Genetiskt samband mellan kolväten. Genetiskt samband mellan mättade envärda alkoholer och kolväten Var kan dessa kolväten hittas

"Syftet med kemin är inte att göra guld och silver, utan att göra mediciner" Paracelsus (), schweizisk läkare.

Läs texten och slutför uppgifterna Medicinens framgångar kan inte räknas: I början av detta århundrade kom genom, kloner och vacciner in i det mänskliga medvetandet. Spänning, lycka, glädje, smärta - kemins lagar är kärnan, men hur fungerar de? Låt oss tränga in i universums hemligheter. När allt kommer omkring bestämmer denna skarphet av begär våra dagar.

Forntida vetenskap är exakt: Den hävdar (Och Paracelsus ville ha det) Balansen mellan hälsa och stress Som balansen mellan de processer som äger rum i cellerna i våra kroppar. Med vårdslöst inflytande är det inte alls svårt att flytta balansen och orsaka allvarliga skador på din hälsa. Vetenskapen ger oss en lösning för att förhindra förstörelsesjukdomarna i ett halvt steg.

Genomföra uppgifter 1. Skriv fullständiga och förkortade strukturformler för alla ämnen som nämns i dikten. 2. Lista de faktorer som påverkar förändringen i kemisk jämvikt. 3. Förklara innebörden av ordet ”syntes” (synonym?). Vad är det vetenskapliga konceptet - antonymet till ordet "syntes"? 4. Skapa en kedja av omvandlingar av ämnen som diskuteras i dikten. Nämn alla ämnen. 5. Skriv ekvationerna för kemiska reaktioner med vilka du kan utföra följande omvandlingar: etanolacetaldehydättiksyra koloxid (IV) 6. Håller du med om påståendet att ett ORD kan vara ett MEDICIN? Ge ett utförligt svar..

"Alkaners egenskaper" - Alkaner. Studera informationen i stycket. IUPAC nomenklatur. Anslutningar. Fysikaliska egenskaper hos alkaner. Vi löser problem. Alkener och alkyner. Naturliga källor till kolväten. Mättade kolväten. Metan halogenering. Nomenklatur. Naturgas som bränsle. Väte. Kemiska egenskaper hos alkaner. Variant av specialövningar.

"Metan" - Första hjälpen vid svår kvävning: ta bort offret från den skadliga atmosfären. Metan. Koncentrationer uttrycks ofta i miljondelar eller miljarder. Historien om detektion av metan i atmosfären är kort. Ökningen av metan och kvävetrifluorid i jordens atmosfär väcker oro. Metanets roll i miljöprocesser är oerhört viktig.

"Kemi Mättade kolväten" - 8. Tillämpning. Används i form av naturgas används metan som bränsle. Vinklarna mellan orbitalerna är 109 grader 28 minuter. 1. De mest karakteristiska reaktionerna för mättade kolväten är substitutionsreaktioner. I alkanmolekyler är alla kolatomer i SP3-tillståndet för hybridisering.

"Mättade kolvätens kemi" - Tabell över mättade kolväten. Organisk kemi. I laboratoriet. C2H6. Kolkedjan antar därför en sicksackform. Begränsa kolhydrater (alkaner eller paraffiner). Var används metan? Mottagande. Metan. Vilka föreningar kallas mättade kolväten? Frågor och uppdrag. Ansökan.

Gasblandningar erhållna från tillhörande gas. Naturgas. Naturgasformiga blandningar av kolväten. Oljans ursprung. Därför innehåller mättade kolväten det maximala antalet väteatomer i molekylen. 1. Begreppet alkaner 2. Naturliga källor 3. Olja som källa 4. Naturgas. Naturliga källor.

"Struktur av mättade kolväten" - Förbränning av alkaner. Exempel på isomerer. Homolog serie av alkaner. Mättade kolväten. Positiva och negativa konsekvenser. Egenskaper hos metan. Egenskaper för en enkelbindning. Bildande av nya kunskaper och färdigheter. Radikaler. Fysikaliska egenskaper hos alkaner. Alkaner. Nedbrytningsreaktioner. Produktion av syntesgas.

Det finns totalt 14 presentationer i ämnet

Inbäddade koden

I kontakt med

Klasskamrater

Telegram

Recensioner

Lägg till din recension

Bild 2

Förhållandet mellan klasser av ämnen uttrycks av genetiska kedjor

• Den genetiska serien är implementeringen av kemiska transformationer, som ett resultat av vilka ämnen av en klass kan erhållas från ämnen i en annan klass.
• För att utföra genetiska transformationer behöver du veta:
• klasser av ämnen;
• nomenklatur för ämnen;
• egenskaper hos ämnen;
• typer av reaktioner;
• nominella reaktioner, till exempel Wurtz-syntesen:

Visa alla bilder

Abstrakt

Vad är nano?�

.�

Bild 3

Bild 4

Bild 5

Bild 6

Bild 7

Bild 9

Bild 10

Bild 11

Bild 12

Bild 13

Bild 14

Demonstration av ett videoklipp.

Bild 15

Bild 16

Bild 17

Bild 18

Bild 19

Bild 20

Bild 21

Bild 22

Bild 23

Bild 24

Bild 25

Vad är nano?�

Ny teknik är det som för mänskligheten framåt på sin väg mot framsteg.�

Målen och syftena med detta arbete är att utöka och förbättra elevernas kunskap om världen omkring dem, nya prestationer och upptäckter. Bildande av jämförelse- och generaliseringsförmåga. Förmågan att lyfta fram det viktigaste, utveckla kreativt intresse, odla självständighet i att söka efter material.

Början av 2000-talet präglas av nanoteknik, som kombinerar biologi, kemi, IT och fysik.

De senaste åren har takten i den vetenskapliga och tekniska utvecklingen börjat bero på användningen av konstgjort skapade nanometerstora föremål. Ämnen och föremål med en storlek på 1–100 nm skapade på grundval av dem kallas nanomaterial och metoderna för deras framställning och användning kallas nanoteknik. Med blotta ögat kan en person se ett föremål med en diameter på cirka 10 tusen nanometer.

I dess vidaste bemärkelse är nanoteknik forskning och utveckling på atomär, molekylär och makromolekylär nivå på en storleksskala från ett till hundra nanometer; skapande och användning av konstgjorda strukturer, anordningar och system som, på grund av sina ultrasmå storlekar, har avsevärt nya egenskaper och funktioner; manipulering av materia på den atomära avståndsskalan.

Bild 3

Teknik bestämmer livskvaliteten för var och en av oss och kraften i det tillstånd vi lever i.

Den industriella revolutionen, som började inom textilindustrin, stimulerade utvecklingen av järnvägskommunikationsteknik.

Därefter blev tillväxten av transporter av olika varor omöjlig utan ny bilteknik. Således orsakar varje ny teknik födelsen och utvecklingen av relaterade teknologier.

Den nuvarande tidsperioden som vi lever i kallas den vetenskapliga och tekniska revolutionen eller informationsrevolutionen. Början av informationsrevolutionen sammanföll med utvecklingen av datorteknik, utan vilken det moderna samhällets liv inte längre är tänkbart.

Utvecklingen av datorteknik har alltid förknippats med miniatyrisering av elektroniska kretselement. För närvarande är storleken på ett logiskt element (transistor) i en datorkrets cirka 10-7 m, och forskare tror att ytterligare miniatyrisering av datorelement är möjlig endast när speciella tekniker som kallas "nanoteknik" utvecklas.

Bild 4

Översatt från grekiska betyder ordet "nano" dvärg, tomte. En nanometer (nm) är en miljarddels meter (10-9 m). En nanometer är väldigt liten. En nanometer är samma antal gånger mindre än en meter som tjockleken på ett finger är mindre än jordens diameter. De flesta atomer har en diameter på 0,1 till 0,2 nm, och tjockleken på DNA-strängarna är cirka 2 nm. Diametern på röda blodkroppar är 7000 nm, och tjockleken på ett mänskligt hårstrå är 80 000 nm.

Figuren visar en mängd olika objekt från vänster till höger i ökande storlek - från atomen till solsystemet. Människan har redan lärt sig att dra nytta av föremål av olika storlekar. Vi kan dela atomernas kärnor för att producera atomenergi. Genom att utföra kemiska reaktioner får vi nya molekyler och ämnen med unika egenskaper. Med hjälp av specialverktyg har människan lärt sig att skapa föremål – från ett knappnålshuvud till enorma strukturer som är synliga även från rymden.

Men om du tittar noga på figuren kommer du att märka att det finns ett ganska stort område (på en logaritmisk skala) där forskare inte har satt sin fot på länge - mellan hundra nanometer och 0,1 nm. Nanoteknik kommer att behöva fungera med föremål som varierar i storlek från 0,1 nm till 100 nm. Och det finns all anledning att tro att vi kan få nanovärlden att fungera för oss.

Nanoteknik använder de senaste landvinningarna inom kemi, fysik och biologi.

Bild 5

Ny forskning har visat att i det antika Egypten användes nanoteknik för att färga hår svart. För detta ändamål användes en pasta av kalk Ca(OH)2, blyoxid och vatten. Under färgningsprocessen erhölls nanopartiklar av blysulfid (galena) som ett resultat av interaktion med svavel, som är en del av keratin, vilket säkerställer enhetlig och stabil färgning

British Museum inrymmer "Lycurgus Cup" (koppens väggar skildrar scener från denna store spartanske lagstiftares liv), gjord av antika romerska hantverkare - den innehåller mikroskopiska partiklar av guld och silver som lagts till glaset. Under annan belysning ändrar koppen färg - från mörkröd till ljust gyllene. Liknande teknik användes för att skapa målade glasfönster i medeltida europeiska katedraler.

För närvarande har forskare bevisat att storleken på dessa partiklar är från 50 till 100 nm.

Bild 6

År 1661 publicerade den irländske kemisten Robert Boyle en artikel där han kritiserade Aristoteles påstående att allt på jorden består av fyra element – ​​vatten, jord, eld och luft (den filosofiska grunden till grunderna för dåtidens alkemi, kemi och fysik). Boyle hävdade att allt består av "kroppar" - ultrasmå delar som i olika kombinationer bildar olika ämnen och föremål. Därefter accepterades idéerna från Democritus och Boyle av det vetenskapliga samfundet.

År 1704 föreslog Isaac Newton att man skulle utforska mysteriet med blodkroppar;

1959 sa den amerikanske fysikern Richard Feynman: "För nu är vi tvungna att använda de atomära strukturer som naturen erbjuder oss." "Men i princip kan en fysiker syntetisera vilket ämne som helst enligt en given kemisk formel."

1959 använde Norio Taniguchi för första gången termen "nanoteknik";

1980 använde Eric Drexler termen.

Bild 7

Richard Phillips Feyman (1918-1988), framstående amerikansk fysiker. En av skaparna av kvantelektrodynamiken. Vinnare av Nobelpriset i fysik 1965.

Feynmans berömda föreläsning, känd som "There's Still Plenty of Room Down There", anses nu vara startpunkten i kampen för att erövra nanovärlden. Den lästes första gången vid California Institute of Technology 1959. Ordet "nedan" i titeln på föreläsningen betydde "en värld av mycket små dimensioner."

Nanoteknik blev ett vetenskapsområde i sin egen rätt och blev ett långsiktigt tekniskt projekt efter detaljerad analys av den amerikanske vetenskapsmannen Eric Drexler i början av 1980-talet och publiceringen av hans bok Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology.

Bild 9

De första enheterna som gjorde det möjligt att observera nanoobjekt och flytta dem var scanning sondmikroskop - ett atomkraftmikroskop och ett scanning tunnelmikroskop som fungerade på en liknande princip. Atomkraftsmikroskopi (AFM) utvecklades av Gerd Binnig och Heinrich Rohrer, som tilldelades Nobelpriset för denna forskning 1986.

Bild 10

Grunden för AFM är en sond, vanligtvis gjord av kisel och representerar en tunn fribärande platta (den kallas en cantilever, från det engelska ordet "cantilever" - konsol, balk). I änden av konsolen finns en mycket skarp spik som slutar i en grupp av en eller flera atomer. Huvudmaterialet är kisel och kiselnitrid.

När mikrosonden rör sig längs provets yta stiger och faller spetsen på spetsen, vilket visar mikroreliefen på ytan, precis som en grammofonpenna glider längs en grammofonskiva. Vid den utskjutande änden av konsolen finns ett spegelområde på vilket laserstrålen faller och reflekteras. När spiken sänks och stiger på ytoregelbundenheter, avböjes den reflekterade strålen, och denna avvikelse registreras av en fotodetektor, och kraften med vilken spiken attraheras av närliggande atomer registreras av en piezoelektrisk sensor.

Fotodetektorn och piezosensordata används i återkopplingssystemet. Som ett resultat är det möjligt att konstruera en volymetrisk relief av provytan i realtid.

Bild 11

En annan grupp av scanningsprobmikroskop använder den så kallade kvantmekaniska "tunneleffekten" för att konstruera ytrelief. Kärnan i tunneleffekten är att den elektriska strömmen mellan en vass metallnål och en yta som ligger på ett avstånd av cirka 1 nm börjar bero på detta avstånd - ju mindre avståndet är, desto större blir strömmen. Om en spänning på 10 V appliceras mellan nålen och ytan, kan denna "tunnel"-ström sträcka sig från 10 pA till 10 nA. Genom att mäta denna ström och hålla den konstant kan även avståndet mellan nålen och ytan hållas konstant. Detta gör att du kan bygga en volymetrisk profil av ytan. Till skillnad från ett atomkraftmikroskop kan ett scanningstunnelmikroskop endast studera ytorna på metaller eller halvledare.

Ett scanningstunnelmikroskop kan användas för att flytta vilken atom som helst till en punkt som operatören väljer. På så sätt är det möjligt att manipulera atomer och skapa nanostrukturer, d.v.s. strukturer på ytan med dimensioner i storleksordningen en nanometer. Redan 1990 visade IBM-anställda att detta var möjligt genom att kombinera namnet på deras företag från 35 xenonatomer på en nickelplatta.

En fasad differential pryder hemsidan för Institute of Molecular Manufacturing webbplats. Sammanställd av E. Drexler från atomer av väte, kol, kisel, kväve, fosfor, väte och svavel med ett totalt antal av 8298. Datorberäkningar visar att dess existens och funktion inte motsäger fysikens lagar.

Bild 12

Klasser för lyceumstudenter i nanoteknikklassen vid Russian State Pedagogical University uppkallad efter A.I. Herzen.

Bild 13

Nanostrukturer kan sättas ihop inte bara från enskilda atomer eller enstaka molekyler, utan också från molekylära block. Sådana block eller element för att skapa nanostrukturer är grafen, kolnanorör och fullerener.

Bild 14

1985 Richard Smalley, Robert Curl och Harold Kroteau upptäckte fullerener och kunde för första gången mäta ett föremål som var 1 nm stort.

Fullerener är molekyler som består av 60 atomer arrangerade i form av en sfär. 1996 tilldelades en grupp forskare Nobelpriset.

Demonstration av ett videoklipp.

Bild 15

Aluminium med en liten tillsats (högst 1%) fulleren får stålets hårdhet.

Bild 16

Grafen är ett enda platt ark av kolatomer som är sammanbundna för att bilda ett gitter, där varje cell liknar en bikaka. Avståndet mellan närmaste kolatomer i grafen är cirka 0,14 nm.

Ljusbollarna är kolatomer, och stavarna mellan dem är bindningarna som håller atomerna i grafenarket.

Bild 17

Grafit, vad vanliga blyertspennor är gjorda av, är en bunt ark med grafen. Grafenerna i grafit är mycket dåligt bundna och kan glida förbi varandra. Därför, om du kör grafit över papper, separeras grafenarket i kontakt med det från grafiten och stannar kvar på pappret. Detta förklarar varför grafit kan användas för att skriva.

Bild 18

Dendrimerer är en av vägarna in i nanovärlden i riktning "nedifrån och upp".

Trädliknande polymerer är nanostrukturer som sträcker sig i storlek från 1 till 10 nm, bildade genom att kombinera molekyler med en grenstruktur. Dendrimersyntes är en av de nanoteknologier som är nära besläktad med polymerkemi. Liksom alla polymerer är dendrimerer sammansatta av monomerer, och molekylerna i dessa monomerer har en grenad struktur.

Kaviteter fyllda med substansen i närvaro av vilken dendrimererna bildades kan bildas inuti dendrimeren. Om en dendrimer syntetiseras i en lösning som innehåller något läkemedel, blir denna dendrimer en nanokapsel med detta läkemedel. Dessutom kan hålrummen inuti dendrimeren innehålla radioaktivt märkta ämnen som används för att diagnostisera olika sjukdomar.

Bild 19

I 13 % av fallen dör människor i cancer. Denna sjukdom dödar cirka 8 miljoner människor över hela världen varje år. Många typer av cancer anses fortfarande vara obotliga. Vetenskaplig forskning visar att nanoteknik kan vara ett kraftfullt verktyg i kampen mot denna sjukdom. Dendrimerer – kapslar med gift för cancerceller

Cancerceller behöver stora mängder folsyra för att dela sig och växa. Därför vidhäftar folsyramolekyler mycket väl till ytan av cancerceller, och om det yttre skalet av dendrimerer innehåller folsyramolekyler, kommer sådana dendrimerer selektivt att fästa endast till cancerceller. Med hjälp av sådana dendrimerer kan cancerceller göras synliga om några andra molekyler fästs på dendrimerernas skal, glödande till exempel under ultraviolett ljus. Genom att fästa ett läkemedel som dödar cancerceller till det yttre skalet av dendrimeren är det möjligt att inte bara upptäcka dem, utan också döda dem.

Enligt forskare kommer det med hjälp av nanoteknik att vara möjligt att bädda in mikroskopiska sensorer i mänskliga blodkroppar som varnar för uppkomsten av de första tecknen på sjukdomsutveckling.

Bild 20

Kvantprickar är redan ett praktiskt verktyg för biologer att se olika strukturer inuti levande celler. De olika cellulära strukturerna är lika genomskinliga och ofärgade. Därför, om du tittar på en cell genom ett mikroskop, kommer du inte att se något förutom dess kanter. För att göra vissa cellstrukturer synliga skapades kvantprickar av olika storlekar som kan fästa vid specifika intracellulära strukturer.

De minsta, glödande grönt, limmades på molekyler som kunde fastna på mikrotubulierna som utgör cellens inre skelett. Medelstora kvantprickar kan fastna på membranen i Golgi-apparaten, och de största kan fastna på cellkärnan. Cellen doppas i en lösning som innehåller alla dessa kvantprickar och hålls i den under en tid, de tränger in i och fastnar där de kan. Därefter sköljs cellen i en lösning som inte innehåller kvantprickar och under mikroskop. Cellulära strukturer blev tydligt synliga.

Röd - kärna; grön - mikrotubuli; gul – Golgi-apparat.

Bild 21

Titandioxid, TiO2, är den vanligaste titanföreningen på jorden. Dess pulver har en bländande vit färg och används därför som färgämne vid tillverkning av färger, papper, tandkrämer och plaster. Orsaken är ett mycket högt brytningsindex (n=2,7).

Titanoxid TiO2 har mycket stark katalytisk aktivitet - det påskyndar förekomsten av kemiska reaktioner. I närvaro av ultraviolett strålning delar den vattenmolekyler i fria radikaler - hydroxylgrupper OH- och superoxidanjoner O2 - med så hög aktivitet att organiska föreningar sönderfaller till koldioxid och vatten.

Den katalytiska aktiviteten ökar med minskande partikelstorlek och används därför för att rena vatten, luft och olika ytor från organiska föreningar, som vanligtvis är skadliga för människor.

Fotokatalysatorer kan ingå i betongen på motorvägar, vilket kommer att förbättra miljön runt vägar. Dessutom föreslås att pulver från dessa nanopartiklar tillsätts till bilbränsle, vilket också bör minska innehållet av skadliga föroreningar i avgaserna.

En film av nanopartiklar av titandioxid som appliceras på glas är genomskinlig och osynlig för ögat. Emellertid kan sådant glas, när det utsätts för solljus, självrengöra från organiska föroreningar och förvandla all organisk smuts till koldioxid och vatten. Glas behandlat med nanopartiklar av titanoxid är fritt från feta fläckar och fuktas därför väl av vatten. Som ett resultat dimmar sådant glas mindre, eftersom vattendroppar omedelbart sprider sig längs glasets yta och bildar en tunn transparent film.

Titandioxid slutar fungera i slutna utrymmen eftersom... Det finns praktiskt taget ingen ultraviolett ljus i artificiellt ljus. Forskare tror dock att genom att ändra strukturen något kommer det att vara möjligt att göra den känslig för den synliga delen av solspektrumet. Baserat på sådana nanopartiklar kommer det att vara möjligt att göra en beläggning, till exempel för toaletter, vilket gör att innehållet av bakterier och andra organiska ämnen på toalettytor kan reduceras flera gånger.

På grund av sin förmåga att absorbera ultraviolett strålning används titandioxid redan vid tillverkning av solskyddsmedel, till exempel krämer. Krämtillverkarna har börjat använda den i form av nanopartiklar, som är så små att de ger nästan absolut genomskinlighet till solskyddet.

Bild 22

Självrengörande nanogräs och "lotuseffekt"

Nanoteknik gör det möjligt att skapa en yta som liknar en massagemikroborste. En sådan yta kallas nanogräs, och den består av många parallella nanotrådar (nanostavar) av samma längd, belägna på lika avstånd från varandra.

En droppe vatten som faller på nanogräset kan inte tränga in mellan nanogräset, eftersom detta förhindras av vätskans höga ytspänning.

För att göra nanogräsets vätbarhet ännu mindre täcks dess yta med ett tunt lager av någon hydrofob polymer. Och då kommer inte bara vatten, utan även eventuella partiklar aldrig att fastna på nanogräset, eftersom rör det bara vid några få punkter. Därför faller smutspartiklar som befinner sig på en yta täckt med nanovilli antingen av den själva eller förs bort av rullande vattendroppar.

Självrengöringen av en fleecy yta från smutspartiklar kallas "lotuseffekten", eftersom Lotusblommor och blad är rena även när vattnet runtomkring är grumligt och smutsigt. Detta beror på att bladen och blommorna inte vätas av vatten, så vattendroppar rullar av dem som bollar av kvicksilver, lämnar inga spår och tvättar bort all smuts. Även droppar av lim och honung kan inte stanna på ytan av lotusbladen.

Det visade sig att hela ytan av lotusbladen är tätt täckt med mikrofinnar som är cirka 10 mikron höga, och själva finnarna är i sin tur täckta med ännu mindre mikrovilli. Forskning har visat att alla dessa mikrofinnar och villi är gjorda av vax, som är känt för att ha hydrofoba egenskaper, vilket gör att ytan på lotusbladen ser ut som nanogräs. Det är den finniga strukturen på lotusbladens yta som avsevärt minskar deras vätbarhet. Som jämförelse: den relativt släta ytan på ett magnoliablad, som inte har förmågan att självrengöra.

Därmed gör nanotekniken det möjligt att skapa självrengörande beläggningar och material som också har vattenavvisande egenskaper. Material gjorda av sådana tyger förblir alltid rena. Självrengörande vindrutor tillverkas redan, vars yttre yta är täckt med nanovilli. Det finns inget för torkare att göra på sådana glas. Det finns permanent rena fälgar för bilfälgar till försäljning som rengör sig själv med "lotuseffekten", och nu kan du måla utsidan av ditt hus med färg som inte fastnar på smuts.

Från polyester belagd med många små kiselfibrer har schweiziska forskare lyckats skapa ett vattentätt material.

Bild 23

Nanotrådar är trådar med en diameter i storleksordningen en nanometer, gjorda av en metall, halvledare eller dielektrikum. Längden på nanotrådar kan ofta överstiga deras diameter med 1000 gånger eller mer. Därför kallas nanotrådar ofta endimensionella strukturer, och deras extremt lilla diameter (cirka 100 atomstorlekar) gör det möjligt att manifestera olika kvantmekaniska effekter. Nanotrådar finns inte i naturen.

De unika elektriska och mekaniska egenskaperna hos nanotrådar skapar förutsättningar för deras användning i framtida nanoelektroniska och nanoelektromekaniska anordningar, såväl som inslag av nya kompositmaterial och biosensorer.

Bild 24

Till skillnad från transistorer sker miniatyriseringen av batterier mycket långsamt. Storleken på galvaniska batterier, reducerad till en effektenhet, har minskat under de senaste 50 åren med endast 15 gånger, och storleken på transistorn har under samma tid minskat med mer än 1000 gånger och är nu cirka 100 nm. Det är känt att storleken på en autonom elektronisk krets ofta inte bestäms av dess elektroniska fyllning, utan av storleken på strömkällan. Dessutom, ju smartare enhetens elektronik är, desto större batteri kräver den. Därför, för ytterligare miniatyrisering av elektroniska enheter, är det nödvändigt att utveckla nya typer av batterier. Och här hjälper nanoteknik igen

2005 skapade Toshiba en prototyp av ett litiumjonbatteri, vars negativa elektrod var belagd med nanokristaller av litiumtitanat, vilket resulterade i att elektrodytan ökade flera tiotals gånger. Det nya batteriet kan få 80 % av sin kapacitet på bara en minuts laddning, medan konventionella litiumjonbatterier laddas med en hastighet av 2-3 % per minut och tar en timme att ladda helt.

Förutom hög laddningshastighet har batterier som innehåller nanopartikelelektroder en förlängd livslängd: efter 1000 laddnings-/urladdningscykler går endast 1% av dess kapacitet förlorad och den totala livslängden för nya batterier är mer än 5 tusen cykler. Dessutom kan dessa batterier fungera vid temperaturer ner till -40°C, och förlorar endast 20% av sin laddning jämfört med 100% för typiska moderna batterier redan vid -25°C.

Sedan 2007 finns batterier med elektroder gjorda av ledande nanopartiklar till försäljning, som kan installeras i elfordon. Dessa litiumjonbatterier kan lagra energi upp till 35 kWh och laddas till maximal kapacitet på bara 10 minuter. Nu är räckvidden för en elbil med sådana batterier 200 km, men nästa modell av dessa batterier har redan utvecklats, vilket gör det möjligt att öka räckvidden för en elbil till 400 km, vilket nästan är jämförbart med den maximala räckvidden för bensinbilar (från tankning till tankning).

Bild 25

För att ett ämne ska ingå i en kemisk reaktion med ett annat krävs vissa villkor, och mycket ofta är det inte möjligt att skapa sådana förhållanden. Därför finns ett stort antal kemiska reaktioner bara på papper. För att utföra dem behövs katalysatorer - ämnen som underlättar reaktionen men som inte deltar i den.

Forskare har funnit att den inre ytan av kolnanorör också har stor katalytisk aktivitet. De tror att när ett "grafit" ark av kolatomer rullas in i ett rör, blir koncentrationen av elektroner på dess inre yta mindre. Detta förklarar förmågan hos den inre ytan av nanorör att försvaga, till exempel, bindningen mellan syre- och kolatomerna i CO-molekylen, och blir en katalysator för oxidation av CO till CO2.

För att kombinera den katalytiska förmågan hos kolnanorör och övergångsmetaller introducerades nanopartiklar från dem inuti nanorören (Det visade sig att detta nanokomplex av katalysatorer är kapabelt att starta en reaktion som bara har drömts om - den direkta syntesen av etylalkohol från syntes gas (en blandning av kolmonoxid och väte) erhållen från naturgas, kol och till och med biomassa.

Faktum är att mänskligheten alltid har försökt experimentera med nanoteknik utan att ens veta om det. Vi lärde oss om detta i början av vår bekantskap, hörde begreppet nanoteknik, lärde oss historien och namnen på de vetenskapsmän som gjorde det möjligt att göra ett sådant kvalitativt steg i utvecklingen av teknik, bekantade oss med själva teknologierna och till och med hörde historien om upptäckten av fullerener från upptäckaren, Nobelpristagaren Richard Smalley.

Teknik bestämmer livskvaliteten för var och en av oss och kraften i det tillstånd vi lever i.

Den fortsatta utvecklingen av denna riktning beror på dig.

Tsepkova E.I.,

kemilärare

MAOU "SSOSH No. 2"

kemi

Årskurs 10

UMK.Chemistry.10:e klass Lärobok för allmänna utbildningsorganisationer: grundläggande

nivå/G.E.Rudzitiis, F.G.Feldman - 2:a upplagan - M.: Education, 2012.

Utbildningsnivån är grundläggande.

Lektionens ämne:Genetiskt samband mellan mättade envärda alkoholer och kolväten.

Det totala antalet timmar som tilldelas för att studera ämnet är 6 timmar.

Lektionsplats - 4:e lektionen om ämnet

Lektionstyp: lektion om generalisering av kunskap.

Lektionens mål: konsolidera, generalisera och systematisera kunskap om syrehaltiga organiska föreningar, bland annat utifrån genetiska samband mellan klasser av dessa ämnen.

Uppgifter:

utbildning: upprepa grundläggande termer och begrepp om ämnet, konsolidera kunskap om alkoholers sammansättning, struktur och egenskaper;

utveckla: förmågan att analysera, jämföra, upprätta samband mellan struktur och egenskaper hos föreningar, utveckla elevernas kreativa förmågor och kognitiva intresse för kemi;

pedagogiskt: ägna särskild uppmärksamhet åt de saker vi använder i livet.

Metoder: verbal, visuell, problemsökning, kunskapskontroll.

Utrustning: dator, skärm, projektor, tabell "Klassificering av syrehaltiga organiska ämnen", stödjande sammanfattning "Funktionell grupp bestämmer ett ämnes egenskaper."

Planerade lärandemål

Ämne. Känna till sambandet mellan ämnens sammansättning, struktur och egenskaper. Kunna ge exempel och rita upp ekvationer av kemiska reaktioner som avslöjar

genetiska samband mellan alkoholer och kolväten. Öva på förmågan att göra beräkningar med hjälp av kemiska ekvationer om en av reaktanterna tas i överskott.

Metasubjekt. Kunna organisera pedagogiskt samarbete och gemensamma aktiviteter med lärare och kamrater, arbeta enskilt och i grupp (hitta en gemensam lösning och lösa konflikter utifrån samordnade ställningstaganden och hänsyn till intressen), formulera, argumentera och försvara din åsikt.

Personlig. Att forma en holistisk världsbild som motsvarar vetenskapens moderna utvecklingsnivå, baserad på idéer om det genetiska sambandet mellan olika

klasser av organiska ämnen. Utveckla kommunikationskompetens.

Under lektionerna.

I. Organisatoriskt ögonblick.

II. Killar, idag i lektionen kommer vi att lösa genetiska problem, på vilka vi kommer att konsolidera den kunskap som erhållits under studiet av ämnen.

Kolvätens egenskaper beror på den kemiska, rumsliga, elektroniska strukturen hos molekyler och arten av kemiska bindningar.

Studiet av strukturen, kemiska egenskaper och metoder för att producera kolväten av olika grupper visar att alla av dem genetiskt relaterad sinsemellan, d.v.s. omvandling av vissa kolväten till andra är möjlig:

Detta möjliggör målinriktad syntes av specificerade föreningar med hjälp av en serie nödvändiga kemiska reaktioner (transformationskedja).

Uppgift 1. Namnge mellanprodukterna i omvandlingsschemat:

Etylalkohol H 2 SO 4 (k), t X HBr Y Na Z Cr 2 O 3 Al 2 O 3 butadien-1,3

Lösning. I denna kedja av transformationer, inklusive 4 reaktioner, från etylalkohol MED 2 N 5 HAN butadien-1,3 måste erhållas CH 2 =CH–CH=CH 2 .
1. Vid uppvärmning av alkoholer med koncentrerad svavelsyra
H 2 SO 4 (vattenavlägsnande medel) förekommer uttorkning med bildning av en alken. Elimineringen av vatten från etylalkohol leder till bildning av etylen:

2. Eten är en representant för alkener. Eftersom den är en omättad förening kan den ingå i additionsreaktioner. Som ett resultat hydrobromering eten:

3. När brometan värms upp i närvaro av natriummetall ( Wurtz reaktion n-butan bildas (substans Z):

4. Dehydrering n-butan i närvaro av en katalysator är en av metoderna för att framställa butadien-1,3 CH 2 =CH–CH=CH 2
(Avsnitt 5.4. Beredning av alkadiener).

Svar:


1. Utför transformationer:

Utföra övningar för att konsolidera kunskap.

Eleverna gör uppgifter i sina arbetsböcker.

Med hjälp av det genetiska anslutningsdiagrammet, ange från vilka ämnen, vars formler ges i uppgiften, alkoholer kan erhållas i ett steg? Skriv ner ekvationerna för motsvarande reaktioner. Nämn utgångsmaterial och produkter från reaktionen. För suffix i namnen på kolväten och halogenerade kolväten, understryka bindningens mångfald i enlighet därmed.

Namnge ämnesklassen och upprätta ett genetiskt samband (visa detta med pilar).

Utför transformationer:

CaC2 → A → B → H3C-CH2-Cl → B → H3C-CH2-O-C3H7

CaC2 + 2H2O → HC≡CH + Ca(OH)2A

2) HC≡CH + 2H2 → H3C-CH3B

3) H3C-CH3 + C12 → H3C-CH2-C1 + HC1

4) H3C-CH2-C1 + KOH (aq.) → H3C-CH2-OH + KS1 B

5) H3C-CH2-OH + HO-C3H7 → H3C-CH2-O-C3H7 + H2O

Låt oss nu komplicera vår uppgift lite. . Gör en kedja av transformationer från föreslagna anslutningar. Bland formlerna för ämnen finns "extra" sådana. Hur står den här uppgiften i jämförelse med den föregående?

a )C 6H5- ÅH, b) C4H8, c) C 6H5- Br, d) C 5H11-Cl, e) C 6H6, f) C3H6, g )HC≡CH, h)H2C =CH2i) CH 4 .

CH4 → HC≡CH → C6H6 → C6H5-Br → C6H5-OH

2CH4 → HC≡CH + 3H2

3HC≡CH → C6H6

3. C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr

4. C6H5-Br + KOH → C6H5-OH + KBr

Förstärka egenskaperna hos kolväten i form av ett spel "Nej-ja"»
1. Kan man få alkohol från eten? (Ja)
2. Finns etanol i växternas blad? (Nej)
3. Jäsning av sockerhaltiga ämnen ger metanol? (Nej)
4. Kan etanol framställas av flis genom jäsning? (Nej)
5. Om du fryser potatis, kan du få tag i etylalkohol? (Ja)

.Reflekterande test:
1. Detta kommer att vara användbart för mig i livet.
2. Det var mycket att tänka på under lektionen.
3. Jag fick svar på alla frågor jag hade.
4. Jag arbetade samvetsgrant under lektionen.

Läxa. Pov.§20-21, omvandlingsscheman övningar 14,15*,

Utför omvandlingarna:
C2H5OH-C2H5CL-C2H5OH-C2H5OC2H5
CO2
Bibliografi

Kemi.Organisk kemi.10:e klass: lärobok. för allmänbildning institutioner: grundnivå G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. – 13:e uppl.-M.: Utbildning, 2009.

Kemi årskurs 8-11 (tematisk planering enligt läroboken av G.E. Rudzitis, F.G. Feldman) / komp. Breiger L.M.-Volgograd: Lärare-AST, 1999

Kemi. Stor uppslagsbok för att förbereda för Unified State Exam: utbildnings- och metodhandbok / Redigerad av V.N. Doronkina. - 2:a upplagan, reviderad - Rostov n/D: Legion, 2016.

Surovtseva R.P. och andra. Kemi. 10-11 årskurser: Metodhandbok. - M.: Bustard, 2000.