и перемешивания. 1) фильтрование, выпаривание 2) отстаивание, перегонка 3) выпаривание, конденсация 4) фильтрование, отстаивание А2. Пропущенным словом в утверждении «В состав… озона входят 3 атома кислорода» является 1) атома 2) вещества 3) молекулы 4) газа A3. Запись 4СО 2 означает 1) 4 атома углерода и 2 атома кислорода 2) 4 молекулы оксида углерода(1у) 3) 4 атома углерода и 1 молекула кислорода 4) 4 молекулы оксида углерода(ii) А4. Валентность II сера проявляет в 1) сероводороде 2) серной кислоте 3) сульфате натрия 4) сульфите натрия А5. Наименьшая молярная масса у вещества l) Fe 2 O 3 2) Fe(OH) 2 3) Fe(OH) 3 4) FeO А6. В результате реакции H 2 S + О 2 образуются вещества 1. вода и оксид cepы(iv) 2. водород и оксид серы(iv) 3. серная кислота 4. вода и оксид cepы(iv) 29

30 А7. Восстановить медь из еѐ оксида в лаборатории можно при помощи 1) кислорода 2)серы 3)водорода 4)серебра А8. Реагируют с водой оба оксида: 1) CuO и SiO 2 2) Na 2 O и SO 3 3) Fe 2 O 3 и CaO 4) А1 2 О 3 и СО 2 А9. Гидроксид натрия 1) реагирует с оксидом магния 2) реагирует с оксидом калия 3) разлагается при нагревании 4) реагирует с серной кислотой А10. К одному генетическому ряду относятся все вещества группы Часть В 1) Na, HNO 3, NaCl 2) S, H 2 SO 3, SO 2 3) CaO, CO 2, CaCO 3 4) P, BaO, P 2 O 5 В1 Установите соответствие между формулой вещества и его названием. ФОРМУЛА НАЗВАНИЕ 1) КОН А) карбонат калия 2) KNO 3 Б) оксид калия 3) К 2 О В) гидроксид калия 4) К 2 СО 3 Г) нитрат калия Запишите в таблицу буквы, соответствующие выбранным ответам. 1) 2) 3) 4) В2. Запишите название вещества X в цепочке превращений +Н 2 О + НС1 Na X NaCl Ответ: 30

31 В3. Установите соответствие между уравнением и типом химической реакции. УРАВНЕНИЕ ТИП 1) О 2 + 4NO 2 + 2Н 2 О = 4HNO 3 А) разложение 2) AgNO 3 + HC1 = AgCl + HNO 3 Б) соединение 3) СаСО 3 = СаО + СО 2 В) замещение 4) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Си Г) обмен Запишите в таблицу буквы, соответствующие выбранным ответам. 1) 2) 3) 4) В4. Реакции, протекающие с выделением тепла, называются: В5. Какой объѐм (в л) при н.у. занимают 10 моль газообразного кислорода? Ответ: Часть С С1 Запишите все уравнения реакций согласно цепочке превращений. Укажите тип 4-ой реакции Zn ZnO ZnCl 2 Zn(OH) 2 ZnO Запишите ответ на обратной стороне бланка или на отдельном листе. С2. Рассчитайте массы исходных веществ, необходимых для получения 2,33 г сульфата бария в реакции нейтрализации Запишите ход решения и ответ на обратной стороне бланка или на отдельном ли ИТОГОВЫЙ ТЕСТ НА (8 КЛАСС) Часть А А1. Последовательность действий при очистке воды от примеси масла 1) перегонка, фильтрование 2) отстаивание, фильтрование 3) перегонка, применение делительной воронки 4) отстаивание, применение делительной воронки Вариант 2 А2. Пропущенным словом в утверждении «В состав… хлора входят 2 атома хлора» является 1) вещество 31

32 2) молекула 3) атом 4) газ A3. Запись 2H 2 S означает 1) 2 молекулы сероводорода 2) 4 атома водорода и 1 молекула серы 3)2 молекулы водорода и 1 атом серы 4) 2 молекулы водорода и 2 атома серы А4. Валентность III железо проявляет в l)feo 2)FeCl 2 3) Fe 2 O 3 4) FeSO 4 A5. Наибольшая молярная масса у вещества 1)HNO 2 2)HNO 3 3)N0 4) N0 2 A6. В результате реакции С 2 Н 5 ОН + О 2 образуются вещества 1)вода и углерод 2)водород и оксид углерода(iv) 3)угольная кислота 4)оксид углерода(iv) и вода А7. Восстановить железо из его оксида можно при помощи 1) серы 2) кислорода 3) водорода 4) оксида углерода(iv) А8. Реагируют с водой оба оксида 1)К 2 О и Р 2 О 5 2) ZnO и SiO 2 3) FeO и ВаО 4) А1 2 О 3 и SO 2 А9. Гидроксид бария 32

33 1) реагирует с щелочью 2) реагирует с кислотами 3) разлагается при нагревании 4) окисляется на воздухе А10. Веществами одного генетического ряда являются все вещества группы Часть В 1) N 2, CaO, N 2 O 5 2) Si, H 2 Si0 3, SO 2 3) ВаО, СО 2, ВаСО 3 4) Na, NaNO 3, NaOH В1. Установите соответствие между формулой вещества и его названием ФОРМУЛА НАЗВАНИЕ 1) Са(ОН) 2 А) сульфат кальция 2) CaSO 3 Б) оксид кальция 3) CaSO 4 В) гидроксид кальция 4) СаО Г) сульфит кальция Запишите в таблицу буквы, соответствующие выбранным ответам. 1) 2) 3) 4) В2. Запишите название вещества X в цепочке превращений +О 2 + NaOH S X Na 2 SO 3. Ответ: В3 Установите соответствие между уравнением и типом химической реакции. УРАВНЕНИЕ ТИП 1) 4HNO 3 = О 2 + 4NO 2 + 2Н 2 О А) разложение 2) Mg + HC1 = MgCl 2 +H 2 Б) соединение 3) СаО + СО 2 = СаСО 3 В) замещение 4) Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Сu Запишите в таблицу буквы, соответствующие выбранным ответам. 1) 2) 3) 4) 33

структура, синтез, источники, пищеварение- Тосканская диета

Сахароза или сахароза или β-D-фруктофуранозил-α-D-глюкопиранозид представляет собой сахар и дисахарид , состоящий из моносахаридов α-D-глюкозы в форме пиранозы и β-D-фруктозы в форме фуранозная форма. Моносахариды соединены α-1,2 гликозидной связью, ацетально-кислородным мостиком от полуацеталя глюкозы к полукеталю фруктозы. Эта гликозидная связь происходит с сохранением конфигурации С1, следовательно, альфа-конфигурации.
Как лактоза, мальтоза и трегалоза, три других дисахарида, его молекулярная формула C 12 H 22 O 11 и молекулярная масса 342,30 г/моль. Он выглядит как белое кристаллическое твердое вещество без запаха.
Это невосстанавливающий сахар , поскольку α-1,2 гликозидная связь возникает между альдегидной функциональной группой глюкозы и кетоновой функциональной группой фруктозы, то есть их аномерными атомами углерода. Это означает, что в растворе он не может существовать в форме открытой цепи, следовательно, нет свободных карбонильных групп.Трегалоза также является невосстанавливающим сахаром.
Производится водорослями, цианобактериями и растениями и является конечным продуктом фотосинтеза , основного метаболического пути фиксации углерода на Земле. После переноса через флоэму в нефотосинтезирующие ткани он может использоваться растениями в качестве источника энергии, а также в качестве предшественника для синтеза нескольких соединений, включая аминокислоты и, следовательно, белки, целлюлозу, крахмал и нуклеотиды. Кроме того, он участвует в регуляции экспрессии генов.
Встречается практически на всех растениях, но экономически выгодно его извлечение только из сахарной свеклы ( Beta vulgaris ssp. vulgaris var. altissima) и сахарного тростника ( Saccharum officinarum ). За исключением начальных шагов, извлечение из обоих источников очень похоже.
Несмотря на конкуренцию искусственных подсластителей, сахароза по-прежнему является наиболее широко используемым подсластителем как для бытового, так и для промышленного использования. Кроме того, благодаря своему противомикробному действию , проявляющемуся в высоких концентрациях, он широко используется в качестве консерванта, например, для джемов и мармеладов.
Вместе с крахмалом и лактозой это один из трех наиболее распространенных пищевых углеводов.

СОДЕРЖАНИЕ

История

Сахароза, по-видимому, была обнаружена в Индии в 6 веке до нашей эры в результате кипячения сока сахарного тростника. Армия Александра Македонского среди жителей Запада первой соприкоснулась с ней. Тем не менее, он оставался редким товаром более тысячелетия, и только после крестовых походов он приобрел значение как подсластитель, хотя и только среди более богатых классов.
В 1747 г. немецкий химик Маргграф А.С. открыл сахарозу в сахарной свекле, а в 1802 г. его ученик Ачард Ф. разработал промышленный способ ее извлечения. Тот же процесс с небольшими изменениями будет применен к сахарному тростнику.
Слово сахароза было придумано в 1860 г. французским химиком Бертело М., тем самым, который выделил трегалозу из Trehala манны, тогда как слово сахароза было придумано английским химиком Миллером В. тремя годами ранее, в 1857 г.

Биосинтез сахарозы

Сахароза является конечным продуктом фотосинтеза, процесса, который с использованием световой энергии , воды и неорганического углерода в виде двуокиси углерода (CO 2 ), приводит к преобразованию световой энергии в химическую энергию и фиксации углерода, а именно, приводит к биосинтезу богатых энергией органических соединений.Кроме того, в результате фотосинтеза в окружающую среду выделяется молекулярный кислород.
В растениях двуокись углерода фиксируется в хлоропластах стромы посредством цикла Кальвина или темновых реакций фотосинтеза с образованием триозофосфатов .
Триозофосфаты могут оставаться в хлоропласте и превращаться в крахмал, который затем будет использован следующей ночью, или транспортироваться в цитозоль с помощью специфического переносчика через антипорт с ионами фосфата.
В цитозоле фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза или просто альдолаза (EC 4.1.2.13) катализирует альдольную конденсацию между двумя молекулами триозофосфата, дигидроксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата. .
Фруктозо-1,6-бисфосфат может метаболизироваться с образованием других гексозофосфатов, таких как фруктозо-6-фосфат, который, в свою очередь, может изомеризоваться в глюкозо-6-фосфат в ходе обратимой реакции изомеризации, катализируемой фосфоглюкозоизомеразой (EC: 5.3.1.9).
Альдолаза и фосфоглюкозоизомераза являются ферментами, также участвующими в гликолизе, обратных реакциях и глюконеогенезе.
Глюкозо-6-фосфат изомеризуется в глюкозо-1-фосфат в обратимой реакции, катализируемой фосфоглюкомутазой (EC 5.4.2.2), ферментом, также участвующим в синтезе гликогена и гликогенолизе. Глюкозо-1-фосфат может быть активирован путем связывания UTP с аномерным углеродом с образованием UDP-глюкозы в реакции, катализируемой UDP-глюкозопирофосфорилазой (EC 2.7.7.9). УДФ-глюкоза представляет собой нуклеотидный сахар, играющий центральную роль в углеводном обмене; например, он участвует в синтезе гликогена, метаболизме галактозы, после превращения в УДФ-галактозу и, в фотосинтезирующих организмах, в биосинтезе сахарозы.

Биосинтез сахарозы и пищеварение в кишечнике

УДФ-глюкоза и фруктозо-6-фосфат являются строительными блоками для биосинтеза сахарозы, который происходит в два этапа. На первом этапе сахарозо-6-фосфатсинтаза (EC 2.4.1.14) катализирует обратимую реакцию, в которой сахарная часть УДФ-глюкозы переносится на фруктозо-6-фосфат с образованием сахарозо-6-фосфата.
Сахароза-6-фосфат дефосфорилируется до сахарозы в результате необратимого гидролиза, катализируемого сахарозо-фосфатфосфатазой (EC 3.1.3.24).
Этот гидролиз смещает равновесие реакции, катализируемой сахарозо-6-фосфатсинтазой, в сторону биосинтеза сахарозы.

Регуляция биосинтеза

Биосинтез сахарозы строго регулируется и координируется с биосинтезом крахмала, происходящим в хлоропластах. Сахарозо-6-фосфатсинтаза , которая также участвует в метаболизме крахмала, является ключевым регуляторным ферментом и регулируется с помощью аллостерических эффекторов и ковалентных модификаций, то есть обратимого фосфорилирования. И, как и в регуляции гликолиза и глюконеогенеза, ключевую роль играет фруктозо-2,6-бисфосфат .

Регуляция биосинтеза сахарозы

Также представляется, что участвует трегалозо-6-фосфат , роль которого будет заключаться в регулировании и передаче сигналов об уровнях сахарозы, действуя в качестве регулятора с отрицательной обратной связью.

Роль в растениях

Сахароза является основным продуктом фотосинтетических тканей и основным сахаром, транспортируемым через флоэму в нефотосинтезирующие ткани растения.
В нефотосинтезирующих тканях он может участвовать в различных метаболических путях , таких как те, которые ведут к производству крахмала, целлюлозы, аминокислот, полифенолов, нуклеотидов, жирных кислот, липидов, каротинидов и многих других соединений, или может использоваться для получения энергии.Он также участвует в реакции растений на абиотический стресс и в транскрипционном и посттранскрипционном контроле экспрессии генов .
В трахеофитах, также называемых сосудистыми растениями, он выполняет многие функции, которые трегалоза выполняет в бактериях, грибах и насекомых, и его концентрация в 100–1000 раз выше, чем у трегалозы. Причины такого первенства неясны. Было высказано предположение, что более низкая вязкость концентрированных растворов сахарозы могла сделать ее более подходящей, чем трегалоза, для транспорта по флоэме.

Источники сахарозы

Сахароза, являясь конечным продуктом фотосинтеза, широко распространена в фруктах и ​​овощах вместе с фруктозой и глюкозой. Однако эти три углевода присутствуют в разных количествах. Например, в томатах, винограде, чернике, ежевике, вишне, инжире, авокадо и лимонах основными сахарами являются глюкоза и фруктоза, тогда как сахароза практически отсутствует; и наоборот, сахароза является основным сахаром в бананах, персиках, апельсинах, манго, сладкой кукурузе, душистом горошке и моркови.
Среди натуральных подсластителей он является основным сахаром в кленовом сиропе и патоке , где на его долю приходится более 98% и около 53% от общего количества сахаров, соответственно, тогда как на его долю приходится около 14% и чуть более 1% общего количества сахаров сиропа агавы и меда.

Экстракция из сахарного тростника

На сахарный тростник

приходится около 75% мирового производства сахарозы, а дисахарид составляет около 10-15% веса растений, готовых к сбору.
После срезания растение необходимо быстро обработать, так как оно очень быстро портится.
На первом этапе переработки сахарный тростник измельчается и измельчается для извлечения сока. Волокнистые растительные остатки, называемые жмыхом, после сушки можно использовать в качестве топлива.
Следующим шагом является этап фильтрации. Чтобы избежать расщепления органическими кислотами сахарозы на фруктозу и глюкозу, что привело бы к образованию инвертного сахара, добавляют гидроксид кальция (Ca(OH) 2 ).
Нейтрализованный сок нагревают до 95°C (200°F) и осветляют гидроксидом кальция, что вызывает осаждение, пусть и неполное, таких примесей, как глюкоза, фруктоза, клетчатка, пектины, неорганическая зола, аминокислоты, белки и другие соединения, образующие буровой раствор, который отделяют под действием силы тяжести или центрифугирования.
При нагревании происходит частичное испарение воды, что достигает концентрации около 35% сока. Ионы Ca 2+ , полученные из Ca(OH) 2 , удаляются барботированием CO 2 через сок. Реакция между CO 2 и Ca 2+ дает осадок карбоната кальция.
Следующим этапом является кристаллизация, при которой сахароза отделяется от мелассы посредством ряда стадий центрифугирования и выпаривания: продукт представляет собой тростниковый сахар-сырец, готовый к продаже.
Меласса — одна из добавок, которую можно добавлять в корма для животных; кроме того, его можно использовать для производства этанола, лимонной кислоты, дрожжевых таблеток и рома.
Сахар-рафинад производится из тростникового сахара-сырца путем отделения остаточной патоки, которая имеет незначительную пищевую ценность.
После растворения сахара в горячей воде добавляют Ca(OH) 2 для осаждения остаточной патоки и последующего осветления.
В этот момент раствор, содержащий желтоватые остатки, пропускают через активированный уголь, который поглощает остатки.
Рафинированный сахар в конечном итоге получают путем кристаллизации и центрифугирования.

Экстракция из сахарной свеклы

Содержание сахарозы в сахарной свекле , готовой к уборке, благодаря селекционным усилиям за последние два столетия, снизилось с 4,5% до 16%-18% от массы растения. Его выращивание особенно важно в Европе.
Экстракция сахарозы из сахарной свеклы аналогична экстракции из сахарного тростника.
После уборки и промывки сахарную свеклу нарезают ломтиками и помещают в воду с температурой от 60° до 70°С (140°-158°F).Это приводит к разрыву клеточных мембран и высвобождению сахарозы. Раствор, называемый свежевыжатым соком, содержит помимо сахарозы в концентрации от 10% до 15% множество примесей, как неорганических, в виде солей, так и органических, в виде глутаминовой кислоты, белков, в том числе окислительных ферментов, полифенолов, кислот, сапонинов. , бетаины, пектины, которые придают ему цвет от коричневатого до черного и должны быть удалены. Термостойкие микроорганизмы удаляются путем добавления дезинфицирующего средства, например диоксида серы (SO 2 ), который будет повторно добавлен на следующем этапе для предотвращения реакций потемнения и деградации.
Как для переработки сахарного тростника:

  • Ca(OH) 2 используется для осаждения примесей;
  • CO 2 пропускают через сок для осаждения карбоната кальция, который несет с собой некоторые примеси;
  • стадий выпаривания и кристаллизации позволяют получить сахар с чистотой выше 99,7%.

Расщепление сахарозой

У млекопитающих переваривание углеводов происходит в основном в двенадцатиперстной кишке, части кишечника ниже по течению от желудка.Гидролазы щеточной каймы энтероцитов и панкреатическая альфа-амилаза гидролизуют полисахариды, олигосахариды и дисахариды до составляющих моносахаридов — глюкозы, галактозы и фруктозы. Затем следует всасывание моносахаридов.
α-1,2-гликозидная связь сахарозы гидролизуется в реакции, катализируемой сахаразой-изомальтазой (EC 3.2.1.48), ферментом с двумя активными центрами, кодируемыми одним геном.
Один активный центр, сахараза , катализирует гидролиз гликозидной связи:

  • сахароза для получения глюкозы и фруктозы;
  • некоторые разветвленные крахмалы и короткие 1–4 связанные олигомеры глюкозы для получения единиц глюкозы;
  • мальтозы, чтобы получить две единицы глюкозы.

Обратите внимание, что этот активный центр отвечает примерно за 80% активности мальтазы в тонком кишечнике.
Другой активный центр, изомальтаза , катализирует высвобождение прямых цепей из α-предельных декстринов в α-1,6-гликозидазной реакции. Из-за этой активности фермент также называют α-декстриназой.

Дефицит сахаразы-изомальтазы

Первичный или врожденный дефицит сахаразы-изомальтазы — это генетическое заболевание , впервые зарегистрированное в 1960 году.Это вызвано более чем двадцатью пятью мутациями в гене сахаразы, из которых известно семь фенотипов. Могут быть затронуты субъединицы сахаразы или изомальтазы.
Поскольку мембранных переносчиков дисахаридов не существует, неабсорбированная сахароза может вызывать осмотическую диарею и, попав в толстую кишку, частично метаболизироваться микробиотой кишечника, которая является частью более крупной микробиоты человека, образуя метан, углекислый газ и водород, вызывая сильный дискомфорт и осмотически-бродильную диарею .
Единственным лечением является уменьшение или отказ от пищевой сахарозы.

Примечание: осмотическая диарея является следствием накопления в просвете дистального отдела тонкой и толстой кишки невсасывающихся и осмотически активных растворенных веществ. Например, это происходит в результате дефицита одной или нескольких дисахаридаз щеточной каймы энтероцитов, что приводит к накоплению дисахаридов и последующему повышению осмотического давления. В свою очередь, это приводит к попаданию жидкости в просвет кишечника, что приводит к чрезмерной потере электролитов и жидкости с калом.

Каталожные номера

Альби Т., Руис М.Т., де лос Рейес П., Вальверде Ф., Ромеро Дж.М. Характеристика изоформ сахарозофосфатфосфатазы (SPP) из Arabidopsis thaliana и роль домена S6PPc в димеризации. PLoS ONE 2016:11(11):e0166308. doi:10.1371/journal.pone.0166308

Белитц Х.-Д., Грош В., Шиберле П. Пищевая химия. 4-е издание. Спрингер, 2009 г.

Коэн С.А. Клинические последствия дефицита сахаразы-изомальтазы.Мол Селл Педиатр 2016;3(1):5. doi: 10.1186/s40348-015-0028-0

Гранд Р.Дж., Монтгомери Р.К., Читкара Д.К., Бюллер Х.А. Мальабсорбция углеводов и лактозы. Редактор: Леонард Р. Джонсон. Энциклопедия гастроэнтерологии. Эльзевир, 2004, с. 268-274. дои: 10.1016/B0-12-386860-2/00103-9

Хелдт Х-В. Биохимия растений – 3-е издание. Elsevier Academic Press, 2005 г.

Ланн Дж. Э., Делорж И., Фигероа С. М., Ван Дейк П., Ститт М. Метаболизм трегалозы в растениях. Завод J 2014;79(4):544-67.doi:10.1111/tpj.12509

Штейн О., Гранот Д. Обзор синтаз сахарозы в растениях. Front Plant Sci 2019; 10:95. doi:10.3389/fpls.2019.00095

Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Переработка сахарной свеклы.
https://www.epa.gov/sites/default/files/2020-10/documents/b9s10-1b.pdf

Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Переработка сахарного тростника. https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch09/bgdocs/b9s10-1a.pdf

Стойкие органические загрязнители: глобальная проблема, глобальный ответ

Эта страница создана:

  • для повышения осведомленности о воздействии стойких органических загрязнителей (СОЗ) на здоровье и окружающую среду,
  • , чтобы показать, какие действия США и некоторые другие страны уже предприняли для борьбы с этими загрязнителями, и
  • .
  • , чтобы описать действия, предпринятые Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях для решения этой проблемы во всем мире.

На странице объясняется важность Стокгольмской конвенции, юридически обязывающего международного соглашения, заключенного в 2001 году. В Стокгольмской конвенции правительства-участники согласились принять меры по сокращению или прекращению производства, использования и/или выброса некоторых из этих загрязняющих веществ. .

Этот контент был создан в 2002 г. и обновлен в декабре 2009 г.

Содержимое

Глобальная проблема

Стойкие органические загрязнители (СОЗ) — это токсичные химические вещества, которые отрицательно влияют на здоровье человека и окружающую среду во всем мире.Поскольку они могут переноситься ветром и водой, большинство СОЗ, образующихся в одной стране, могут воздействовать и действительно воздействуют на людей и диких животных далеко от того места, где они используются и выбрасываются. Они сохраняются в течение длительного периода времени в окружающей среде и могут накапливаться и передаваться от одного вида к другому по пищевой цепи. Чтобы решить эту глобальную проблему, Соединенные Штаты объединили усилия с 90 другими странами и Европейским сообществом, чтобы подписать новаторский договор Организации Объединенных Наций в Стокгольме, Швеция, в мае 2001 года.В соответствии с договором, известным как Стокгольмская конвенция, страны согласились сократить или прекратить производство, использование и/или выброс 12 ключевых СОЗ (см. другие химические вещества СОЗ, вызывающие озабоченность во всем мире.

Многие СОЗ, включенные в Стокгольмскую конвенцию, больше не производятся в этой стране. Тем не менее, граждане США и места их обитания могут по-прежнему подвергаться риску из-за СОЗ, которые сохранились в окружающей среде из-за непреднамеренного производства СОЗ, которые высвобождаются в Соединенных Штатах, из-за СОЗ, которые выбрасываются в другие места, а затем переносятся сюда (например, ветром или водой). , или от обоих.Хотя большинство развитых стран приняли решительные меры по контролю за СОЗ, большое число развивающихся стран лишь недавно начали ограничивать их производство, использование и выпуск.

Стокгольмская конвенция придает важное глобальное значение нашим национальным и региональным усилиям по контролю за СОЗ. Хотя Соединенные Штаты еще не являются Стороной Стокгольмской конвенции, Конвенция сыграла заметную роль в контроле над вредными химическими веществами как на национальном, так и на глобальном уровне.Например, EPA и штаты значительно сократили выброс диоксинов и фуранов в землю, воздух и воду из источников в США. Помимо оценки диоксинов, Агентство по охране окружающей среды также усердно работает над сокращением ДДТ из глобальных источников. Соединенные Штаты и Канада подписали соглашение о виртуальной ликвидации стойких токсичных веществ в Великих озерах с целью сокращения выбросов токсичных веществ. Соединенные Штаты также подписали региональный протокол Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций по СОЗ в соответствии с Конвенцией о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния , в котором рассматриваются СОЗ и другие химические вещества Стокгольмской конвенции.

В дополнение к соглашениям, связанным с СОЗ, в подписании которых приняли участие Соединенные Штаты, Соединенные Штаты также предоставили значительную финансовую и техническую поддержку странам по всему миру, поддерживающим сокращение выбросов СОЗ. Некоторые из этих инициатив включают инвентаризацию выбросов диоксинов и фуранов в Азии и России, а также сокращение источников ПХД в России.


Что такое СОЗ?

Многие СОЗ широко использовались во время бума промышленного производства после Второй мировой войны, когда в коммерческое использование были введены тысячи синтетических химикатов.Многие из этих химикатов оказались полезными в борьбе с вредителями и болезнями, растениеводстве и промышленности. Однако эти же химические вещества оказали непредвиденное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Многие люди знакомы с некоторыми наиболее известными СОЗ, такими как ПХБ, ДДТ и диоксины. СОЗ включают ряд веществ, в том числе:

  1. Преднамеренно произведенные химические вещества, используемые в настоящее время или когда-либо используемые в сельском хозяйстве, борьбе с болезнями, производстве или промышленных процессах.Примеры включают ПХБ, которые нашли применение в различных отраслях промышленности (например, в электрических трансформаторах и больших конденсаторах, в качестве гидравлических и теплообменных жидкостей, а также в качестве добавок к краскам и смазочным материалам), и ДДТ, который до сих пор используется для борьбы с комарами, которые являются переносчиками малярии в некоторых частях мира.
  2. Непреднамеренно произведенные химические вещества, такие как диоксины, образующиеся в результате некоторых промышленных процессов и сжигания (например, сжигание бытовых и медицинских отходов и сжигание мусора на заднем дворе).

Дилемма ДДТ

ДДТ, вероятно, является одним из самых известных и противоречивых пестицидов, когда-либо созданных. Приблизительно 4 миллиарда фунтов этого недорогого и исторически эффективного химического вещества было произведено и применено во всем мире с 1940 года. В Соединенных Штатах ДДТ широко использовался для обработки сельскохозяйственных культур, особенно хлопка, с 1945 по 1972 год. ДДТ также использовался для защиты солдат от болезней, переносимых насекомыми, таких как малярия и тиф во время Второй мировой войны, и остается ценным инструментом общественного здравоохранения в тропических районах.Интенсивное использование этого очень стойкого химического вещества, однако, привело к широкомасштабному загрязнению окружающей среды и накоплению ДДТ в организме людей и диких животных — явление, доведенное до сведения общественности Рэйчел Карсон в ее книге 1962 года « Тихая весна ». Множество научных лабораторных и полевых данных теперь подтвердили исследования 1960-х годов, в которых предполагалось, среди прочего, что высокие уровни ДДЭ (метаболит ДДТ) в организме некоторых хищных птиц вызывают такое резкое истончение их яичной скорлупы, что они не могут производить живые организмы. потомство.

Одним из видов птиц, особенно чувствительных к DDE, был белоголовый орлан. Обеспокоенность общественности по поводу сокращения численности орлов и возможности других долгосрочных вредных последствий воздействия ДДТ как на людей, так и на диких животных побудила Агентство по охране окружающей среды (EPA) отменить регистрацию ДДТ в 1972 году. С тех пор белоголовый орлан испытал одну из самые драматические виды восстановления в нашей истории.

Трансграничные путешественники

Global Dust: На этом рисунке показано спутниковое изображение прохождения облака пыли через Тихий океан в Северную Америку.Это облако пыли было поднято штормом в Азии в апреле 2001 года. Также показано облако пыли из Северной Африки, движущееся на запад над Атлантическим океаном.

Основным стимулом для принятия Стокгольмской конвенции стало обнаружение загрязнения СОЗ в относительно нетронутых арктических регионах — за тысячи миль от любого известного источника. Большая часть свидетельств переноса переносимых по воздуху газообразных и твердых веществ на большие расстояния в Соединенные Штаты сосредоточена на пыли или дыме, поскольку они видны на спутниковых снимках.Отследить перемещение большинства СОЗ в окружающей среде сложно, поскольку эти соединения могут существовать в различных фазах (например, в виде газа или присоединяться к переносимым по воздуху частицам) и могут обмениваться между средами окружающей среды. Например, некоторые СОЗ могут переноситься на многие мили, когда они испаряются с поверхности воды или земли в воздух или когда они адсорбируются частицами в воздухе. Затем они могут вернуться на Землю на частицах или в снегу, дожде или тумане. СОЗ также перемещаются через океаны, реки, озера и, в меньшей степени, с помощью животных-переносчиков, таких как мигрирующие виды.


Какие внутренние действия были предприняты для контроля СОЗ?

Соединенные Штаты предприняли решительные внутренние меры по сокращению выбросов СОЗ. Например, ни один из оригинальных пестицидов-СОЗ, перечисленных в Стокгольмской конвенции, сегодня не зарегистрирован для продажи и распространения в Соединенных Штатах, а в 1978 году Конгресс запретил производство ПХД и строго ограничил использование оставшихся запасов ПХБ. Кроме того, с 1987 года EPA и штаты эффективно сократили выбросы диоксинов и фуранов в окружающую среду на землю, воздух и воду от U.С. источники. Эти регулирующие меры, наряду с добровольными усилиями промышленности США, привели к более чем 85-процентному снижению общего объема выбросов диоксинов и фуранов после 1987 года из известных промышленных источников. Чтобы лучше понять риски, связанные с выбросами диоксинов, EPA проводит всестороннюю переоценку науки о диоксинах и будет оценивать дополнительные действия, которые могут дополнительно защитить здоровье человека и окружающую среду.

Прекращение использования ДДТ

За прошедшие годы США предприняли ряд шагов по ограничению использования ДДТ:

1969: Изучив стойкость остатков ДДТ в окружающей среде, U.S. Министерство сельского хозяйства (USDA) отменяет регистрацию некоторых видов использования ДДТ (на тенистых деревьях, на табаке, в домашних условиях и в водной среде).

1970: Министерство сельского хозяйства США отменяет применение ДДТ для сельскохозяйственных культур, коммерческих растений и изделий из дерева, а также для строительных целей.

1972: По распоряжению Агентства по охране окружающей среды регистрация остальных продуктов ДДТ аннулирована.

1989: Оставшиеся виды применения, на которые распространяется исключение (использование в здравоохранении для борьбы с трансмиссивными заболеваниями, использование в военных целях для карантина и использование рецептурных препаратов для борьбы с платяными вшами) добровольно прекращены.

Сегодня: ДДТ не зарегистрирован в США, а это означает, что его нельзя законно продавать или распространять в США.

Контроль диоксинов

EPA осуществляет нормативный контроль и управление выбросами диоксинов и фуранов в воздух, воду и почву. Закон о чистом воздухе требует применения максимально достижимых технологий контроля за опасными загрязнителями воздуха, включая диоксины и фураны. Основные источники, регулируемые этим органом, включают сжигание бытовых, медицинских и опасных отходов; целлюлозно-бумажное производство; и процессы производства и переработки некоторых металлов.Выбросы диоксинов в воду контролируются с помощью комбинации инструментов, основанных на оценке рисков и технологий, установленных в соответствии с Законом о чистой воде. Очистка загрязненных диоксинами земель является важной частью программ корректирующих действий Агентства по охране окружающей среды и Закона о сохранении и восстановлении ресурсов. Добровольные действия по контролю за диоксинами и фуранами включают Программу устойчивого, биоаккумулятивного и токсического воздействия Агентства по охране окружающей среды и Инициативу по воздействию диоксинов, обе из которых собирают информацию для обоснования будущих действий и дальнейшего снижения рисков, связанных с воздействием диоксинов.


Как СОЗ воздействуют на людей и дикую природу?

Исследования связывают воздействие СОЗ со снижением численности, болезнями или аномалиями ряда видов диких животных, включая определенные виды рыб, птиц и млекопитающих. Дикая природа также может выступать в качестве часовых для здоровья человека: аномалии или сокращения, обнаруженные в популяциях диких животных, могут служить ранним предупреждением для людей. Поведенческие аномалии и врожденные дефекты у рыб, птиц и млекопитающих в Великих озерах и вокруг них, например, побудили ученых исследовать воздействие СОЗ на человеческое население (дополнительную информацию о Великих озерах см. ниже).

СОЗ связаны с репродуктивными, поведенческими, неврологическими, эндокринными и иммунологическими неблагоприятными последствиями для здоровья людей. В основном люди подвергаются воздействию СОЗ через зараженные пищевые продукты. Менее распространенные пути воздействия включают употребление загрязненной воды и прямой контакт с химическими веществами. Как у людей, так и у других млекопитающих СОЗ могут передаваться через плаценту и грудное молоко развивающемуся потомству. Однако следует отметить, что, несмотря на это потенциальное воздействие, известные преимущества грудного вскармливания намного перевешивают предполагаемые риски.

Ряд групп населения подвержены особому риску воздействия СОЗ, в том числе люди, чей рацион включает большое количество рыбы, моллюсков или дикорастущих продуктов с высоким содержанием жира и местных продуктов. Например, коренные народы могут подвергаться особому риску, поскольку они соблюдают культурные и духовные традиции, связанные с их питанием. Для них рыбалка и охота — это не спорт и не отдых, а часть традиционного, натурального образа жизни, при котором никакая полезная часть улова не тратится впустую.В отдаленных районах Аляски и в других местах местные продукты питания могут быть единственным доступным вариантом питания (дополнительную информацию об Арктике см. ниже).

Кроме того, чувствительные группы населения, такие как дети, пожилые люди и лица с ослабленной иммунной системой, как правило, более восприимчивы ко многим видам загрязняющих веществ, включая СОЗ. Поскольку СОЗ связаны с нарушением репродуктивной функции, мужчины и женщины детородного возраста также могут подвергаться риску.

СОЗ и пищевая цепь

СОЗ проходят через пищевую цепочку, накапливаясь в жировых отложениях живых организмов и становясь более концентрированными по мере перехода от одного существа к другому.Этот процесс известен как «биомагнификация». Когда загрязняющие вещества, обнаруженные в небольших количествах в нижней части пищевой цепи, биоусиливаются, они могут представлять значительную опасность для хищников, питающихся на вершине пищевой цепи. Это означает, что даже небольшие выбросы СОЗ могут иметь значительные последствия.

Биомагнификация в действии: Исследование, проведенное в 1997 году Программой мониторинга и оценки Арктики под названием Проблемы загрязнения Арктики: отчет о состоянии арктической окружающей среды , показало, что у карибу на Северо-Западных территориях Канады уровень содержания ПХБ в 10 раз выше. как лишайник, на котором они паслись; Уровни ПХБ у волков, питавшихся карибу, были почти в 60 раз выше, чем у лишайников.

Роль науки

Хотя ученым еще многое предстоит узнать о химических веществах СОЗ, десятилетия научных исследований значительно расширили наши знания о воздействии СОЗ на людей и дикую природу. Например, лабораторные исследования показали, что низкие дозы некоторых СОЗ отрицательно влияют на некоторые системы органов и аспекты развития. Исследования также показали, что хроническое воздействие низких доз некоторых СОЗ может привести к дефициту репродуктивной и иммунной систем. Воздействие высоких концентраций некоторых химических веществ, содержащих СОЗ, — выше, чем обычно встречается у людей и диких животных, — может привести к серьезным повреждениям или смерти.Эпидемиологические исследования подверженных воздействию людей и исследования дикой природы могут предоставить больше информации о воздействии на здоровье. Однако, поскольку такие исследования менее контролируемы, чем лабораторные исследования, нельзя исключать другие стрессы как причину побочных эффектов.

По мере того, как мы продолжаем изучать СОЗ, мы узнаем больше о риске воздействия СОЗ на население, о степени воздействия на определенные виды (включая людей) и о влиянии СОЗ на эти виды и их экосистемы.EPA подготовило отчет, обобщающий научные данные о СОЗ (см. Ресурсы ниже).

Резервуары СОЗ

СОЗ могут осаждаться в морских и пресноводных экосистемах в результате сброса сточных вод, атмосферного осаждения, стока и другими способами. Поскольку СОЗ имеют низкую растворимость в воде, они прочно связываются с твердыми частицами в водных отложениях. В результате отложения могут служить резервуарами или «стоками» для СОЗ. При секвестрации в этих отложениях СОЗ могут быть выведены из обращения на длительный период времени.Однако, если их потревожить, они могут быть повторно введены в экосистему и пищевую цепь, потенциально становясь источником локального и даже глобального загрязнения.


Великие озера: история испытаний и триумфов

Великие озера — Верхнее, Мичиган, Гурон, Эри и Онтарио — и соединяющие их протоки составляют крупнейшую в мире систему пресных поверхностных вод. Жизненно важный ресурс для Соединенных Штатов и Канады, Великие озера используются для рыбной ловли, плавания, катания на лодках, сельского хозяйства, промышленности и туризма; они также являются источником питьевой воды и энергии.

Однако, несмотря на свои размеры, Великие озера уязвимы для загрязнения. До 1970-х годов в Великие озера регулярно сбрасывались различные СОЗ, тяжелые металлы и другие сельскохозяйственные и промышленные загрязнители. Токсичные вещества также попадали в бассейн Великих озер другими путями, включая свалки, речной сток и атмосферные выпадения. Эти загрязняющие вещества существовали в достаточно больших количествах, чтобы вызвать обеспокоенность по поводу воздействия на здоровье человека и дикую природу, включая несколько видов рыб и моллюсков, белоголовых орланов и других хищных птиц, а также рыбоядных млекопитающих, таких как норки.

Впоследствии были предприняты масштабные усилия по очистке и борьбе с загрязнением, в результате чего уровни многих загрязняющих веществ в Великих озерах резко снизились, что свидетельствует о положительных результатах, которых можно достичь, когда сообщества, правительство и промышленность работают вместе над сокращением загрязнения. Тем не менее, некоторые СОЗ существуют в значительных концентрациях, что указывает на их стойкость и возможность дальнейшего загрязнения из других источников, в частности переноса СОЗ в атмосфере на большие расстояния из других районов.

В 1972 году Соединенные Штаты и Канада подписали первое Соглашение о качестве воды Великих озер, призывающее две страны очищать и контролировать загрязнение этих вод. В 1978 году они подписали новое соглашение, которое добавило обязательство работать вместе, чтобы избавить Великие озера от стойких токсичных химических веществ, некоторые из которых являются СОЗ. В рамках этого соглашения обе страны осуществляют мониторинг атмосферных нагрузок этих химических веществ на Великие озера с 1990 года.

Двусторонняя стратегия по токсичным веществам в районе Великих озер, подписанная Соединенными Штатами и Канадой в 1997 году, представляла собой соглашение, направленное на сокращение нескольких стойких токсичных загрязнителей, включая некоторые СОЗ, в бассейне Великих озер в течение 10 лет.Стратегия предоставила правительствам и заинтересованным сторонам руководство по фактическому устранению 12 идентифицированных веществ посредством экономичного и целесообразного предотвращения загрязнения и других действий, основанных на стимулах. В течение десятилетнего периода, тесно сотрудничая с правительствами штатов, провинций, племен и местных органов власти, а также заинтересованными сторонами из промышленности, научных кругов, экологических и общественных групп, оба правительства добились значительного прогресса в достижении этой цели по фактическому устранению стойких токсичных веществ, таких как как ртуть, ПХД и диоксин от сброса в окружающую среду Великих озер.Оба правительства договорились продолжить продление соглашения, чтобы вместе работать над выявлением новых проблем, связанных с появлением вызывающих озабоченность веществ, таких как антипирены.

Исследование Великих озер

Благодаря этим усилиям мы продолжим неуклонно снижать уровень токсичности в рыбе. Когда-нибудь мы ответим на вопрос. . . что, да, рыба Великих озер безопасна для употребления в пищу кем угодно и где угодно.

Сегодня большая часть наших знаний о СОЗ, группах риска и возможных последствиях для здоровья основана на исследованиях, проведенных в районе Великих озер.Мы узнали, например, что основной путь заражения — через зараженную пищу, особенно рыбу. Исследования, проведенные в 1970-х годах, показали корреляцию между потреблением рыбы и повышенным уровнем СОЗ в крови, что привело исследователей к выводу, что люди могут подвергаться воздействию СОЗ при употреблении в пищу зараженной рыбы.

В результате в штатах Великих озер были созданы обширные программы мониторинга загрязнения рыбы, и регулярно публикуются рекомендации по потреблению рыбы, чтобы помочь людям информировать, какую рыбу безопасно есть и сколько можно есть (см. Ресурсы ниже).

Мы также узнали, что в настоящее время некоторые СОЗ в основном попадают в Великие озера из воздуха и что городские районы являются основными источниками переносимых по воздуху СОЗ.


Аляска: СОЗ в Арктике Америки

Для многих американцев Аляска (большая часть которой находится в Арктике) вызывает в воображении образы господствующей тундры, ледников и чистых прибрежных вод — отдаленной и дикой земли, относительно нетронутой человеческой рукой. Но даже здесь СОЗ были обнаружены в воздухе, воде, почве, растениях, рыбе и других диких животных.

Некоторые СОЗ использовались или выбрасывались на Аляске и в других северных регионах военными объектами, плавильными заводами, целлюлозно-бумажными комбинатами, электростанциями, шахтами и другими источниками. Другие редко или никогда не использовались локально.

СОЗ также могут попасть на Аляску и в Арктику несколькими путями. Первое указание на то, что загрязнение Арктики может происходить где-то еще, появилось в 1950-х годах, когда пилоты заметили дымку в североамериканской Арктике, источник которой в конечном итоге был обнаружен в более низких широтах.С тех пор ученые обнаружили, что СОЗ могут попадать в арктические регионы по воздуху, воде и, в меньшей степени, мигрирующими видами.

Из-за глобальных ветров Аляска может получать СОЗ как из Восточной Азии, так и из Северной Европы. СОЗ могут также перемещаться по рекам из Юго-Восточной и Центральной Азии в Тихий океан, где водные потоки впадают в Северный Ледовитый океан.

Обширная тундра Аляски и непосредственная близость к Беринговому морю и Северному Ледовитому океану делают ее домом для самых разных диких животных, некоторые из которых подвергаются особому риску воздействия СОЗ.Во время долгих холодных зим на Аляске млекопитающие метаболизируют жир, и в результате этого процесса СОЗ, накопленные в жире, попадают непосредственно в их тела. Затем, весной, в критический период размножения диких животных Аляски, СОЗ, накопившиеся во льду и снегу, могут попасть в окружающую среду и попасть в пищевую цепь.

Экосистемы Аляски и Арктики хрупки, и восстановление после повреждений занимает много времени. Кроме того, медленно растущие растения (и животные, питающиеся этими растениями) могут подвергаться воздействию биоаккумулирующихся загрязнителей, таких как СОЗ, в течение длительного времени, прежде чем они будут потреблены на следующем уровне пищевой цепи.Например, накопление СОЗ в лишайниках и на них на Аляске может способствовать повышению уровней загрязняющих веществ, обнаруживаемых в тканях карибу. Карибу, в свою очередь, могут долгое время подвергаться воздействию этих загрязняющих веществ, прежде чем их съедят сами хищники.

Жизнь рядом с землей

Традиционный образ жизни коренных жителей Аляски основан на тесной связи с землей. Для многих коренных культур основным способом добычи пищи являются средства к существованию (например, охота на тюленей, китов и птиц, рыболовство и сбор птичьих яиц).Таким образом, коренные жители Аляски потребляют гораздо больше рыбы, чем средний американец, и чаще потребляют животных, стоящих выше в пищевой цепочке, включая виды хищников, таких как тюлени, морские львы, медведи и зубатые киты, все из которых имеют потенциально более высокие уровни СОЗ.

Сотрудничество в Арктике

В 1991 году страны с территорией в Арктике разработали Стратегию защиты окружающей среды Арктики для защиты, улучшения и восстановления арктических экосистем. В 1996 году те же самые страны учредили Арктический совет, межправительственный форум высокого уровня для решения вопросов защиты окружающей среды и устойчивого развития в Арктике.Странами-членами Совета являются Канада, Дания, Финляндия, Норвегия, Россия, Исландия, Швеция и США. План действий Арктического совета запустил ряд проектов по сокращению использования и выброса СОЗ в арктических странах. Программа Арктического совета по мониторингу и оценке Арктики (AMAP) предоставляет государствам-членам информацию об угрозах окружающей среде Арктики и научные рекомендации по корректирующим и превентивным действиям по защите окружающей среды от таких загрязнителей, как СОЗ.


Стокгольмская конвенция 23 мая 2001 г. Кристин Тодд Уитман, тогдашний администратор Агентства по охране окружающей среды, подписала Конвенцию для Соединенных Штатов в Стокгольме, Швеция.

Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях, принятая в 2001 г. и вступившая в силу в 2004 г., представляет собой глобальный договор, целью которого является защита здоровья человека и окружающей среды от крайне вредных химических веществ, которые сохраняются в окружающей среде и влияют на благополучие человека, так и диких животных.Конвенция требует, чтобы стороны ликвидировали и/или сократили количество СОЗ, которые могут вызывать разрушительные последствия, такие как рак и снижение интеллекта, и способны перемещаться на большие расстояния.

Управление Стокгольмской конвенцией осуществляется Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде, а ее секретариат находится в Женеве, Швейцария. ЮНЕП является ведущей международной экологической организацией, которая поддерживает повестку дня и реализацию экологической устойчивости для Организации Объединенных Наций.КС, или Конференция Сторон Стокгольмской конвенции, регулирует Конвенцию о СОЗ, а ее члены являются Сторонами Конвенции.

Роль Сторон заключается в выполнении обязательств по Конвенции, включая ликвидацию или ограничение производства и использования преднамеренно производимых СОЗ, запрещение и ликвидацию производства и использования или импорта СОЗ, проведение исследований, выявление районов, загрязненных СОЗ, и предоставление финансовая поддержка и стимулы для Конвенции.Процесс вступления в Сторону начинается с того, что государственная или региональная организация экономической интеграции представляет депозитарию документ о ратификации, принятии, утверждении или присоединении. Официальные контактные лица и национальные координаторы назначаются для выполнения административных процедур, процедур связи и обмена информацией.

Хотя первоначально Конвенция была сосредоточена на 12 преднамеренно и непреднамеренно производимых химических веществах (см. список выше), в мае 2009 года Конвенция начала добавлять дополнительные вещества в соглашение и будет продолжать это делать.Самый последний список веществ, подпадающих под действие Конвенции, можно найти на сайте www.pops.int.

Преднамеренно производимые СОЗ

В Соединенных Штатах договор имеет особое значение для населения и окружающей среды Аляски, на которые воздействуют СОЗ, переносимые по воздуху и воде из-за пределов штата. Это особенно верно для коренных жителей Аляски, которые в значительной степени полагаются на традиционную диету, состоящую из рыбы и диких животных.

Конвенция требует от Сторон ликвидировать или ограничить производство и использование преднамеренно производимых СОЗ с учетом конкретных исключений, со специальными положениями в отношении ДДТ и ПХД.

ДДТ помещен в приложение по ограничениям, что означает, что его производство и использование ограничивается борьбой с переносчиками болезней. Конвенция также устанавливает общедоступный реестр пользователей и производителей ДДТ и поощряет разработку безопасных, эффективных, доступных и экологически чистых альтернатив.

В отношении ПХБ Конвенция запрещает производство новых ПХД и предусматривает поэтапный отказ от электрооборудования, содержащего высокие концентрации ПХД, к 2025 году.

Торговля

Конвенция запрещает торговлю химическими веществами, содержащими СОЗ, в отношении которых Стороны прекратили производство и использование.Такие СОЗ могут экспортироваться только для экологически безопасного удаления. Для тех СОЗ, которые одна или несколько Сторон продолжают производить или использовать в соответствии с конкретными исключениями, Конвенция разрешает экспорт таких СОЗ только тем Сторонам, которые имеют разрешение на использование в соответствии с Конвенцией, и тем, не являющимся Сторонами, которые предоставляют сертификаты о том, что они сведут к минимуму или предотвращать выбросы в окружающую среду и уничтожать или утилизировать СОЗ экологически безопасным образом.

Исключения/исключения для преднамеренно производимых СОЗ

Конвенция обычно освобождает от ранее описанных требований те количества преднамеренно производимых СОЗ, которые:

  1. Используются для лабораторных исследований или в качестве эталонного стандарта.
  2. Возникают как непреднамеренные микропримеси в продуктах и ​​изделиях.
  3. Используются в процессах с закрытой системой и ограниченным сайтом.
  4. Присутствуют в изделиях, изготовленных или уже используемых на дату вступления Конвенции в силу для этой Стороны.

Конвенция также позволяет Сторонам регистрироваться для получения конкретных исключений по каждой стране. Эти исключения подлежат пересмотру и истекают через 5 лет, если только Конференция Сторон (КС) не продлит их.

Непреднамеренно произведенные СОЗ

Конвенция призывает Стороны принять определенные конкретные меры по сокращению выбросов непреднамеренно производимых СОЗ с целью их постоянной минимизации и, по возможности, окончательной ликвидации. Он конкретно требует от Сторон:

  1. Разработать национальные планы действий по борьбе с выбросами этих СОЗ.
  2. Содействовать разработке профилактических мер.
  3. Применение наилучших доступных технологий (НИМ) для определенных новых источников загрязнения (например,g., муниципальные, больничные и мусоросжигательные заводы) в течение 4 лет после вступления Конвенции в силу. Стороны также должны продвигать НДТ и передовые методы охраны окружающей среды для других новых и существующих источников.

Отходы СОЗ

Среди прочего, Конвенция требует от Сторон разработки соответствующих стратегий для выявления:

  1. Запасы, состоящие из преднамеренно произведенных химических СОЗ или содержащие их.
  2. Используемые продукты и изделия, а также отходы, состоящие из любых химических СОЗ, содержащие их или загрязненные ими.
  3. Объекты, загрязненные СОЗ.

Он также требует, чтобы Стороны принимали надлежащие меры для экологически безопасного обращения с отходами СОЗ. Сюда входят как методы уничтожения, так и методы утилизации. Хотя реабилитация загрязненных участков не требуется, любая такая реабилитация должна выполняться экологически безопасным образом.

Финансовая и техническая помощь

Конвенция создает гибкую систему технической и финансовой помощи, чтобы помочь развивающимся странам и странам с переходной экономикой выполнить свои обязательства.Хотя Конвенция не создает новый фонд или не устанавливает конкретных оценок, развитые страны должны коллективно предоставлять новые и дополнительные финансовые ресурсы. Эти средства позволят Сторонам, являющимся развивающимися странами, полностью покрыть согласованные дополнительные расходы на осуществление мер по выполнению своих обязательств по Конвенции. На временной основе Конвенция определяет Глобальный экологический фонд (ГЭФ) в качестве основного, но не единственного компонента финансового механизма.ГЭФ — это финансовый механизм, созданный для борьбы с глобальными экологическими угрозами.

В Конвенции также указывается, что развитые страны предоставляют техническую помощь и наращивание потенциала, чтобы помочь развивающимся странам и странам с переходной экономикой выполнять свои обязательства.

Процесс добавления новых химических веществ

Новые химические вещества могут быть добавлены в договор на основе процедуры научного обзора, в которой участвуют Стороны и заинтересованные наблюдатели.Основные этапы процесса следующие:

  1. Когда Сторона номинирует химическое вещество, предложение направляется научному комитету по рассмотрению, состоящему из назначенных правительством экспертов, которые применяют критерии отбора, предусмотренные Конвенцией (стойкость, биоаккумуляция, токсичность и перенос на большие расстояния).
  2. Если химическое вещество соответствует критериям отбора, комитет готовит профиль риска для химического вещества.
  3. Если на основе профиля риска комитет считает, что «химическое вещество, вероятно, в результате его переноса в окружающей среде на большие расстояния может привести к значительным неблагоприятным последствиям для здоровья человека и/или окружающей среды, таким образом, что необходимы глобальные действия, «Комитет готовит оценку управления рисками, в которой учитываются социально-экономические факторы.
  4. На основе характеристики рисков и оценки управления рисками комитет по обзору дает КС рекомендацию о том, следует ли включать или не включать химическое вещество в перечень согласно Конвенции.
  5. КС принимает окончательное решение большинством в три четверти голосов относительно того, будет ли химическое вещество включено в список Конвенции.

Решение КС о добавлении химического вещества в договор является обязательным для всех Сторон через 1 год, за исключением (a) Сторон, которые «отказываются» от этого решения в течение 1-летнего периода, или (b) Сторон, которые выбрать инициировать отдельную процедуру «согласия», согласно которой они не связаны до тех пор, пока они утвердительно не примут новое обязательство.КС начала добавлять новые химические вещества в соглашение в мае 2009 года.

Процесс мониторинга

Конвенция предусматривает оценку эффективности, основанную на усилиях по мониторингу СОЗ и сбору данных, которые будут максимально использовать существующие программы и механизмы мониторинга.


«Грязная дюжина»
«Грязная дюжина»
ТИП Глобальное историческое использование/источник Обзор У.С. Статус
альдрин и дильдрин Инсектициды, используемые для обработки таких культур, как
кукуруза и хлопок; также используется для борьбы с термитами.
Согласно FIFRA:
  • Нет регистрации в США; большинство применений отменено в 1969 году; все виды использования к 1987 г.
  • Все допуски на продовольственные культуры отменены в 1986 г.
Ни производства, ни импорта, ни экспорта.
хлордан Инсектицид, используемый для обработки сельскохозяйственных культур, включая овощи, мелкозерновые культуры, картофель,
сахарный тростник, сахарную свеклу, фрукты, орехи,
цитрусовые и хлопок.Применяется от домашних
садовых и садовых вредителей. Также широко используется для борьбы с термитами.
Согласно FIFRA:
  • Нет регистрации в США; большинство видов использования отменено в 1978 г.; все виды использования к 1988 г.
  • Все допуски на продовольственные культуры отменены в 1986 г.

Нет производства (прекращено в 1997 г.), импорта или экспорта.
Регулируется как опасный загрязнитель воздуха (CAA).
ДДТ Инсектицид, применяемый для борьбы с сельскохозяйственными культурами, в первую очередь хлопком, и насекомыми-переносчиками таких болезней, как малярия и сыпной тиф. В соответствии с FIFRA: без регистрации в США; большинство применений отменено в
  • 1972; все виды использования к 1989 г.
  • Допуски на продовольственные культуры отменены в 1986 г.

Нет производства, импорта или экспорта в США.
ДДЭ (метаболит ДДТ) считается опасным загрязнителем воздуха (CAA).
Приоритетный токсичный загрязнитель (CWA).
эндрин Инсектицид, используемый для обработки таких культур, как
хлопок и зерновые; также используется для борьбы с грызунами.
Согласно FIFRA, № U.С. регистрации; большинство применений отменено в 1979 г.; все виды использования к 1984 году.
Нет производства, импорта или экспорта.
Приоритетный токсичный загрязнитель (CWA).
миракс Инсектицид для борьбы с огненными муравьями, термитами и мучнистыми червецами.
Также используется в качестве антипирена в пластмассах, резине и электротехнических изделиях.
В соответствии с FIFRA, без регистрации в США; все виды использования отменены в 1977 году.
Запрещено производство, импорт или экспорт.
гептахлор Инсектицид, используемый в основном против почвенных насекомых и термитов.Также используется против некоторых вредителей сельскохозяйственных культур и для борьбы с малярией. Согласно FIFRA:
  • Большинство видов использования отменено к 1978 году; владелец регистрации добровольно отказался от использования для борьбы с огненными муравьями в подземных кабельных коробках в начале 2000 г.
  • Отменены все допуски к пестицидам для продовольственных культур

в 1989 году.
Нет производства, импорта или экспорта.
гексахлорбензол Фунгицид для обработки семян.
Также промышленный химикат, используемый для производства фейерверков, боеприпасов, синтетического каучука и других веществ.
Также непреднамеренно образуется при сжигании и производстве
некоторых химических веществ.
Также примесь в некоторых пестицидах.
В соответствии с FIFRA, без регистрации в США; все виды использования отменены к 1985 году.
Запрещено производство, импорт или экспорт в качестве пестицида.
Производство и использование промежуточных химических веществ (как разрешено Конвенцией).
Регулируется как опасный загрязнитель воздуха (CAA).
Приоритетный токсичный загрязнитель (CWA).
Печатные платы Используется для различных промышленных процессов и целей, в том числе в электрических трансформаторах и конденсаторах
, в качестве теплообменных жидкостей, в качестве добавок к краскам, в безуглеродной копировальной бумаге
и в пластмассах.
Также непреднамеренно образуется при сгорании.
Производство и новое использование запрещено в 1978 г. (TSCA).
Регулируется как опасный загрязнитель воздуха (CAA).
Приоритетный токсичный загрязнитель (CWA).
токсафен Инсектицид, используемый для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и домашнего скота, а также для уничтожения нежелательной рыбы в озерах. Согласно FIFRA:
  • Нет регистрации в США; большинство применений отменено в 1982 г.;
  • всего использования к 1990 г.
  • Все допуски на продовольственные культуры отменены в 1993 году.

Нет производства, импорта или экспорта.
Регулируется как опасный загрязнитель воздуха (CAA).
диоксины и фураны Непреднамеренно образуется при большинстве форм сжигания, включая сжигание бытовых и медицинских отходов, сжигание мусора на заднем дворе и в промышленных процессах.
Также может быть обнаружен в качестве следовых примесей в некоторых гербицидах, консервантах для древесины и в смесях ПХБ.
Относится к категории опасных загрязнителей воздуха (CAA).
Диоксин в форме 2,3,7,8-ТХДД является приоритетным токсичным загрязнителем (ОКЗ).

Сокращения:

FIFRA : Федеральный закон об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах.

 


Что сделали США для борьбы с СОЗ в глобальном масштабе?

Соединенные Штаты взяли на себя ведущую роль в сокращении и/или ликвидации СОЗ и их выбросов на региональной и глобальной основе.Ниже приведены некоторые основные моменты наших усилий.

  • Канада и США подписали соглашение о виртуальной ликвидации стойких токсичных веществ в Великих озерах. Стратегия устанавливает долгосрочные цели по содействию сокращению выбросов токсичных веществ.
  • Соединенные Штаты, Канада и Мексика учредили Комиссию по сотрудничеству в области окружающей среды (CEC) в рамках Североамериканского соглашения о сотрудничестве в области окружающей среды (NAAEC) (PDF) (40 стр., 75 КБ, о PDF), которая, в свою очередь, разработала региональную инициативу по рациональному обращению с химическими веществами.В рамках этой инициативы CEC разработала региональные планы действий, в которых определены мероприятия, направленные на снижение или устранение рисков, связанных с опасными химическими веществами. ЦИК, например, установила такие планы для ПХБ, ДДТ и хлордана.
  • Соединенные Штаты подписали юридически обязательный региональный протокол с другими странами-членами (включая европейские страны, Канаду и Россию) Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций (ЕЭК ООН) по СОЗ в соответствии с Конвенцией о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (ТЗВБР). .Это соглашение направлено на прекращение производства и сокращение выбросов СОЗ в регионе ЕЭК ООН. Первоначальное соглашение касалось 12 СОЗ Стокгольмской конвенции и 4 дополнительных химических веществ (гексахлорциклогексаны, гексабромдифенил, хлордекон и полициклические ароматические углеводороды), но, как и Стокгольмская конвенция, включало механизм добавления в соглашение дополнительных веществ. Элементы Протокола по СОЗ ТЗВБР использовались в переговорах по Стокгольмской конвенции. Соединенные Штаты еще не ратифицировали Протокол.
  • Другая международная работа посвящена торговле опасными веществами, некоторые из которых являются СОЗ. Соединенные Штаты вместе с 71 другой страной и Европейским сообществом подписали Роттердамскую конвенцию о процедуре предварительного обоснованного согласия (ПОС) в отношении отдельных опасных химических веществ и пестицидов в международной торговле, опираясь на 10-летнюю добровольную программу. Конвенция PIC определяет пестициды и промышленные химикаты, вызывающие озабоченность, облегчает обмен информацией об их рисках и предоставляет странам возможность принимать обоснованные решения о том, следует ли их импортировать.Некоторые вещества СОЗ уже включены в список ПОС.
  • Соединенные Штаты также предоставили техническую и финансовую помощь для деятельности, связанной с СОЗ, различным странам и регионам, включая Мексику, Центральную и Южную Америку, Россию, Азию и Африку. Примеры такой помощи включают разработку кадастров выбросов диоксинов и фуранов в России и Азии, проект по обмену информацией о химических веществах и созданию сетей для менеджеров по химическим веществам в целевых странах Африки и Центральной Америки, уничтожение запасов пестицидов в Африке и России и сокращение Источники ПХД в России, что позволило сократить выбросы ПХД и позволило России выполнить требования как Стокгольмской конвенции, так и Протокола по СОЗ ТЗВБР.
  • Соединенные Штаты также являются наблюдателем Базельской конвенции , которая была разработана для сокращения трансграничных перемещений опасных отходов. Конвенция направлена ​​на совершенствование контроля за перемещением отходов, в том числе некоторых отходов СОЗ, предотвращение незаконного оборота и обеспечение того, чтобы отходы удалялись как можно ближе к их источнику.

Ресурсы

Следующие ресурсы, многие из которых упоминаются на этой странице, содержат дополнительную информацию о СОЗ, Стокгольмской конвенции и Законе США.S. Роль в сокращении и ликвидации СОЗ.

Программы Агентства по охране окружающей среды США

Найдите на сайте www.epa.gov следующие ключевые слова (выделены жирным шрифтом):

Воздух : Управление по воздуху и радиации — разрабатывает национальные программы, техническую политику и правила контроля загрязнения воздуха и радиационного облучения.

Уборка : Управление по твердым отходам и реагированию на чрезвычайные ситуации. Проводит и контролирует действия по расследованию и очистке на действующих и заброшенных свалках, где нефть или опасные химические вещества были или могут быть выброшены в окружающую среду, а также в местах наземного и подземного хранения. танки потекли.

Международный : Управление по международным делам и делам племен — управляет участием АООС в международной политике и программах; обеспечивает руководство и координацию от имени Агентства; и выступает в качестве координационного центра по международным вопросам.

Пестициды : Управление программ по пестицидам — ​​оценивает потенциальные новые пестициды и их использование; рассматривает старые пестициды; продвигает пестициды с меньшим риском и альтернативы обращению с пестицидами; сообщает безопасные методы.

Загрязнители/Токсины : Управление по предотвращению загрязнения и токсичным веществам – Содействует предотвращению загрязнения, более безопасным химическим веществам, снижению риска и пониманию рисков общественностью.

Исследования : Управление исследований и разработок. Национальный центр экологической оценки (NCEA) Управления разработал Фонд глобальных действий в отношении СОЗ: взгляд Соединенных Штатов, отчет о современных научных исследованиях СОЗ (в 2001 г.).

Отходы : Управление по сохранению и восстановлению ресурсов — действует в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов для защиты здоровья человека и окружающей среды путем обеспечения ответственного управления опасными и неопасными отходами на национальном уровне.

Вода : Управление водных ресурсов — защищает воды США и разрабатывает рекомендации по потреблению рыбы и диких животных. Просмотр советов и технических ресурсов по потреблению рыбы и моллюсков.

Офис Национальной программы Великих озер — базируется в Чикаго, работает с Канадой и регионами 2, 3 и 5 Агентства по охране окружающей среды для решения проблем Великих озер; передает информацию об экосистеме Великих озер и здоровье человека; и проводит мониторинг и другие мероприятия.

Другие ресурсы

Великие озера
Аляска и Арктика

Химические вещества СОЗ угрожают здоровью человека и окружающей среде во всем мире.Соединенные Штаты привержены решению проблемы СОЗ в сотрудничестве с другими странами. Вместе мы сможем найти глобальные решения этой глобальной проблемы.


Контакты

Для получения дополнительной информации об усилиях Агентства по охране окружающей среды в отношении стойких органических загрязнителей (СОЗ) обращайтесь по телефону:

.

Карисса Ковнер
Агентство по охране окружающей среды США
Офис помощника администратора по химической безопасности и предотвращению загрязнения (7101M)
1200 Pennsylvania Ave., NW
Washington, DC 20460
Электронная почта: [email protected]
(202) 564-0564

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Полимеры

Полимеры

1. Введение

До начала 1920-х годов химики сомневались в существовании молекул с молекулярной массой более нескольких тысяч. Это ограниченное представление было оспорено Германом Штаудингером, немецким химиком, имевшим опыт изучения природных соединений, таких как каучук и целлюлоза. В отличие от преобладающей рационализации этих веществ как агрегатов малых молекул, Штаудингер предположил, что они состоят из 90 872 макромолекул, 90 873 из 10 000 или более атомов.Он сформулировал полимерную структуру для каучука на основе повторяющегося звена изопрена (называемого мономером). За свой вклад в химию Штаудингер получил Нобелевскую премию 1953 года. Термины полимер и мономер произошли от греческих корней поли (много), моно (один) и мерос (часть).

За признанием того, что полимерные макромолекулы составляют многие важные природные материалы, последовало создание синтетических аналогов, обладающих разнообразными свойствами.Действительно, применение этих материалов в качестве волокон, гибких пленок, клеев, стойких красок и прочных, но легких твердых материалов изменило современное общество. Некоторые важные примеры этих веществ обсуждаются в следующих разделах.


2. Написание формул для полимерных макромолекул

Повторяющаяся структурная единица большинства простых полимеров не только отражает мономер(ы), из которых построены полимеры, но также обеспечивает краткие средства для рисования структур, представляющих эти макромолекулы.Для полиэтилена, возможно, самого простого полимера, это демонстрируется следующим уравнением. Здесь этилен (этен) является мономером, а соответствующий линейный полимер называется полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП). HDPE состоит из макромолекул, в которых n находится в диапазоне от 10 000 до 100 000 (молекулярная масса от 2*10 5 до 3*10 6 ).

Если Y и Z представляют собой моли мономера и полимера соответственно, Z приблизительно равно 10 -5 Y. Этот полимер называется полиэтиленом, а не полиметиленом, (-CH 2 -) n , потому что этилен является стабильным соединением. (метилен не является), и он также служит синтетическим предшественником полимера.Две открытые связи, остающиеся на концах длинной цепи углеродов (окрашены пурпурным цветом), обычно не указываются, потому что атомы или группы, находящиеся там, зависят от химического процесса, используемого для полимеризации. Методы синтеза, использованные для получения этого и других полимеров, будут описаны далее в этой главе.  
В отличие от более простых чистых соединений, большинство полимеров не состоят из идентичных молекул. Молекулы ПЭВП, например, состоят из длинных углеродных цепей, но их длина может варьироваться в пределах тысяч мономерных звеньев.Из-за этого молекулярные массы полимеров обычно приводятся как средние значения. Два экспериментально определенных значения являются общими: M n , среднечисловая молекулярная масса, рассчитывается из распределения мольных долей молекул разного размера в образце, и M w , среднемассовая молекулярная масса, равна рассчитывают из распределения массовых долей молекул разного размера. Они определены ниже. Поскольку более крупные молекулы в образце весят больше, чем молекулы меньшего размера, среднее значение M w обязательно смещено в сторону более высоких значений и всегда больше, чем M n .По мере сужения массовой дисперсии молекул в образце М w приближается к M n , а в маловероятном случае, когда все молекулы полимера имеют одинаковую массу (чистый монодисперсный образец), соотношение M w  / M n становится единицей.

Влияние различных массовых распределений на M n и M w можно изучить с помощью простого калькулятора массы.
Чтобы использовать это устройство, щелкните здесь.

 

Известно множество полимерных материалов, имеющих цепочечную структуру, аналогичную полиэтилену. Полимеры, образованные прямым соединением мономерных звеньев без потери или прибавления материала, называются аддитивными полимерами или полимерами с ростом цепи . Список некоторых важных аддитивных полимеров и их предшественников мономеров представлен в следующей таблице.

2 69 ACRYLONIRILE
CH 2 = CHCN

(CF 2 -CF 2 ) N
2 N 3 69 Мягкие, липкие прочные
9 — [CH 2 -CH = C (CH 3 ) -CH 2 ] N N
9 Chloroprene
CH 2 = CH-CCL =CH 2
Некоторые распространенные аддитивные полимеры

имя

0

Polyethylene
Низкая плотность (LDPE)
— (CH 2 — CH 2 ) N Этилен
CH 2 = CH 2 = CH 2
Мягкие, восковые твердые пленочная обертка, пластиковые пакеты
полиэтилен
высокая плотность (HDPE)
— (CH 2 -CH 2 ) N этилен
CH 2 = CH 2 = CH 2
RegiD, полупрозрачный твердый
Электрические изоляция
Бутылки, Игрушки
Полипропиленовый
(PP) разные марки
–[CH 2 -CH(CH 3 )] n пропилен
CH 2 =CH0 7 9

8 90 3

0 ITACTIC : Мягкий, Эластичный Твердый
Изотактика : Тяжело, сильное твердое вещество
, похоже на LDPE
Ковер, обивка
Poly (винилхлорид)
(PVC)
— (CH 2 — CHCL) N Винилхлорид
CH 2 = CHCL
Сильные жесткие твердые Твердые Трубы, сайдинг, настил
поли (винилиденхлорид)
(SARAN A)
— (CH 2 -CCL 2 ) N Винилиденх хлорид
CH 2 = CCL 2
плотный, высокоплавка твердых чехлов, пленки
полистирол
PS)
— [CH 2 -CH (C 6 H 5 )] N Стирол
CH 2 = CHC 6 H 5
Жесткий, жесткий, прозрачное твердое вещество
, растворимое в органических растворителях 9 0570
Игрушки, шкафы
упаковка (вспененные)
Polyacryлонитрил
(PAN, ORLON, ACRILAN)
— (CH 2 -CHCN) N Высокоплавленные твердые
Растворимые в органических растворителях
Коврики, Одеяла
Одежда
Политетрафторээтилен
(PTFE, Тефлон)
тетрафторэтилен
CF 2 = CF 2
Устойчивые, гладкие твердые вещества Непристойные поверхности
Электрические изоляция
Poly (метилметакрилат)
(PMMA, Lucite, Plexiglas)
— [ CH 2 -C (CH 3 ) CO 2 CH 3 ] N Метилметакрилат
CH 2 = C (CH 3 ) CO 2 CH 3
жесткий, прозрачный прочный Освещение крышки, знаки
40007
поли (винилацетат)
(PVAC)
— (CH 2 -ChoCoch 3 ) N винил Acetate
CH 2
= CHOCOCH 3
Латексные краски, клеи
СНГ-полиизопрен
Натуральный резиновый
ISoprene
CH 2 = CH-C (CH 3 ) = CH 2
Мягкие, липкие солидные требуют вулканизации
для практического использования
полихлоропрен (CIS + TRANS)
(неопрен)
— [CH 2 -CH = CCL-CH 2 ] N прочная резиноподобная основа d синтетический каучук
маслостойкий

3.Свойства макромолекул

Поучительно сравнение свойств полиэтилена (как LDPE, так и HDPE) с природными полимерами каучуком и целлюлозой. Как отмечалось выше, синтетические макромолекулы ПЭВП имеют массы от 10 5 до 10 6 а.е.м. (молекулы ПЭНП более чем в сто раз меньше). Молекулы каучука и целлюлозы имеют одинаковые диапазоны массы, но меньше мономерных звеньев из-за большего размера мономера. Физические свойства этих трех полимерных веществ отличаются друг от друга и, конечно же, от их мономеров.

ПЭВП представляет собой жесткое полупрозрачное твердое вещество, которое размягчается при нагревании выше 100º C, и из него можно формовать различные формы, включая пленки. Он не так легко растягивается и деформируется, как ПВД. ПЭВП нерастворим в воде и большинстве органических растворителей, хотя при погружении в последние может произойти некоторое набухание. HDPE является отличным электрическим изолятором.
LDPE представляет собой мягкое полупрозрачное твердое вещество, которое плохо деформируется при температуре выше 75º C. Пленки, изготовленные из LDPE, легко растягиваются и обычно используются для обертывания.LDPE нерастворим в воде, но размягчается и набухает при воздействии углеводородных растворителей. И LDPE, и HDPE становятся хрупкими при очень низких температурах (ниже -80ºC). Этилен, обычный мономер для этих полимеров, представляет собой газ с низкой температурой кипения (-104ºC).
Натуральный (латексный) каучук представляет собой непрозрачное, мягкое, легко деформируемое твердое вещество, которое становится липким при нагревании (выше 60°С) и становится хрупким при охлаждении ниже -50°С. растворители, такие как толуол, со временем растворяются, но непроницаемы для воды.Мономер C 5 H 8 изопрен представляет собой летучую жидкость (точка кипения 34ºC).
Чистая целлюлоза в форме хлопка представляет собой мягкое гибкое волокно, практически не изменяющееся при изменении температуры в диапазоне от -70 до 80°C. Хлопок легко впитывает воду, но не подвергается воздействию толуола или большинства других органических растворителей. . Целлюлозные волокна могут изгибаться и скручиваться, но не сильно растягиваются, прежде чем порвутся. Мономером целлюлозы является C 6 H 12 O 6 альдогексоза D-глюкоза.Глюкоза представляет собой водорастворимое твердое вещество, плавящееся при температуре ниже 150ºC.

Чтобы объяснить отмеченные здесь различия, нам необходимо рассмотреть природу совокупной макромолекулярной структуры или морфологию каждого вещества. Поскольку полимерные молекулы очень велики, они обычно упаковываются неравномерно, с упорядоченными или кристаллоподобными областями, смешанными с неупорядоченными или аморфными областями. В некоторых случаях все твердое тело может быть аморфным, полностью состоящим из спиральных и запутанных макромолекулярных цепей.Кристалличность возникает, когда линейные полимерные цепи структурно ориентированы в однородной трехмерной матрице. На диаграмме справа кристаллические домены окрашены в синий цвет.
Повышенная кристалличность связана с увеличением жесткости, прочности на разрыв и непрозрачности (из-за светорассеяния). Аморфные полимеры обычно менее жесткие, более слабые и легче деформируются. Часто они прозрачные.

На степень кристалличности влияют три фактора:
      i)   Длина цепи
        ii)  Разветвление цепи
        iii) 9

Важность первых двух факторов хорошо иллюстрируется различиями между LDPE и HDPE.Как отмечалось ранее, ПЭВП состоит из очень длинных неразветвленных углеводородных цепей. Они легко объединяются в кристаллические домены, которые чередуются с аморфными сегментами, и полученный материал, хотя и относительно прочный и жесткий, сохраняет некоторую гибкость. Напротив, ПЭНП состоит из меньших по размеру и более разветвленных цепей, которым нелегко принять кристаллическую структуру. Таким образом, этот материал мягче, слабее, менее плотный и легче деформируется, чем HDPE. Как правило, механические свойства, такие как пластичность, прочность на растяжение и твердость, повышаются и в конечном итоге выравниваются с увеличением длины цепи.

Природа целлюлозы подтверждает приведенный выше анализ и демонстрирует важность третьего фактора (iii). Начнем с того, что цепи целлюлозы легко принимают стабильную палочковидную конформацию. Эти молекулы выстраиваются бок о бок в волокна, которые стабилизируются межцепочечной водородной связью между тремя гидроксильными группами на каждом мономерном звене. Следовательно, кристалличность высокая, и молекулы целлюлозы не перемещаются и не скользят друг относительно друга. Высокая концентрация гидроксильных групп также объясняет легкое поглощение воды, характерное для хлопка.

Натуральный каучук представляет собой полностью аморфный полимер. К сожалению, потенциально полезные свойства необработанного латексного каучука ограничены температурной зависимостью; однако эти свойства могут быть изменены путем химического изменения. Цис-двойные связи в углеводородной цепи образуют плоские сегменты, которые делают цепь более жесткой, но не выпрямляют ее. Если эти жесткие сегменты полностью удалить гидрированием (катализатор H 2 и Pt), цепи теряют все ограничения, и продукт представляет собой легкоплавкое парафиноподобное полутвердое вещество, имеющее небольшую ценность.Если вместо этого цепи молекул каучука слегка сшиты атомами серы, процесс, называемый вулканизацией , который был открыт Чарльзом Гудиером в 1839 году, желаемые эластомерные свойства каучука существенно улучшаются. При степени сшивания от 2 до 3% получается полезная мягкая резина, которая больше не страдает от проблем с липкостью и хрупкостью при нагревании и охлаждении. При степени сшивки от 25 до 35% образуется жесткий твердый каучуковый продукт. На следующем рисунке показан сшитый участок аморфного каучука.Щелкнув по диаграмме, она изменится на отображение соответствующего растянутого участка. Цепи с более высоким порядком в растянутой конформации энтропийно нестабильны и возвращаются в исходное свернутое состояние, когда им позволяют расслабиться (щелчок второй раз).

При нагревании или охлаждении большинство полимеров претерпевают тепловые переходы, которые позволяют понять их морфологию. Они определяются как переход расплава , T m и переход в стеклообразное состояние , T g .

T m – температура, при которой кристаллические домены теряют свою структуру или плавятся. По мере увеличения кристалличности увеличивается и T m .
T g – температура, ниже которой аморфные домены теряют структурную подвижность полимерных цепей и становятся жесткими стеклами.

T г часто зависит от истории образца, особенно от предшествующей термообработки, механических манипуляций и отжига.Иногда ее интерпретируют как температуру, выше которой значительные части полимерных цепей способны скользить относительно друг друга в ответ на приложенную силу. Введение относительно больших и жестких заместителей (таких как бензольные кольца) будет препятствовать этому движению цепи, таким образом увеличивая T g (обратите внимание на полистирол ниже). Введение низкомолекулярных соединений, называемых пластификаторами, в полимерную матрицу увеличивает расстояние между цепями, что позволяет цепям двигаться при более низких температурах.с последующим уменьшением Т г . Дегазация пластификаторов, используемых для модификации пластиковых деталей салона автомобиля, производит привычный нам «запах нового автомобиля».

Ниже перечислены значения

T m и T g для некоторых распространенных аддитивных полимеров. Обратите внимание, что целлюлоза не имеет ни T m , ни T g .

905 90 180 95

Полимер

ПВД

ПЭВП

ПП

ПВХ

PS

ПАН

ПТФЭ

ПММА

Резина

T м (ºC)

110 130 175> 200 330 180 180 30

T G (ºC)

_ 110 _ 100 _ 10 80 90 95 _ 110 105 _ 70136 _ 70
Резина

относится к важной группе полимеров, называемых эластомерами .Эластомеры представляют собой аморфные полимеры, обладающие способностью растягиваться, а затем возвращаться в исходную форму при температурах выше T g . Это свойство важно для таких применений, как прокладки и уплотнительные кольца, поэтому разработка синтетических эластомеров, способных работать в суровых или сложных условиях, остается практической целью. При температурах ниже T g эластомеры становятся жесткими стекловидными телами и теряют всякую эластичность. Трагическим примером этого стала катастрофа космического корабля «Челленджер».Термостойкие и химически стойкие уплотнительные кольца, используемые для герметизации секций твердотопливных ракет-носителей, имели, к сожалению, высокую T g около 0 ºC. Неожиданно низкие температуры в утро запуска были ниже этого T g , что позволило горячим ракетным газам выйти из уплотнений.

4. Регио- и стереоизомеризация в макромолекулах

Симметричные мономеры, такие как этилен и тетрафторэтилен, могут соединяться друг с другом только одним способом. С другой стороны, монозамещенные мономеры могут соединяться вместе двумя организованными способами, описанными на следующей диаграмме, или третьим случайным образом.Большинство мономеров этого типа, включая пропилен, винилхлорид, стирол, акрилонитрил и сложные эфиры акриловой кислоты, предпочитают соединяться «голова к хвосту» с некоторой случайностью, возникающей время от времени. Причины такой региоселективности будут обсуждаться в разделе синтетических методов.

Если полимерная цепь вычерчена зигзагообразно, как показано выше, каждая из замещающих групп (Z) обязательно будет расположена выше или ниже плоскости, определяемой углеродной цепью.Следовательно, мы можем идентифицировать три конфигурационных изомера таких полимеров. Если все заместители лежат на одной стороне цепи, конфигурация называется изотактической . Если заместители регулярно чередуются с одной стороны на другую, конфигурация называется синдиотактической . Наконец, случайное расположение замещающих групп обозначается как атактическое . Примеры таких конфигураций показаны здесь.

Многие распространенные и полезные полимеры, такие как полистирол, полиакрилонитрил и поли(винилхлорид), являются атактическими при обычном получении.Были разработаны специальные катализаторы, которые осуществляют стереорегулярную полимеризацию полипропилена и некоторых других мономеров, а улучшенные свойства, связанные с повышенной кристалличностью этих продуктов, сделали эту область важной областью исследований. Сообщалось о следующих значениях T g .

Полимер атактических + изотактического + синдиотактических ПП

Т г

Т г

Т г

-20 ºC 0 ºC -8 ºC -8 ºC

PMMA

100 ºC 130 ºC 120 ºC 120 ºC

Свойства данного полимера значительно варьируются со своей величинойТаким образом, атактический полипропилен непригоден в качестве твердого конструкционного материала и используется в основном как компонент клеев или как мягкая матрица для композиционных материалов. Напротив, изотактический полипропилен представляет собой твердое вещество с высокой температурой плавления (около 170 ºC), из которого можно формовать или подвергать механической обработке структурные компоненты.


Синтез аддитивных полимеров

Все мономеры, из которых состоят аддитивные полимеры, представляют собой алкены или функционально замещенные алкены. Наиболее распространенными и термодинамически предпочтительными химическими превращениями алкенов являются реакции присоединения.Известно, что многие из этих реакций присоединения протекают ступенчато с участием реакционноспособных промежуточных соединений, и именно этому механизму следует большинство полимеризаций. Здесь представлена ​​общая схема, иллюстрирующая эту сборку линейных макромолекул, которая поддерживает название полимеров для роста цепи . Поскольку пи-связь в мономере превращается в сигма-связь в полимере, реакция полимеризации обычно экзотермична на 8-20 ккал/моль. Действительно, сообщалось о случаях взрывной неконтролируемой полимеризации.

Полезно различать четыре процедуры полимеризации, соответствующие этому общему описанию.

• Радикальная полимеризация Инициатором является радикал, а местом распространения реакционной способности (*) является углеродный радикал.
• Катионная полимеризация Инициатором является кислота, а центром распространения реакционной способности (*) является карбокатион.
•  Анионная полимеризация Инициатором является нуклеофил, а местом распространения реакционной способности (*) является карбанион.
•  Координационная каталитическая полимеризация Инициатором является комплекс переходного металла, а местом распространения реакционной способности (*) является конечный каталитический комплекс.


1. Радикальная полимеризация с ростом цепи

Практически все описанные выше мономеры подвержены радикальной полимеризации. Поскольку это может быть инициировано следами кислорода или других незначительных примесей, чистые образцы этих соединений часто «стабилизируют» небольшими количествами ингибиторов радикалов, чтобы избежать нежелательной реакции.Когда желательна радикальная полимеризация, ее нужно начинать с использования радикального инициатора , такого как пероксид или определенные азосоединения. Формулы некоторых распространенных инициаторов и уравнения, показывающие образование радикальных частиц из этих инициаторов, представлены ниже.

Используя небольшие количества инициаторов, можно полимеризовать широкий спектр мономеров. Одним из примеров такой радикальной полимеризации является превращение стирола в полистирол, показанное на следующей диаграмме.Первые два уравнения иллюстрируют процесс инициирования , а последние два уравнения являются примерами распространения цепи . Каждое мономерное звено добавляется к растущей цепи таким образом, что образуется наиболее стабильный радикал. Поскольку углеродные радикалы стабилизируются заместителями многих видов, предпочтение региоселективности «голова к хвосту» в большинстве аддитивных полимеризаций понятно. Поскольку радикалы устойчивы ко многим функциональным группам и растворителям (включая воду), радикальные полимеризации широко используются в химической промышленности.

Посмотреть анимированную модель радикальной полимеризации винилхлорида с ростом цепи  

В принципе, можно ожидать, что однажды начавшись, радикальная полимеризация будет продолжаться беспрепятственно, производя несколько чрезвычайно длинноцепочечных полимеров. На практике образуется большее количество цепей среднего размера, что указывает на то, что должны иметь место реакции обрыва цепи. Наиболее распространенными процессами прерывания являются Радикальная комбинация и Диспропорционирование .Эти реакции иллюстрируются следующими уравнениями. Растущие полимерные цепи окрашены в синий и красный цвет, а атом водорода, перенесенный в результате диспропорционирования, окрашен в зеленый цвет. Обратите внимание, что в обоих типах терминации два реакционноспособных радикальных сайта удаляются путем одновременного превращения в стабильный продукт (продукты). Поскольку концентрация радикалов в реакции полимеризации мала по сравнению с другими реагентами (например, мономерами, растворителями и обрывами цепей), скорость, с которой происходят эти радикально-радикальные реакции обрыва, очень мала, и большинство растущих цепей достигают умеренной длины перед обрывом. .

Относительная важность этих обрывов варьируется в зависимости от природы мономера, подвергающегося полимеризации. Комбинация акрилонитрила и стирола является основным процессом. Однако метилметакрилат и винилацетат обрываются главным образом диспропорционированием.

Другая реакция, которая отклоняет радикальную полимеризацию с ростом цепи от образования линейных макромолекул, называется передачей цепи . Как следует из названия, эта реакция перемещает углеродный радикал из одного места в другое за счет межмолекулярного или внутримолекулярного переноса атома водорода (окрашен зеленым).Эти возможности демонстрируются следующими уравнениями

Реакции передачи цепи особенно распространены при радикальной полимеризации этилена под высоким давлением, которая является методом, используемым для производства LDPE (полиэтилена низкой плотности). 1º-радикал в конце растущей цепи превращается в более стабильный 2º-радикал за счет переноса атома водорода. Дальнейшая полимеризация в новом месте радикала приводит к образованию радикала боковой цепи, что, в свою очередь, может привести к образованию других боковых цепей в результате реакций переноса цепи.В результате морфология ПЭНП представляет собой аморфную сеть сильно разветвленных макромолекул.


2. Катионная полимеризация с ростом цепи

Полимеризация изобутилена (2-метилпропена) следами сильных кислот является примером катионной полимеризации. Полиизобутиленовый продукт представляет собой мягкое каучукоподобное твердое вещество, T г = _ 70ºC, которое используется для внутренних трубок. Этот процесс подобен радикальной полимеризации, что демонстрируют следующие уравнения.Рост цепи прекращается, когда концевой карбокатион соединяется с нуклеофилом или теряет протон, давая концевой алкен (как показано здесь).

Мономеры, содержащие стабилизирующие катион группы, такие как алкильные, фенильные или виниловые, могут быть полимеризованы с помощью катионных процессов. Обычно их инициируют при низкой температуре в растворе хлористого метилена. Инициирующими реагентами служат сильные кислоты, такие как HClO 4 или кислоты Льюиса, содержащие следы воды (как показано выше). При низких температурах реакции передачи цепи в таких полимеризациях происходят редко, поэтому получаемые полимеры являются чисто линейными (неразветвленными).


3. Анионная полимеризация с ростом цепи

Обработка холодного раствора стирола в ТГФ 0,001 эквивалента н-бутиллития вызывает немедленную полимеризацию. Это пример анионной полимеризации, ход которой описывается следующими уравнениями. Рост цепи может быть остановлен водой или углекислым газом, и передача цепи происходит редко. Только мономеры, имеющие заместители, стабилизирующие анион, такие как фенил, циано или карбонил, являются хорошими субстратами для этого метода полимеризации.Многие из полученных полимеров в значительной степени изотактичны по конфигурации и имеют высокую степень кристалличности.

Вещества, которые использовались для инициирования анионной полимеризации, включают щелочные металлы, амиды щелочных металлов, алкиллитий и различные источники электронов. Практическое применение анионной полимеризации происходит при использовании суперклея. Этот материал представляет собой метил-2-цианоакрилат, CH 2 =C(CN)CO 2 CH 3 . При воздействии воды, аминов или других нуклеофилов происходит быстрая полимеризация этого мономера.


4. Каталитическая полимеризация Циглера-Натта

Эффективная и стереоспецифическая процедура каталитической полимеризации была разработана Карлом Зиглером (Германия) и Джулио Натта (Италия) в 1950-х годах. Их результаты позволили впервые осуществить синтез неразветвленного полиэтилена высокой молекулярной массы (ПЭВП), лабораторный синтез натурального каучука из изопрена и контроль конфигурации полимеров из концевых алкенов, таких как пропен (например, чистые изотактические и синдиотактические полимеры).В случае этилена быстрая полимеризация происходила при атмосферном давлении и температуре от умеренной до низкой, что давало более прочный (более кристаллический) продукт (ПЭВП), чем продукт радикальной полимеризации (ПЭНП). За это важное открытие эти химики получили Нобелевскую премию по химии 1963 года.

Катализаторы Циглера-Натта получают реакцией некоторых галогенидов переходных металлов с металлорганическими реагентами, такими как алкилалюминий, литий и цинк. Катализатор, образованный реакцией триэтилалюминия с тетрахлоридом титана, широко изучался, но другие металлы (например,грамм. V и Zr) также доказали свою эффективность. На следующей диаграмме представлен один механизм этой полезной реакции. Были предложены другие, с изменениями, чтобы приспособиться к гетерогенности или гомогенности катализатора. Полимеризация пропилена под действием титанового катализатора дает изотактический продукт; тогда как катализатор на основе ванадия дает синдиотактический продукт.


Сополимеры

Синтез макромолекул, состоящих из более чем одного мономерного повторяющегося звена, изучался как средство управления свойствами получаемого материала.В этом отношении полезно различать несколько способов включения различных мономерных звеньев в полимерную молекулу. Следующие примеры относятся к двухкомпонентной системе, в которой один мономер обозначен A , а другой B .

Статистические сополимеры

Также называются статистическими сополимерами. Здесь мономерные звенья распределены в полимерной цепи хаотично, а иногда и неравномерно: ~ ABBAAABAABBBABAABA ~.

Чередующиеся сополимеры

Здесь мономерные звенья распределены регулярно чередующимся образом с почти эквимолярным количеством каждого в цепи:

Блок-сополимеры

Вместо смешанного распределения мономерных звеньев длинная последовательность или блок одного мономера присоединяются к блоку второго мономера: .

Привитые сополимеры

Как следует из названия, боковые цепи данного мономера присоединены к основной цепи второго мономера:

1. Добавочная сополимеризация

Большинство прямых сополимеризаций эквимолярных смесей различных мономеров дают статистические сополимеры или, если один мономер гораздо более реакционноспособен, почти гомополимер этого мономера.Сополимеризация стирола с метилметакрилатом, например, протекает по-разному в зависимости от механизма. Радикальная полимеризация дает статистический сополимер. Однако продуктом катионной полимеризации в основном является полистирол, а анионная полимеризация способствует образованию поли(метилметакрилата). В тех случаях, когда относительные реакционные способности различны, состав сополимера иногда можно контролировать, непрерывно вводя в реакцию смещенную смесь мономеров.
Образование чередующихся сополимеров предпочтительно, когда мономеры имеют разные полярные заместители (например, один электроноакцепторный и другой электронодонорный), и оба имеют одинаковую реакционную способность по отношению к радикалам. Например, стирол и акрилонитрил сополимеризуются в значительной степени чередующимся образом.

Некоторые полезные сополимеры

мономер

0

0

0

9
H 2 C = CHCL H 2 CCL 2 SARAN Фильмы и волокна
H 2 C = CHC 6 H 5 H 5 H 2 C = C-CH 2 C = C-CH = CH 2 SBR
STYRELE BUTADIENE RUB
Шины
H 2 C = CHCN H 2 C = C-CH = CH 2 NITRILE RUB
Клеи
Шланги
H 2 C = C (CH 3 ) 2 H 2 C = C-CH 2 C = C-CH = CH 2 Бутиловая резина внутренние трубки 9058
F 2 C = CF (CF 3 ) H 2 C=CHF Viton прокладки

Терполимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, называемый АБС-каучуком, используется для изготовления ударопрочных контейнеров, труб и прокладок.


2. Блок-сополимеризация

Было разработано несколько различных методов получения блок-сополимеров, многие из которых используют реакции конденсации (следующий раздел). На этом этапе наше обсуждение будет ограничено применением анионной полимеризации. При анионной полимеризации стирола, описанной выше, реакционноспособный центр остается на конце цепи до тех пор, пока он не будет погашен. Негашеный полимер был назван живым полимером , и если добавить дополнительный стирол или другой подходящий мономер, образуется блок-полимер.Это показано для метилметакрилата на следующей диаграмме.

Конденсационные полимеры

Большое количество важных и полезных полимерных материалов не образуются в результате процессов роста цепи с участием реакционноспособных частиц, таких как радикалы, а вместо этого происходят в результате обычных превращений функциональных групп полифункциональных реагентов. Эти полимеризации часто (но не всегда) происходят с потерей небольшого побочного продукта, такого как вода, и обычно (но не всегда) объединяют два разных компонента в чередующуюся структуру.Полиэфир Dacron и полиамид Nylon 66, показанные здесь, являются двумя примерами синтетических конденсационных полимеров, также известных как полимеры ступенчатого роста . В отличие от полимеров с цепным ростом, большинство из которых растет за счет образования связи углерод-углерод, полимеры со ступенчатым ростом обычно растут за счет образования связи углерод-гетероатом (CO и CN в дакроне и нейлоне соответственно). Хотя полимеры этого типа можно рассматривать как чередующиеся сополимеры, повторяющееся мономерное звено обычно определяется как комбинированный фрагмент.
Примерами встречающихся в природе конденсационных полимеров являются целлюлоза, полипептидные цепи белков и поли(β-гидроксимасляная кислота), сложный полиэфир, синтезируемый в больших количествах некоторыми почвенными и водными бактериями. Формулы для них будут отображаться ниже, если щелкнуть по диаграмме.  

1. Характеристики конденсационных полимеров

Конденсационные полимеры образуются медленнее, чем аддитивные полимеры, часто требуют нагревания и обычно имеют более низкую молекулярную массу.Концевые функциональные группы в цепи остаются активными, так что группы более коротких цепей объединяются в более длинные цепи на поздних стадиях полимеризации. Присутствие полярных функциональных групп в цепях часто увеличивает притяжение цепей друг к другу, особенно если они связаны с водородными связями и, таким образом, кристалличностью и прочностью на растяжение. Следующие примеры конденсационных полимеров являются иллюстративными.
Обратите внимание, что для коммерческого синтеза компоненты карбоновой кислоты могут фактически использоваться в форме производных, таких как простые эфиры.Кроме того, реакции полимеризации нейлона 6 и спандекса не протекают за счет удаления воды или других малых молекул. Тем не менее, очевидно, что полимер образуется в результате ступенчатого процесса роста.

Разница в T g и T m между первым полиэфиром (полностью алифатическим) и двумя найлоновыми полиамидами (5-я и 6-я позиции) показывает влияние внутрицепочечной водородной связи на кристалличность. Замена гибких алкилиденовых звеньев жесткими бензольными кольцами также делает полимерную цепь более жесткой, что приводит к повышению кристалличности, как это продемонстрировано для сложных полиэфиров (опыты 1, 2 и 3) и полиамидов (опыты 5, 6, 7 и 8).Высокие значения T g и T m для аморфного полимера Lexan согласуются с его блестящей прозрачностью и стеклоподобной жесткостью. Кевлар и номекс — чрезвычайно прочные и стойкие материалы, которые находят применение в пуленепробиваемых жилетах и ​​огнеупорной одежде.

Многие полимеры, как аддитивные, так и конденсационные, используются в качестве волокон. Основными методами формования синтетических полимеров в волокна являются расплавы или вязкие растворы. Сложные полиэфиры, полиамиды и полиолефины обычно получают из расплавов при условии, что T m не слишком высока.Полиакрилаты подвержены термическому разложению, поэтому их получают из растворов в летучем растворителе. Холодное волочение является важной физической обработкой, улучшающей прочность и внешний вид этих полимерных волокон. При температурах выше T g более толстое волокно, чем требуется, может быть принудительно растянуто во много раз по сравнению с его длиной; и при этом полимерные цепи распутываются и имеют тенденцию выстраиваться параллельно. Эта процедура холодного волочения организует произвольно ориентированные кристаллические домены, а также выравнивает аморфные домены, чтобы они стали более кристаллическими.В этих случаях физически ориентированная морфология стабилизируется и сохраняется в конечном продукте. Это контрастирует с эластомерными полимерами, для которых растянутая или выровненная морфология нестабильна по сравнению с морфологией аморфного случайного клубка.
При нажатии на следующую диаграмму карикатура этих изменений будет переключаться с одной крайности на другую. Эту обработку холодным волочением можно также использовать для обработки полимерных пленок (например, Mylar и Saran), а также волокон.

Ступенчатая полимеризация также используется для получения класса клеев и аморфных твердых веществ, называемых эпоксидными смолами.Здесь ковалентная связь происходит в результате реакции S N 2 между нуклеофилом, обычно амином, и концевым эпоксидом. В следующем примере тот же промежуточный продукт бисфенола А, который используется в качестве мономера для лексана, служит бифункциональным каркасом, к которому присоединены эпоксидные кольца. Бисфенол А получают катализируемой кислотой конденсацией ацетона с фенолом.


2. Термореактивные и термопластичные полимеры

Большинство полимеров, описанных выше, классифицируются как термопласты .Это отражает тот факт, что выше T g они могут формоваться или прессоваться в формы, формоваться или отливаться из расплава или растворяться в подходящих растворителях для последующего формования. Из-за их высокой температуры плавления и плохой растворимости в большинстве растворителей кевлар и номекс оказались проблемой, но в конечном итоге эта проблема была решена.
Другая группа полимеров, характеризующаяся высокой степенью сшивки, сопротивляется деформации и растворению после достижения их окончательной морфологии. Такие полимеры обычно изготавливают в формах, из которых получается желаемый объект.Поскольку эти полимеры после образования не могут быть изменены при нагревании, они называются термореактивными полимерами . Частичные формулы для четырех из них будут показаны ниже, если щелкнуть соответствующую кнопку. Первоначальная экспозиция представляет собой бакелит, один из первых полностью синтетических пластиков, который начал использоваться в коммерческих целях (около 1910 г.).

Природный смолистый полимер, называемый лигнином, имеет сшитую структуру, похожую на бакелит. Лигнин представляет собой аморфную матрицу, в которой ориентированы целлюлозные волокна древесины.Древесина — природный композитный материал, природный эквивалент композитов из стекловолокна и углеродного волокна. Здесь показана частичная структура лигнина


Эпоха пластмасс

Исторически многие эпохи характеризовались материалами, которые были тогда важны для человеческого общества (например, каменный век, бронзовый век и железный век). Двадцатый век получил несколько таких ярлыков, в том числе ядерный век и нефтяной век ; тем не менее, лучшее название, вероятно, пластический век .В течение этого периода никакие технологические достижения, кроме подачи электроэнергии в каждый дом, не повлияли на нашу жизнь больше, чем широкое использование синтетических пластмасс в нашей одежде, посуде, строительных материалах, автомобилях, упаковке и игрушках, и это лишь некоторые из них. . Разработка материалов, которые мы сейчас называем пластиками, началась с вискозы в 1891 году, продолжилась бакелитом в 1907 году, полиэтиленом в 1933 году, нейлоном и тефлоном в 1938 году, полипропиленом в 1954 году, кевларом в 1965 году и продолжается до сих пор.

Многие типы полимеров, которые мы смешиваем вместе как пластмассы, как правило, недороги, легки, прочны, долговечны и, при желании, гибки. Пластмассы могут обрабатываться экструзией, литьем под давлением, вакуумным формованием и прессованием, образуя волокна, тонкие листы или объекты определенной формы. Они могут быть окрашены по желанию и армированы стеклянными или углеродными волокнами, а некоторые из них могут быть расширены до пены низкой плотности. Многие современные клеи предполагают образование пластичного связующего вещества.Пластмассы заменили все большее количество природных материалов. При производстве клавиш пианино и бильярдных шаров пластик заменил слоновую кость, помогая слону выжить. Примечательно, что предприятие по производству синтетического волокна занимает гораздо меньшую площадь земли, чем потребовалось бы для производства такого же количества натуральных волокон, таких как хлопок, шерсть или шелк. При всех этих преимуществах неудивительно, что многое из того, что вы видите вокруг себя, сделано из пластика. Действительно, низкая стоимость, малый вес, прочность и конструктивная адаптируемость пластиков для решения различных задач привели к значительному росту их производства и использования из года в год, который, вероятно, продолжится.Действительно, многие пластмассы используются в одноразовых продуктах, предназначенных только для одноразового использования.

Закон непреднамеренных последствий

Успешные решения технологических проектов часто достигаются путем сосредоточения внимания на ограниченном наборе переменных, которые напрямую связаны с желаемым результатом. Однако у природы часто есть способ вознаградить такой успех, выявив неожиданные проблемы, возникающие «вне коробки» определенного проекта. В случае с пластмассами их благоприятная долговечность и относительная низкая стоимость привели к серьезному загрязнению окружающей среды, поскольку использованные предметы и упаковка небрежно выбрасываются и заменяются в бесконечном цикле.Мы видим это каждый день на улицах и полях наших кварталов, но проблема гораздо серьезнее. Чарльз Мур, американский океанограф, в 1997 году обнаружил огромное скопление мусора, вес которого оценивается почти в 100 миллионов тонн, плавающее в Тихом океане между Сан-Франциско и Гавайями. Названное «Большим тихоокеанским мусорным пятном», это месиво из мусора состоит в основном (80%) из кусочков пластика, которые перевешивают планктон в соотношении 6:1, в районе, вдвое превышающем размер Техаса. Хотя часть этих обломков происходит от судов в море, не менее 80% приходится на наземный мусор.Представленная здесь информация и иллюстрация слева взяты из статьи Сьюзан Кейси в BestLife
Циркуляция течений по часовой стрелке, движимая глобальной системой ветра и ограниченная окружающими континентами, образует вихрь или круговорот, сравнимый с большим водоворотом. Каждый крупный океанический бассейн имеет большой круговорот в субтропическом регионе с центром около 30º северной и южной широты. Североатлантический субтропический круговорот известен как Саргассово море. Более крупный субтропический круговорот в северной части Тихого океана, называемый депрессией, представляет собой зону конвергенции, где пластик и другие отходы смешиваются вместе.Подобные области есть в южной части Тихого океана, в Северной и Южной Атлантике и в Индийском океане.

Помимо отвратительного эстетического вида, мусорное пятно представляет собой серьезную проблему для окружающей среды и здоровья. Никто не знает, сколько времени потребуется для того, чтобы некоторые из этих пластиков разложились или вернулись к составляющим их молекулам. Устойчивые объекты, такие как кольца из шести упаковок и выброшенные сети, ловят морских животных. Морские птицы принимают мелкие пластиковые отходы за пищу; и часто обнаруживаются непереваренными в кишечнике мертвых птиц.Гранулы пластика размером с чечевицу, в изобилии встречающиеся там, где производятся и распространяются пластмассы, разносятся ветром по всей биосфере. Они достаточно легкие, чтобы развеваться, как пыль, и смываться в гавани, ливневые стоки и ручьи. Сбежавшие гранулы и другой пластиковый мусор мигрируют в океан по круговороту в основном с суши. В таких отдаленных местах, как Раротонга на островах Кука, они обычно встречаются в смеси с пляжным песком. Оказавшись в океане, гранулы могут поглощать в миллион раз больше любых органических загрязнителей, обнаруженных в окружающих водах.Пустышки в море легко принимают за рыбью икру существа, которые очень хотели бы такой закуской. Оказавшись внутри тела большеглазого тунца или королевского лосося, они становятся частью нашей пищевой цепи.

Переработка и утилизация

Большинство пластиков рассыпаются на все более мелкие фрагменты под воздействием солнечного света и непогоды. За исключением небольшого количества, которое было сожжено — а это очень небольшое количество — каждый кусочек когда-либо произведенного пластика все еще существует, если только молекулярная структура материала не предназначена для биоразложения.К сожалению, очистка участка мусора не является реалистичным вариантом, и если мы не изменим наши привычки утилизации и переработки, он, несомненно, станет больше. Одно из разумных решений потребует от производителей по возможности использовать натуральные биоразлагаемые упаковочные материалы, а от потребителей — добросовестно утилизировать свои пластиковые отходы. Таким образом, вместо того, чтобы выбрасывать весь пластиковый мусор на свалку, часть его может давать энергию путем прямого сжигания, а часть перерабатываться для повторного использования в качестве заменителя первичного пластика.Последнее особенно привлекательно, поскольку большая часть пластмасс производится из нефти, сокращающегося ресурса с неустойчивой ценой.
Энергетический потенциал пластиковых отходов относительно значителен и составляет от 10,2 до 30,7 МДж/кг, что предполагает их применение в качестве источника энергии и стабилизатора температуры на муниципальных мусоросжигательных заводах, теплоэлектростанциях и цементных печах. Использование пластиковых отходов в качестве источника топлива могло бы стать эффективным средством сокращения потребности в мусорных свалках при восстановлении энергии.Это, однако, зависит от использования соответствующих материалов. Недостаточный контроль горения, особенно для пластмасс, содержащих хлор, фтор и бром, представляет собой риск выделения токсичных загрязняющих веществ.

Независимо от того, используются ли пластиковые отходы в качестве топлива или в качестве источника переработанного пластика, они должны быть разделены на разные категории. С этой целью в 1988 году Общество производителей пластмасс (SPI) разработало систему идентификационного кодирования, которая используется во всем мире. Этот код, показанный справа, представляет собой набор символов, нанесенных на пластмассу для идентификации типа полимера с целью обеспечения эффективного разделения различных типов полимеров для переработки.Сокращения кода объясняются в следующей таблице.

+
ПИТИ ПЭВП V ПВД
полиэтилен
терефталат
высокой плотности
полиэтилен
поливинилхлорид низкой плотности
полиэтилен
ПП PS ДРУГИЕ
полипропилен полистирол полиэфиры, акрилы
полиамиды, тефлон и т.д.
 

Несмотря на использование символа переработки в кодировке пластмасс, у потребителей возникает путаница в отношении того, какие пластмассы легко перерабатываются. В большинстве населенных пунктов по всей территории Соединенных Штатов PETE и HDPE являются единственными пластиками, собираемыми в рамках муниципальных программ утилизации. Тем не менее, некоторые регионы расширяют ассортимент собираемого пластика по мере появления рынков. (Например, в Лос-Анджелесе перерабатывается весь чистый пластик с номерами от 1 до 7). Теоретически, большинство пластиков пригодны для вторичной переработки, и некоторые типы можно использовать в сочетании с другими.Однако во многих случаях существует несовместимость между различными типами, что требует их эффективного разделения. Поскольку пластмассы, используемые в данном производственном секторе (например, в электронике, автомобилестроении и т. д.), как правило, ограничены несколькими типами, эффективная переработка часто лучше всего достигается с помощью целевых потоков отходов.

Пластиковый мусор из большинства домохозяйств, даже при некотором разделении пользователей, представляет собой смесь неопознанных кусочков. Утилизация таких смесей является сложной задачей.Процесс float/sink оказался полезным в качестве первого шага. При помещении в среду средней плотности частицы разной плотности отделяются друг от друга: частицы с меньшей плотностью всплывают, а частицы с большей плотностью тонут. Использовались различные разделительные среды, включая воду или водные растворы известной плотности (спирт, NaCl, CaCl 2 или ZnCl 2 ). Как показано в следующей таблице, плотности обычных пластиков достаточно различаются, чтобы их можно было различать таким образом.Цилиндроконическое циклонное устройство, показанное справа, обеспечивает процедуру непрерывной подачи, при которой материал, подлежащий разделению, закачивается в емкость одновременно с разделяющей средой. Некоторые полимеры, такие как полистирол и полиуретан, обычно превращают в вспененные твердые вещества, которые имеют гораздо меньшую плотность, чем твердый материал.

4
90-0.99
плотности типичных пластиков
PE & PP ABS & PP ABS & San
& Nilens
PMM & Acrylics
и поликарбонаты
Pete & PVC
и Bakelite
0.90-0.99 1.05-1.09 1.05-1.09 1.10-1.25 1.3-1,6 1.3-1,6
PE = полиэтилен и пп = полипропилен
ABS = акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер
Сан = акрилонитрил-стирольный сополимер
ПММ = полиметилметакрилат
  PETE = полиэтилентерефталат
  ПВХ = поливинилхлорид (жесткий)
 

Одной из серьезных проблем при переработке отходов являются многочисленные добавки.К ним относятся пигменты для окраски, твердые волокна в композитах, стабилизаторы и пластификаторы. В случае ПЭТФ (или ПЭТ), который обычно используется для изготовления бутылок, некоторые отходы могут подвергаться механической и термической обработке для производства упаковочных материалов и волокон низкого качества. Для повышения ценности извлеченного ПЭТЭ его можно деполимеризовать перегретым метанолом в диметилтерефталат и этиленгликоль. Затем эти химические вещества очищают и используют для производства первичного ПЭТ. Углеводородные полимеры, такие как полиэтилен и полипропилен, могут быть расплавлены и экструдированы в гранулы для повторного использования.Однако наличие красителей или пигментов ограничивает ценность этого продукта.

Биоразлагаемые полимеры

Пластмассы, полученные из природных материалов, таких как целлюлоза, крахмал и гидроксикарбоновые кислоты, легче разлагаются под воздействием кислорода, воды, почвенных организмов и солнечного света, чем большинство полимеров на основе нефти. Гликозидные связи в полисахаридах и сложноэфирные группы в полиэфирах представляют собой точки атаки ферментов микроорганизмов, которые облегчают их разложение.Такие биоразлагаемые материалы можно компостировать, разлагать и возвращать в землю в качестве полезных питательных веществ. Тем не менее, важно признать, что правильное компостирование необходимо. Размещение таких материалов на свалке приводит к более медленному анаэробному разложению, в результате которого образуется метан, парниковый газ.

Производные целлюлозы, такие как ацетат целлюлозы, уже давно используются для производства пленок и волокон. Наиболее полезным ацетатным материалом является диацетат, в котором две трети гидроксильных групп целлюлозы этерифицированы.Ацетатные волокна теряют прочность при намокании, поэтому одежду из ацетата необходимо сдавать в химчистку. Другой основной полисахарид, крахмал, менее прочен, чем целлюлоза, но в гранулированной форме он в настоящее время заменяет полистирол в качестве упаковочного материала.
Двумя природными полиэфирами, которые находят все более широкое применение в качестве заменителей пластмасс на нефтяной основе, являются полилактид (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA), последние чаще всего представляют собой сополимеры с полигидроксибутиратом (PHB). Структуры этих полимеров и их мономерных предшественников показаны ниже.

 

PLA на самом деле является полимером молочной кислоты, но димерный лактид используется в качестве предшественника, чтобы избежать образования воды при прямой полиэтерификации. Бактериальная ферментация используется для получения молочной кислоты из кукурузного крахмала или тростникового сахара. После димеризации до лактида проводят полимеризацию очищенного лактида с раскрытием цикла с использованием соединений двухвалентного олова в качестве катализаторов. PLA можно перерабатывать, как и большинство термопластов, в волокна и пленки.В ситуациях, требующих высокого уровня ударной вязкости, прочности PLA в первозданном виде часто бывает недостаточно. Смеси PLA с полимерами, такими как ABS, обладают хорошей стабильностью формы и визуальной прозрачностью, что делает их полезными для недорогих упаковочных приложений. Материалы PLA в настоящее время используются в ряде биомедицинских приложений, таких как швы, стенты, диализные среды и устройства для доставки лекарств. Однако одним из недостатков полилактидов для биомедицинских применений является их хрупкость.
Молочная кислота имеет хиральный центр, причем (S)(+)-энантиомер представляет собой распространенную природную форму (L-молочная кислота). Из-за хиральной природы молочной кислоты существует несколько различных форм полилактида. Поли-L-лактид (PLLA) представляет собой продукт полимеризации (S,S)-лактида. PLLA имеет кристалличность около 37%, температуру стеклования 50-80 ºC и температуру плавления 173-178 ºC. Температура плавления PLLA может быть увеличена на 40-50 ºC, а температура его тепловой деформации может быть увеличена примерно с 60 ºC до 190 ºC путем физического смешивания полимера с PDLA (поли-D-лактидом).PDLA и PLLA образуют высокорегулярный стереокомплекс с повышенной кристалличностью.

PHA (полигидроксиалканоаты) синтезируются микроорганизмами, такими как Alcaligenes eutrophus , выращенными в подходящей среде и получающими соответствующие питательные вещества, так что они быстро размножаются. Как только популяция увеличивается, состав питательных веществ меняется, заставляя микроорганизмы синтезировать ПГА. Собранное количество PHA из организма может достигать 80% от сухого веса организма.Простейшей и наиболее часто встречающейся формой ПГА является поли(R-3-гидроксибутират), ПОБ или П(3ГБ)). Чистый ПОБ, состоящий из 1000-30000 единиц оксикислоты, является относительно хрупким и жестким. В зависимости от микроорганизма, многие из которых созданы для этой цели с помощью генной инженерии, и условий культивирования могут образовываться гомо- или сополиэфиры с различными гидроксиалкановыми кислотами. Такие сополимеры могут иметь улучшенные физические свойства по сравнению с гомо-P(3HB). В настоящее время эти ПГА стоят примерно в два раза дороже, чем пластмассы на нефтяной основе.Также был создан искусственный просо, в листьях и стеблях которого растет ПГА, что дает возможность избежать некоторых затрат, связанных с крупномасштабной бактериальной ферментацией.
В отличие от P(3HB), полимер 4-гидроксибутирата, P(4HB), является эластичным и гибким с более высокой прочностью на растяжение. Сополимеры P(3HB) и P(4HB) синтезированы Comamonas acidovarans . Молекулярная масса остается примерно такой же (400 000–700 000 Да), но термические свойства коррелируют с соотношением этих мономерных звеньев.Т.пл. уменьшается со 179 до 130 (или ниже) с увеличением 4HB, а при увеличении 4HB с 0% до 100% Tg уменьшается с 4 до -46. 4-Гидроксибутират (4HB) производится из 1,4-бутандиола микроорганизмами, такими как Aeromonas hydrophila , Escherichia coli или Pseudomonas putida . Затем ферментационный бульон, содержащий 4ГБ, использовали для производства гомополимера П(4ГБ), а также сополимеров с П(3ГБ), [П(3ГБ-4ГБ)]. В следующей таблице перечислены некоторые свойства этих гомополимеров и сополимеров.


4 Вопрос остается открытым. использование биоразлагаемого пластика или переработка пластика на нефтяной основе более энергоэффективны и экономичны.Однако мало кто сомневается в том, что биоразлагаемые материалы приводят к меньшему загрязнению окружающей среды, если их произвольно выбрасывать после использования, как это часто бывает.

Ферменты и овощи. Глобальная перспектива. Глава 5.

Ферменты и овощи. Глобальная перспектива. Глава 5.

ГЛАВА 5
БАКТЕРИАЛЬНАЯ ФЕРМЕНТАЦИЯ

5.1 Что такое бактерии

Бактерии представляют собой «большую группу одноклеточных или многоклеточных организмы, лишенные хлорофилла, с простым ядром, быстро размножающиеся простыми деление, у некоторых видов развивается высокоустойчивая покоящаяся (споровая) фаза; некоторые виды размножаются половым путем, некоторые подвижны.По форме они бывают шаровидными, стержневидными, спиралевидными или нитевидный. Они встречаются в воздухе, воде, почве, гниющих органических материалах, животных и растениях. Сапрофитные формы более многочисленны, чем паразиты. Некоторые формы являются автотрофными». (Уокер, 1988) .

В пищевых продуктах присутствует несколько семейств бактерий, большинство которые связаны с порчей продуктов питания. Важная роль бактерий в ферментации продуктов часто упускается из виду.

5.2 Молочнокислые бактерии

Молочнокислые бактерии представляют собой группу грамположительных бактерий, не дышащие, не спорообразующие, кокки или палочки, вырабатывающие молочную кислоту в качестве основного конечный продукт ферментации углеводов. Они являются наиболее важными бактериями в желательное пищевое брожение, отвечающее за брожение хлеба из закваски, сорго, все кисломолочные продукты, маниока (для производства гари и фуфу ) и самые «маринованные» (ферментированные) овощи.Исторически сложилось так, что бактерии из родов Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus и Streptococcus являются основными вовлеченными видами. Было идентифицировано еще несколько, но они играют незначительную роль в молочнокислом брожении. молочная кислые бактерии были недавно рассмотрены Axelsson (1998).

Молочнокислые бактерии осуществляют свои реакции — превращение углеводов до молочной кислоты плюс углекислый газ и другие органические кислоты — без необходимости для кислорода.Их называют микроаэрофильными, так как они не используют кислород. Так как при этом изменения, которые они вызывают, не вызывают резких изменений в составе еда. Некоторые представители семейства являются гомоферментативными, то есть производят только молочную кислоту. в то время как другие являются гетероферментативными и производят молочную кислоту и другие летучие соединения. и небольшое количество алкоголя. Lactobacillus acidophilus, L. bulgaricus, L. plantarum, L. caret, L. pentoaceticus, L. brevis и L.thermophilus являются примерами молочнокислых кислотообразующие бактерии, участвующие в ферментации пищевых продуктов. Все виды молочной кислоты бактерии имеют свои особые реакции и ниши, но в целом L. plantarum – гомоферментер – обеспечивает высокую кислотность при ферментации всех овощей и играет Главная роль. Все продуценты молочной кислоты представляют собой неподвижные грамположительные палочки, которым необходим комплекс углеводные субстраты как источник энергии. Молочная кислота, которую они производят, эффективна. в подавлении роста других бактерий, которые могут разложить или испортить пищу.Так как всю группу называют «молочнокислыми бактериями», может показаться, что реакции, которые они проводят, очень просты, с образованием одного субстрата. Этот далеко от истины. Молочнокислые бактерии представляют собой разнообразную группу организмов с разнообразная метаболическая способность. Это разнообразие делает их легко адаптируемыми к целому ряду условиях и в значительной степени ответственен за их успех в кислотном брожении пищевых продуктов.

Несмотря на их сложность, вся основа молочнокислого брожения основывается на способности молочнокислых бактерий вырабатывать кислоту, которая затем ингибирует рост других нежелательных организмов.Все продуценты молочной кислоты являются микроаэрофилами. то есть им требуется небольшое количество кислорода для функционирования. Виды рода Streptococcus и Leuconostoc производят наименьшее количество кислоты. Далее идут гетероферментативные виды Lactobacillus , которые продуцируют промежуточные количества кислоты, затем Pediococcus и, наконец, гомоферментеры из видов Lactobacillu s , которые производят больше всего кислоты.Гомоферментеры превращают сахара преимущественно в молочную кислоту, тогда как гетероферментеры производят около 50 % молочной кислоты плюс 25 % уксусной кислоты и этилового спирта и 25 % углерода диоксид. Эти другие соединения важны, поскольку они придают особый вкус и аромат. к конечному продукту. Гетероферментативные лактобациллы продуцируют маннит и некоторые виды также производят декстран.

Leuconostoc mesenteroides представляет собой бактерию, связанную с квашеная капуста и маринады брожения.Этот организм инициирует желаемую молочную кислоту брожения в этих продуктах. Он отличается от других видов молочной кислоты тем, что может переносят довольно высокие концентрации соли и сахара (до 50% сахара). л. mesenteroides ускоряет рост овощей в диапазоне температур и концентрации солей, чем у любых других молочнокислых бактерий. Он производит углекислый газ и кислоты, которые быстро снижают рН и препятствуют развитию нежелательных микроорганизмы.Образующийся углекислый газ заменяет кислород, делая окружающую среду анаэробные и пригодные для роста последующих видов лактобацилл. Удаление кислород также помогает сохранить цвет овощей и стабилизирует любую аскорбиновую кислоту что присутствует.

Организмы из семейства грамположительных Propionibacteriaceae отвечает за вкус и текстуру некоторых ферментированных продуктов, особенно швейцарского сыра, где они отвечают за образование «глазков» или отверстий в сыре.Эти бактерии расщепляют молочную кислоту на уксусную и пропионовую кислоты и углекислый газ.

Несколько других бактерий, например, Leuconostoc citrovorum L. Dextranicum, Streptococcus lactis, S. Cremis, и liquefaciens и Brevibacterium видов играют важную роль в ферментации молочных продуктов. Они не обсуждаются в подробно в этой рукописи.

5.2.1 Молочнокислое брожение

Молочнокислые бактерии принадлежат к двум основным группам – гомоферментеры и гетероферментеры.Пути образования молочной кислоты различны для два. Гомоферментеры продуцируют в основном молочную кислоту через гликолитическую Путь Эмбдена-Мейергофа). Гетероферментеры производят молочную кислоту плюс заметное количество этанола, ацетата и диоксида углерода через 6-фосфоглюканат/фосфокетолазу путь. Гликолитический путь используют все молочнокислые бактерии, кроме лейконостоков. лактобациллы III группы, энококки и вейсселлы. Для этого необходимы нормальные условия пути являются избыток сахара и ограниченный кислород.Axelsson (1998) дает подробное учет биохимических путей как для гомо-, так и для гетероферментеров.

Гомолактическая ферментация

При ферментации 1 моля глюкозы образуется два моля молочной кислоты. кислота;


Свойства некоторых полимеров
Polymer T M ºC T G ºC% Crystallity% RECILY
SICK
P (3HB) 179 4 70 40 MPA
P (4HB) P (4HB) 53 -47 -47 53 100
Co-Polymer
3HB-20% 3HV
145 -1 50 32
Полимер
3HB-7% 3HD
133-8-8> 50 17
0 0> 50 40
LDPE 110 -100 10
    3HV = 3-гидроксивалерат, 3HD = 3-гидроксидеканоат
C 6 H 12 O 6     

2 CH 3 CHOHCOOH

Глюкоза

молочная кислота

Гетеролактическая ферментация

Ферментация 1 моля глюкозы дает по 1 молю каждого молочная кислота, этанол и диоксид углерода;

С 6 Н 12 О 6

CH 3 CHOHCOOH+

С 2 Н 5 ОН+

CO 2
Глюкоза

молочная кислота+

этанол+

двуокись углерода

  Таблица 5.1 Основные молочнокислые бактерии в ферментированных растительные продукты.

Гомоферментер

Факультативный гомоферментер

Облигатный гетероферментер

Enterococcus faecium

Lactobacillus bavaricus

Короткие лактобациллы

Enterococcus faecalis

Lactobacillus casei

Lactobacillus buchneri

Лактобактерии ацидофильный

Лактобактерии кориниформный

Лактобактерии целлобиоз

Lactobacillus lactis

Lactobacillus curvatus

Lactobacillus confusus

Лактобактерии delbrueckii

Lactobacillus plantarum

Лактобактерии копрофил

Lactobacillusleichmannii

Lactobacillus сакэ

Лактобактерии ферментатум

Лактобактерии слюна

 

Лактобактерии Сан-Франциско

Streptococcus bovis

 

Leuconostoc dextranicum

Стрептококк термофильный

 

Левконосток мезентероиды

Pediococcus acidilactici

 

Левконосток парамезентероиды

Pedicoccus Damnosus

   

Pediococcus pentocacus

   

Из Beuchat (1995).

5.3 Уксуснокислые бактерии

Вторая группа бактерий, важных для ферментации пищевых продуктов, — это продуценты уксусной кислоты из видов Acetobacter . Ацетобактерии важен при производстве уксуса (уксусной кислоты) из фруктовых соков и спиртов. такая же реакция происходит и в винах, если позволяет кислород, где acetobacter могут вызывают нежелательные изменения – окисление спирта до уксусной кислоты.Это производит уксусный привкус в вине.

Наиболее желательное действие уксуснокислых бактерий заключается в производстве уксуса. Процесс производства уксуса, по сути, состоит из двух стадий, в ходе которых дрожжи превращаются в сахаров в спирт, за которыми следуют acetobacter , которые окисляют спирт до уксусной кислоты. По этой причине продукты ферментации acetobacter обсуждаются более подробно. подробности в главе 7 о смешанном брожении.

5.3.1 Уксуснокислое брожение

Acetobacter превращают спирт в уксусную кислоту в присутствии избытка кислород.

Окисление спирта до уксусная кислота и вода

Окисление одного моля этанола дает по одному молю каждого из уксусная кислота и вода;

С 2 Н 5 ОХ + О 2 CH 3 COOH + Н 2 О
Алкоголь   уксусная кислота вода

5.4 Бактерии щелочных ферментации

Третья группа бактерий – это бактерии, вызывающие щелочную реакцию. ферментации — видов Bacillus . Следует отметить Bacillus subtilis, B. licheniformis и B. pumilius. Bacillus subtilis является доминирующим видом, вызывая гидролиз белка до аминокислот и пептидов и высвобождая аммиак, который повышает щелочность и делает субстрат непригодным для роста порчи организмы.Щелочное брожение чаще встречается в продуктах, богатых белком, таких как соевые бобы. и другие бобовые, хотя есть несколько примеров использования семян растений. Например семена арбуза ( Ogiri в Нигерии) и семена кунжута ( Ogiri-saro в Сьерре Leone) и другие, в которых субстратами являются кокосовые и листовые белки (индонезийский semayi и суданский кавал соответственно).

Хотя ассортимент продуктов щелочного брожения не соответствует вызванные кислотным брожением, они важны тем, что обеспечивают белок богатые, недорогие приправы из листьев, семян и бобов, которые вносят свой вклад в рацион миллионов людей в Африке и Азии.Штайнкраус представляет всесторонний обзор кислотного, щелочного и спиртового брожения со всего мира, которые читатель ссылка на дополнительную информацию (Steinkraus, 1996).

5.5 Условия, необходимые для бактериальные ферментации

Микроорганизмы различаются по своим оптимальным требованиям pH для роста. Большинство бактерии предпочитают условия с близким к нейтральному pH (7). Различные требования к рН различных групп микроорганизмов используется с хорошим эффектом в ферментированных пищевых продуктах, где последовательности микроорганизмов сменяют друг друга по мере того, как рН окружающей среды изменения.Некоторые бактерии устойчивы к кислоте и выживают при пониженном уровне pH. Известный кислотоустойчивые бактерии включают видов Lactobacillus и Streptococcus , которые играют роль в брожении молочных и овощных продуктов.

Потребность в кислороде варьируется от вида к виду. молочная кислота бактерии описываются как микроаэрофильные, так как они проводят свои реакции с очень мало кислорода. Однако уксуснокислым бактериям требуется кислород для окисления спирта до уксусная кислота.При производстве уксуса кислород должен быть доступен для производства уксуса. уксусной кислоты, тогда как с вином необходимо исключить кислород, чтобы предотвратить окисление алкоголь и порча вина.

5.5.1 Температура

Разные бактерии могут переносить разные температуры, что обеспечивает огромный простор для различных ферментаций. В то время как большинство бактерий имеют температуру оптимум от 20 до 30°С, некоторые (термофилы) предпочитают более высокие температуры. температурах (от 50 до 55°С) и с более низким температурным оптимумом (от 15 до 20°С).Большинство молочнокислые бактерии лучше всего работают при температуре от 18 до 22°C. Леуконосток виды, инициирующие ферментацию, имеют оптимум от 18 до 22°C. Температура выше 22C, отдают предпочтение видам lactobacillus .

5.5.2 Концентрация соли

Молочнокислые бактерии переносят высокие концентрации солей. Соль толерантность дает им преимущество перед другими менее толерантными видами и позволяет молочнокислым кислотные ферментеры, чтобы начать метаболизм, который производит кислоту, которая еще больше ингибирует рост нежелательных организмов.Лейконосток известен своей высокой солеустойчивостью и по этой причине инициирует большинство молочнокислых ферментаций.

5.5.3 Активность воды

В целом бактериям требуется довольно высокая активность воды (0,9 или выше) чтобы выжить. Есть несколько видов, которые могут переносить активность воды ниже, чем это, но обычно дрожжи и грибки преобладают в продуктах с более низким содержанием воды. Мероприятия.

5.5.4 Концентрация ионов водорода (pH)

Оптимальный рН для большинства бактерий близок к нейтральной точке (рН 7,0). Некоторые бактерии устойчивы к кислоте и выживают при пониженном уровне pH. Известный кислотоустойчивые бактерии включают видов Lactobacillus и Streptococcus , которые играют роль в брожении молочных и овощных продуктов.

5.5.5 Наличие кислорода

Некоторые из ферментирующих бактерий являются анаэробами, в то время как другим требуется кислорода для их метаболической активности.Некоторые, в частности лактобациллы, микроаэрофильный. То есть они растут в присутствии уменьшенных количеств атмосферных кислород. При аэробном брожении количество присутствующего кислорода является одним из лимитирующих факторов. факторы. Определяет вид и количество получаемого биопрепарата, количество израсходованного субстрата и энергии, выделившейся в результате реакции. Ацетобактерии нуждаются в кислороде для окисления спирта в уксусную кислоту.

5.5.6 питательных веществ

Всем бактериям для обмена веществ требуется источник питательных веществ. ферментативным бактериям требуются углеводы — либо простые сахара, такие как глюкоза и фруктозу или сложные углеводы, такие как крахмал или целлюлоза. Требования к энергии микроорганизмов очень высока. Ограничение количества доступного субстрата может проверить их рост.

5.6 Принципы молочной кислоты ферментация

Квашеная капуста — один из примеров кислотного брожения овощей. Название квашеной капусты дословно переводится как кислая капуста. Процесс квашения капусты может быть применяется к любому другому подходящему типу растительного продукта. Из-за важности этого продукт в немецкой диете, этот процесс получил существенное исследование, чтобы коммерциализировать и стандартизировать производство. В результате процесс и сопутствующие микроорганизмы хорошо известны. Другие менее известные ферментированные фрукты и овощам уделялось меньше внимания исследователей, поэтому мало что известно о точном процесс.Однако можно с уверенностью предположить, что кислотное брожение овощей основано на этот процесс.

Молочнокислое брожение проводят при трех основных типах состояние: – вяленая, рассольная и несоленая. Соление обеспечивает подходящее среда для роста молочнокислых бактерий, которые придают кислый вкус овощ.

Соль для маринования .
Для маринования подходит любая разновидность поваренной соли, главное, чтобы она была чистой.Примеси или добавки могут вызвать проблемы. Соль с химикатами для уменьшения спекшиеся использовать нельзя, так как они делают рассол мутным. Соль с лаймом примеси могут снизить кислотность конечного продукта и снизить срок годности продукта. Соль с примесями железа может привести к почернение овощей. Примеси магния придают горький вкус. Карбонаты могут привести к получению солений с мягкой текстурой (Lal, Siddappa и Тандон, 1986).


5.6.1 Сухие соленые ферментированные овощи

При сухом посоле овощ обрабатывают сухой солью. Соль извлекает сок из овощей и создает рассол. Овощ готов, промывают в питьевой холодной воде и осушают. На каждые 100 кг овощей приходится 3 кг соли. нужный. Овощи укладывают слоем толщиной около 2,5 см в ферментационную емкость. тара (бочка или бочонок).Овощи посыпают солью. Еще один слой добавляют овощи и добавляют больше соли. Это повторяется до тех пор, пока в контейнере не будет три кварталы полные. Поверх овощей кладется ткань и добавляется груз для сжатия. овощи и способствуют образованию рассола, что занимает около 24 часов. Как только образуется рассол, начинается брожение и начинают появляться пузырьки углекислого газа. Ферментация занимает от одной до четырех недель в зависимости от температуры окружающей среды.Ферментация завершена, когда перестанут появляться пузырьки, после чего рассол можно упакованы в различные смеси. Это могут быть уксус и специи или масло и специи (Lal et al , 1986).

5.6.2 Процесс «квашеной капусты».

Молочнокислые бактерии являются основной группой организмов, участвующих в брожение квашеной капусты. По типу их можно разделить на три группы. и готовая продукция:

Leuconostoc mesenteroides и кислото- и газообразующие кокки

Lactobacillus plantarum и бациллы, которые производить кислоту и небольшое количество газа

Л.Кукумерис

Lactobacillus pentoaceticus кислота и газообразующие бациллы
( Л. Бревис )

В дополнение к желательным бактериям существует ряд нежелательных микроорганизмы, присутствующие на капусте (и другом растительном материале), которые могут мешать процесс квашения капусты, если ему разрешено беспрепятственно размножаться. Качество конечного продукта во многом зависит от того, насколько хорошо контролируются нежелательные организмы во время процесс ферментации.Некоторые типичные микроорганизмы, вызывающие порчу, используют белок в качестве источник энергии, вызывающий неприятные запахи и привкусы.

Процесс ферментации

Измельченную капусту или другие подходящие овощи кладут в банку и добавляется соль. К капусте прикладывают механическое давление, чтобы выдавить сок, который содержит ферментируемые сахара и другие питательные вещества, подходящие для микробной активности. Первое микроорганизмами, которые начинают действовать, являются газообразующие кокки (L.мезентероиды). Эти микробы производят кислоты. Когда кислотность достигает 0,25-0,3% (в пересчете на молочную кислоту), эти бактерии замедляются и начинают отмирать, хотя их ферменты продолжают функция. Активность, начатая L. mesenteroides , продолжается лактобациллы (L. plantarum и L. Cucumeris) до кислотности достигается уровень 1,5-2%. Высокая концентрация солей и низкая температура препятствуют эти бактерии в той или иной степени.Наконец, L. pentoaceticus продолжает брожение, доводя кислотность до 2-2,5% тем самым завершая брожение.

Конечными продуктами нормального брожения капусты являются молочная кислота и с меньшими количествами уксусной и пропионовой кислот, смесь газов которых углерод диоксид — основной газ, небольшое количество спирта и смесь ароматических эфиров. Кислоты в сочетании со спиртом образуют сложные эфиры, которые способствуют характерным вкус квашеной капусты.Кислотность помогает контролировать рост порчи и гнилостных организмов и способствует увеличению срока годности продукта. продукт. Изменения в последовательности желаемых бактерий или даже присутствие нежелательные бактерии, изменяют вкус и качество продукта.

Влияние температуры на процесс квашения капусты

Оптимальная температура для брожения квашеной капусты около 21С. А отклонение всего на несколько градусов от этой температуры изменяет активность микробов. процесса и влияет на качество конечного продукта.Поэтому контроль температуры один из самых важных факторов в процессе квашения капусты. Температура от 18 до 22 C наиболее желательна для начала брожения, так как это оптимальная температура. диапазон роста и метаболизма L. mesenteroides . Температура выше 22С способствуют росту видов Lactobacillus .

Влияние соли на процесс квашения капусты

Соль играет важную роль в инициировании процесса квашения капусты и влияет на качество конечного продукта.Добавление слишком большого количества соли может угнетать желательные бактерии, хотя это может способствовать твердости капусты. Принцип функция соли – выводить сок из капусты (или другого овоща), более благоприятная среда для развития нужных бактерий.

Обычно соль добавляют до конечной концентрации от 2,0 до 2,5%. В этой концентрации лактобациллы слегка ингибируются, но не затрагиваются кокки. К сожалению, такая концентрация соли оказывает большее ингибирующее действие на желательных организмов, чем против ответственных за порчу.Организмы, вызывающие порчу может переносить концентрацию соли до 5-7%, поэтому является кислой среда, созданная молочнокислыми бактериями, которые сдерживают бактерии, вызывающие порчу, а не чем добавление соли.

При производстве квашеной капусты сухую соль добавляют из расчета, если 1 к 1,5 кг на 50 кг капусты (от 2 до 3%). Не рекомендуется использование солевых рассолов при квашении капусты. приготовления, но часто встречается в овощах с низким содержанием воды.Очень важно использовать чистая соль, так как соли с добавлением щелочи могут нейтрализовать кислоту.

Использование стартовых культур

Для производства квашеной капусты стабильного качества закваски (подобные тем, которые используются в молочной промышленности). Не только стартер культуры обеспечивают согласованность между партиями, они ускоряют процесс ферментации, поскольку нет временной задержки, пока соответствующая микрофлора колонизирует образец.Поскольку используемые закваски являются кислыми, они также ингибируют нежелательные микроорганизмы. это можно добавить закваски, традиционно используемые для ферментации молока, такие как Streptococcus lactis без отрицательного влияния на конечное качество. Потому что эти организмы выживают только кратковременно (достаточно долго, чтобы инициировать процесс закисления) в краут-среде, они не нарушают естественную последовательность микроорганизмов. С другой стороны, если Leuconostoc mesenteroides добавляется на ранних стадиях, он придает хороший вкус финальным продукта, но изменяет последовательность последующего роста бактерий и приводит к продукту который не полностью ферментирован.Если газодобывающие стержни (например, L pentoaceticus) добавляют в квашеную капусту, это нарушает баланс между уксусной и молочные кислоты — производится больше уксусной кислоты и меньше молочной кислоты, чем обычно — и ферментация никогда не достигает завершения. Если в качестве закваски использовать молочнокислые негазообразующие палочки (L. Cucumeris) , опять же капуста не полностью ферментируется, и полученный продукт становится горьким и более восприимчивым к порче дрожжами.

Можно использовать сок от предыдущей ферментации капусты в качестве закваска для последующего брожения. Эффективность использования старого сока зависит в основном от видов микроорганизмов, присутствующих в соке, и его кислотности. Если стартер сок имеет кислотность 0,3% и более, получается капуста низкого качества. Это потому что кокки, которые обычно инициируют брожение, подавляются высокой кислотностью, оставляя бациллы единоличной ответственностью за ферментацию.Если закваска имеет кислотность 0,25% или меньше, квашеная капуста нормальная, но, по-видимому, ее нет. полезные эффекты добавления этого сока. Часто при использовании старого сока получается квашеная капуста который имеет более мягкую текстуру, чем обычно.

Порча и дефекты в процессе квашения капусты.

Большая часть порчи квашеной капусты происходит из-за аэробной почвы микроорганизмы, которые расщепляют белок и придают нежелательный вкус и текстуру изменения.Рост этих аэробов можно легко затормозить обычной ферментацией.

Мягкая капуста может быть результатом многих состояний, таких как большое количество воздух, плохой способ посола и переменная температура. Всякий раз, когда нормальная последовательность бактериальный рост изменен или нарушен, это обычно приводит к мягкому продукту. Это лактобактерии, которые, по-видимому, обладают большей способностью, чем кокки, расщеплять капусту. тканей, которые отвечают за размягчение.Высокие температуры и пониженное содержание соли содержание способствует росту лактобацилл, которые чувствительны к более высоким концентрациям соль. Обычная концентрация соли, используемая при производстве квашеной капусты, несколько угнетает лактобациллы, но не действует на кокки. Если изначально содержание соли слишком низкое, лактобактерии вначале растут слишком быстро и нарушают нормальную последовательность ферментация.

Еще одна проблема, с которой столкнулись, — производство темных квашеная капуста.Это вызвано микроорганизмами, вызывающими порчу в процессе ферментации. Несколько Условия благоприятствуют росту гнилостных организмов. Например, неравномерное распределение соль имеет тенденцию ингибировать желательные организмы, в то же время позволяя нежелательное размножение солеустойчивых организмов. Недостаточный уровень сока для покрытия капуста во время ферментации позволяет расти нежелательным аэробным бактериям и дрожжам на поверхности капусты, вызывая неприятный привкус и обесцвечивание.Если брожение слишком высокая температура, это также способствует росту нежелательной микрофлоры, которая получается затемненный цвет.

Розовая капуста – проблема порчи. Вызывается группой дрожжей которые производят интенсивный красный пигмент в соке и на поверхности капусты. это вызванные неравномерным распределением или чрезмерной концентрацией соли, оба из которых позвольте дрожжам размножаться. Если условия оптимальны для нормального брожения, эти гнилостные дрожжи подавляются.

5.6.3 Ферментированные овощи, соленые в рассоле

Рассол используется для овощей, которые по своей природе содержат меньше влаги. А Рассол готовят растворением соли в воде (15-20% раствор соли). Ферментация проходит хорошо в рассоле около 20 салометров. В качестве общего руководства, свежее яйцо плавает в 10%-ном солевом растворе (Кордылас, 1990). Правильно засоленные овощи хорошо храниться в уксусе в течение длительного времени. Продолжительность засаливания важна для общего сохраняющие качества.Овощ погружают в рассол и оставляют для брожения. крепкий солевой раствор вытягивает сахар и воду из овощей, что уменьшает содержание соли концентрация. Крайне важно, чтобы концентрация соли не опускалась ниже 12%, в противном случае условия не позволяют ферментации. Для этого добавляется дополнительная соль. периодически в рассол смеси.

После того, как овощи засолены и контейнер запечатан, быстрое развитие микроорганизмов в рассоле.Естественные регуляторы, влияющие на микробные популяции ферментирующих овощей включают концентрацию соли и температура рассола, наличие ферментируемых материалов и количества и видов микроорганизмов, присутствующих в начале брожения. Скорость ферментация коррелирует с концентрацией соли в рассоле и ее температура.

Большинство овощей можно ферментировать при температуре от 12,5 o до 20 o салометровая соль.Если это так, микробная последовательность молочнокислых бактерий обычно следующая. классическое брожение квашеной капусты, описанное Педерсоном (1979). При более высоком уровне соли приблизительно до 40 o салометров, последовательность смещена в сторону развития гомоферментация с преобладанием Lactobacillus plantarum . На самом высоком концентрации соли (около 60 o салометров) молочнокислое брожение прекращается функция, и если во время хранения рассола обнаруживается какая-либо кислота, это уксусная кислота, предположительно вырабатывается кислотообразующими дрожжами, которые все еще активны при этой концентрации соли (Вон, 1985).

Ферментация овощей в рассоле (соленья)

Маринованные огурцы — еще один ферментированный продукт, который был изучен подробно и процесс известен. Процесс ферментации очень похож на процесс квашения капусты, только вместо сухой соли используется рассол. Мытые огурцы есть помещают в большие емкости и добавляют рассол (от 15 до 20%). Огурцы погружены в соляного раствора, следя за тем, чтобы ни один не плавал на поверхности — это необходимо для предотвращения порча.Крепкий рассол вытягивает сахар и воду из огурцов, которые одновременно снижает соленость раствора. Для поддержания солевого раствора чтобы могло произойти брожение, в солевой раствор необходимо добавить больше соли. Если концентрация соли падает ниже 12%, это приводит к порче огурцов путем гниения и размягчения.

Через несколько дней после того, как огурцы были помещены в рассол, начинается процесс брожения.В процессе выделяется тепло, из-за которого рассол закипает. быстро. Кислоты также образуются в результате ферментации.

Во время ферментации происходят видимые изменения, важные для судить о ходе процесса. Цвет поверхности огурца меняется от от ярко-зеленого до темно-оливково-зеленого, поскольку кислоты взаимодействуют с хлорофиллом. Интерьер огурец меняет цвет с белого на восковой полупрозрачный, когда воздух вытесняется из клетки.Удельный вес огурцов также увеличивается в результате постепенного поглощение соли, и они начинают тонуть в рассоле, а не плавать на поверхности воды. поверхность.

Микробы, участвующие в процессе ферментации

Как и при квашении капусты, грамположительный кокк — Leuconostoc mesenteroides преобладает на первых стадиях рассольного брожения. Этот вид более устойчив к перепадам температуры и переносит более высокую концентрацию соли чем последующие виды.По мере брожения и повышения кислотности лактобациллы начинают вытеснять кокки. Продолжается активная стадия брожения. от 10 до 30 дней, в зависимости от температуры брожения. Оптимум температура для L. Cucumeris составляет от 29 до 32°C. Во время ферментативного периода кислотность увеличивается примерно до 2%, а сильная кислота продуцирующие виды бактерий достигают своего максимального роста. Если добавляют сахар или уксусную кислоту к сбраживаемой смеси за это время увеличивает выработку кислоты.

Проблемы с маринованными огурцами

Производство избыточного количества кислоты во время ферментации, приводит к сморщиванию огурцов, возможно, из-за чрезмерной активности L. mesenteroides видов. Если рассол перемешивается, в него может попасть воздух, что Условия более благоприятны для развития гнилостных бактерий. В общем, если огурцы хорошо покрыты рассолом, сохраняется концентрация соли и температура в оптимуме должно быть довольно просто производить соленья хорошего качества.

5.6.4 Несолёные, молочнокислые ферментированные овощи

Некоторые овощи ферментируются молочнокислыми бактериями без предварительное добавление соли или рассола. Примеры несоленых продуктов включают gundruk (употребляется в Непале), синки и другие увядшие ферментированные листья. Детоксикация маниока посредством ферментации включает кислотную ферментацию, во время которой цианогенные гликозиды гидролизуются с выделением ядовитого цианистого газа.

Процесс ферментации основан на быстрой колонизации пищи бактериями, продуцирующими молочную кислоту, которые снижают pH и делают окружающую среду непригодной для роста гнилостных организмов. Кислород также исключен, так как Lactobacilli предпочитают анаэробную атмосферу. Ограничение кислорода гарантирует, что дрожжи не растут.

Для производства синки заготавливают свежие корни редьки, промывают и сушат на солнце в течение одного-двух дней.Затем их измельчают, повторно промывают и плотно упаковывают в глиняную или стеклянную банку, которую закрывают и оставляют для брожения. оптимальное время ферментации – двенадцать дней при 30°С. Синки ферментация начата L. fermentum и L. brevis , за которыми следует L. plantarum . В течение ферментации рН падает с 6,7 до 3,3. После ферментации субстрат редьки высушивают на солнце до уровня влажности около 21%. Для потребления синки ополаскиваются в воды в течение двух минут, отжать, чтобы удалить лишнюю воду и обжарить с солью, помидор, лук и зеленый перец чили.Затем обжаренную смесь варят в рисовой воде и подают в горячем виде. суп вместе с основным приемом пищи (Штейнкраус, 1996).

Ферментация в ямах

Южно-тихоокеанское брожение в ямах — древний метод консервирования крахмалистые овощи без добавления соли. Сырье подвергается кислотной обработке. ферментация в яме для получения пасты с хорошими качествами хранения. Яма ферментации используются и в других частях мира — например, в Эфиопии, где ложный банан ( Ensete ventricosum ) ферментируется в яме для производства целлюлоза, известная как кочо .Продукты, хранящиеся в ямах, могут храниться годами без износ, поэтому ямы являются хорошим, надежным и дешевым средством хранения.

Корнеплоды и бананы очищают от кожуры перед помещением в яму, при этом плоды хлебного дерева очищают и прокалывают. Пищу оставляют для брожения на три-шесть недель, после чего за это время он становится мягким, имеет резкий запах и пастообразную консистенцию. В течение ферментации, в яме накапливается углекислый газ, создавая анаэробную атмосферу.Как результате деятельности бактерий температура поднимается намного выше, чем окружающая температура. рН плода внутри косточки снижается с 6,7 до 3,7 в течение примерно четыре недели. Инокуляция плодов в косточке молочнокислыми бактериями значительно ускоряет до процесса. Ферментированную пасту можно оставить в яме и удалять по мере необходимости. Обычно его удаляют и заменяют второй партией свежих продуктов для ферментации. ферментированные продукты промывают и удаляют волокнистый материал.Затем его сушат на солнце в течение несколько часов, чтобы удалить летучие запахи, и растолочь в пасту. тертый кокос или можно добавить кокосовые сливки и сахар, смесь заворачивают в банановые листья и либо запеченные, либо вареные (Steinkraus, 1996).

5.7 Принципы уксуснокислого брожения

Основное желательное брожение, осуществляемое уксуснокислыми бактериями, производство уксуса. Уксус, буквально переводится как кислое вино, является одним из Древнейшие продукты брожения, используемые человеком.Его можно приготовить практически из любого ферментируемого источник углеводов, например, фрукты, овощи, сиропы и вино. Независимо от сырья используемого материала, процесс ферментации следует определенной последовательности.

Основным требованием для производства уксуса является сырье, будет проходить спиртовое брожение. Яблоки, груши, виноград, мед, сиропы, крупы, гидролизат крахмала, пиво и вино — идеальные субстраты для производства уксуса. Лучшим сырьем являются сидр и вино, которые широко используются в Европе и США. Состояния.Для производства высококачественного продукта важно, чтобы сырье было зрелым, чистый и в хорошем состоянии.

5.7.1 Микробы, присутствующие в уксусе процесс.

Производство уксуса зависит от смешанного брожения, которое участвуют как дрожжи, так и бактерии. Брожение обычно инициируется дрожжами. расщепляют глюкозу до этилового спирта с выделением углекислого газа. Следующий на дрожжах acetobacter окисляют спирт до уксусной кислоты и воды.

Реакция дрожжей

С 6 Н 12 О 6 2C 2 H 5 ОН + 2CO 2
Глюкоза дрожжи этиловый спирт + двуокись углерода

Бактериальная реакция

С 2 Н 5 ОХ + О 2 СН 3 СООН + Н 2 О
Алкоголь   уксусная кислота вода

Дрожжи и бактерии существуют вместе в форме, известной как комменсализм.Ацетобактерии зависят от дрожжей, производящих легко окисляемое вещество. (этиловый спирт). Невозможно произвести уксус действием одного вида одни микроорганизмы.

Для хорошего брожения необходим спирт концентрация 10-13%. Если содержание алкоголя намного выше, спирт не полностью окисляется до уксусной кислоты. Если он ниже 13%, происходит потеря уксуса. потому что сложные эфиры и уксусная кислота окисляются.Помимо уксусной кислоты, другие органические при брожении образуются кислоты, которые этерифицируются и способствуют характерный запах, вкус и цвет уксуса.

Ацетальдегид является промежуточным продуктом превращения восстановление сахара во фруктовом соке до уксусной кислоты или уксуса. Кислород необходим для превращение ацетальдегида в уксусную кислоту.

В целом выход уксусной кислоты из глюкозы составляет примерно 60%.То есть три части глюкозы дают две части уксусной кислоты.

5.7.2 Микроорганизмы, участвующие в ферментации уксуса.

Организмы, участвующие в производстве уксуса, обычно растут в верхней части субстрат, образуя желеобразную массу. Эта масса известна как «матерь уксуса». мать состоит из acetobacter и дрожжей, которые работают вместе. Основными бактериями являются Acetobacter acetic A.Xylinum и A. Ascendens . основными дрожжами являются Saccharomyces ellipsoideus и S cerevisiae. Важно поддерживать кислую среду для подавления роста нежелательных организмов и способствовать присутствию желаемых бактерий, продуцирующих уксусную кислоту. Это обычная практика добавить в спиртовой субстрат от 10 до 25% по объему крепкого уксуса для достижения желательное брожение.

Спиртовое брожение сахаров должно быть завершено до раствор подкисляется, потому что любой оставшийся сахар не будет преобразован в спирт после добавляют уксусную кислоту.Неполное брожение сока приводит к «слабый» продукт. Крепость уксусной кислоты хорошего уксуса должна быть примерно 6%.

5.7.3 Методы ферментации

Мелкосерийное производство

Уксус можно производить дома в небольших количествах, добавляя кислород в бочки из-под вина или сидра и позволяя ферментации происходить самопроизвольно. Этот процесс не очень строго контролируется и часто приводит к низкому качеству продукта.

Орлеанский процесс

Орлеанский процесс — один из старейших и хорошо известных методов производство уксуса. Это медленный, непрерывный процесс, зародившийся во Франции. Высоко В качестве закваски используется сорт уксуса, к которому с интервалом в неделю добавляется вино. Уксус ферментируется в больших (200 литров) бочках. Примерно 65-70 литров уксуса высшего сорта добавляется в бочку вместе с 15 литрами вина.После через неделю добавляют еще от 10 до 15 литров вина, и это повторяется еженедельно. интервалы. Примерно через четыре недели уксус можно вынуть из бочки (от 10 до 15 литров в неделю), так как вместо уксуса добавляется больше вина.

Одна из проблем, возникающих при использовании этого метода, заключается в том, как добавить больше жидкости в ствол, не нарушая плавающий бактериальный мат. Это может быть преодолеть с помощью стеклянной трубки, которая достигает дна ствола.Дополнительный жидкость вливается через трубку и поэтому не беспокоит бактерии. Дерево иногда в бочку для брожения добавляют стружку, чтобы поддержать бактериальный мат.

Быстрый уксусный метод

Поскольку орлеанский процесс медленный, для него были адаптированы другие методы. попробуй ускорить процесс. Немецкий метод является одним из таких методов. Он использует генератор, представляет собой вертикальный бак, наполненный стружкой из бука и снабженный устройствами, дайте спиртовому раствору просочиться через стружку, в которой находится уксусная кислота. бактерии живут.Бак не разрешается наполнять, так как это исключит кислород, который необходимые для брожения. Рядом с нижней частью генератора имеются отверстия, через которые поступает воздух. для всасывания. Воздух поднимается через генератор и используется уксусной кислотой бактерии окисляют спирт. Это окисление также высвобождает значительное количество тепло, которое необходимо контролировать, чтобы не повредить бактерии.

Проблемы производства уксуса

Многие проблемы производства уксуса связаны с наличие нематод, клещей, мух и других насекомых.Эти вредители могут быть контролируется соблюдением правил гигиены и пастеризацией уксуса. Проблемы связанные с ферментативным процессом, включают наличие беловатой пленки на поверхности уксуса. Иногда его называют Mycoderma vini и состоит из дрожжеподобных организмов, которые растут аэробно и окисляют углеродсодержащие соединения на углекислый газ и воду. Они также изменяют вкус и содержание алкоголя в уксусе.Однако эту проблему можно контролировать добавлением одной части уксуса к трем частям спиртового раствора или хранением алкогольная жидкость в заполненных закрытых емкостях.

Разделение песка и соли путем фильтрации и выпаривания | Эксперимент

Это очень простой эксперимент. Его можно проводить индивидуально или в группах по два человека. Учащиеся должны вставать во время разогрева и остерегаться выплевывания горячей соли, когда испарение почти завершено.

Оборудование

Аппарат

  • Защита для глаз
  • Стакан, 250 см 3
  • Стеклянная палочка для перемешивания
  • Фильтрующая воронка
  • Фильтровальная бумага
  • Коническая колба, 250 см 3
  • Испарительная чаша
  • Горелка Бунзена
  • Термостойкий коврик
  • Штатив
  • Марля

Химикаты

  • Смесь песка и хлорида натрия (соли), около 6–7 г на группу учащихся (подходящая песчано-солевая смесь должна содержать примерно 20% соли по массе)

Здоровье, безопасность и технические примечания

  • На протяжении всего эксперимента носите защитные очки.
  • Ученики должны вставать во время разогрева и остерегаться плевков горячей соли, когда испарение почти завершено.
  • Хлорид натрия (например, поваренная соль), NaCl(s) — см. карточку опасности CLEAPSS HC047b.

Процедура

  1. Налейте смесь песка и соли в стакан так, чтобы она только покрывала дно.
  2. Добавьте около 50 см 3  воды или доливайте воду, пока стакан не будет заполнен примерно на одну пятую.
  3. Аккуратно перемешайте смесь в течение нескольких минут.
  4. Отфильтруйте смесь в коническую колбу.
  5. Вылейте фильтрат в испарительную ванну.
  6. Аккуратно нагревайте солевой раствор, пока он не начнет расщепляться (сплевывать). ВНИМАНИЕ: Наденьте защитные очки и не подходите слишком близко.
  7. Выключите горелку Бунзена и дайте влажной соли высохнуть в блюде.
Показать в полноэкранном режиме

Учебные заметки

При желании эксперимент можно расширить, чтобы выделить сухие образцы песка и соли.Для этого влажный песок с фильтровальной бумаги можно перенести на другой лист сухой фильтровальной бумаги и, сложив и промокнув, высушить образец. При необходимости можно использовать другой кусок фильтровальной бумаги.

Студенты часто любят представлять свои образцы в маленьких бутылочках на утверждение, поэтому для этого можно использовать шпатель. Пока первый ученик в паре переносит песок, другой может соскребать высохшую соль с чаши для выпаривания и переносить ее в другую бутыль для образцов.

Если это дополнение будет выполнено, учащимся следует предложить маркировать бутылки. Им следует сообщить, что все образцы, приготовленные таким образом, должны быть промаркированы, даже если в этом случае должно быть очевидно, что это за вещество.

Вопросы учащихся
  1. Почему с помощью этого эксперимента можно разделить песок и соль?
  2. Почему смесь соли, песка и воды перемешивается на шаге 3?
  3. Почему солевой раствор нагревается на шаге 6?
  4. Как можно удалить последние следы воды из ваших образцов, чтобы они были полностью сухими?
  5. Назовите две причины, по которым полученный вами песок все еще может быть загрязнен солью.
  6. Как вы могли бы изменить свой эксперимент, чтобы получить более чистый образец песка?
  7. Назовите две причины, по которым полученная вами соль все еще может быть загрязнена песком.
  8. Как вы могли бы изменить свой эксперимент, чтобы получить более чистый образец соли?

Учебные заметки по начальным наукам

Если вы преподаете естественные науки, следующая информация призвана помочь вам в использовании этого ресурса.

Развитие навыков

Дети будут развивать свои научные навыки с помощью:

  • Делать выводы и ставить дополнительные вопросы, которые могут быть исследованы, на основе их данных и наблюдений.
  • Использование соответствующего научного языка и идей для объяснения, оценки и передачи своих методов и результатов.

Результаты обучения

Дети будут:

  • Обратите внимание, что некоторые материалы растворяются в жидкости с образованием раствора.
  • Опишите, как извлечь вещество из раствора.
  • Используйте знания о твердых веществах, жидкостях и газах, чтобы решить, как можно разделить смеси, в том числе путем фильтрации, просеивания и выпаривания.
  • Продемонстрируйте, что растворение, смешивание и изменение состояния являются обратимыми изменениями.

Поддерживаемые концепции

Дети узнают:

  • Существуют различные методы, которые можно использовать для разделения различных смесей.
  • Это растворение является обратимой реакцией.
  • Что не все твердые вещества растворимы.
  • Что на скорость растворения могут влиять различные факторы.
  • Что плавление и растворение — не один и тот же процесс.

Рекомендуемое использование деятельности

Это задание можно использовать как исследование для всего класса, когда дети работают в небольших группах или парах, чтобы выяснить, как отделить соль от песка. Это может послужить стимулом для дальнейших исследований, направленных на то, чтобы разделить другие смеси твердых веществ либо по разным размерам частиц, либо по растворимости.

Практические соображения

В начальных школах часто нет горелок Бунзена, поэтому необходимо найти жизнеспособные альтернативы.Точно так же могут возникнуть трудности с приобретением оборудования, необходимого для выпаривания воды для извлечения растворенной соли. Подставки для головы и чайные свечи могут хорошо подойти в качестве возможных альтернатив.

При выполнении этого задания следует помнить, что некоторые нерастворимые твердые вещества могут образовывать взвеси. Здесь частицы кажутся растворенными, тогда как на самом деле они разбросаны по всей жидкости. Хорошим показателем того, что образовалась суспензия, является помутнение жидкости или слышно, как частицы скребутся при перемешивании смеси.

Схема этого задания очень предписывающая, поскольку процедура изложена поэтапно. Открытая задача, когда дети работают в небольших группах и разрабатывают свои собственные методы, расширит детское мышление. Предложения разных групп можно сравнивать и оценивать как класс.

Дополнительная информация

Это ресурс проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом.Эта коллекция из более чем 200 практических заданий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое задание содержит исчерпывающую информацию для учителей и техников, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практические занятия по химии сопровождают практические занятия по физике и практической биологии.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверка здоровья и безопасности, 2016 г.

Вы сначала отшелушиваете или очищаете?

Вы, наверное, уже слышали обо всех преимуществах пилинга.Как он удаляет загрязнения из пор. То, как он делает кожу чище, ярче и здоровее в целом. Одна вещь, которую вы все еще можете задать, это то, что вы сначала отшелушиваете или очищаете? В то время как мы выбираем очищение первым в порядке вещей, этот вопрос ухода за кожей обсуждался многими.

Хорошая новость заключается в том, что не обязательно есть правильный или неправильный ответ. Сначала можно попробовать очищающее средство, а затем отшелушивающий скраб для лица. Или вы можете отшелушивать, а затем очищать кожу. Лучше всего делать то, что лучше всего подходит для вашей кожи.Есть преимущества для обоих. В конечном счете, чтобы понять порядок ухода за кожей, вы должны сначала узнать, почему отшелушивание так важно и что отшелушивание делает с вашей кожей.

Почему отшелушивание имеет значение



Добавление отшелушивания в качестве шага в ваш обычный уход за кожей помогает очистить поры, удалить бактерии и сохранить баланс кожи. Результат — меньше высыпаний, более чистая кожа и более сияющий цвет лица. Вот почему решение о том, следует ли в первую очередь отшелушивать или очищать кожу, имеет меньшее значение, чем последовательное выполнение обоих действий.

Все средства по уходу за кожей работают лучше вместе, чем по отдельности. Отшелушивание не обязательно ежедневно, но оно так же важно, как очищение или увлажнение кожи. Ваша кожа восприимчива к скопившемуся поту, жиру, остаткам макияжа и другим токсинам из воздуха, которые проникают в ваши поры. Это создает быстрый путь к белым точкам, черным точкам и другим типам прыщей. Это также приводит к тому, что кожа выглядит менее яркой и обесцвеченной в некоторых областях.

Эксфолиация удаляет эти отложения и прокладывает путь новым клеткам кожи, отшелушивая омертвевшую кожу.Чистое, отшелушенное лицо позволяет коже лучше работать. Кроме того, когда вы спите, организм вырабатывает гормон роста человека, необходимый для выработки коллагена [1]. В свою очередь, коллаген помогает свести к минимуму появление тонких линий и заметно уменьшить размер ваших пор. Поддерживая естественные процессы вашей кожи, он придает вам более здоровый и свежий вид.

Преимущества использования Cleanser First



 Очищение лица перед пилингом позволяет начать с чистого листа.Отшелушивание проникает в поры лучше, чем мягкое очищающее средство. Важно ежедневно снимать макияж и очищать лицо. Не всегда нужно отшелушивать с одинаковой частотой.

Мы рекомендуем наносить тонкий слой интенсивного отшелушивающего средства Kate Somerville ExfoliKate® утром или вечером один или два раза в неделю. Помассируйте лицо в течение 30 секунд и оставьте на коже до двух минут, чтобы кожа полностью впитала полезные ингредиенты скраба для лица.Затем смойте и промокните лицо насухо, прежде чем перейти к тонику и увлажняющему крему.

ExfoliKate® содержит молочную кислоту, фруктовые ферменты и салициловую кислоту как часть своей эффективной формулы. Их роль заключается в улучшении внешнего вида текстуры кожи, помогая удалить омертвевшие клетки кожи и прочищая поры. Придерживайтесь рекомендованного использования, и вы увидите, как это отшелушивающее средство помогает улучшать вашу кожу каждую неделю.

Преимущества использования отшелушивающего средства в первую очередь



Вообще говоря, меньше людей выбирают отшелушивание, а не очищение, хотя есть преимущества в обратном выполнении этих шагов по уходу за кожей.Удаление омертвевших клеток кожи, избытка кожного сала и других загрязнений может одновременно способствовать очищению. При таком подходе механическое отшелушивание является лучшим выбором. Использование специальных «инструментов» для удаления верхнего слоя кожи способствует более гладкой текстуре и более яркому внешнему виду.

Используйте влажную мочалку или отшелушивающую щетку, чтобы аккуратно протереть лицо небольшими круговыми движениями. Это будет стимулировать кожу, когда вы смахнете верхний слой кожи.Имейте в виду, однако, что не все моющие средства предназначены для отшелушивания кожи и наоборот. Будьте осторожны с типом инструмента, который вы используете, поскольку некоторые из них более абразивны, чем другие, и могут раздражать или рвать кожу.

Чередование этапов ухода за кожей



Последний вариант для тех, кто решает, следует ли отшелушивать до или после очищения, — использовать как механическое, так и химическое отшелушивание. После того, как вы стерли макияж, следующим шагом будет механическое отшелушивание.Отшелушите поверхностный слой кожи выбранным вами отшелушивающим средством. Затем используйте нежное очищающее средство, чтобы напитать кожу и придать лицу гладкую основу, а затем химический эксфолиант.

Химическое отшелушивание основано на использовании химических веществ или ферментов для растворения или разрушения закупоренных пор. Он предлагает более интенсивный способ борьбы с стойкими загрязнениями, из-за которых на коже появляются высыпания, она выглядит тусклой или теряет эластичность. Одним из многих преимуществ интенсивного отшелушивающего средства ExfoliKate® является то, что в его состав входят ингредиенты, которые действуют как «химический» и «физический» агент.По сути, он заботится об обоих типах отшелушивания в одном.

После четырех недель использования 100 % протестированных женщин продемонстрировали значительное улучшение внешнего вида текстуры кожи, пор, «гусиных лапок», тонких линий и морщин. Добавление его в регулярную ротацию с другими этапами ухода за кожей поможет максимизировать его преимущества. Вы заметите, работает ли один метод лучше, чем другой, в зависимости от типа вашей кожи и ее чувствительности.

Отшелушивание в зависимости от типа кожи



Для жирного типа кожи обычно требуется более интенсивное отшелушивание, чтобы избавиться от лишнего жира и блеска.Два-три раза в неделю обычно работает хорошо. Сухая кожа, однако, требует отшелушивания не чаще одного раза в неделю, чтобы не лишить кожу ее натуральных масел с лица. Затем, для тех, у кого комбинированная кожа, золотая середина между двумя наиболее эффективна.

Хотя отшелушивание может помочь при угревой сыпи, остерегайтесь некоторых отшелушивающих средств или чрезмерного отшелушивания, которые могут еще больше усугубить состояние склонной к акне кожи. При этом существуют определенные обстоятельства окружающей среды, которые могут временно потребовать изменения частоты.Повышенное потоотделение, вызванное погодными условиями, колебаниями уровня гормонов или изменением диеты, может привести к большему отшелушиванию, чем обычно, для поддержания чистоты пор. И наоборот, дополнительные засушливые месяцы могут заставить вас ограничить частоту отшелушивания или изменить тип метода отшелушивания, который вы решите использовать.

Независимо от того, когда и как вы решите отшелушивать кожу, бережно относитесь к своей коже и подбирайте лечение в зависимости от того, как она реагирует и чего требует ситуация.

Остерегайтесь чрезмерного отшелушивания



Отшелушивание кожи дает множество преимуществ, но будьте осторожны, не переусердствуйте.Существует такая вещь, как чрезмерное отшелушивание, и оно может создать проблемы для вашей кожи, которые могут обойти любые улучшения, которые вы уже сделали. Это может вызвать столько же проблем для кожи, как и полное отсутствие отшелушивания. Все дело в поддержании здорового баланса. Крайности могут вызвать покраснение, раздражение, воспаление и микроразрывы, которые сделают вашу кожу склонной к инфекции. Признаки того, что вы слишком много отшелушиваете:

  • Ваше лицо кажется стянутым и зудящим, а не гладким и эластичным. Важно, чтобы вы использовали отшелушивающее средство, которое также содержит питательные и увлажняющие ингредиенты, которые помогают улучшить состояние кожи.
  • Кожа более чувствительна к солнечному свету и другим факторам окружающей среды. Когда вы чрезмерно отшелушиваете, вы оставляете кожу сырой и обнаженной без барьера, необходимого для поддержания здоровья и предотвращения повреждения солнцем.
  • Прорывы происходят чаще. Слишком интенсивное отшелушивание нарушает естественный процесс кожи, и ваши сальные железы могут перегружаться, чтобы вырабатывать масло, в котором нуждается ваша кожа. Избыток масла в конечном итоге может привести к прыщам.
  • Длительное покраснение или раздражение.Отшелушивание чаще, чем несколько раз в неделю, может быть слишком агрессивным для вашей кожи. Для определенных типов кожи более одного раза в неделю может вызвать негативную реакцию кожи.
  • Отшелушивающие средства усердно удаляют загрязнения с лица. После этого вы почувствуете, насколько он стал мягче и свежее. Увлечение слишком большим количеством хороших вещей может иметь неприятные последствия. Будьте уверены в процессе, и пусть отшелушивание позаботится о борьбе с порами на постоянной, но не ежедневной основе.

    Получите больше от ухода за кожей

    

    Хотя наши советы косметологов рекомендуют сначала очистить кожу перед отшелушиванием, попробуйте оба способа и посмотрите, что лучше всего подходит для вашей кожи.Каждый тип кожи нуждается в своем особом уходе, и ваша кожа может более позитивно реагировать на одну технику, чем на другую. Единственное, с чем мы все можем согласиться, — это важность обоих. Шаг за шагом вы можете создать более здоровый и яркий цвет лица, добавляя в смесь отшелушивание.

    Каждый шаг, инструмент и продукт для кожи играют свою роль в комплексном уходе за кожей.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.