Gliceryna
Zwana też najprostszym alkoholem trójwodorotlenowym (CH2OHCHOHCH2OH), glicerol, propanotriol-1,2,3) to gęsta, oleista, bezbarwna ciecz o słodkim smaku, bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie
(w każdym stosunku) i alkoholu, nierozpuszczalna w eterze (C2H5-O-C2H5) i w chloroformie (CHCl3). W odróżnieniu od metanolu i etanolu jest związkiem nietoksycznym. Temperatura wrzenia wynosi 290oC. Glicerynę otrzymuje się przemysłowo z propylenu (propen, CH3-CH=CH2, alken, bezbarwny, bezwonny, palny gaz, rozpuszczalny w alkoholu i eterze, temperatura wrzenia –47,8oC, jest surowcem używanym do otrzymywania wielu związków organicznych, m.in. alkoholu izopropylowego, gliceryny, izopropylobenzenu, polipropylenu).
Gliceryna powstaje także w skutek hydrolizy tłuszczów oraz jako jeden z produktów fermentacji glukozy ( C6H12O6 +2ADP +2Pi 2C2H5OH +2ATP +2H2O - jest to sumaryczny przebieg fermentacji glukozy).
Gliceryna znajduje zastosowanie w przemyśle elektrotechnicznym, spożywczym (m.in. do słodzenia likierów), kosmetycznym (jako środek nawilżający), włókienniczym, farmaceutycznym, celulozowo-papierniczym, skórzanym, tytoniowym, ale przede wszystkim do produkcji silnego środka wybuchowego - dynamitu. Ważnymi pochodnymi gliceryny są:
a) nitrogliceryna, C3H5(ONO2)3 , trójazotan gliceryny, oleista, bezbarwna ciecz o słodkim, palącym smaku i słabym zapachu, słabo rozpuszczalna w wodzie, dobrze rozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych. Bardzo wrażliwa na uderzenia i inne bodĽce, pod wpływem których ulega detonacji. Zmieszana z materiałami chłonnymi (jak ziemia okrzemkowa) jest trwalsza i bezpieczniejsza. Otrzymywana jest przez działanie mieszaniny nitrującej na glicerynę. Stosuje się ją do wyrobu dynamitu, prochów bezdymnych i innych materiałów wybuchowych, a także w lecznictwie (w chorobach układu krążenia).
b) glicerydy, estry gliceryny i kwasów organicznych i nieorganicznych. Do najważniejszych gliceryd należą tłuszcze, oleje, fosfatydy i nitrogliceryna.
c) gliptale, najwcześniej poznane żywice syntetyczne typu alkidali, bezbarwne, powstające w procesie polikondensacji gliceryny z kwasem ftalowym. Obecnie większe znaczenie mają gliptale modyfikowane kwasami tłuszczowymi i olejami schnącymi. Gliptale stosowane są do wyrobu wysokogatunkowych lakierów.
UJĘCIE MOLEKULARNE
Cząsteczka oleju składa się z trzech długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, połączonych przez 1,2,3-propanotriol (glicerynę). Wodorotlenek sodu reaguje z kwasami tłuszczowymi oleju, tworząc glicerynę i sól stearynian sodu.
Wodorotlenek + tristearynian 1,2,3 + stearynian
sodu glicerylu propanotriol sodu
3NaOH + CH.(CH2)2.(C17H35COO)3 CHOH.(CH2OH)2 + 3C17H35COONa
Gliceryna jest jednym z alkoholi, których cząsteczki zawierają dwie, trzy lub więcej grup hydroksylowych.
Wzór strukturalny
H H H
H - C - C - C - H
O O O
Wzór grupowy
CH2 – CH – CH2
OH OH OH
Wzór sumaryczny
CH2OHCHOHCH2OH
Korozja
Na początek rdza. Jest to niezbyt konkretna substancja, nieokreślone połączenie związków żelaza, tlenu i wodoru. Główny składnik rdzy to Fe+3O(OH) tlenek i wodorotlenek żelaza jednocześnie. Oprócz tego w skład rdzy wchodzą: woda, węglany żelaza (FeCO3), a także tlenki i wodorotlenki żelaza o nieco innym składzie.
Rdzewienie jest procesem naturalnym, niejakim powrotem do stanu pierwotnego, wszak w skorupie ziemskiej czyste żelazo nie występuje w ogóle. Najważniejsze rudy żelaza są tlenkami bądĽ wodorotlenkami. Rdzewienie powoduje fakt, iż reakcji żelaza z tlenem towarzyszy zmniejszenie potencjału termodynamicznego, gdyż energia tlenku żelaza jest mniejsza od sumy energii wolnego żelaza i wolnego tlenu.
Korozję dzielimy na chemiczną i elektrochemiczną. Pierwszy proces zachodzi, gdy metal wystawiony jest na bezpośrednie działanie gazu (np. powietrza), drugi, gdy metal styka się z roztworem wodnym.
KOROZJA CHEMICZNA metalu polega na jego utlenianiu. Cząsteczki tlenu przyczepiają się do jego powierzchni i ulegają rozszczepieniu na atomy. Następnie elektrony metalu przechodzą na atomy tlenu i powstają dodatnio naładowane jony metalu i ujemnie naładowane jony tlenu (02-), które razem tworzą sieć krystaliczną tlenku metalu. Gdy pierwsza ? wierzchnia warstwa metalu ulegnie korozji, dalszy przebieg reakcji wymaga przenikania elektronów przez tę warstwę, co następuje, gdyż sieć krystaliczna zawiera różne defekty (luki). Po wytworzeniu się kilku warstw przenikalność elektronów jest bliska zeru i sama tworzy warstwę ochronną, zapobiega dalszej korozji. Mówi się, iż powierzchnia metalu uległa pasywacji. Tak dzieje się w przypadku aluminium, tytanu, chromu, w przypadku żelaza warstwa rdzy łatwo pęka odsłaniając nowe, czyste powierzchnie na działanie tlenu. Stąd do żelaza jako dodatek stopowy często wprowadza się chrom, który nadaje zdolność pasywacji. Stal nierdzewna zawiera 12% Cr.
Właściwości chemiczne wody
Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych w przyrodzie. Jest cieczą bezbarwną, bez smaku i zapachu, ma interesujące anomalia o dużym znaczeniu biologicznym. Gęstość wody podobnie jak i gęstość innych substancji zależy od temperatury. Zależność ta w przypadku wody jest specyficzna, ponieważ woda wykazuje maksimum gęstości w temperaturze 4oC. Poniżej i powyżej tej temperatury gęstość wody jest mniejsza od jedności (1g/cm3). Dzięki temu woda w rzekach i jeziorach zamarza tylko na powierzchni, co umożliwia istnienie życia biologicznego w głębi wody. Przyczyną takiego zachowania się wody jest asocjacja jej cząsteczek na większe cząsteczki o wzorze (H2O)x o mniejszej gęstości. Asocjacja cząsteczek wody wynika z biegunowej budowy cząsteczki wody. Kształt cząsteczki wody nie jest wydłużony w rodzaju H-O-H, lecz odpowiada trójkątowi, w którego jednym wierzchołku znajduje się atom tlenu, a w dwóch pozostałych atomy wodoru. Kąt między atomami wodoru wynosi ok.105o. Taka budowa cząsteczki H2O powoduje jej biegunowość elektryczną. W okolicy atomu tlenu gromadzi się więcej ładunków ujemnych, zaś w okolicy atomów wodoru istnieje przewaga ładunków dodatnich. Cząsteczki wody przyciągają się różnoimiennymi biegunami tworząc asocjaty (tj. zespoły dwóch lub więcej cząsteczek).
Woda,H2O,związek tlenu z wodorem- jest najpowszechniej występującym na naszej planecie związkiem chemicznym. Jeśli nie ma wody, ludzie cierpią nie tylko z powodu pragnienia. Dokucza im także głód, brud i choroby. Woda jest niezbędna również w rolnictwie i przemyśle. Woda wykorzystywana do nawadniania pól uprawnych stanowi prawie 70% wody pobieranej na świecie. Aby wyżywić ciągle rosnącą liczbę ludzi, powierzchnia nawadnianych pól w ciągu ostatnich 40 lat musiała się potroić zajmując niemal 300 milionów hektarów. Ziemia jest wciąż spragniona, bo ponad połowa wody przeznaczanej na rolnictwo ,, Marnuje się", parując i spływając do rzek. Europa i Ameryka północna zużywają niemal połowę swojej wody w przemyśle. Afryka i Azja przeznaczają ją głównie na rolnictwo. Dla odmiany na wyspach Oceanii większość wody jest wykorzystywana w gospodarstwach domowych. W Polsce 2/3 pobieranej wody trafia do przemysłu, głównie energetycznego. Trzy razy mniej zużywają gospodarstwa domowe, a sześć razy mniej-rolnictwo.
. Na Ziemi jest dużo wody ( około 1,5 miliarda kilometrów sześciennych) , ale aż 97 procent to woda słona, a prawie cała woda słodka jest uwięziona w lodowcach obu biegunów oraz w wiecznych śniegach. Mamy dostęp zaledwie do jednego procenta wody Ziemi: gruntowej oraz rzek i jezior. Pozostała część ma postać pary wodnej, koniecznej dla dobrego samopoczucia naszej planety i nas samych. 30-procentowy roztwór nadtlenku wodoru H2O2, znany w handlu jako perhydrol, po rozcieńczeniu staje się jednym z najlepszych środków wybielających i odkażających. Używa się go do rozjaśniania włosów, kości słoniowej, do czyszczenia sczerniałych obrazów olejnych. 3-procentowy roztwór H2O2, czyli woda utleniona, służy do dezynfekcji ran. W stanie czystym nadtlenek wodoru syropowatą cieczą, trudną do otrzymania ze względu na to, że rozkłada się wybuchowo.
Krążenie wody w przyrodzie
Woda - związek wodoru i tlenu - jest na ziemi symbolem życia, gdyż istnieje ono gdziekolwiek się ona pojawi. Woda ze względu na to, iż jest wszechstronnym rozpuszczalnikiem pełni podstawową rolę w transporcie różnych substancji zarówno w obrębie poszczególnych organizmów, jak całych ekosystemów i całej Ziemi. Wielkie masy wód odgrywają także znaczącą rolę w łagodzeniu klimatu. Latem wody są chłodniejsze, wtedy wchłaniają ciepło, natomiast zimą - oddają je przez długi czas.
Źródłem pary wodnej w atmosferze jest jej transpiracja z lądu, a także parowanie z powierzchni wód morskich. Woda wraca na powierzchnię ziemi w postaci opadów. Większa jej część spada na powierzchnię lądów, gdyż wilgoć znad oceanów jest transportowana przez wiatr w ich głąb. Część wód opadowych zatrzymują na lądzie jeziora, część zasila istniejące lądolody, pozostała - spływa do mórz w postaci wód powierzchniowych lub gruntowych. Stosunek ilościowy wód gruntowych i powierzchniowych jest ściśle połączony z roślinnością pokrywającą dany obszar. Im roślinność bogatsza, tym więcej wód gruntowych - i odwrotnie, im mniej roślinności tym mniej potoków a także rzek. W ten sposób koło obiegu się zamyka, gdyż spływająca woda z powrotem dostaje się do mórz i oceanów.
Lokalne bilanse wodne
Zazwyczaj uważa się, że im więcej opadów tym bujniejsza roślinność. Niemniej jednak ważniejszy jest bilans wodny - wszystkie jej przychody i rozchody. Dobrym przykładem są tutaj tereny arktycznej tundry, gdzie ilość opadów zbliżona jest do ilości opadów na pustyniach, jednakże bardzo niskie parowanie powoduje, że bilans wodny jest jako tako zrównoważony. Taka równowaga wodna przyczyniła się również do powstania żyznych stepów Ukrainy i prerii w USA. Inaczej sytuacja wygląda na terenach puszcz tropikalnych, gdzie opady znacznie przekraczają parowanie. Występuje tam bogaty ekosystem na ubogich glebach. Paradoks ten spowodowany jest faktem, że znaczne ilości wody wypłukują z gleby czynne związki biogenne czyniąc ją jałową. Na szczęście większość z nich zostaje niezwłocznie pochłonięta przez rośliny lub grzyby. Wynika stąd, że jeżeli puszcza zostałaby wycięta to na jej odtworzenie należałoby czekać co najmniej kilkanaście stuleci. Na szczęście w Polsce taka sytuacja nie występuje i wycięty las może się odtworzyć o własnych siłach w ciągu kilkunastu dziesięcioleci.
Ciekawa sytuacja pojawia się również, gdy do ekosystemów woda dociera inaczej niż z opadów, a mianowicie wskutek okresowych powodzi albo nawadniania przez człowieka. Właśnie w ten sposób wylewy Nilu wspomagały cywilizacje starożytnego Egiptu i póĽniejsze. Wody rzeki nawadniały pola uprawne, dostarczały mułu - próchnicy biogenów, a także utrzymywały się przez cały okres rozwoju i dojrzewania plonów. Sztuczne nawadnianie przez człowieka na terenach, gdzie parowanie jest wyższe od opadów jest zdecydowanie niekorzystne dla gleby, gdyż prowadzi do kumulacji rozpuszczonych w niej soli, które są bardzo trudne do usunięcia. Takie plantacje pojawiły się w XX wieku zwłaszcza w Kalifornii i Izraelu. Dzisiaj problem ich zasolenia nie ma tam - jak również w innych miejscach - konkretnego rozwiązania.
Polska
Zasoby wodne Polski są skromne - najniższe wśród krajów leżących nad Bałtykiem. W niektórych rejonach gdzie opady nie pokrywają zapotrzebowania roślin uprawnych wydajność rolnictwa jest ograniczona.
metody oczyszczania wody.
Zmiękczanie wody jest to proces polegający na usuwaniu jonów wapnia i magnezu t.j.głównych kationów powodujących twardość wody, przez przeprowadzenie ich w trudno rozpuszczalne związki.
W przemyśle najbardziej rozpowszechnioną metodą zmiękczania wody jest metoda wapienno-sodowa. Metoda ta polega na dodawaniu do wody jednocześnie wodorotlenku wapnia Ca(OH)2 i sody Na2CO3. Dodatek do wody wodorotlenku wapnia powoduje usunięcie twardości węglanowej według reakcji: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 — + 2H2O
Dodatek zaś węglanu sodowego ma na celu usunięcie z wody twardości niewęglanowej według reakcji: CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 — + Na2SO4;
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3— + 2NaCl
Proces całkowitego usuwania soli z wody przyjęto nazywać demineralizacją wody. Najstarszą metodą demineralizacji wody jest destylacja. Jest to sposób kosztowny i stosowany na niewielką skalę w laboratoriach chemicznych i aptekach
viktus