- •Вопрос№1. Предмет и методы химии как науки. Химизация сельского хозяйства.
- •Вопрос№2. Закон сохранения массы вещества м.В. Ломоносова. Закон взаимосвязи массы и энергии а. Эйнштейна. Закон постоянства состава.
- •Вопрос№3. Эквивалент. Закон эквивалентов. Использование эквивалентов веществ в объемном анализе.
- •Вопрос№4. Основные положения атомно-молекулярного учения. Атом. Молекула. Относительный атомная и молекулярная массы. Моль. Молярная масса.
- •Вопрос№5. Закон Авогадро. Молярный объем газа. Относительная плотность газа.
- •Вопрос№6. Корпускулярно-волновой дуализм электрона. Электронная орбиталь.
- •Вопрос№7. Квантовые числа. Правило заполнения электронами энергетических уровней и подуровней. Принц Паули, правило Хунда, принцип наименьшей энергии.
- •Вопрос№8. Электронные структуры и электронные формулы атомов.
- •Вопрос№9. Строение атомных ядер. Изотопы. Применение изотопов в биологии.
- •Вопрос№10. Свойства атомов. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, радиус. Их значение для характеристики свойств элементов.
- •Вопрос№11. Химическая связь, её основные характеристики: длина, валентный угол, энергия и полярность.
- •Вопрос№12. Ковалентная связь. Два способа её образования. Свойства ковалентной связи. Направленность и насыщаемость связи. Сигма и Пи связи.
- •Вопрос№13. Гибридизация атомных орбиталей и строение молекул.
- •Вопрос№14. Полярная и неполярная ковалентная связь. Дипольный момент связи молекулы.
- •Вопрос№15. Валентность и степень окисления.
- •Вопрос№16. Ионная связь. Её образование и свойства. Структура ионных соединений.
- •Вопрос№17. Водородная связь, её природа. Биологическая роль водородной связи.
- •Вопрос№18. Межмолекулярное взаимодействие. Его природа. Роль для биологических объектов.
- •Вопрос№19. Периодический закон д.И. Менделеева, его физическая сущность.
- •Вопрос№20. Периодичность в изменении радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательность по периодам и группам.
- •Вопрос№21. Структура периодической системы. Период, группа, семейства элементов.
- •Вопрос№22. Общенаучное и философское значение периодического закона.
- •Вопрос№23. Комплексные соединения. Комплексообразователь, лиганды, координационное число, внутренняя и внешняя сферы комплекса. Константа нестойкости. Биологическая роль комплексных соединений.
- •Вопрос№25. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
- •Вопрос№26. Закон действия масс. Константа скорости. Энергия активации.
- •Вопрос№27. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие, константа равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •Вопрос№28. Катализ. Катализаторы и ингибиторы. Ферменты. Каталитические процессы в живых организмах.
- •Вопрос№29. Оксиды, гидроксиды и соли как важнейшие класса неорганических соединений. Их классификация, способы получения и химические свойства.
- •Вопрос№30. Вода. Строение молекулы. Свойства воды. Роль воды в биологических объектах.
- •Вопрос№31. Растворы. Их характеристика. Гидратная теория растворов. Сольваты и гидраты, кристаллогидраты. Роль водных растворов в биологических системах.
- •Вопрос№32. Способы выражения концентраций растворов.
- •Вопрос№33. Теория электролитической диссоциации. Электролиты и неэлектролиты. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации.
- •Вопрос№34. Кислоты, основания и соли в свете теории электролитической диссоциации.
- •Вопрос№35. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды.
- •Вопрос№36. Водородный показатель среды. Значение рН для работы биологических систем.
- •Вопрос№37. Произведение растворимости.
- •Вопрос№38. Гидролиз солей. Типичные случаи гидролиза. Константа и степень гидролиза.
- •Вопрос№39. Хлор. Распространение в природе. Получение, физические и химические свойства.
- •Вопрос№40. Хлороводород. Соляная кислота. Получение и свойства. Хлориды, их роль в живом организме.
- •Вопрос№41. Фтор. Получение. Свойства. Фтороводород. Плавиковая кислота, ее свойства. Фториды. Биологическая роль фтора.
- •Вопрос№42. Кислород. Получение, свойства, биологическое значение. Применение.
- •Вопрос№43. Озон. Получение. Свойства. Применение. Перекись водорода. Применение в ветеринарии.
- •Вопрос№44. Сера. Распространение в природе, свойства. Применение в с/х.
- •Вопрос№45. Сернистый ангидрид, его получение, свойства, применение. Восстановительные свойства сернистого ангидрида. Сернистая кислота и сульфиты.
- •Вопрос№47. Азот в природе. Свойства, получение, применение. Соединения азота с металлами (нитриды). Азот как органогенный элемент.
- •Вопрос№49. Кислородные соединения азота. Общая характеристика его оксидов. Азотистая кислота и нитриты. Их физиологическая активность.
- •Вопрос№50. Свойства и методы получения азотной кислоты. Взаимодействие азотной кислоты с металлами и неметаллами. Азотные удобрения – селитры.
- •Вопрос№51. Фосфор, его природные соединения (фосфориты и апатиты). Свойства фосфора, его аллотропические видоизменения. Биологическая роль фосфора.
- •Вопрос№52. Фосфорный ангидрид. Фосфорные кислоты и их соли (фосфаты и гидрофосфаты). Значение соединений фосфора в с/х-ве. Фосфорные удобрения.
- •Вопрос№53. Углерод. Аллотропические видоизменения углерода. Поглотительные свойства угля (адсорбция). Углерод как органный элемент.
- •Вопрос№54. Кислородные соединения углерода. Угольная кислота и её соли. Карбонаты, их роль в организме.
- •Вопрос№55. Кремний распространение в природе. Важнейшие минералы и горные породы, содержащие кремний (силикаты).
- •Вопрос№56. Кремниевый ангидрид. Кремниевая кислота и её соли. Их значение.
- •Химические свойства
- •Медь и её соединения Получение
- •Химические свойства
- •Вопрос№58. Магний. Оксид и гидроксид магния. Применение солей магния в ветеринарии. Ион магния как биогенный элемент.
- •Вопрос№59. Хром. Общая характеристика. Амфотерность гидроксида. Токсичность соединений хрома. Биологическое значение хрома.
- •Вопрос№60. Марганец. Общая характеристика. Свойства оксидов и гидроксидов марганца. Перманганаты. Марганец как биогенный элемент.
- •Вопрос№61. Семейство железа. Общая характеристика, свойства простых веществ и их соединений. Комплексные соединения. Гемоглобин. Железо и кобальт как биогенные элементы.
- •Вопрос№62. Цинк. Общая характеристика. Амфотерность гидроксида. Комплексные соединения. Ферменты. Применение в животноводстве.
- •Вопрос№63. Ртуть. Свойства ртути и ее соединений. Соединения ртути как лекарственные препараты.
- •Вопрос№64. Кальций, характеристика свойств его и его важнейших соединений. Биологическая роль их в жизнедеятельности организмов. Хлорная известь как дезинфицирующее вещество.
- •Вопрос№65. Жесткость воды, ее влияние на живые организмы. Методы ее устранения.
- •Вопрос№66. Бор. Борная кислота. Биоорганические соединения. Применение соединений бора в животноводстве.
- •Вопрос№67. Алюминий. Общая характеристика свойств важнейших соединений, Квасцы. Применение в ветеринарии.
- •Вопрос№69. Щелочные металлы. Общая характеристика, свойства оксидов и гидроксидов. Роль элементов в жизнедеятельности живых организмов. Применение в сельском хозяйстве.
Вопрос№42. Кислород. Получение, свойства, биологическое значение. Применение.
Нахождение в природе. Кислород — самый распространенный на Земле элемент. Он составляет 47,2% от массы земной коры.
Его содержание в воздухе составляет 20,95% по объему, или 23,15% по массе. Кислород входит в состав воды, горных пород, многих минералов и солей, содержится в белках, жирах и углеводах, из которых состоят живые организмы.
Получение. В лабораторных условиях кислород получают либо электролизом водного раствора гидроксида натрия (электроды никелевые), либо разложением при нагревании бертолетовой соли (хлората кадия) или перманганата калия. Разложение хлората калия значительно ускоряется в присутствии оксида марганца (IV) МпО2:
2КСЮ3 = 2КСl + ЗО2
Очень чистый кислород подучается при разложении перманганата калия:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
В промышленности кислород получают из жидкого воздуха, а также при получении водорода электролизом воды. Кислород хранят и перевозят в стальных баллонах под давлением до 15 МПа (мегапаскаль).
Физические свойства. Кислород — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. В воде мало растворим (в 1 л воды при 20 0С растворяется 31 мл кислорода). При температуре -183 °С и давлении 101,325 кПа кислород переходит в жидкое состояние. Жидкий кислород имеет голубоватый цвет, втягивается в магнитное поле.
Химические свойства. Со многими веществами кислород вступает во взаимодействие без нагревания, например, со щелочными и щелочноземельными металлами (образуются соответствующие оксиды типа Li2O, CaO и др., пероксиды типа Na2O2, BaO2 и др. и супероксиды типа КО2, RbO2 и др.), вызывает образование ржавчины на поверхности стальных изделий. Без нагревания кислород реагирует с белым фосфором, с некоторыми альдегидами и другими органическими веществами.
При нагревании, даже небольшом, химическая активность кислорода резко возрастает. При поджигании он реагирует с взрывом с водородом, метаном, другими горючими газами, с большим числом простых и сложных веществ. Известно, что при нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе многие простые и сложные вещества сгорают, причем образуются различные оксиды, например:
S+O2 = SO2; С + O2 = СО2
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3; 2Cu + O2 = 2CuO
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O; 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2
Если смесь кислорода и водорода хранить в стеклянном сосуде при комнатной температуре, то экзотермическая реакция образования воды
2Н2 + О2 = 2Н2О + 571 кДж
протекает крайне медленно; по расчету, первые капельки воды должны появиться в сосуде примерно через миллион лет. Но при внесении в сосуд со смесью этих газов платины или палладия (играющих роль катализатора), а также при поджигании реакция протекает с взрывом.
С азотом N2 кислород реагирует или при высокой температуре (около 1500-2000°C), или при пропускании через смесь азота и кислорода электрического разряда. При этих условиях обратимо образуется оксид азота (II):
N2 + O2 = 2NO
Возникший NO затем реагирует с кислородом с образованием бурого газа (диоксида азота):
2NO + О2 = 2NO2
Применение. Металлургическая промышленность расходует довольно много кислорода. Кислород применяется для получения высоких температур.
В медицине кислород применяется для облегчения дыхания больных. Он используется в кислородных приборах при выполнении работ в трудной для дыхания атмосфере.
Биологическая роль.
Кислород в атмосфере Земли начал накапливаться в результате деятельности первичных фотосинтезирующих организмов, появившихся, вероятно, около 2,8 млрд. лет назад. Полагают, что 2 млрд. лет назад атмосфера уже содержала около 1% кислорода; постепенно из восстановительной она превращалась в окислительную и примерно 400 млн. лет назад приобрела современный состав. Наличие в атмосфере кислорода в значительной степени определило характер биологической эволюции. Аэробный (с участием О2) обмен веществ возник позже анаэробного (без участия О2), но именно реакции биологического окисления, более эффективные, чем древние энергетические процессы брожения и гликолиза, снабжают живые организмы большей частью необходимой им энергии. Исключение составляют облигатные анаэробы, например, некоторые паразиты, для которых кислород является ядом. Использование кислорода, обладающего высоким окислительно-восстановительным потенциалом, в качестве конечного акцептора электронов в цепи дыхательных ферментов, привело к возникновению биохимического механизма дыхания современного типа. Этот механизм и обеспечивает энергией аэробные организмы.
Кислород - основной биогенный элемент, входящий в состав молекул всех важнейших веществ, обеспечивающих структуру и функции клеток -- белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, а также множества низкомолекулярных соединений. В каждом растении или животном кислорода гораздо больше, чем любого другого элемента (в среднем около 70%). Мышечная ткань человека содержит 16% кислорода, костная ткань -- 28.5%; всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 43 кг кислорода. В организм животных и человека кислород поступает в основном через органы дыхания (свободный кислород) и с водой (связанный кислород). Потребность организма в кислороде определяется уровнем (интенсивностью) обмена веществ, который зависит от массы и поверхности тела, возраста, пола, характера питания, внешних условий и др. В экологии как важную энергетическую характеристику определяют отношение суммарного дыхания (то есть суммарных окислительных процессов) сообщества организмов к его суммарной биомассе.
Небольшие количества кислорода используют в медицине: кислородом (из так называемых кислородных подушек) дают некоторое время дышать больным, у которых затруднено дыхание. Нужно, однако, иметь в виду, что длительное вдыхание воздуха, обогащенного кислородом, опасно для здоровья человека. Высокие концентрации кислорода вызывают в тканях образование свободных радикалов, нарушающих структуру и функции биополимеров. Сходным действием на организм обладают и ионизирующие излучения. Поэтому понижение содержания кислорода (гипоксия) в тканях и клетках при облучении организма ионизирующей радиацией обладает защитным действием -- так называемый кислородный эффект. Этот эффект используют в лучевой терапии: повышая содержание кислорода в опухоли и понижая его содержание в окружающих тканях усиливают лучевое поражение опухолевых клеток и уменьшают повреждение здоровых. При некоторых заболеваниях применяют насыщение организма кислородом под повышенным давлением -- гипербарическую оксигенацию.