План работы:Введение Строение атома углерода.Распространение в природе.Получение углерода.Физические и химические свойства.Народнохозяйственное значение.Углерод в организме.Список литературы.ВведениеУглерод (лат. Carboneum), С - химический элемент IV группы периодическойсистемы Менделеева. Известны два стабильных изотопа 12С (98,892 %) и 13С(1,108 %).Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь служил длявосстановления металлов из руд, алмаз - как драгоценный камень.Значительно позднее стали применяться графит для изготовления тиглей икарандашей. В 1778 К. Шееле, нагревая графит с селитрой, обнаружил, что при этом,как и при нагревании угля с селитрой, выделяется углекислый газ.Химический состав алмаза был установлен в результате опытов А.Лавуазье(1772) по изучения горения алмаза на воздухе и исследований С.Теннанта(1797), доказавшего, что одинаковые количества алмаза и угля дают приокислении равные количества углекислого газа. Углерод как химическийэлемент был признан только в 1789 А.Лавуазье. Латинское названиесarboneum углерод получил от сarbo — уголь.Строение атома углерода.Ядро наиболее стабильного изотопа углерода массой 12 Прикомнатной температуре и нормальном давлении (0,1 Мн/м2, или 1кгс/см2)графит термодинамически стабилен. Алмаз - очень твердое, кристаллическоевещество. Кристаллы имеют кубическую гранецентрированную решетку:а=3,560(. При которые, однако, могутбыть разорваны в сравнительно мягких физиологических условиях (эти связимогут быть одинарными, двойными и тройными углеродаобразовывать 4 равнозначные валентные связи с другими атомами. Углеродсоздает возможность для построения углеродных скелетов различных типов -линейных, разветвленных, циклических. Показательно, что всего триэлемента - С, О, Н - составляют 98 % общей массы живых организмов. Этимдостигается определенная экономичность в живой природе: при практическибезграничном структурном разнообразии углеродистых соединений небольшоечисло типов химических связей позволяет на много сократить количествоферментов, необходимых для расщепления и синтеза органических веществ.Особенности строения атома углерода лежит в основе различных видовизомерии органических соединений к оптической изомерииоказалась решающей в биохимической эволюции аминокислот, углеводов инекоторых алкалоидов).Согласно гипотезе А. И. Опарина, первые органические соединения на Землеимели абиогенное происхождение. Источниками углерода служили (СН4)ицианистый водород (HCN),содержавшиеся в первичной атмосфере Земли. Свозникновением жизни единственным источником неорганического углерода,за счет которого образуется всё органическое вещество биосферы, являетсяуглерода двуокись (СО2),находящийся в атмосфере, а также растворенная вприродных водах в виде НСО3. Наиболее мощный механизм усвоения(ассимиляция) углерода (в форме СО2) - фотосинтез - зелеными растениями. На Земле существует и эволюционно болеедревний усвоения СО2 путем хемосинтеза; в этом случаемикроорганизмы - хемосинтетики используют не лучистую энергию Солнца, аэнергию окисления неорганических соединений. Большинство животныхпотребляют углерод с пищей в виде уже готовых органических соединений. Взависимости от усвоения органических соединений приняторазличать автотрофные организмы и гетеротрофные организмы. Применениедля биосинтеза белка и других питательных веществ микроорганизмов,использующих в качестве единственного источника углерода, углеводородынефти, - одна из важных современных научно - технических проблем.Помимо стабильных изотопов углерода, в природе 14С (в организме человека его содержится около 0,1мккюри).С использованием изотопов углерода в биологических и медицинскихисследованиях связаны многие крупные достижения в изучении обменавеществ и круговорота углерода в природе. Так, с радиоуглероднойметки была доказана возможность фиксации Н14СО3 растениями и тканямиживотных, установлена последовательность реакции фотосинтеза, изученобмен аминокислот, прослежены пути биосинтеза многих биологическиактивных соединений и т. д. Применение 14С успехаммолекулярной биологии в изучении механизмов биосинтеза белка и передачинаследственной информации. Определение удельной активности 14С вуглеродсодержащих органических остатках позволяет судить об их возрасте,что используется в палеонтологии и археологии.
Дано: V(CO₂)=112м³ или ω%(выхода этанола)=85% Vm=22,4м³/кмоль
m₁(C₂H₅OH)-? 1. Определяем количество вещества оксида углерода(lV) в 112м₃: n(CO₂)=V(CO₂)÷Vm =112м³÷22,4м³/кмоль=5кмоль 2. Запишем уравнение реакции: C₆H₁₂O₆ ⇒ 2C₂H₅OH+2CO₂ -спиртовое брожение, спирт и оксид углерода(lV) 3. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции из 1кмоль спирта образовалось 2 кмоль спирта и 2кмоль оксида углерода(lV), значит если образовалось 5кмоль оксида углерода(lV), то соответственно подверглось брожению 2,5кмоль глюкозы и образовалось 5кмоль спирта. 4. Определяем молярную массу спирта: M(C₂H₅OH)=12x2+1x5+16+1=46кг./кмоль 5. Определяем массу спирта количеством вещества 5кмоль: m₂(C₂H₅OH)=n(C₂H₅OH)xM(C₂H₅OH)=5кмольх46кг./кмоль= 230кг. 6. Определяем выход спирта от теоретически возможного: m₁(C₂H₅OH)= = ω%(выхода этанола) х m₁(C₂H₅OH)÷100%=80%х230кг.÷100%=184кг. 7. ответ: в процессе спиртового брожения глюкозы образовалось 184кг.спирта.
молоко- сложное вещество
спирт- сложное вещество
углекислый газ- сложное вещество
водород- простое вещество
железо- простое вещество