Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» для специальности 5В071700 — «Теплоэнергетика» (стр. 27 )

Очень перспективной выдается водородная энергетика, которая основывается на сжигании водорода, во время которого вредные выбросы не возникают. Тем не менее для ее развития нужно решить ряд задач, объединенных со снижением себестоимости водорода, созданием надежных средств его хранения и транспортировка и т. п.. Если эти задачи будут разрешимы, водород будет широко использоваться в авиации, водном и наземном транспорте, промышленном и сельскохозяйственном производствах.

Неисчерпаемые возможности содержит ядерная энергетика, ее развитие для производства электроэнергии и теплоты дает возможность высвободить значительное количество органического топлива. Здесь перед химиками стоит задача создать комплексные технологические системы покрытия энергетических затрат, которые происходят во время осуществления эндотермических реакций, с помощью ядерной энергии.

Большие надежды полагаются на использование солнечной радиации (гелиоэнергетика). В Крыму действуют солнечные батареи, фотогальванические элементы которых превращают солнечный свет в электрику. Для опреснения воды и отопление жилья широко используются солнечные термоустановки, которые превращают солнечную энерги ю на теплоту. Солнечные батареи уже давно применяются в навигационных сооружениях и на космических кораблях В отличие от ядерной стоимость энергии, которую добывают с помощью солнечных батарей, постоянно снижается.

Для изготовления солнечных батарей главным полупроводниковым материалом является силиций и соединения силиция. Ныне химики работают над разработкой новых материалов-преобразователей энергии. Это могут быть разные системы солей как накопители энергии. Дальнейшие успехи гелиоэнергетики зависят от тех материалов, которые предложат химики для преобразования энергии.

В новом тысячелетии прирост производства электроэнергии будет происходить по счет развития солнечной энергетики, а также метанового брожения бытовых отходов и других нетрадиционных источников добывания энергии.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Химия и экология.

2. Загрязнение окружающей среды.

3. Роль химии в решении экологических проблем. Методы защиты водного и воздушного бассейнов от загрязнений.

3. Лабораторные занятия

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ,

ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед тем как приступить к выполнению лабораторных работ, требуется получить допуск. Для этого необходимо подготовить письменно основную теорию по заданной работе, уяснить цели, задачи, порядок проведения эксперимента. Для подготовки достаточно использовать теоретический материал, приведенный в учебниках и данном практикуме непосредственно внутри каждой лабораторной работы.

После выполнения эксперимента по лабораторной работе, расчета необходимых величин, построения графиков работа защищается.

Оформленные в соответствии со стандартом лабораторные работы должны содержать следующие пункты:

1. Цель работы.

2. Краткое теоретическое введение.

3. Описание методики эксперимента.

4. Результаты исследования и расчеты.

5. Выводы по работе с обоснованием возможных отклонений от теоретических величин.

Защита лабораторных работ проводится во время аудиторного занятия.

На защите лабораторной работы проверяются выполненные расчеты, оцениваются качество оформления и правильность построения графиков, анализируется логичность выводов, оцениваются ответы на теоретические вопросы, предполагающие знание лекционного материала по данной теме. Если по теме лабораторной работы на момент ее защиты лекций не было, то при подготовке теории следует руководствоваться контрольными вопросами, приведенными в конце лабораторных работ.

К выполнению следующей лабораторной работы не допускаются те, кто не защитил сделанную.

Общие правила работы в лаборатории. Техника безопасности

Перед тем как преступить к выполнению лабораторных работ, необходимо ознакомиться с правилами работы в лаборатории.

Без преподавателя или лаборанта в верхней одежде в лабораторию входить не разрешается. Все личные вещи, не являющиеся необходимыми для выполнения работы, убираются в специально отведенный для этого шкаф.

К выполнению лабораторных работ не допускаются пришедшие без средств индивидуальной защиты: хлопчатобумажный халат и кислотостойкие резиновые перчатки (в случае работы с концентрированными кислотами).

При работе в лаборатории должны находиться не менее 2 человек.

Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать чистоту, тишину, порядок и правила техники безопасности. На рабочих столах и вокруг работающих не должно быть ничего лишнего.

На рабочем месте запрещается принимать пищу, пить воду, курить и использовать химическую посуду как пищевую.

Нельзя приступать к работе до полного уяснения всей техники ее выполнения.

Запрещается приступать к работе, не согласовав план работы с руководителем.

Опыты нужно проводить только в чистой химической посуде. После окончания эксперимента посуду сразу же следует вымыть.

В процессе работы необходимо соблюдать чистоту и аккуратность, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук, т. к. многие вещества вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек.

Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус.

Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя на себя пары или газы легким движением руки, не наклоняясь к сосуду.

Сосуды с веществами или растворами необходимо брать одной рукой за горлышко, а другой снизу поддерживать за дно.

Категорически запрещается затягивать ртом в пипетки органические вещества и их растворы, а также концентрированные кислоты.

Во время нагревания жидких и твердых веществ в пробирках и колбах нельзя направлять их отверстия на себя и соседей. Нельзя также заглядывать сверху в открытые нагреваемые сосуды во избежание возможного поражения кожи и глаз при выбросе горячей массы.

Категорически запрещается выливать в раковины концентрированные растворы кислот и щелочей, а также различные органические растворители, сильно пахнущие и огнеопасные вещества. Все эти отходы нужно сливать в специальные бутыли с надписью «Слив ____» или «Отработанная ____».

После окончания работы, уходя из лаборатории, нужно убрать рабочее место, выключить нагревательные приборы и тщательно вымыть руки.

Правила работы с кислотами

и горючими веществами

Разбавление кислот производить приливанием кислоты в воду и только в жаростойких и фарфоровых стаканах, т. к. при этом происходит значительное выделение тепла. Склянки с концентрированными кислотами можно переносить только в ведре.

Едкие щелочи следует растворять путем медленного прибавления к воде небольших кусочков, которые нужно брать щипцами или шпателем.

Переливать концентрированные кислоты можно только при включенной тяге в вытяжном шкафу. Дверцы шкафа должны быть по возможности прикрыты.

Запрещается при работе с этиловыми эфиром, спиртом, бензолом, ацетоном, уксусно-этиловым эфиром и другими горючими и легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) проводить нагревание на открытом огне, на сетке, вблизи открытого пламени или в открытых сосудах. Следует иметь в виду, что легколетучие органические жидкости могут воспламеняться при отсутствии открытого пламени, при падении на сильно нагретую поверхность.

Запрещается ЛВЖ выливать в ведра, банки для мусора во избежание пожара от случайно брошенной спички.

Разлитые кислоты и щелочи следует немедленно нейтрализовать и лишь после этого проводить уборку.

Запрещается набирать растворы кислот и щелочей, всасывая их ртом в пипетку.

Первая помощь в лабораториях при ожогах и отравлениях

При термических ожогах следует немедленно делать неоднократные примочки в месте ожога спиртовым раствором таннина (можно также смачивать раствором KMnO4 или С2Н5ОН и покрывать мазью от ожогов – сульфидиновой эмульсией).

При ожогах кислотами сначала нужно хорошо промыть обожженное место проточной водой, а затем раствором Nа2СО3.

При ожогах едкими щелочами требуется хорошо промыть обожженное место водой, а затем разбавленной уксусной или борной кислотой.

В случае вдыхания хлора или паров брома следует вдыхать пары спирта, а затем выйти на свежий воздух.

При попадании в глаза различных химических реагентов нужно немедленно промыть глаза большим количеством воды в течение 3–5 мин, а затем раствором HBr (при попадании щелочных реагентов) или раствором Na2CO3 (при попадании кислых реагентов). После этих мер первой помощи необходимо немедленно обратиться к врачу.

Тушение местного пожара и горящей одежды

Каждый работающий должен знать, где находятся в лаборатории средства противопожарной защиты.

При возникновении пожара следует немедленно выключить газ и электроприборы по всей лаборатории, убрать все горючие вещества подальше от огня, засыпать песком или накрыть войлочным, шерстяным одеялом или асбестом очаг пожара. Большое пламя тушат при помощи огнетушителя.

Если на ком-либо загорится одежда, тушить ее нужно обливанием водой из душа или немедленно повалить человека на пол и накрыть войлочным одеялом, которое не снимать до тех пор, пока не погаснет пламя.

Лабораторная занятие 1

«Классы неорганических соединений»

Цель занятия: практическое закрепление знаний о классификации неорганических веществ, их получении, свойствах и генетической связи между ними.

Вопросы для допуска к лабораторной работе:

1. Какие классы неорганических веществ вы знаете?

2. Какие неорганические соединения относятся к классу оксидов?

3. Какие соединения называются основаниями? Приведите примеры.

4. Какие неорганические соединения относятся к классу кислот?

5. Приведите примеры различных солей. Как их классифицируют?

6. Возможен ли перевод всех средних солей в кислые и основные соли?

7. Возможен ли перевод всех кислых и основных солей в средние соли?

8. Сравните способы получения щелочей и нерастворимых оснований.

9. Сравните способы получения в лаборатории сернистой кислоты и кремниевой.

10. При каком условии растворы солей реагируют друг с другом?

11. Какие химические свойства имеют амфотерные гидроксиды? Приведите примеры.

Оксиды

ОПЫТ №1 Получение оксидов непосредственным окислением элементов. Поместить на металлическую ложечку кусочек серы и нагреть в пламени спиртовки. Как только сера загорится внести ложечку в банку, не касаясь дна и стенок. Когда сера сгорит, ложечку вынуть, в банку налить не много дистиллированной воды и взболтать. Испытать раствор лакмусом. Написать уравнение реакции. Каков характер оксида? Сделайте вывод.