La creciente motorización trae consigo la necesidad de medidas de protección medioambiental. El aire de las ciudades está cada vez más contaminado con sustancias nocivas para la salud humana, especialmente monóxido de carbono, hidrocarburos no quemados, óxidos de nitrógeno, compuestos de plomo, compuestos de azufre, etc. En gran medida, se trata de productos de la combustión incompleta de los combustibles utilizados en las empresas, en la vida cotidiana y también en los motores de los automóviles.
Además de las sustancias tóxicas durante el funcionamiento de los vehículos, su ruido también tiene efectos nocivos para la población. Recientemente, en las ciudades, el nivel de ruido ha aumentado 1 dB al año, por lo que es necesario no sólo detener el aumento del nivel de ruido general, sino también reducirlo. La exposición constante al ruido provoca enfermedades nerviosas y reduce la capacidad de trabajo de las personas, especialmente de aquellas que realizan actividades mentales. La motorización lleva el ruido a lugares remotos y antes tranquilos. Lamentablemente, todavía no se ha prestado la debida atención a la reducción del ruido generado por las máquinas agrícolas y de carpintería. Una motosierra genera ruido en gran parte del bosque, lo que provoca cambios en las condiciones de vida de los animales y, en muchas ocasiones, provoca la extinción de determinadas especies.
Sin embargo, la fuente más común de críticas es la contaminación del aire provocada por los gases de escape de los vehículos.
Durante el tráfico intenso, los gases de escape se acumulan cerca de la superficie del suelo y, en presencia de radiación solar, especialmente en ciudades industriales ubicadas en cuencas mal ventiladas, se forma el llamado smog. La atmósfera está tan contaminada que permanecer en ella es perjudicial para la salud. Los agentes de tránsito estacionados en algunas intersecciones concurridas usan máscaras de oxígeno para mantener su salud. Particularmente dañino es el monóxido de carbono, relativamente pesado, que se encuentra cerca de la superficie terrestre y que penetra en los pisos inferiores de edificios y garajes y que en más de una ocasión ha provocado muertes.
Las normas legislativas limitan el contenido de sustancias nocivas en los gases de escape de los vehículos y son cada vez más estrictas (Tabla 1).
Las regulaciones son una gran preocupación para los fabricantes de automóviles; También afectan indirectamente a la eficiencia del transporte por carretera.
Para una combustión completa del combustible, se puede dejar un exceso de aire para asegurar un buen movimiento del combustible con él. El exceso de aire requerido depende del grado de mezcla del combustible con el aire. En los motores de carburador se dedica un tiempo considerable a este proceso, ya que el recorrido del combustible desde el dispositivo formador de mezcla hasta la bujía es bastante largo.
Un carburador moderno permite la formación de varios tipos de mezclas. Se necesita la mezcla más rica para arrancar el motor en frío, ya que una parte importante del combustible se condensa en las paredes del colector de admisión y no ingresa inmediatamente al cilindro. En este caso sólo se evapora una pequeña parte de las fracciones ligeras del combustible. Cuando el motor se calienta, también se requiere una mezcla rica.
Cuando el vehículo está en marcha, la composición de la mezcla aire-combustible debe ser pobre, lo que garantizará una buena eficiencia y un bajo consumo específico de combustible. Para lograr la máxima potencia del motor, es necesario tener una mezcla rica para poder utilizar completamente toda la masa de aire que ingresa al cilindro. Para garantizar buenas cualidades dinámicas del motor cuando se abre rápidamente la válvula de mariposa, es necesario suministrar adicionalmente una cierta cantidad de combustible a la tubería de admisión, lo que compensa el combustible que se ha depositado y condensado en las paredes de la tubería como resultado del aumento de presión en el mismo.
Para garantizar una buena mezcla del combustible con el aire, se deben crear altas velocidades y rotación del aire. Si la sección transversal del difusor del carburador es constante, entonces a bajas velocidades del motor, para una buena formación de la mezcla, la velocidad del aire en él es baja, y a altas velocidades, la resistencia del difusor conduce a una disminución en la masa de aire. entrando al motor. Esta desventaja se puede eliminar utilizando un carburador con una sección transversal de difusor variable o inyección de combustible en el colector de admisión.
Existen varios tipos de sistemas de inyección de gasolina en el colector de admisión. En los sistemas más utilizados, el combustible se suministra a través de una boquilla separada para cada cilindro, lo que garantiza una distribución uniforme del combustible entre los cilindros y elimina la sedimentación y condensación del combustible en las paredes frías del colector de admisión. Es más fácil acercar la cantidad de combustible inyectado a la cantidad óptima que requiere el motor en este momento. No es necesario utilizar difusor y se eliminan las pérdidas de energía que se producen al pasar el aire a través del mismo. Un ejemplo de un sistema de suministro de combustible de este tipo es el sistema de inyección Bosch K-Jetronic, de uso frecuente.
El diagrama de este sistema se muestra en la Fig. 1. El tubo cónico 1, en el que se mueve la válvula 3, que gira sobre la palanca 2, está diseñado de modo que la elevación de la válvula sea proporcional al flujo másico de aire. Las ventanillas 5 para el paso del combustible se abren mediante el carrete 6 en el cuerpo del regulador cuando la palanca se mueve bajo la influencia del flujo de aire entrante. Los cambios necesarios en la composición de la mezcla de acuerdo con las características individuales del motor se logran mediante la forma del tubo cónico. La palanca con la válvula está equilibrada por un contrapeso; las fuerzas de inercia durante las vibraciones del vehículo no afectan la válvula.
 |
| Arroz. 1. Sistema de inyección de gasolina Bosch K-Jetronic: |
|---|
| 1 - tubo de entrada; 2 - palanca de la válvula de la placa de aire; 3 - válvula de placa de aire; 4 - válvula de mariposa; 5 - ventanas; 6 - carrete dosificador; 7 - tornillo de ajuste; 8 - inyector de combustible; 9 - cámara inferior del regulador; 10 - válvula de distribución; 11 - membrana de acero; 12 - asiento de válvula; 13 - resorte de la válvula de distribución; 14 - válvula reductora de presión; 15 - bomba de combustible; 16 - tanque de combustible; 17 - filtro de combustible; 18 - regulador de presión de combustible; 19 - regulador de suministro de aire adicional; 20 - válvula de derivación de combustible; 21 - inyector de combustible de arranque en frío; 22 - sensor de temperatura del agua del termostato. |
El flujo de aire que ingresa al motor está controlado por la válvula de mariposa 4. La amortiguación de las vibraciones de las válvulas, y con ellas de la corredera, que se producen a bajas revoluciones del motor debido a las pulsaciones de la presión del aire en el colector de admisión, se consigue mediante chorros en el sistema de combustible. Para regular la cantidad de combustible suministrado también se utiliza el tornillo 7 ubicado en la palanca de la válvula.
Entre la ventana 5 y la boquilla 8 hay una válvula distribuidora 10, que, mediante un resorte 13 y un asiento 12 apoyado sobre la membrana 11, mantiene una presión de inyección constante en la boquilla de la boquilla de 0,33 MPa a una presión delante de la válvula de 0,47 MPa.
El combustible del tanque 16 es suministrado por una bomba de combustible eléctrica 15 a través de un regulador de presión 18 y un filtro de combustible 17 a la cámara inferior 9 de la carcasa del regulador. La presión constante del combustible en el regulador se mantiene mediante la válvula reductora de presión 14. El regulador de diafragma 18 está diseñado para mantener la presión del combustible cuando el motor no está en marcha. Esto evita la formación de bolsas de aire y garantiza un buen arranque del motor caliente. El regulador también ralentiza el aumento de la presión del combustible al arrancar el motor y amortigua sus fluctuaciones en la tubería.
El arranque en frío del motor se ve facilitado por varios dispositivos. La válvula de derivación 20, controlada por un resorte bimetálico, abre la línea de drenaje hacia el tanque de combustible durante un arranque en frío, lo que reduce la presión del combustible en el extremo del carrete. Esto altera el equilibrio de la palanca y a la misma cantidad de aire entrante corresponderá un mayor volumen de combustible inyectado. Otro dispositivo es el regulador de suministro de aire adicional 19, cuya membrana también se abre mediante un resorte bimetálico. Se necesita aire adicional para superar la mayor resistencia a la fricción de un motor frío. El tercer dispositivo es el inyector de combustible de arranque en frío 21, controlado por un termostato 22 en la camisa de agua del motor, que mantiene el inyector abierto hasta que el refrigerante del motor alcanza una temperatura establecida.
El equipamiento electrónico del sistema de inyección de gasolina considerado está limitado al mínimo. Cuando el motor está parado, la bomba de combustible eléctrica se apaga y hay menos exceso de aire que con la inyección directa de combustible, sin embargo, la gran superficie de enfriamiento de las paredes conduce a grandes pérdidas de calor, lo que provoca una caída.
Formación de monóxido de carbono CO e hidrocarburos CH x
Cuando se quema una mezcla de composición estequiométrica, se debe formar dióxido de carbono CO 2 inofensivo y vapor de agua, y si hay falta de aire debido a que parte del combustible se quema de manera incompleta, monóxido de carbono CO tóxico adicional e hidrocarburos no quemados CH. Se debe formar x.
Estos componentes nocivos de los gases de escape pueden quemarse y volverse inofensivos. Para ello, es necesario suministrar aire fresco con un compresor especial K (Fig. 2) a un lugar del tubo de escape donde se puedan quemar los productos nocivos de una combustión incompleta. A veces esto se hace soplando aire directamente sobre la válvula de escape caliente.
Por regla general, inmediatamente detrás del motor, directamente en la salida de los gases de escape, se encuentra un reactor térmico para la postcombustión de CO y CHx. Los gases de escape M se suministran al centro del reactor y se eliminan de su periferia al tubo de escape V. La superficie exterior del reactor tiene aislamiento térmico I.
En la parte central más caliente del reactor hay una cámara de fuego calentada por los gases de escape, donde se queman los productos de la combustión incompleta del combustible. Esto libera calor, que mantiene la alta temperatura del reactor.
Los componentes no quemados de los gases de escape se pueden oxidar sin combustión utilizando un catalizador. Para ello, es necesario añadir a los gases de escape aire secundario, necesario para la oxidación, cuya reacción química será realizada por el catalizador. Esto también libera calor. El catalizador suele ser de metales raros y preciosos, por lo que es muy caro.
Los catalizadores se pueden utilizar en cualquier tipo de motor, pero tienen una vida útil relativamente corta. Si hay plomo en el combustible, la superficie del catalizador se envenena rápidamente y queda inutilizable. La producción de gasolina de alto octanaje sin agentes antidetonantes de plomo es un proceso bastante complejo que consume mucho petróleo, lo que no es económicamente viable si hay escasez de petróleo. Está claro que la postcombustión del combustible en un reactor térmico provoca pérdidas de energía, aunque la combustión libera calor que puede aprovecharse. Por lo tanto, es aconsejable organizar el proceso en el motor de tal manera que cuando se queme combustible en él, se forme una cantidad mínima de sustancias nocivas. Al mismo tiempo, cabe señalar que para cumplir con los futuros requisitos legislativos, el uso de catalizadores será inevitable.
Formación de óxidos de nitrógeno NO x
Los óxidos de nitrógeno, nocivos para la salud, se forman a altas temperaturas de combustión en condiciones de composición de mezcla estequiométrica. Reducir la emisión de compuestos nitrogenados conlleva ciertas dificultades, ya que las condiciones para su reducción coinciden con las condiciones para la formación de productos nocivos de una combustión incompleta y viceversa. Al mismo tiempo, se puede reducir la temperatura de combustión introduciendo algo de gas inerte o vapor de agua en la mezcla.
Para ello se recomienda recircular los gases de escape enfriados al colector de admisión. La consiguiente disminución de potencia requiere una mezcla más rica y una mayor apertura de la válvula de mariposa, lo que aumenta las emisiones globales de CO y CHx nocivos de los gases de escape.
La recirculación de gases de escape, combinada con una reducción de la relación de compresión, sincronización variable de válvulas y encendido retardado, puede reducir los NOx hasta en un 80%.
Los óxidos de nitrógeno se eliminan de los gases de escape también mediante métodos catalíticos. En este caso, los gases de escape pasan primero a través de un catalizador de reducción, en el que se reduce el contenido de NOx, y luego, junto con aire adicional, a través de un catalizador de oxidación, donde se eliminan CO y CHx. En la figura 2 se muestra un diagrama de dicho sistema de dos componentes. 3.
Para reducir el contenido de sustancias nocivas en los gases de escape se utilizan las llamadas sondas α, que también pueden utilizarse junto con un catalizador de dos componentes. La peculiaridad del sistema con sonda α es que no se suministra aire adicional para la oxidación al catalizador, pero la sonda α monitorea constantemente el contenido de oxígeno en los gases de escape y controla el suministro de combustible para que la composición de la mezcla siempre corresponda a el estequiométrico. En este caso, CO, CH x y NO x estarán presentes en cantidades mínimas en los gases de escape.
El principio de funcionamiento de la sonda α es que en un rango estrecho cerca de la composición estequiométrica de la mezcla α = 1, el voltaje entre las superficies interior y exterior de la sonda cambia bruscamente, lo que sirve como pulso de control para el dispositivo que regula el suministro de combustible. El elemento sensible 1 de la sonda está hecho de dióxido de circonio y sus superficies 2 están recubiertas con una capa de platino. Las características de voltaje U entre las superficies interior y exterior del elemento sensor se muestran en la Fig. 4.
Otras sustancias tóxicas
Los agentes antidetonantes, como el tetraetilo de plomo, se suelen utilizar para aumentar el octanaje del combustible. Para evitar que se depositen compuestos de plomo en las paredes de la cámara de combustión y en las válvulas, se utilizan los llamados eliminadores, en particular dibromoetilo.
Estos compuestos ingresan a la atmósfera con los gases de escape y contaminan la vegetación a lo largo de las carreteras. Cuando los compuestos de plomo ingresan al cuerpo humano con los alimentos, tienen un efecto nocivo para la salud humana. Ya se ha mencionado la deposición de plomo en los catalizadores de los gases de escape. En este sentido, una tarea importante actualmente es la eliminación del plomo de la gasolina.
El aceite que ingresa a la cámara de combustión no se quema por completo y aumenta el contenido de CO y CH x en los gases de escape. Para eliminar este fenómeno es necesario un alto apriete de los aros del pistón y mantener un buen estado técnico del motor.
La combustión de grandes cantidades de aceite es especialmente típica de los motores de dos tiempos, en los que se añade al combustible. Las consecuencias negativas del uso de mezclas de gasolina y aceite se mitigan parcialmente dosificando el aceite con una bomba especial de acuerdo con la carga del motor. Existen dificultades similares cuando se utiliza el motor Wankel.
Los vapores de gasolina también tienen efectos nocivos para la salud humana. Por tanto, la ventilación del cárter debe realizarse de tal forma que los gases y vapores que penetran en el cárter debido a una mala estanqueidad no entren a la atmósfera. La fuga de vapores de gasolina del tanque de combustible se puede prevenir mediante la adsorción y succión de vapores en el sistema de admisión. También están prohibidas las fugas de aceite del motor y la caja de cambios y la contaminación del vehículo como resultado con aceites para mantener un entorno limpio.
Reducir el consumo de petróleo es tan importante desde el punto de vista económico como ahorrar combustible, ya que los aceites son mucho más caros que el combustible. La inspección y el mantenimiento regulares reducirán el consumo de aceite debido a mal funcionamiento del motor. Se pueden observar fugas de aceite en el motor, por ejemplo, debido a una mala estanqueidad de la tapa de la culata. Debido a la fuga de aceite, el motor se ensucia, lo que puede provocar un incendio.
Las fugas de aceite también son peligrosas debido a la baja estanqueidad del sello del cigüeñal. En este caso, el consumo de aceite aumenta notablemente y el coche deja marcas de suciedad en la carretera.
Contaminar un automóvil con aceite es muy peligroso y las manchas de aceite debajo del automóvil son motivo para prohibir su funcionamiento.
El aceite que se escapa del sello del cigüeñal puede ingresar al embrague y provocar que patine. Sin embargo, la entrada de aceite en la cámara de combustión tiene consecuencias más negativas. Y aunque el consumo de petróleo es relativamente pequeño, su combustión incompleta aumenta la emisión de componentes nocivos en los gases de escape. La quema de aceite se manifiesta en un exceso de humo en el automóvil, típico de los motores de cuatro tiempos, así como en un desgaste considerable.
En los motores de cuatro tiempos, el aceite penetra en la cámara de combustión a través de los aros del pistón, lo que se nota especialmente cuando hay mucho desgaste en ellos y en el cilindro. La razón principal de la penetración de aceite en la cámara de combustión es el ajuste desigual de los anillos de compresión a la circunferencia del cilindro. El aceite se drena de las paredes del cilindro a través de las ranuras del anillo raspador de aceite y los orificios de su ranura.
A través del espacio entre la varilla y la guía de la válvula de admisión, el aceite penetra fácilmente en el colector de admisión, donde se produce el vacío. Esto es especialmente común cuando se utilizan aceites de baja viscosidad. El consumo de aceite a través de esta unidad se puede evitar usando un sello de goma en el extremo de la guía de la válvula.
Los gases del cárter del motor, que contienen muchas sustancias nocivas, generalmente se descargan a través de una tubería especial al sistema de admisión. Al ingresar al cilindro, los gases del cárter se queman junto con la mezcla de aire y combustible.
Los aceites de baja viscosidad reducen las pérdidas por fricción, mejoran el rendimiento del motor y reducen el consumo de combustible. Sin embargo, no se recomienda utilizar aceites con una viscosidad inferior a la prescrita por las normas. Esto puede provocar un mayor consumo de aceite y un mayor desgaste del motor.
Debido a la necesidad de conservar el petróleo, la recogida y el uso del aceite usado se están convirtiendo en cuestiones cada vez más importantes. Al regenerar aceites viejos, es posible obtener una cantidad importante de lubricantes líquidos de alta calidad y al mismo tiempo prevenir la contaminación ambiental al detener el vertido de aceites usados a los cursos de agua.
Determinación de la cantidad permitida de sustancias nocivas.
Eliminar sustancias nocivas de los gases de escape es una tarea bastante complicada. En altas concentraciones, estos componentes son muy perjudiciales para la salud. Por supuesto, es imposible cambiar inmediatamente la situación actual, especialmente en lo que respecta al parque de vehículos en uso. Por lo tanto, los requisitos legales para controlar el contenido de sustancias nocivas en los gases de escape están diseñados para los vehículos nuevos producidos. Estas regulaciones se irán mejorando gradualmente teniendo en cuenta los nuevos avances de la ciencia y la tecnología.
La purificación de los gases de escape se asocia con un aumento del consumo de combustible de casi un 10%, una disminución de la potencia del motor y un aumento del coste del vehículo. Al mismo tiempo, también aumenta el coste del mantenimiento de los vehículos. Los catalizadores también son caros porque sus componentes están hechos de metales raros. La vida útil debería calcularse para 80.000 kilómetros de recorrido del vehículo, pero aún no se ha alcanzado. Los catalizadores utilizados actualmente duran unos 40.000 km y utilizan gasolina sin impurezas de plomo.
La situación actual pone en duda la eficacia de unas estrictas normas sobre el contenido de impurezas nocivas, ya que esto provoca un aumento significativo del coste del vehículo y de su funcionamiento y, en última instancia, conduce a un mayor consumo de petróleo.
Con el estado actual de los motores de gasolina y diésel todavía no es posible cumplir los estrictos requisitos de pureza de los gases de escape que se plantearán en el futuro. Por tanto, conviene prestar atención a un cambio radical en la central eléctrica de los vehículos mecánicos.
Trabajo de prueba en toda Rusia VPR Trabajo de prueba en toda Rusia - Química 11º grado
Explicaciones para la muestra del trabajo de prueba de toda Rusia.
Al familiarizarse con un trabajo de prueba de muestra, debe tener en cuenta que las tareas incluidas en la muestra no reflejan todas las habilidades y cuestiones de contenido que se evaluarán como parte del trabajo de prueba de toda Rusia. En el Codificador de elementos de contenido y requisitos para el nivel de formación de los graduados para el desarrollo de una prueba de química en toda Rusia se proporciona una lista completa de los elementos de contenido y las habilidades que se pueden evaluar en el trabajo. El propósito del trabajo de prueba de muestra es dar una idea de la estructura del trabajo de prueba de toda Rusia, el número y la forma de las tareas y su nivel de complejidad.
Instrucciones para realizar el trabajo.
La prueba incluye 15 tareas. Se asigna 1 hora 30 minutos (90 minutos) para completar el trabajo de química.
Formule sus respuestas en el texto del trabajo de acuerdo con las instrucciones de los trabajos. Si escribes una respuesta incorrecta, táchala y escribe una nueva al lado.
Al realizar el trabajo, se le permite utilizar los siguientes materiales adicionales:
– Tabla periódica de elementos químicos D.I. Mendeléiev;
– tabla de solubilidad de sales, ácidos y bases en agua;
– series electroquímicas de tensiones metálicas;
– calculadora no programable.
Al completar las tareas, puede utilizar un borrador. Las entradas en borrador no serán revisadas ni calificadas.
Le recomendamos que complete las tareas en el orden en que se le asignan. Para ahorrar tiempo, omita una tarea que no pueda completar inmediatamente y pase a la siguiente. Si le queda tiempo después de completar todo el trabajo, puede volver a las tareas perdidas.
Los puntos que recibe por las tareas completadas se resumen. Intenta completar tantas tareas como sea posible y consigue la mayor cantidad de puntos.
¡Le deseamos éxito!
1. Por tu curso de química conoces los siguientes métodos para separar mezclas: sedimentación, filtración, destilación (destilación), acción magnética, evaporación, cristalización. Las figuras 1 a 3 muestran ejemplos del uso de algunos de los métodos enumerados.
¿Cuál de los siguientes métodos para separar mezclas se puede utilizar para la purificación?
1) harina de las virutas de hierro que le entraron;
2) ¿agua a partir de sales inorgánicas disueltas en ella?
Anote el número de figura y el nombre del método correspondiente para separar la mezcla en la tabla.
Las limaduras de hierro son atraídas por un imán.
Durante la destilación, después de la condensación del vapor de agua, quedan cristales de sal en el recipiente.
2. La figura muestra un modelo de la estructura electrónica de un átomo de alguna sustancia química.elemento.
Con base en el análisis del modelo propuesto, complete las siguientes tareas:
1) identificar el elemento químico cuyo átomo tiene dicha estructura electrónica;
2) indique el número de período y el número de grupo en la Tabla Periódica de Elementos Químicos D.I. Mendeleev, en el que se ubica este elemento;
3) determinar si la sustancia simple que forma este elemento químico es un metal o un no metal.
Escribe tus respuestas en la tabla.
Respuesta:
NORTE; 2; 5 (o V); no metal
Para determinar un elemento químico, se debe contar el número total de electrones, que vemos en la figura (7)
tomando la tabla periódica, podemos determinar fácilmente el elemento (el número de electrones encontrados es igual al número atómico del elemento) (N-nitrógeno)
después de esto determinamos el número de grupo (columna vertical) (5) y la naturaleza de este elemento (no metal)
3. Tabla periódica de elementos químicos D.I. Mendeleev– un rico depósito de información sobre elementos químicos, sus propiedades y las propiedades de sus compuestos, sobre los patrones de cambios en estas propiedades, sobre los métodos de obtención de sustancias, así como sobre su ubicación en la naturaleza. Por ejemplo, se sabe que con un aumento en el número atómico de un elemento químico en períodos, los radios de los átomos disminuyen y en los grupos aumentan.
Considerando estos patrones, ordene los siguientes elementos en orden de radios atómicos crecientes: N, C, Al, Si. Escriba las designaciones de los elementos en la secuencia requerida.
Respuesta: ____________________________
N → C → Si → Al
4. La siguiente tabla enumera las propiedades características de las sustancias que tienen una estructura molecular e iónica.
Usando esta información, determine qué estructura tienen las sustancias nitrógeno N2 y sal de mesa NaCl. Escribe tu respuesta en el espacio provisto:
1) nitrógeno N2 ________________________________________________________________
2) sal de mesa NaCl ___________________________________________________
nitrógeno N2 – estructura molecular;
sal de mesa NaCl – estructura iónica
5. Las sustancias inorgánicas complejas se pueden distribuir condicionalmente, es decir, clasificar en cuatro grupos, como se muestra en el diagrama. En este diagrama para cada uno de los cuatro grupos, complete los nombres que faltan de los grupos o fórmulas químicas de las sustancias (un ejemplo de fórmulas) que pertenecen a este grupo.
Se anotan los nombres de los grupos: bases, sales;
Se escriben fórmulas de sustancias de los grupos correspondientes.
CaO, bases, HCl, sales
Lea el siguiente texto y complete las tareas 6 a 8.
La industria alimentaria utiliza el aditivo alimentario E526, que es hidróxido de calcio Ca(OH)2. Se utiliza en la elaboración de: zumos de frutas, papillas, pepinos encurtidos, sal de mesa, confitería y dulces.
Es posible producir hidróxido de calcio a escala industrial mezclando óxido de calcio con agua, este proceso se llama enfriamiento.
El hidróxido de calcio se utiliza ampliamente en la producción de materiales de construcción como cal, yeso y morteros de yeso. Esto se debe a su habilidad interactuar con el dióxido de carbono CO2 contenida en el aire. La misma propiedad de una solución de hidróxido de calcio se utiliza para medir el contenido cuantitativo de dióxido de carbono en el aire.
Una propiedad útil del hidróxido de calcio es su capacidad para actuar como floculante que purifica las aguas residuales de partículas suspendidas y coloidales (incluidas las sales de hierro). También se utiliza para aumentar el pH del agua, ya que el agua natural contiene sustancias (p. ej. ácidos), provocando corrosión en las tuberías de fontanería.
1. Escribe una ecuación molecular para la reacción para producir hidróxido de calcio, que
mencionado en el texto.
2. Explique por qué este proceso se llama extinción.
Respuesta:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) CaO + H2O = Ca(OH)2
2) Cuando el óxido de calcio interactúa con el agua, se libera una gran cantidad.
cantidad de calor, por lo que el agua hierve y silba, como si golpeara una brasa, cuando se apaga el fuego con agua (o “este proceso se llama apagar porque como resultado se forma cal apagada”)
1. Escribe una ecuación molecular para la reacción entre el hidróxido de calcio y el dióxido de carbono.
gas, que se menciona en el texto.
Respuesta:__________________________________________________________________________
2. Explique qué características de esta reacción permiten su uso para la detección.
dióxido de carbono en el aire.
Respuesta:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O
2) Como resultado de esta reacción, se forma una sustancia insoluble: carbonato de calcio, se observa turbidez de la solución original, lo que permite juzgar la presencia de dióxido de carbono en el aire (cualitativo
reacción al CO 2)
1. Escribe una ecuación iónica abreviada para la reacción mencionada en el texto entre
hidróxido de calcio y ácido clorhídrico.
Respuesta:__________________________________________________________________________
2. Explique por qué se utiliza esta reacción para aumentar el pH del agua.
Respuesta:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) OH – + H + = H 2 O (Ca(OH)2+ 2HCl = CaCl2 + 2H2O)
2) La presencia de ácido en el agua natural provoca valores bajos de pH de esta agua. El hidróxido de calcio neutraliza el ácido y aumenta los valores de pH.
La escala de pH existe de 0 a 14. de 0-6 – ambiente ácido, 7 – ambiente neutro, 8-14 – ambiente alcalino
9. Se proporciona un diagrama de la reacción redox.
H 2 S + Fe 2 O 3 → FeS + S + H 2 O
1. Haz una balanza electrónica para esta reacción.
Respuesta:__________________________________________________________________________
2. Identificar el agente oxidante y el agente reductor.
Respuesta:__________________________________________________________________________
3. Ordena los coeficientes en la ecuación de reacción.
Respuesta:__________________________________________________________________________
1) Se ha elaborado un saldo electrónico:
| 2Fe +3 + 2ē → 2Fe +2 | 2 | 1 | |
| 2 | |||
| S -2 – 2ē → S 0 | 2 | 1 |
2) Se indica que el azufre en estado de oxidación –2 (o H 2 S) es un agente reductor, y el hierro en estado de oxidación +3 (o Fe 2 O 3) es un agente oxidante;
3) Se ha elaborado la ecuación de reacción:
3H 2 S + Fe 2 O 3 = 2FeS + S + 3H 2 O
10. Se da el esquema de transformación:
Fe → FeCl 2 → Fe(NO 3) 2 → Fe(OH) 2
Escribe ecuaciones moleculares de reacciones que puedan usarse para llevar a cabo.
las transformaciones indicadas.
1) _________________________________________________________________________
2) _________________________________________________________________________
3) _________________________________________________________________________
Las ecuaciones de reacción correspondientes al esquema de transformación se escriben:
1) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
2) FeCl 2 + 2AgNO 3 = Fe(NO 3) 2 + 2AgCl
3) Fe(NO 3) 2 + 2KOH = Fe(OH) 2 + 2KNO 3
(Se permiten otras ecuaciones que no contradicen las condiciones para especificar ecuaciones.
reacciones.)
11. Establecer una correspondencia entre la fórmula de una sustancia orgánica y la clase/grupo, al que pertenece esta sustancia: para cada posición indicada por una letra, seleccione la posición correspondiente indicada por un número.
Escriba los números seleccionados en la tabla debajo de las letras correspondientes.
Respuesta:
| A | B | EN |
- C3H8 – CnH2n+2 – alcano
- C3H6 – CnH2n-alqueno
- C2H6O – CnH2n+2O-alcohol
12. En los esquemas propuestos de reacciones químicas, inserte las fórmulas de las sustancias que faltan y ordene los coeficientes.
1) C 2 H 6 + ……………..… → C 2 H 5 Cl + HCl
2) C 3 H 6 + ……………..… → CO 2 + H 2 O
1) C 2 H 6 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl
2) 2C 3 H 6 + 9O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
(Las probabilidades fraccionarias son posibles).
13. El propano se quema con bajos niveles de emisiones tóxicas a la atmósfera. Por ello se utiliza como fuente de energía en muchos ámbitos, por ejemplo en encendedores de gas y para calentar casas de campo.
¿Qué volumen de dióxido de carbono (CO) se produce cuando se queman completamente 4,4 g de propano?
Escriba una solución detallada al problema.
Respuesta:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) Se ha compilado la ecuación para la reacción de combustión del propano:
C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O
2) norte(C 3 H 8) = 4,4/44 = 0,1 mol
norte(CO 2) = 3norte(C 3 H 8) = 0,3 mol
3) V(O 2) = 0,3 22,4 = 6,72 l
14. El alcohol isopropílico se utiliza como disolvente universal: se incluye en productos químicos domésticos, perfumes y cosméticos y en líquidos lavaparabrisas de automóviles. De acuerdo con el diagrama siguiente, cree ecuaciones de reacción para la producción de este alcohol. Al escribir ecuaciones de reacción, utilice las fórmulas estructurales de sustancias orgánicas.
1) _______________________________________________________
2) _______________________________________________________
3) _______________________________________________________
Las ecuaciones de reacción correspondientes al esquema se escriben:
(Se permiten otras ecuaciones de reacción que no contradigan las condiciones para especificar ecuaciones de reacción).
15. En medicina, una solución salina es una solución de cloruro de sodio al 0,9% en agua. Calcule la masa de cloruro de sodio y la masa de agua necesarias para preparar 500 g de solución salina. Escriba una solución detallada al problema.
Respuesta:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) m(NaCl) = 4,5 g
2) m(agua) = 495,5 g
m(solución) = 500g m(sal) = x
x/500 * 100%= 0,9%
m(sal) = 500* (0,9/100)= 4,5 g
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia
A pesar de que en la práctica de la calefacción de viviendas nos enfrentamos constantemente a la necesidad de garantizar la seguridad debido a la presencia de productos de combustión tóxicos en la atmósfera de las instalaciones, así como a la formación de mezclas de gases explosivos (debido a fugas de gas natural utilizado como combustible), estos problemas siguen siendo relevantes. El uso de analizadores de gas puede evitar consecuencias adversas.
GRAMO La quema, como se sabe, es un caso especial de reacción de oxidación acompañada de liberación de luz y calor. Cuando se queman combustibles de carbono, incluido el gas, el carbono y el hidrógeno, que forman parte de compuestos orgánicos, o predominantemente carbono (cuando se quema carbón), se oxidan a dióxido de carbono (CO 2 - dióxido de carbono), monóxido de carbono (CO - monóxido de carbono) y agua. (H2O). Además, entran en reacciones el nitrógeno y las impurezas contenidas en el combustible y (o) en el aire, que se suministra a los quemadores de los generadores de calor (calderas, estufas, chimeneas, estufas de gas, etc.) para la combustión del combustible. En particular, el producto de la oxidación del nitrógeno (N 2) son los óxidos de nitrógeno (NO x), gases que también se clasifican como emisiones nocivas (ver tabla).
Mesa. Contenido permitido de emisiones nocivas en gases emitidos por generadores de calor por clases de equipos de acuerdo con la norma europea.
Monóxido de carbono y sus peligros
El riesgo de intoxicación por monóxido de carbono sigue siendo bastante alto hoy en día, debido a su alta toxicidad y a la falta de conciencia pública.
La mayoría de las veces, la intoxicación por monóxido de carbono se produce por un funcionamiento inadecuado o mal funcionamiento de las chimeneas y estufas tradicionales instaladas en casas particulares, baños, pero también son frecuentes los casos de intoxicación, incluso la muerte, con la calefacción individual con calderas de gas. Además, la intoxicación por monóxido de carbono se observa a menudo, y a menudo también es mortal, en incendios e incluso en incendios localizados de objetos en interiores. El factor común y determinante en este caso es la combustión con falta de oxígeno; es entonces cuando, en lugar de dióxido de carbono, que es seguro para la salud humana, se forma monóxido de carbono en cantidades peligrosas.
Arroz. 1 sensor analizador de gas reemplazable junto con su tablero de control
Al ingresar a la sangre, el monóxido de carbono se une a la hemoglobina y forma carboxihemoglobina. En este caso, la hemoglobina pierde su capacidad para unir oxígeno y transportarlo a los órganos y células del cuerpo. La toxicidad del monóxido de carbono es tal que cuando está presente en la atmósfera en una concentración de sólo el 0,08%, hasta el 30% de la hemoglobina de una persona que respira este aire se convierte en carboxihemoglobina. En este caso, la persona ya siente los síntomas de una intoxicación leve: mareos, dolor de cabeza y náuseas. Con una concentración de CO en la atmósfera del 0,32%, hasta el 40% de la hemoglobina se convierte en carboxihemoglobina y la persona sufre una intoxicación moderada. Su condición es tal que no tiene fuerzas para salir solo de la habitación con la atmósfera envenenada. Cuando el contenido de CO en la atmósfera aumenta al 1,2%, hasta el 50% de la hemoglobina sanguínea pasa a la carboxihemoglobina, lo que corresponde al desarrollo de un estado comatoso en una persona.
Óxidos de nitrógeno: toxicidad y daño ambiental
Cuando se quema combustible, el nitrógeno presente en el combustible o en el aire suministrado para la combustión forma monóxido de nitrógeno (NO) con el oxígeno. Después de un tiempo, este gas incoloro es oxidado por el oxígeno para formar dióxido de nitrógeno (NO2). De los óxidos de nitrógeno, el NO 2 es el más peligroso para la salud humana. Irrita gravemente las membranas mucosas del tracto respiratorio. La inhalación de vapores tóxicos de dióxido de nitrógeno puede provocar una intoxicación grave. Una persona siente su presencia incluso en concentraciones bajas de sólo 0,23 mg/m 3 (umbral de detección). Sin embargo, la capacidad del cuerpo para detectar la presencia de dióxido de nitrógeno desaparece después de 10 minutos de inhalación. Hay sensación de sequedad y dolor en la garganta, pero estos síntomas desaparecen con una exposición prolongada al gas en una concentración 15 veces superior al umbral de detección. Así, el NO 2 debilita el sentido del olfato.
Fig. 2 Alarma de monóxido de carbono
Además, en una concentración de 0,14 mg/m 3, que está por debajo del umbral de detección, el dióxido de nitrógeno reduce la capacidad de los ojos para adaptarse a la oscuridad, y en una concentración de sólo 0,056 mg/m 3 dificulta la respiración. Las personas con enfermedades pulmonares crónicas experimentan dificultad para respirar incluso en concentraciones más bajas.
Las personas expuestas al dióxido de nitrógeno tienen más probabilidades de sufrir enfermedades respiratorias, bronquitis y neumonía.
El dióxido de nitrógeno por sí solo puede causar daño pulmonar. Una vez en el cuerpo, el NO 2, al entrar en contacto con la humedad, forma ácidos nitroso y nítrico, que corroen las paredes de los alvéolos de los pulmones, lo que puede provocar edema pulmonar, que a menudo conduce a la muerte.
Además, las emisiones de dióxido de nitrógeno a la atmósfera bajo la influencia de la radiación ultravioleta, que forma parte del espectro de la luz solar, contribuyen a la formación de ozono.
La formación de óxidos de nitrógeno depende del contenido de nitrógeno en el combustible y del aire de combustión suministrado, del tiempo de permanencia del nitrógeno en la zona de combustión (longitud de la llama) y de la temperatura de la llama.
Dependiendo del lugar y el momento de formación, se liberan óxidos de nitrógeno rápidos y combustibles. Los NOx rápidos se forman durante la reacción del nitrógeno con el oxígeno libre (exceso de aire) en la zona de reacción de la llama.
El NOx del combustible se forma a altas temperaturas de combustión como resultado de la combinación del nitrógeno contenido en el combustible con el oxígeno. Esta reacción absorbe calor y es típica de la combustión de diésel y combustibles orgánicos sólidos (madera, pellets, briquetas). Durante la combustión de gas natural no se forma combustible NO x, ya que el gas natural no contiene compuestos nitrogenados.
Los criterios decisivos para la formación de NOx son la concentración de oxígeno durante el proceso de combustión, el tiempo de permanencia del aire de combustión en la zona de combustión (longitud de la llama) y la temperatura de la llama (hasta 1200 °C - baja, a partir de 1400 °C). - importante y a partir de 1800 ° C - formación máxima de NOx térmicos).
La formación de NOx puede reducirse mediante tecnologías de combustión modernas, como llama fría, recirculación de gases de combustión y bajos niveles de exceso de aire.
Hidrocarburos no combustibles y hollín.
Los hidrocarburos no quemables (C x H y) también se forman como resultado de la combustión incompleta del combustible y contribuyen a la formación del efecto invernadero. Este grupo incluye metano (CH 4), butano (C 4 H 10) y benceno (C 6 H 6). Las razones de su formación son similares a las de la formación de CO: atomización y mezcla insuficientes cuando se utilizan combustibles líquidos y falta de aire cuando se utilizan gas natural o combustibles sólidos.
Además, como resultado de una combustión incompleta en los quemadores diésel, se forma hollín, esencialmente carbono puro (C). A temperaturas normales, el carbono reacciona muy lentamente. Para la combustión completa de 1 kg de carbono (C) se requieren 2,67 kg de O 2. Temperatura de ignición - 725 °C. Las temperaturas más bajas provocan la formación de hollín.
Gas natural y licuado
El propio combustible gaseoso representa un peligro aparte.
El gas natural se compone casi en su totalidad de metano (80-95%), el resto es principalmente etano (hasta un 3,7%) y nitrógeno (hasta un 2,2%). Dependiendo de la zona de producción, puede contener compuestos de azufre y agua en pequeñas cantidades.
El peligro proviene de fugas de combustible de gas debido a daños en el gasoducto, conexiones de gas defectuosas o simplemente por dejarse abierto al suministrar gas al quemador de la estufa de gas (“factor humano”).
Fig. 3 Comprobación de fugas de gas natural
El metano en las concentraciones en las que puede estar presente en la atmósfera de viviendas o al aire libre no es tóxico, pero a diferencia del nitrógeno, es muy explosivo. En estado gaseoso forma una mezcla explosiva con el aire en concentraciones del 4,4 al 17%, la concentración más explosiva de metano en el aire es del 9,5%. En las condiciones domésticas, tales concentraciones de metano en el aire se crean cuando se acumula durante fugas en espacios reducidos: cocinas, apartamentos, entradas. En este caso, una explosión puede ser provocada por una chispa que salta entre los contactos del interruptor de encendido al intentar encender la iluminación eléctrica. Las consecuencias de las explosiones suelen ser catastróficas.
Un peligro particular en las fugas de gas natural es la ausencia de olor de sus componentes. Por tanto, su acumulación en un espacio reducido pasa desapercibida para las personas. Para detectar fugas, se añade un odorante al gas natural (para simular el olor).
En los sistemas de calefacción autónomos se utiliza gas de hidrocarburo licuado (GLP), que es un subproducto de las industrias del petróleo y los combustibles. Sus componentes principales son propano (C 3 H 8) y butano (C 4 H 10). El GLP se almacena en estado líquido bajo presión en cilindros y depósitos de gas. También forma mezclas explosivas con el aire.
El GLP forma mezclas explosivas con el aire en una concentración de vapor de propano de 2,3 a 9,5%, butano normal, de 1,8 a 9,1% (en volumen), a una presión de 0,1 MPa y una temperatura de 15-20 °C. La temperatura de autoignición del propano en el aire es de 470 °C, mientras que el butano normal es de 405 °C.
A presión estándar, el GLP es gaseoso y más pesado que el aire. Al evaporarse 1 litro de gas hidrocarburo licuado, se forman unos 250 litros de gas gaseoso, por lo que incluso una pequeña fuga de GLP de una bombona de gas o de un depósito de gas puede resultar peligrosa. La densidad de la fase gaseosa del GLP es 1,5-2 veces mayor que la densidad del aire, por lo que se dispersa mal en el aire, especialmente en espacios cerrados, y puede acumularse en depresiones naturales y artificiales, formando una mezcla explosiva con el aire.
Analizadores de gas como medio de seguridad del gas.
Los analizadores de gas le permiten detectar oportunamente la presencia de gases peligrosos en la atmósfera interior. Estos dispositivos pueden tener diferentes diseños, complejidad y funcionalidad, dependiendo de en qué se dividen en indicadores, detectores de fugas, detectores de gas, analizadores de gas y sistemas de análisis de gas. Dependiendo del diseño, realizan diferentes funciones, desde la más sencilla (suministro de señales de audio y/o vídeo) hasta la monitorización y grabación con transmisión de datos a través de Internet y/o Ethernet. Los primeros, utilizados normalmente en sistemas de seguridad, señalan que se superan los valores umbral de concentración, a menudo sin indicación cuantitativa; los segundos, que a menudo incluyen varios sensores, se utilizan en la configuración y regulación de equipos, así como en sistemas de control automatizados como componentes responsables no sólo de la seguridad, sino también de la eficiencia.
Fig. 4 Configuración del funcionamiento de una caldera de gas mediante un analizador de gas.
Los componentes más importantes de todos los instrumentos analíticos de gases son los sensores: elementos sensibles de pequeño tamaño que generan una señal dependiendo de la concentración del componente que se está determinando. Para aumentar la selectividad de la detección, a veces se colocan membranas selectivas en la entrada. Hay sensores electroquímicos, termocatalíticos/catalíticos, ópticos, de fotoionización y eléctricos. Su peso no suele exceder de varios gramos. Un modelo de analizador de gases puede tener modificaciones con diferentes sensores.
El funcionamiento de los sensores electroquímicos se basa en la transformación del componente que se determina en una celda electroquímica en miniatura. Se utilizan electrodos inertes, químicamente activos o modificados, así como selectivos de iones.
Los sensores ópticos miden la absorción o reflexión del flujo luminoso primario, la luminiscencia o el efecto térmico cuando se absorbe la luz. La capa sensible puede ser, por ejemplo, la superficie de una fibra conductora de luz o una fase que contiene un reactivo inmovilizado sobre ella. Las guías de luz de fibra óptica permiten el funcionamiento en los rangos IR, visible y UV.
El método termocatalítico se basa en la oxidación catalítica de moléculas de sustancias controladas en la superficie de un elemento sensible y la conversión del calor generado en una señal eléctrica. Su valor está determinado por la concentración del componente controlado (la concentración total para la totalidad de gases inflamables y vapores líquidos), expresada como porcentaje del LFL (límite inferior de concentración de propagación de la llama).
El elemento más importante de un sensor de fotoionización es una fuente de radiación ultravioleta de vacío, que determina la sensibilidad de detección y garantiza su selectividad. La energía de los fotones es suficiente para ionizar la mayoría de los contaminantes comunes, pero es baja para los componentes del aire limpio. La fotoionización se produce en volumen, por lo que el sensor tolera fácilmente grandes sobrecargas de concentración. Los analizadores de gases portátiles con dichos sensores se utilizan a menudo para controlar el aire en un área de trabajo.
Los sensores eléctricos incluyen semiconductores conductores electrónicos de óxido metálico, semiconductores orgánicos y transistores de efecto de campo. Las cantidades medidas son conductividad, diferencia de potencial, carga o capacitancia, que cambian cuando se exponen a la sustancia que se está determinando.
Varios dispositivos utilizan sensores electroquímicos, ópticos y eléctricos para determinar la concentración de CO. Para la determinación de hidrocarburos gaseosos y, sobre todo, metano, se utilizan sensores de fotoionización, ópticos, termocatalíticos, catalíticos y eléctricos (semiconductores).
Figura 5. Analizador de gases
El uso de analizadores de gas en redes de distribución de gas está regulado por documentos reglamentarios. Así, SNiP 42-01-2002 "Sistemas de distribución de gas" prevé la instalación obligatoria de un analizador de gas en las redes internas de gas, que emite una señal a la válvula de cierre para que se cierre en caso de acumulación de gas en una concentración de 10 % de la concentración explosiva. Según la cláusula 7.2. SNiP, “las instalaciones de edificios para todos los fines (excepto apartamentos residenciales), donde se instalan equipos que utilizan gas, que funcionan en modo automático sin la presencia constante de personal de mantenimiento, deben estar equipados con sistemas de monitoreo de gas con cierre automático del suministro de gas. y salida de una señal sobre contaminación de gas a un centro de control o a una habitación con presencia permanente de personal, a menos que otros requisitos estén regulados por los códigos y reglamentos de construcción pertinentes.
Al instalar equipos de calefacción, se deben proporcionar sistemas para monitorear la contaminación por gas en interiores con cierre automático del suministro de gas en edificios residenciales: independientemente del lugar de instalación, con una potencia superior a 60 kW; en sótanos, plantas bajas y ampliaciones del edificio, independientemente de la potencia térmica”.
Prevenir emisiones nocivas y aumentar la eficiencia de los equipos de calderas.
Además de que los analizadores de gas permiten advertir sobre concentraciones peligrosas de gas en el volumen de una habitación, se utilizan para ajustar el funcionamiento de los equipos de calderas, sin los cuales es imposible garantizar los indicadores de eficiencia y confort declarados por el fabricante. y reducir los costos de combustible. Para ello se utilizan analizadores de gases de combustión.
Con la ayuda de un analizador de gases de combustión, es necesario configurar calderas de condensación murales que funcionen con gas natural. Se debe controlar la concentración de oxígeno (3%), dióxido de carbono (20 ppm) y dióxido de carbono (13% vol.), proporción de exceso de aire (1,6), NO x.
En los quemadores ventiladores que funcionan con gas natural, también es necesario controlar la concentración de oxígeno (3%), dióxido de carbono (20 ppm) y dióxido de carbono (13% vol.), relación de exceso de aire (1,6), NO x.
En los quemadores de ventilador que funcionan con combustible diesel, además de todo lo anterior, antes de utilizar un analizador de gases, es necesario medir el número de hollín y la concentración de óxido de azufre. El número de hollín debe ser inferior a 1. Este parámetro se mide mediante un analizador del número de hollín e indica la calidad del rociado a través de las boquillas. Si se excede, el analizador de gas no se podrá utilizar para el ajuste, ya que la ruta del analizador de gas se contaminará y será imposible lograr un rendimiento óptimo. La concentración de óxido de azufre (IV) - SO 2 indica la calidad del combustible: cuanto mayor es, peor es el combustible; con excesos locales de oxígeno y humedad, se convierte en H 2 SO 4, que destruye todo el combustible. sistema de quema.
En las calderas de pellets, se debe controlar la concentración de oxígeno (5%), monóxido de carbono (120 ppm) y dióxido de carbono (17% vol.), proporción de exceso de aire (1,8) y NO x. Es necesaria una protección preliminar de la filtración fina contra la contaminación de polvo por los gases de combustión y protección contra la superación del rango operativo a través del canal de CO. En cuestión de segundos puede superar el rango de funcionamiento del sensor y alcanzar las 10.000-15.000 ppm.
VPR. Química. Código de 11º grado
CLASE 11 Explicaciones para la muestra del trabajo de prueba de toda Rusia Al familiarizarse con el trabajo de prueba de muestra, debe tener en cuenta que las tareas incluidas en la muestra no reflejan todas las habilidades y cuestiones de contenido que se evaluarán como parte de el trabajo de prueba de toda Rusia. En el Codificador de elementos de contenido y requisitos para el nivel de formación de los graduados para el desarrollo de una prueba de química en toda Rusia se proporciona una lista completa de los elementos de contenido y las habilidades que se pueden evaluar en el trabajo. El propósito del trabajo de prueba de muestra es dar una idea de la estructura del trabajo de prueba de toda Rusia, el número y la forma de las tareas y su nivel de complejidad.
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia PRUEBAS DE QUÍMICA DEL TRABAJO EN TODA RUSIA
MUESTRA DE CLASE 11 Instrucciones para completar el trabajo El trabajo de prueba incluye 15 tareas. Se asignan 1 hora 30 minutos (90 minutos) para completar el trabajo de química. Escriba las respuestas en el texto del trabajo de acuerdo con las instrucciones de las tareas. Si escribe una respuesta incorrecta, táchela y escriba una nueva. al lado Al completar el trabajo, se le permite utilizar los siguientes materiales adicionales
– Tabla periódica de elementos químicos D.I. Mendeleev
– tabla de solubilidad de sales, ácidos y bases introduciendo la serie electroquímica de voltajes metálicos
– calculadora no programable. Al completar las tareas, puede utilizar un borrador. Las entradas en borrador no serán revisadas ni calificadas. Le recomendamos que complete las tareas en el orden en que se le asignan. Para ahorrar tiempo, omita una tarea que no pueda completar inmediatamente y pase a la siguiente. Si le queda tiempo después de completar todo el trabajo, puede volver a las tareas perdidas. Los puntos que recibe por las tareas completadas se resumen. Intenta completar tantas tareas como sea posible y consigue la mayor cantidad de puntos. Te deseamos éxito
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Gracias a su curso de química, conoce los siguientes métodos para separar mezclas: sedimentación, filtración, destilación (destilación, acción magnética, evaporación, cristalización). Las figuras 1 a 3 muestran ejemplos de el uso de algunos de estos métodos Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3
¿Cuál de los siguientes métodos para separar mezclas se puede utilizar para la purificación?
1) harina de limaduras de hierro atrapadas
2) agua de las sales inorgánicas disueltas en ella. Anote el número de la figura y el nombre del método correspondiente para separar la mezcla en la tabla. Mezcla Número de figura Método de separación de la mezcla Harina y virutas de hierro atrapadas Agua con sales inorgánicas disueltas en ella La figura muestra un modelo de la estructura electrónica de un átomo de un determinado elemento químico. Con base en el análisis del modelo propuesto, complete las siguientes tareas) determine el elemento químico cuyo átomo tiene dicha estructura electrónica
2) indique el número de período y el número de grupo en la Tabla Periódica de Elementos Químicos D.I. Mendeleev, en el que se encuentra este elemento.
3) determinar si la sustancia simple que forma este elemento químico es un metal o un no metal. Escribe tus respuestas en la tabla. Respuesta Símbolo del elemento químico
Periodo No.
Grupo No. Metal no metal
1
2
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Tabla periódica de elementos químicos D.I. Mendeleev es un rico depósito de información sobre elementos químicos, sus propiedades y las propiedades de sus compuestos, los patrones de cambios en estas propiedades, los métodos de obtención de sustancias y su ubicación en la naturaleza. Por ejemplo, se sabe que con un aumento en el número atómico de un elemento químico en períodos, los radios de los átomos disminuyen y en los grupos aumentan. Teniendo en cuenta estas regularidades, ordene los siguientes elementos en orden de radios atómicos crecientes: N, C, Al, Si. Escriba las designaciones de los elementos en la secuencia requerida. Respuesta ____________________________ La siguiente tabla enumera las propiedades características de las sustancias que tienen una estructura molecular e iónica. Propiedades características de las sustancias Estructura molecular Estructura iónica en condiciones normales tienen un estado de agregación líquido, gaseoso y sólido tienen puntos de ebullición y fusión bajos
no conductor de electricidad; tener baja conductividad térmica
sólido en condiciones normales, frágil, refractario, no volátil en estado fundido y en soluciones conduce corriente eléctrica. Con esta información, determine qué estructura tienen las sustancias nitrógeno y la sal de mesa NaCl. Escribe tu respuesta en el espacio provisto.
1) nitrógeno norte
2
________________________________________________________________
2) sal de mesa NaCl ___________________________________________________
3
4
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Las sustancias inorgánicas complejas se pueden distribuir condicionalmente, es decir, clasificar, en cuatro grupos, como se muestra en el diagrama. En este diagrama, para cada uno de los cuatro grupos, complete los nombres de los grupos o las fórmulas químicas de las sustancias que faltan (un ejemplo de fórmulas que pertenecen a este grupo). Lea el siguiente texto y complete las tareas 6 a 8. La industria alimentaria utiliza el aditivo alimentario E, que es hidróxido de calcio Ca(OH)
2
. Se utiliza en la producción de zumos de frutas, papillas, pepinos encurtidos, sal de mesa, confitería y dulces. Es posible producir hidróxido de calcio a escala industrial mezclando óxido de calcio con agua, un proceso llamado enfriamiento. El hidróxido de calcio se utiliza ampliamente en la producción de materiales de construcción como cal, yeso y morteros de yeso. Esto se debe a la capacidad de interactuar con el dióxido de carbono CO.
2
contenida en el aire. La misma propiedad de una solución de hidróxido de calcio se utiliza para medir el contenido cuantitativo de dióxido de carbono en el aire. Una propiedad útil del hidróxido de calcio es su capacidad para actuar como floculante que purifica las aguas residuales de partículas suspendidas y coloidales (incluidas las sales de hierro). También se utiliza para aumentar el pH del agua, ya que el agua natural contiene sustancias (por ejemplo, ácidos que causan corrosión en accesorios de plomería).
5
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia
6 1. Escribe una ecuación molecular para la reacción para producir hidróxido de calcio, que se mencionó en el texto. Respuesta
2. Explique por qué este proceso se llama extinción. Respuesta
________________________________________________________________________________
1. Escribe una ecuación molecular para la reacción entre hidróxido de calcio y dióxido de carbono, que se mencionó en el texto. Respuesta
2. Explique qué características de esta reacción permiten utilizarla para detectar dióxido de carbono en el aire. Respuesta
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1. Escribe una ecuación iónica abreviada para la reacción entre el hidróxido de calcio y el ácido clorhídrico mencionada en el texto. Respuesta
2. Explique por qué se utiliza esta reacción para aumentar el pH del agua. Respuesta
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
6
7
8
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Se proporciona un esquema de la reacción redox.
h
2
S+Fe
2
oh
3
→ FeS + S + H
2
oh
1. Haz una balanza electrónica para esta reacción. Respuesta
2. Identificar el agente oxidante y el agente reductor. Respuesta
3. Ordena los coeficientes en la ecuación de reacción. Respuesta Se da el esquema de transformación.
Fe Escribe las ecuaciones de reacción molecular que se pueden utilizar para realizar las transformaciones indicadas.
1) _________________________________________________________________________
2) _________________________________________________________________________
3) ________________________________________________________________________ Establecer una correspondencia entre la fórmula de una sustancia orgánica y la clase/grupo al que pertenece esta sustancia para cada posición indicada con una letra, seleccione la posición correspondiente indicada con un número. FÓRMULA DE LA SUSTANCIA
CLASE/GRUPO A)
CH
3
-SN
2
-SN
3
ANTES DE CRISTO)
CH
3
-CH
2
OH
1) hidrocarburos saturados
2) alcoholes
3) hidrocarburos insaturados
4) ácidos carboxílicos Escriba los números seleccionados en la tabla debajo de las letras correspondientes. A B C Respuesta
9
10
11
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Inserte las fórmulas de las sustancias faltantes en los esquemas propuestos de reacciones químicas y organice los coeficientes.
1) C
2
norte
6
+ ……………… → C
2
norte
5
Cl+HCl
2)C
3
h
6
+ …………………… → CO
2
+H
2
O El propano se quema con bajos niveles de emisiones tóxicas a la atmósfera, por lo que se utiliza como fuente de energía en muchas aplicaciones, como encendedores de gas y calefacción doméstica. ¿Qué volumen de dióxido de carbono se forma durante la combustión completa de 4,4 g de propano? Escriba una solución detallada al problema. Respuesta
________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________ El alcohol isopropílico se utiliza como disolvente universal, se incluye en productos químicos domésticos, perfumes y cosméticos y en líquidos limpiaparabrisas de automóviles. De acuerdo con el diagrama siguiente, cree ecuaciones de reacción para la producción de este alcohol. Al escribir ecuaciones de reacción, utilice las fórmulas estructurales de sustancias orgánicas.
CH
2
CH CH
3
CH
3
CH CH
3
oh
CH
3
CH CH
3
hermano
CH
3
CH
CH
3
OH
1) _______________________________________________________
2) _______________________________________________________
3) _______________________________________________________
12
13
14
VPR. Química. Código de 11º grado
© 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Una solución salina en medicina es una solución de cloruro de sodio al 0,9% en agua. Calcule la masa de cloruro de sodio y la masa de agua necesaria para la preparación.
500 g de solución salina. Escriba una solución detallada al problema. Respuesta
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
15
BUSCARV
. Química. Grado 11. Respuestas 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia TRABAJOS DE INSPECCIÓN EN TODA RUSIA
QUÍMICA
, 11
CLASE
Responder
ety
y criterios de evaluación
ania
№
tareas
Responder
No
1
Mezcla
Número
dibujo
Forma
separación
mezclas
Harina y limaduras de hierro atrapadas Acción magnética
Agua con sales inorgánicas disueltas en ella.
Destilación
(destilación
2
NORTE; 2; 5 (o V); no metal sustantivo, masculino—
→
C
→
Si
→
Alabama
4 nitrógeno norte
2
– estructura molecular de la sal de mesa NaCl – estructura iónica 132 La respuesta correcta a la tarea 3 recibe un punto
La finalización de las tareas 1, 2, 4, 11 se evalúa de la siguiente manera: 2 puntos - sin errores
1 punto – se cometió un error 0 puntos – se cometieron dos o más errores o no hubo respuesta
Contenido
respuesta correcta e instrucciones para la evaluación
norte
Iyu
Puntos
Elementos de respuesta Se anotan los nombres de los grupos base y sal, se anotan las fórmulas de las sustancias de los grupos correspondientes.
La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos mencionados anteriormente. Tres celdas del diagrama están llenas correctamente. 1 Se cometieron dos o más errores. Puntuación máxima.
5
BUSCARV
. Química. Grado 11. Respuestas 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para la evaluación
norte
Iyu
(Además, busque otras formulaciones de la respuesta que no distorsionen su significado.
Puntos
Elementos de respuesta
1) CaO + H
2
O = Ca(
OH)
2 2) Cuando el óxido de calcio interactúa con el agua, se libera una gran cantidad de calor, por lo que el agua hierve y silba, como si golpeara las brasas, cuando se apaga el fuego con agua (
o
“Este proceso se llama apagado porque como resultado se forma cal apagada
»)
La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos anteriores La respuesta incluye uno de los elementos anteriores 1 Todos los elementos de la respuesta están escritos incorrectamente 0 Puntuación máxima 2 Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para la puntuación
norte
Iyu
(Además, busque otras formulaciones de la respuesta que no distorsionen su significado.
Puntos
Elementos de respuesta
1) Ca(OH)
2
+CO
2
= CaCO
3
↓+H
2
oh
2) Como resultado de esta reacción se forma una sustancia insoluble, el carbonato de calcio, se observa turbidez de la solución original, lo que permite juzgar la presencia de dióxido de carbono en el aire. La reacción cualitativa a La respuesta es correcta y completo, contiene todos los elementos anteriores La respuesta incluye uno de los elementos anteriores 1 Todos los elementos respuestas escritas incorrectamente 0 Puntuación máxima 2 Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para la puntuación
norte
Iyu
(Además, busque otras formulaciones de la respuesta que no distorsionen su significado.
Puntos
Elementos de respuesta
1) OH
–
+H
+
=H
2
oh
2) La presencia de ácido en el agua natural provoca valores bajos de esta agua
Hidróxido de calcio
neutralizar
No
agrio
otu
, y los valores aumentan La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos anteriores La respuesta incluye uno de los elementos anteriores 1 Todos los elementos de la respuesta están escritos incorrectamente 0 Puntuación máxima 2
6
7
8
BUSCARV
norte
Iyu
(Además, busque otras formulaciones de la respuesta que no distorsionen su significado.
Puntos
1) Se ha compilado una balanza electrónica) Se indica que el azufre en el estado de oxidación –2 (o H
2
S) es un agente reductor y el hierro está en estado de oxidación +3 o Fe
2
oh
3
) - agente oxidante
3) Se ha compilado la ecuación de reacción.
3H
2
S+Fe
2
oh
3
= 2FeS + S + 3
h
2
O La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos de la respuesta mencionados anteriormente Dos de los elementos de la respuesta mencionados anteriormente están escritos correctamente 2 Uno de los elementos de la respuesta mencionados anteriormente está escrito correctamente 1 Todos los elementos de las respuestas están escritas incorrectamente 0 Puntuación máxima Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para calificar
norte
Iyu
Puntos
Se han escrito las ecuaciones de reacción correspondientes al esquema de transformación.
1) Fe + 2HCl = FeCl
2
+H
2 2) FeCl
2
+2AgNO
3
= Fe(NO
3
2
+2Ag
C
yo
3) Fe(NO
3
2
+ 2KOH = F
mi(OH)
2
.)
norte
Iyu
Puntos
Elementos de respuesta
1)
CON
2
norte
6
+cl
2
→
CON
2
norte
5
Cl+HCl
2) 2C
3
h
6
+9O
2
→
6C
oh
2
+ 6
h
2
O Los coeficientes fraccionarios son posibles) La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos anteriores. Se cometió un error en uno de los elementos de la respuesta 1 Todos los elementos de la respuesta están escritos incorrectamente 0 Puntuación máxima
9
10
12
BUSCARV
. Química. Grado 11. Respuestas 2017 Servicio Federal de Supervisión de la Educación y la Ciencia de la Federación de Rusia Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para la evaluación
norte
Iyu
(Además, busque otras formulaciones de la respuesta que no distorsionen su significado.
Puntos
1) Se ha compilado la ecuación para la reacción de combustión del propano.
CON
3
norte
8
+ O →
CO + HO) n(
CON
3
norte
8
) = 4.4/44 = 0.1 mol SOCH mol) O) = 0.3 · 22.4 = 6.72 l La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos anteriores, dos de los elementos anteriores de la respuesta están escritos correctamente 2 Corrija uno de los anteriores Los elementos de la respuesta están escritos 1 Todos los elementos de la respuesta están escritos incorrectamente 0 Puntuación máxima 3 Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para la puntuación.
norte
Iyu
Puntos
Se han escrito las ecuaciones de reacción correspondientes al diagrama.
1)
C
h
3
CH
CH
2
+H
2
oh
h
2
ENTONCES
4
, t
°
CH
3
CH
CH
3
OH
CH
3
CC
h
3
oh
+ gato+ agua n. rr,
t
°
+ Se permiten otras ecuaciones de reacción que no contradicen las condiciones para especificar ecuaciones de reacción.
.)
Tres ecuaciones de reacción están escritas correctamente Dos ecuaciones de reacción están escritas correctamente 2 Una ecuación de reacción está escrita correctamente 1 Todas las ecuaciones están escritas incorrectamente o no hay respuesta 0 Puntuación máxima Contenido de la respuesta correcta e instrucciones para calificar
norte
Iyu
(Además, busque otras formulaciones de la respuesta que no distorsionen su significado.
Puntos
Elementos de respuesta
1) metro
(NaCl) = 4,5 g
2) agua) = 495,5 g
La respuesta es correcta y completa, contiene todos los elementos anteriores La respuesta incluye uno de los elementos anteriores 1 Todos los elementos de la respuesta están escritos incorrectamente 0 Puntuación máxima 2
13
14
15
El hidróxido de calcio se utiliza ampliamente en la producción de materiales de construcción como cal, yeso y morteros de yeso. Esto se debe a su capacidad para interactuar con el dióxido de carbono CO2 contenido en el aire. La misma propiedad de una solución de hidróxido de calcio se utiliza para medir el contenido cuantitativo de dióxido de carbono en el aire.
Una propiedad útil del hidróxido de calcio es su capacidad para actuar como floculante que purifica las aguas residuales de partículas suspendidas y coloidales (incluidas las sales de hierro). También se utiliza para aumentar el pH del agua, ya que el agua natural contiene sustancias (como ácidos) que provocan corrosión en las tuberías de fontanería.
Escribe una ecuación molecular para la reacción entre el hidróxido de calcio y el dióxido de carbono que se mencionó en el texto.2. Explique qué características de esta reacción permiten su uso para detectar dióxido de carbono en el aire.
Escribe una ecuación iónica abreviada para la reacción entre el hidróxido de calcio y el ácido clorhídrico mencionada en el texto.2. Explique por qué se utiliza esta reacción para aumentar el pH del agua.
9. Se da el esquema de la reacción redox:
Escribe un balance electrónico para esta reacción.2. Especificar el agente oxidante y el agente reductor.
Ordena los coeficientes en la ecuación de reacción.
10. Se da el esquema de transformación: → → →
Escribe ecuaciones de reacciones moleculares que puedan usarse para llevar a cabo estas transformaciones.
Establecer una correspondencia entre la fórmula de una sustancia orgánica y la clase/grupo al que pertenece esta sustancia: relacionar la clase con cada letra
Inserte las fórmulas de las sustancias que faltan en los esquemas de reacción química propuestos y organice los coeficientes.
1) → 2) → 
13. El propano se quema con bajos niveles de emisiones tóxicas a la atmósfera, por lo que se utiliza como fuente de energía en muchas aplicaciones, como encendedores de gas y calefacción de casas de campo. ¿Qué volumen de dióxido de carbono (CO) se produce cuando se queman completamente 4,4 g de propano? Escriba una solución detallada al problema.
El alcohol isopropílico se utiliza como disolvente universal: se incluye en productos químicos domésticos, perfumes y cosméticos y en líquidos limpiaparabrisas de automóviles. De acuerdo con el diagrama siguiente, cree ecuaciones de reacción para la producción de este alcohol. Al escribir ecuaciones de reacción, utilice las fórmulas estructurales de sustancias orgánicas.
15. En medicina, una solución salina es una solución de cloruro de sodio al 0,9% en agua. Calcule la masa de cloruro de sodio y la masa de agua necesarias para preparar 500 g de solución salina. Escriba una solución detallada al problema.
7.
Elementos de respuesta:
2) Como resultado de esta reacción, se forma una sustancia insoluble: carbonato de calcio, se observa turbidez de la solución original, lo que permite juzgar la presencia de dióxido de carbono en el aire (reacción cualitativa a)
8. Elementos de respuesta:
2) La presencia de ácido en el agua natural provoca valores bajos de pH de esta agua. El hidróxido de calcio neutraliza el ácido y aumenta el valor del pH.
9. Explicación. 1) Se ha elaborado un saldo electrónico:
2) Se indica que el azufre en estado de oxidación –2 (o) es un agente reductor, y el hierro en estado de oxidación +3 (o) es un agente oxidante;
3) Se ha elaborado la ecuación de reacción:
10. Las ecuaciones de reacción correspondientes al esquema de transformación se escriben:
15.Explicación. Elementos de respuesta: 1) = 4,5 g 2) = 495,5 g
