Motorizarea sporită aduce cu sine necesitatea măsurilor de protecție a mediului. Aerul din orașe este din ce în ce mai poluat cu substanțe dăunătoare sănătății umane, în special monoxid de carbon, hidrocarburi nearse, oxizi de azot, compuși de plumb, compuși de sulf etc. În mare măsură, acestea sunt produse ale arderii incomplete a combustibililor utilizați în întreprinderi, în viața de zi cu zi și, de asemenea, în motoarele de automobile.
Alături de substanțele toxice în timpul funcționării mașinilor, zgomotul acestora are și un efect dăunător asupra populației. Recent, în orașe, nivelul de zgomot a crescut cu 1 dB anual, așa că este necesar nu numai oprirea creșterii nivelului general de zgomot, ci și reducerea acestuia. Expunerea constantă la zgomot provoacă boli nervoase și reduce capacitatea de muncă a oamenilor, în special a celor implicați în activitate mentală. Motorizarea aduce zgomot în locurile anterior liniştite, îndepărtate. Din păcate, reducerii zgomotului generat de mașinile de prelucrare a lemnului și agricole nu i s-a acordat încă atenția cuvenită. Un ferăstrău cu lanț creează zgomot într-o mare parte a pădurii, ceea ce provoacă schimbări în condițiile de viață ale animalelor și provoacă adesea dispariția anumitor specii.
Cea mai comună sursă de critică este însă poluarea aerului de la gazele de eșapament ale vehiculelor.
În timpul traficului aglomerat, gazele de eșapament se acumulează lângă suprafața solului și în prezența radiațiilor solare, în special în orașele industriale situate în bazine slab ventilate, se formează așa-numitul smog. Atmosfera este atât de poluată încât rămânerea în ea este dăunătoare sănătății. Ofițerii de circulație staționați la unele intersecții aglomerate folosesc măști de oxigen pentru a-și menține sănătatea. Deosebit de dăunător este monoxidul de carbon relativ greu situat lângă suprafața pământului, care pătrunde în etajele inferioare ale clădirilor și garajelor și a dus de mai multe ori la decese.
Reglementările legislative limitează conținutul de substanțe nocive din gazele de eșapament ale vehiculelor și devin din ce în ce mai stricte (Tabelul 1).
Reglementările sunt o mare preocupare pentru producătorii de automobile; ele afectează indirect și eficiența transportului rutier.
Pentru arderea completă a combustibilului, se poate permite un anumit exces de aer pentru a asigura o bună deplasare a combustibilului cu acesta. Excesul de aer necesar depinde de gradul de amestecare a combustibilului cu aerul. În motoarele cu carburator, este alocat un timp considerabil pentru acest proces, deoarece calea combustibilului de la dispozitivul de formare a amestecului la bujie este destul de lungă.
Un carburator modern permite formarea diferitelor tipuri de amestecuri. Cel mai bogat amestec este necesar pentru pornirea la rece a motorului, deoarece o parte semnificativă a combustibilului se condensează pe pereții galeriei de admisie și nu intră imediat în cilindru. În acest caz, doar o mică parte din fracțiunile ușoare ale combustibilului se evaporă. Când motorul se încălzește, este necesar și un amestec bogat.
Când vehiculul este în mișcare, compoziția amestecului aer-combustibil ar trebui să fie slabă, ceea ce va asigura o eficiență bună și un consum specific scăzut de combustibil. Pentru a obține puterea maximă a motorului, trebuie să aveți un amestec bogat pentru a utiliza pe deplin întreaga masă de aer care intră în cilindru. Pentru a asigura calități dinamice bune ale motorului atunci când supapa de accelerație este deschisă rapid, este necesar să se alimenteze suplimentar o anumită cantitate de combustibil în conducta de admisie, care compensează combustibilul care s-a depus și s-a condensat pe pereții conductei ca un rezultat al creșterii presiunii din acesta.
Pentru a asigura o bună amestecare a combustibilului cu aerul, trebuie creată o viteză și rotație ridicate a aerului. Dacă secțiunea transversală a difuzorului carburatorului este constantă, atunci la turații mici ale motorului, pentru o bună formare a amestecului, viteza aerului în acesta este scăzută, iar la viteze mari, rezistența difuzorului duce la o scădere a masei de aer. intrând în motor. Acest dezavantaj poate fi eliminat prin utilizarea unui carburator cu o secțiune transversală variabilă a difuzorului sau prin injecție de combustibil în galeria de admisie.
Există mai multe tipuri de sisteme de injecție a benzinei în galeria de admisie. În cele mai frecvent utilizate sisteme, combustibilul este furnizat printr-o duză separată pentru fiecare cilindru, ceea ce asigură distribuția uniformă a combustibilului între cilindri și elimină sedimentarea și condensarea combustibilului pe pereții reci ai galeriei de admisie. Este mai ușor să apropii cantitatea de combustibil injectat de cantitatea optimă cerută de motor în acest moment. Nu este nevoie de un difuzor, iar pierderile de energie care apar atunci când aerul trece prin acesta sunt eliminate. Un exemplu de astfel de sistem de alimentare cu combustibil este sistemul de injecție Bosch K-Jetronic utilizat frecvent.
Schema acestui sistem este prezentată în fig. 1. Țeava conică 1, în care se mișcă supapa 3 pe pârghia 2, este proiectată astfel încât ridicarea supapei să fie proporțională cu debitul de aer în masă. Ferestrele 5 pentru trecerea combustibilului sunt deschise de bobina 6 din corpul regulatorului atunci când pârghia se mișcă sub influența fluxului de aer care intră. Modificările necesare în compoziția amestecului în conformitate cu caracteristicile individuale ale motorului sunt realizate prin forma țevii conice. Pârghia cu supapă este echilibrată de o contragreutate, forțele de inerție în timpul vibrațiilor vehiculului nu afectează supapa.
 |
| Orez. 1. Sistem de injecție a benzinei Bosch K-Jetronic: |
|---|
| 1 - conducta de admisie; 2 - pârghia supapei plăcii de aer; 3 - supapă cu placă de aer; 4 - supapă de accelerație; 5 - ferestre; 6 - bobină de dozare; 7 - șurub de reglare; 8 - injector de combustibil; 9 - camera inferioară a regulatorului; 10 - robinet de distributie; 11 - membrana de otel; 12 - scaun supapă; 13 - arc supapă de distribuție; 14 - supapă reducătoare de presiune; 15 - pompa de combustibil; 16 - rezervor de combustibil; 17 - filtru de combustibil; 18 - regulator presiune combustibil; 19 - regulator suplimentar de alimentare cu aer; 20 - supapa de bypass de combustibil; 21 - injector de combustibil cu pornire la rece; 22 - termostat senzor temperatura apei. |
Debitul de aer care intră în motor este controlat de supapa de accelerație 4. Amortizarea vibrațiilor supapelor și, odată cu aceasta, a bobinei, care apar la turații scăzute ale motorului din cauza pulsațiilor presiunii aerului în galeria de admisie, se realizează prin jeturile din sistemul de alimentare cu combustibil. Pentru a regla cantitatea de combustibil furnizată, se folosește și șurubul 7 situat în pârghia supapei.
Între fereastra 5 și duza 8 se află o supapă de distribuție 10, care, folosind un arc 13 și un scaun 12 sprijinit pe o membrană 11, menține o presiune constantă de injecție în duza duzei de 0,33 MPa la o presiune în fața supapei de 0,47 MPa.
Combustibilul din rezervorul 16 este alimentat de o pompă electrică de combustibil 15 printr-un regulator de presiune 18 și un filtru de combustibil 17 în camera inferioară 9 a carcasei regulatorului. Presiunea constantă a combustibilului în regulator este menținută prin supapa de reducere a presiunii 14. Regulatorul cu diafragmă 18 este proiectat pentru a menține presiunea combustibilului atunci când motorul nu este pornit. Acest lucru previne formarea pungilor de aer și asigură o pornire bună a unui motor fierbinte. De asemenea, regulatorul încetinește creșterea presiunii combustibilului la pornirea motorului și atenuează fluctuațiile acestuia în conductă.
Pornirea la rece a motorului este facilitată de mai multe dispozitive. Supapa de bypass 20, controlată de un arc bimetalic, deschide conducta de scurgere în rezervorul de combustibil în timpul pornirii la rece, ceea ce reduce presiunea combustibilului la capătul bobinei. Acest lucru deranjează echilibrul manetei și aceeași cantitate de aer care intră va corespunde unui volum mai mare de combustibil injectat. Un alt dispozitiv este regulatorul suplimentar de alimentare cu aer 19, a cărui diafragmă este, de asemenea, deschisă de un arc bimetalic. Este nevoie de aer suplimentar pentru a depăși rezistența crescută la frecare a unui motor rece. Al treilea dispozitiv este injectorul de combustibil cu pornire la rece 21, controlat de un termostat 22 din mantaua de apă a motorului, care menține injectorul deschis până când lichidul de răcire a motorului atinge o temperatură setată.
Echipamentul electronic al sistemului de injecție de benzină considerat este limitat la minimum. Când motorul este oprit, pompa electrică de combustibil este oprită și există mai puțin exces de aer decât la injecția directă de combustibil, totuși, suprafața mare de răcire a pereților duce la pierderi mari de căldură, ceea ce provoacă o scădere.
Formarea monoxidului de carbon CO și a hidrocarburilor CH x
Când este ars un amestec de compoziție stoechiometrică, ar trebui să se formeze dioxid de carbon CO 2 inofensiv și vapori de apă, iar dacă există o lipsă de aer din cauza faptului că o parte din combustibil arde incomplet, monoxid de carbon toxic suplimentar CO și hidrocarburi nearse CH x ar trebui format.
Aceste componente dăunătoare ale gazelor de eșapament pot fi arse și făcute inofensive. În acest scop, este necesar să se furnizeze aer proaspăt cu un compresor special K (Fig. 2) într-un loc din conducta de evacuare unde pot fi arse produse nocive de ardere incompletă. Uneori, acest lucru se face prin suflarea aerului direct pe supapa de evacuare fierbinte.
De regulă, un reactor termic pentru arderea ulterioară a CO și CH x este situat imediat în spatele motorului, direct la evacuarea gazelor de eșapament. Gazele de evacuare M sunt furnizate în centrul reactorului și îndepărtate de la periferia acestuia în conducta de evacuare V. Suprafața exterioară a reactorului are izolație termică I.
În partea centrală cea mai fierbinte a reactorului se află o cameră de foc, încălzită cu gazele de eșapament, unde sunt arse produsele de ardere incompletă a combustibilului. Aceasta eliberează căldură, care menține temperatura ridicată a reactorului.
Componentele nearse din gazele de eșapament pot fi oxidate fără ardere folosind un catalizator. Pentru a face acest lucru, este necesar să adăugați aer secundar la gazele de evacuare, necesar pentru oxidare, a cărui reacție chimică va fi efectuată de catalizator. Acest lucru eliberează și căldură. Catalizatorul este de obicei din metale rare și prețioase, deci este foarte scump.
Catalizatorii pot fi utilizați în orice tip de motor, dar au o durată de viață relativ scurtă. Dacă plumbul este prezent în combustibil, suprafața catalizatorului este rapid otrăvită și devine inutilizabilă. Producerea de benzină cu octan ridicat fără agenți anti-detonații cu plumb este un proces destul de complex care consumă mult ulei, ceea ce nu este fezabil din punct de vedere economic dacă există o lipsă de ulei. Este clar că arderea ulterioară a combustibilului într-un reactor termic duce la pierderi de energie, deși arderea eliberează căldură care poate fi utilizată. Prin urmare, este recomandabil să organizați procesul în motor în așa fel încât atunci când combustibilul arde în el, să se formeze o cantitate minimă de substanțe nocive. Totodată, trebuie menționat că, pentru a se conforma cerințelor legislative viitoare, utilizarea catalizatorilor va fi inevitabilă.
Formarea oxizilor de azot NO x
Oxizii de azot, care sunt dăunători sănătății, se formează la temperaturi ridicate de ardere în condițiile unei compoziții de amestec stoichiometric. Reducerea emisiilor de compuși cu azot este asociată cu anumite dificultăți, deoarece condițiile pentru reducerea acestora coincid cu condițiile pentru formarea de produse nocive de ardere incompletă și invers. În același timp, temperatura de ardere poate fi redusă prin introducerea unor gaz inert sau vapori de apă în amestec.
În acest scop, este recomandabil să recirculați gazele de eșapament răcite în galeria de admisie. Scăderea rezultată a puterii necesită un amestec mai bogat, o deschidere mai mare a supapei de accelerație, care crește emisia totală de CO și CH x nocive din gazele de eșapament.
Recircularea gazelor de eșapament, combinată cu o reducere a raportului de compresie, sincronizare variabilă a supapelor și aprindere întârziată, poate reduce NO x cu până la 80%.
Oxizii de azot sunt îndepărtați din gazele de eșapament folosind și metode catalitice. În acest caz, gazele de eșapament sunt trecute mai întâi printr-un catalizator de reducere, în care conținutul de NO x este redus și apoi, împreună cu aer suplimentar, printr-un catalizator de oxidare, unde CO și CH x sunt eliminate. O diagramă a unui astfel de sistem cu două componente este prezentată în Fig. 3.
Pentru a reduce conținutul de substanțe nocive din gazele de eșapament, se folosesc așa-numitele sonde α, care pot fi utilizate și împreună cu un catalizator cu două componente. Particularitatea sistemului cu o sondă α este că aerul suplimentar pentru oxidare nu este furnizat catalizatorului, dar sonda α monitorizează constant conținutul de oxigen din gazele de eșapament și controlează alimentarea cu combustibil, astfel încât compoziția amestecului să corespundă întotdeauna cu cea stoichiometrică. În acest caz, CO, CH x și NO x vor fi prezente în gazele de eșapament în cantități minime.
Principiul de funcționare al sondei α este că, într-un interval îngust în apropierea compoziției stoechiometrice a amestecului α = 1, tensiunea dintre suprafețele interioare și exterioare ale sondei se modifică brusc, ceea ce servește ca impuls de control pentru dispozitivul care reglează alimentarea cu combustibil. Elementul sensibil 1 al sondei este realizat din dioxid de zirconiu, iar suprafețele sale 2 sunt acoperite cu un strat de platină. Caracteristicile de tensiune U dintre suprafețele interioare și exterioare ale elementului senzor sunt prezentate în Fig. 4.
Alte substante toxice
Agenții antidetonant, cum ar fi plumbul tetraetil, sunt de obicei utilizați pentru a crește numărul octanic al combustibilului. Pentru a preveni depunerea compușilor de plumb pe pereții camerei de ardere și ai supapelor, se folosesc așa-numiții scavengers, în special dibromoetil.
Acești compuși intră în atmosferă cu gazele de eșapament și poluează vegetația de-a lungul drumurilor. Când compușii de plumb intră în corpul uman cu alimente, aceștia au un efect dăunător asupra sănătății umane. Depunerea de plumb în catalizatorii gazelor de eșapament a fost deja menționată. În acest sens, o sarcină importantă în prezent este eliminarea plumbului din benzină.
Uleiul care intră în camera de ardere nu arde complet, iar conținutul de CO și CH x din gazele de evacuare crește. Pentru a elimina acest fenomen, sunt necesare etanșeitatea ridicată a segmentelor pistonului și menținerea unei bune stări tehnice a motorului.
Arderea unor cantități mari de ulei este tipică în special pentru motoarele în doi timpi, în care se adaugă la combustibil. Consecințele negative ale utilizării amestecurilor benzină-ulei sunt parțial atenuate prin dozarea uleiului cu o pompă specială în funcție de sarcina motorului. Dificultăți similare există atunci când se utilizează motorul Wankel.
Vaporii de benzină au, de asemenea, un efect dăunător asupra sănătății umane. Prin urmare, ventilarea carterului trebuie efectuată în așa fel încât gazele și vaporii care pătrund în carter din cauza etanșării slabe să nu pătrundă în atmosferă. Scurgerea vaporilor de benzină din rezervorul de combustibil poate fi prevenită prin adsorbția și aspirarea vaporilor în sistemul de admisie. Scurgerile de ulei din motor și cutie de viteze și contaminarea vehiculului ca urmare cu uleiuri sunt, de asemenea, interzise pentru a menține un mediu curat.
Reducerea consumului de ulei este la fel de importantă din punct de vedere economic ca și economisirea combustibilului, deoarece uleiurile sunt semnificativ mai scumpe decât combustibilul. Inspecția și întreținerea regulată vor reduce consumul de ulei din cauza defecțiunilor motorului. Scurgerile de ulei din motor pot fi observate, de exemplu, din cauza etanșării proaste a capacului chiulasei. Din cauza scurgerii de ulei, motorul se murdărește, ceea ce poate provoca un incendiu.
Scurgerile de ulei sunt de asemenea periculoase din cauza etanșeității scăzute a etanșării arborelui cotit. În acest caz, consumul de ulei crește considerabil, iar mașina lasă urme murdare pe drum.
Contaminarea unei mașini cu ulei este foarte periculoasă, iar petele de ulei de sub mașină sunt motive pentru interzicerea funcționării acesteia.
Scurgerile de ulei din etanșarea arborelui cotit poate pătrunde în ambreiaj și poate provoca alunecarea acestuia. Cu toate acestea, consecințe mai negative sunt cauzate de pătrunderea uleiului în camera de ardere. Și deși consumul de ulei este relativ mic, arderea sa incompletă crește emisia de componente nocive cu gazele de eșapament. Arderea uleiului se manifestă prin fumatul excesiv al mașinii, care este tipic pentru motoarele în patru timpi uzate semnificativ.
La motoarele în patru timpi, uleiul pătrunde în camera de ardere prin segmentele pistonului, ceea ce se observă mai ales atunci când există multă uzură a acestora și a cilindrului. Principalul motiv pentru pătrunderea uleiului în camera de ardere este potrivirea neuniformă a inelelor de compresie pe circumferința cilindrului. Uleiul este scurs de pe pereții cilindrului prin fantele inelului racletor de ulei și prin găurile din canelura acestuia.
Prin spațiul dintre tijă și ghidajul supapei de admisie, uleiul pătrunde ușor în galeria de admisie, unde există un vid. Acest lucru este obișnuit în special atunci când se utilizează uleiuri cu vâscozitate scăzută. Consumul de ulei prin această unitate poate fi prevenit prin utilizarea unei garnituri de cauciuc la capătul ghidajului supapei.
Gazele din carterul motorului, care conțin multe substanțe nocive, sunt de obicei evacuate printr-o conductă specială în sistemul de admisie. Intrând în cilindru din acesta, gazele de carter ard împreună cu amestecul aer-combustibil.
Uleiurile cu vâscozitate scăzută reduc pierderile prin frecare, îmbunătățesc performanța motorului și reduc consumul de combustibil. Cu toate acestea, nu se recomandă utilizarea uleiurilor cu o vâscozitate mai mică decât cea prescrisă de standarde. Acest lucru poate cauza un consum crescut de ulei și o uzură crescută a motorului.
Datorită nevoii de conservare a petrolului, colectarea și utilizarea uleiurilor uzate devin probleme din ce în ce mai importante. Prin regenerarea uleiurilor vechi, este posibilă obținerea unei cantități semnificative de lubrifianți lichizi de înaltă calitate și, în același timp, prevenirea poluării mediului prin oprirea deversării uleiurilor uzate în fluxurile de apă.
Determinarea cantității admisibile de substanțe nocive
Îndepărtarea substanțelor nocive din gazele de eșapament este o sarcină destul de dificilă. În concentrații mari, aceste componente sunt foarte dăunătoare sănătății. Desigur, este imposibil să se schimbe imediat situația actuală, mai ales în ceea ce privește flota de vehicule în uz. Prin urmare, cerințele legale pentru monitorizarea conținutului de substanțe nocive din gazele de eșapament sunt concepute pentru vehiculele noi produse. Aceste reglementări vor fi îmbunătățite treptat ținând cont de noile progrese din știință și tehnologie.
Purificarea gazelor de eșapament este asociată cu o creștere a consumului de combustibil cu aproape 10%, o scădere a puterii motorului și o creștere a costului vehiculului. În același timp, crește și costul întreținerii vehiculelor. Catalizatorii sunt, de asemenea, scumpi, deoarece componentele lor sunt fabricate din metale rare. Durata de viață ar trebui calculată pentru 80.000 km de kilometraj vehicul, dar acest lucru nu a fost încă atins. Catalizatorii utilizați în prezent durează aproximativ 40.000 km și folosesc benzină fără impurități de plumb.
Situația actuală pune sub semnul întrebării eficiența reglementărilor stricte privind conținutul de impurități dăunătoare, deoarece acest lucru determină o creștere semnificativă a costului mașinii și a funcționării acesteia și, în cele din urmă, duce la creșterea consumului de ulei.
Nu este încă posibil să se îndeplinească cerințele stricte viitoare pentru puritatea gazelor de eșapament în starea actuală a motoarelor pe benzină și diesel. Prin urmare, este recomandabil să acordați atenție unei schimbări radicale a centralei electrice a vehiculelor mecanice.
Lucru de testare în întregime rusă VPR Lucru de testare în întreaga rusă - Chimie clasa a XI-a
Explicații pentru eșantionul lucrării de testare din toată Rusia
Când vă familiarizați cu un eșantion de lucru de testare, ar trebui să rețineți că sarcinile incluse în eșantion nu reflectă toate abilitățile și problemele de conținut care vor fi testate ca parte a testului integral rusesc. O listă completă a elementelor de conținut și a abilităților care pot fi testate în lucrare este dată în codificatorul elementelor de conținut și cerințelor pentru nivelul de pregătire a absolvenților pentru dezvoltarea unui test de chimie integral rusesc. Scopul eșantionului de lucru de testare este de a oferi o idee despre structura lucrării de testare integrală rusească, numărul și forma sarcinilor și nivelul lor de complexitate.
Instructiuni pentru executarea lucrarii
Testul include 15 sarcini. Se alocă 1 oră 30 de minute (90 de minute) pentru finalizarea lucrării de chimie.
Formulați-vă răspunsurile în textul lucrării conform instrucțiunilor pentru teme. Dacă notați un răspuns incorect, tăiați-l și scrieți unul nou lângă el.
Când efectuați lucrări, aveți voie să utilizați următoarele materiale suplimentare:
– Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev;
– tabel de solubilitate a sărurilor, acizilor și bazelor în apă;
– seria electrochimică a tensiunilor metalice;
– calculator neprogramabil.
Când finalizați sarcinile, puteți utiliza o schiță. Intrările în schiță nu vor fi revizuite sau notate.
Vă sfătuim să finalizați sarcinile în ordinea în care sunt date. Pentru a economisi timp, omiteți o sarcină pe care nu o puteți finaliza imediat și treceți la următoarea. Dacă mai aveți timp după finalizarea tuturor lucrărilor, puteți reveni la sarcinile ratate.
Punctele pe care le primiți pentru sarcinile finalizate sunt însumate. Încercați să finalizați cât mai multe sarcini și să obțineți cele mai multe puncte.
Vă dorim succes!
1. Din cursul dumneavoastră de chimie cunoașteți următoarele metode de separare a amestecurilor: decantare, filtrare, distilare (distilare), acţiune magnetică, evaporare, cristalizare. Figurile 1–3 prezintă exemple de utilizare a unora dintre metodele enumerate.
Care dintre următoarele metode de separare a amestecurilor poate fi utilizată pentru purificare:
1) făină din pilitură de fier care a intrat în ea;
2) apă din sărurile anorganice dizolvate în ea?
Notați numărul figurii și numele metodei corespunzătoare de separare a amestecului în tabel.
pilitura de fier este atrasa de un magnet
În timpul distilării, după condensarea vaporilor de apă, în vas rămân cristale de sare
2. Figura prezintă un model al structurii electronice a unui atom al unei substanțe chimiceelement.
Pe baza analizei modelului propus, finalizați următoarele sarcini:
1) identificați elementul chimic al cărui atom are o astfel de structură electronică;
2) indicați numărul perioadei și numărul grupului în Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev, în care se află acest element;
3) determinați dacă substanța simplă care formează acest element chimic este un metal sau nemetal.
Scrieți răspunsurile dvs. în tabel.
Răspuns:
N; 2; 5 (sau V); metaloid
pentru a determina un element chimic, ar trebui să numărați numărul total de electroni, pe care îl vedem în figura (7)
luând tabelul periodic, putem determina cu ușurință elementul (numărul de electroni găsiți este egal cu numărul atomic al elementului) (N-azot)
după aceasta determinăm numărul grupului (coloana verticală) (5) și natura acestui element (nemetal)
3. Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev– un depozit bogat de informații despre elementele chimice, proprietățile lor și proprietățile compușilor lor, despre modelele de modificări ale acestor proprietăți, despre metodele de obținere a substanțelor, precum și despre localizarea lor în natură. De exemplu, se știe că odată cu creșterea numărului atomic al unui element chimic în perioade, razele atomilor scad, iar în grupuri cresc.
Având în vedere aceste modele, aranjați următoarele elemente în ordinea razelor atomice crescătoare: N, C, Al, Si. Notați denumirile elementelor în ordinea necesară.
Răspuns: ____________________________
N → C → Si → Al
4. Tabelul de mai jos enumeră proprietățile caracteristice ale substanțelor care au o structură moleculară și ionică.
Folosind aceste informații, determinați ce structură au substanțele azot N2 și sarea de masă NaCl. Scrieți răspunsul dvs. în spațiul oferit:
1) azot N2 ________________________________________________________________
2) sare de masă NaCl ________________________________________________________________
azot N2 – structura moleculară;
sare de masă NaCl – structură ionică
5. Substanțele anorganice complexe pot fi distribuite condiționat, adică clasificate, în patru grupe, așa cum se arată în diagramă. În această diagramă pentru fiecare dintre cele patru grupuri, completați denumirile lipsă ale grupurilor sau formulelor chimice ale substanțelor (un exemplu de formule) aparținând acestui grup.
Se notează denumirile grupelor: baze, săruri;
se notează formulele substanţelor grupelor corespunzătoare
CaO, baze, HCI, săruri
Citiți următorul text și finalizați sarcinile 6-8.
Industria alimentară folosește aditivul alimentar E526, care este hidroxid de calciu Ca(OH)2. Se foloseste la producerea de: sucuri de fructe, alimente pentru copii, castraveti murati, sare de masa, produse de cofetarie si dulciuri.
Este posibil să se producă hidroxid de calciu la scară industrială prin amestecarea oxidului de calciu cu apa, acest proces se numește stingere.
Hidroxidul de calciu este utilizat pe scară largă în producția de materiale de construcție, cum ar fi văruirea, tencuiala și mortarele din gips. Acest lucru se datorează abilității sale interacționează cu dioxidul de carbon CO2 cuprinse în aer. Aceeași proprietate a unei soluții de hidroxid de calciu este utilizată pentru a măsura conținutul cantitativ de dioxid de carbon din aer.
O proprietate utilă a hidroxidului de calciu este capacitatea sa de a acționa ca un floculant care purifică apa uzată din particulele suspendate și coloidale (inclusiv sărurile de fier). De asemenea, este folosit pentru a crește pH-ul apei, deoarece apa naturală conține substanțe (de ex. acizi), provocând coroziune în conductele sanitare.
1. Scrieți o ecuație moleculară pentru reacția de a produce hidroxid de calciu, care
mentionate in text.
2. Explicați de ce acest proces se numește stingere.
Răspuns:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) CaO + H2O = Ca(OH)2
2) Când oxidul de calciu interacționează cu apa, se eliberează o cantitate mare
cantitate de căldură, deci apa fierbe și șuieră, de parcă ar lovi un cărbune încins, când focul este stins cu apă (sau „acest proces se numește stingere pentru că în consecință se formează var stins”)
1. Scrieți o ecuație moleculară pentru reacția dintre hidroxidul de calciu și dioxidul de carbon
gaz, care a fost menționat în text.
Răspuns:__________________________________________________________________________
2. Explicați ce caracteristici ale acestei reacții permit să fie utilizată pentru detectare
dioxid de carbon din aer.
Răspuns:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O
2) În urma acestei reacții, se formează o substanță insolubilă - carbonat de calciu, se observă tulburarea soluției originale, ceea ce ne permite să judecăm prezența dioxidului de carbon în aer (calitativ
reacție la CO2)
1. Scrieți o ecuație ionică prescurtată pentru reacția menționată în text între
hidroxid de calciu și acid clorhidric.
Răspuns:__________________________________________________________________________
2. Explicați de ce această reacție este folosită pentru a crește pH-ul apei.
Răspuns:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) OH – + H + = H 2 O (Ca(OH)2+ 2HCl = CaCl2 + 2H2O)
2) Prezența acidului în apa naturală determină valori scăzute ale pH-ului acestei ape. Hidroxidul de calciu neutralizează acidul și valorile pH-ului cresc
Scara pH-ului există de la 0 la 14. de la 0-6 – mediu acid, 7 – mediu neutru, 8-14 – mediu alcalin
9. Este dată o diagramă a reacției redox.
H2S + Fe2O3 → FeS + S + H2O
1. Faceți o balanță electronică pentru această reacție.
Răspuns:__________________________________________________________________________
2. Identificați agentul oxidant și agentul reducător.
Răspuns:__________________________________________________________________________
3. Aranjați coeficienții în ecuația reacției.
Răspuns:__________________________________________________________________________
1) A fost întocmit un bilanţ electronic:
| 2Fe +3 + 2ē → 2Fe +2 | 2 | 1 | |
| 2 | |||
| S -2 – 2ē → S 0 | 2 | 1 |
2) Se indică faptul că sulful în starea de oxidare –2 (sau H 2 S) este un agent reducător, iar fierul în starea de oxidare +3 (sau Fe 2 O 3) este un agent oxidant;
3) S-a întocmit ecuația reacției:
3H 2 S + Fe 2 O 3 = 2FeS + S + 3H 2 O
10. Schema de transformare este data:
Fe → FeCl 2 → Fe(NO 3) 2 → Fe(OH) 2
Scrieți ecuațiile reacțiilor moleculare care pot fi utilizate pentru a efectua
transformările indicate.
1) _________________________________________________________________________
2) _________________________________________________________________________
3) _________________________________________________________________________
Ecuațiile de reacție corespunzătoare schemei de transformare se scriu:
1) Fe + 2HCI = FeCI2 + H2
2) FeCl 2 + 2AgNO 3 = Fe(NO 3) 2 + 2AgCl
3) Fe(NO 3) 2 + 2KOH = Fe(OH) 2 + 2KNO 3
(Sunt permise alte ecuații care nu contrazic condițiile de specificare a ecuațiilor
reacții.)
11. Stabiliți o corespondență între formula unei substanțe organice și clasa/grupa, căruia îi aparține această substanță: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns:
| A | B | ÎN |
- C3H8 – CnH2n+2 – alcan
- C3H6 – CnH2n-alchenă
- C2H6O – CnH2n+2O- alcool
12. Introduceți formulele substanțelor lipsă în schemele de reacții chimice propuse și aranjați coeficienții.
1) C 2 H 6 + ……………..… → C 2 H 5 Cl + HCl
2) C3H6 + ……………..… → CO2 + H2O
1) C2H6 + CI2 → C2H5CI + HCI
2) 2C 3 H 6 + 9O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
(Cote fracționate sunt posibile.)
13. Propanul arde cu niveluri scăzute de emisii toxice în atmosferă Prin urmare, este folosit ca sursă de energie în multe zone, de exemplu în brichete cu gaz și pentru încălzirea caselor de țară.
Ce volum de dioxid de carbon (CO) se produce atunci când 4,4 g de propan sunt arse complet?
Scrieți o soluție detaliată a problemei.
Răspuns:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) Ecuația pentru reacția de ardere a propanului a fost compilată:
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
2) n(C3H8) = 4,4/44 = 0,1 mol
n(C02) = 3n(C3H8) = 0,3 mol
3) V(O 2) = 0,3 22,4 = 6,72 l
14. Alcoolul izopropilic este folosit ca solvent universal: este inclus în produse chimice de uz casnic, parfumuri și cosmetice și lichide de spălat parbriz pentru mașini. În conformitate cu diagrama de mai jos, creați ecuații de reacție pentru producerea acestui alcool. Când scrieți ecuații de reacție, utilizați formulele structurale ale substanțelor organice.
1) _______________________________________________________
2) _______________________________________________________
3) _______________________________________________________
Ecuațiile de reacție corespunzătoare schemei se scriu:
(Sunt permise alte ecuații de reacție care nu contrazic condițiile de specificare a ecuațiilor de reacție.)
15. În medicină, o soluție salină este o soluție de 0,9% de clorură de sodiu în apă. Calculați masa de clorură de sodiu și masa de apă necesară pentru prepararea a 500 g de soluție salină. Scrieți o soluție detaliată a problemei.
Răspuns:__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1) m(NaCI) = 4,5 g
2) m(apă) = 495,5 g
m(soluție) = 500g m(sare) = x
x/500 * 100%= 0,9%
m(sare) = 500* (0,9/100)= 4,5 g
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse
În ciuda faptului că în practica încălzirii locuințelor ne confruntăm în mod constant cu necesitatea de a asigura siguranța datorită prezenței produselor de combustie toxice în atmosfera încăperii, precum și a formării de amestecuri de gaze explozive (din cauza scurgerilor de gaze naturale). utilizate ca combustibil), aceste probleme sunt încă relevante. Utilizarea analizoarelor de gaz poate preveni consecințele negative.
G Arderea, după cum se știe, este un caz special de reacție de oxidare însoțită de eliberarea de lumină și căldură. La arderea combustibililor cu carbon, inclusiv gazul, carbonul și hidrogenul, care fac parte din compușii organici, sau predominant carbonul (când se arde cărbunele) sunt oxidați în dioxid de carbon (CO 2 - dioxid de carbon), monoxid de carbon (CO - monoxid de carbon) și apă. (H2O). În plus, intră în reacții azotul și impuritățile conținute în combustibil și (sau) în aer, care este furnizat arzătoarelor generatoarelor de căldură (cazane, sobe, șeminee, sobe cu gaz etc.) pentru arderea combustibilului. În special, produsul oxidării azotului (N 2) este oxizii de azot (NO x) - gaze care sunt, de asemenea, clasificate ca emisii nocive (vezi tabelul).
Masa. Conținutul admis de emisii nocive în gazele evacuate din generatoarele de căldură pe clase de echipamente în conformitate cu standardul european.
Monoxidul de carbon și pericolele sale
Riscul de intoxicație cu monoxid de carbon este încă destul de mare astăzi, ceea ce se datorează toxicității sale ridicate și lipsei de conștientizare a publicului.
Cel mai adesea, otrăvirea cu monoxid de carbon apare din cauza funcționării necorespunzătoare sau a defecțiunii șemineelor și sobelor tradiționale instalate în case particulare, băi, dar există și cazuri frecvente de otrăvire, chiar de deces, cu încălzire individuală cu cazane pe gaz. În plus, otrăvirea cu monoxid de carbon este adesea observată, și adesea și fatală, în incendii și chiar în incendiile localizate ale lucrurilor din interior. Factorul comun și determinant în acest caz este arderea cu lipsă de oxigen - atunci, în loc de dioxid de carbon, care este sigur pentru sănătatea umană, se formează monoxid de carbon în cantități periculoase.
Orez. 1 Senzor de analizor de gaz înlocuibil împreună cu placa de control
Intrând în sânge, monoxidul de carbon se leagă de hemoglobină, formând carboxihemoglobina. În acest caz, hemoglobina își pierde capacitatea de a lega oxigenul și de a-l transporta către organele și celulele corpului. Toxicitatea monoxidului de carbon este de așa natură încât atunci când este prezent în atmosferă într-o concentrație de numai 0,08%, până la 30% din hemoglobina unei persoane care respiră acest aer se transformă în carboxihemoglobină. În acest caz, persoana deja simte simptomele unei otrăviri ușoare - amețeli, dureri de cap, greață. La o concentrație de CO în atmosferă de 0,32%, până la 40% din hemoglobină este transformată în carboxihemoglobină, iar persoana are o severitate moderată a otrăvirii. Starea lui este de așa natură încât nu are puterea să părăsească singur camera cu atmosfera otrăvită. Când conținutul de CO din atmosferă crește la 1,2%, până la 50% din hemoglobina din sânge trece în carboxihemoglobină, ceea ce corespunde dezvoltării unei stări de comat la o persoană.
Oxizi de azot - toxicitate și daune mediului
Când combustibilul este ars, azotul prezent în combustibilul sau aerul furnizat pentru ardere formează monoxid de azot (NO) cu oxigen După un timp, acest gaz incolor este oxidat de oxigen pentru a forma dioxid de azot (NO2). Dintre oxizii de azot, NO 2 este cel mai periculos pentru sănătatea umană. Irită grav membranele mucoase ale tractului respirator. Inhalarea vaporilor toxici de dioxid de azot poate provoca otrăviri grave. O persoană își simte prezența chiar și la concentrații scăzute de numai 0,23 mg/m 3 (pragul de detectare). Cu toate acestea, capacitatea organismului de a detecta prezența dioxidului de azot dispare după 10 minute de inhalare. Există o senzație de uscăciune și durere în gât, dar aceste simptome dispar la expunerea prelungită la gaz într-o concentrație de 15 ori mai mare decât pragul de detectare. Astfel, NO 2 slăbește simțul mirosului.
Fig 2 Alarma de monoxid de carbon
În plus, la o concentrație de 0,14 mg/m3, care este sub pragul de detectare, dioxidul de azot reduce capacitatea ochilor de a se adapta la întuneric, iar la o concentrație de numai 0,056 mg/m3 îngreunează respirația. Persoanele cu boli pulmonare cronice întâmpină dificultăți de respirație chiar și la concentrații mai mici.
Persoanele expuse la dioxid de azot au mai multe șanse de a suferi de boli respiratorii, bronșită și pneumonie.
Dioxidul de azot în sine poate provoca leziuni pulmonare. Odată ajuns în organism, NO 2 la contactul cu umezeala formează acizi nitriși și acizi azotici, care corodează pereții alveolelor plămânilor, ceea ce poate duce la edem pulmonar, ducând adesea la moarte.
În plus, emisiile de dioxid de azot în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, care fac parte din spectrul luminii solare, contribuie la formarea ozonului.
Formarea oxizilor de azot depinde de conținutul de azot din combustibil și de aerul de ardere furnizat, de timpul de rezidență al azotului în zona de ardere (lungimea flăcării) și de temperatura flăcării.
În funcție de locul și momentul formării, se eliberează oxizi de azot rapid și combustibil. NOx rapid se formează în timpul reacției azotului cu oxigenul liber (excesul de aer) în zona de reacție a flăcării.
NOxul combustibilului se formează la temperaturi ridicate de ardere ca urmare a combinației azotului conținut în combustibil cu oxigenul. Această reacție absoarbe căldură și este tipică pentru arderea motorinei și a combustibililor organici solizi (lemn, peleți, brichete). În timpul arderii gazelor naturale, combustibilul NO x nu se formează, deoarece gazul natural nu conține compuși de azot.
Criteriile decisive pentru formarea NO x sunt concentrația de oxigen în timpul procesului de ardere, timpul de rezidență al aerului de ardere în zona de ardere (lungimea flăcării) și temperatura flăcării (până la 1200 °C - scăzută, de la 1400 °C). - semnificativă și de la 1800 ° C - formare maximă de NOx termic).
Formarea de NOx poate fi redusă prin tehnologii moderne de ardere, cum ar fi flacăra rece, recircularea gazelor de ardere și niveluri scăzute de exces de aer.
Hidrocarburi necombustibile și funingine
Hidrocarburile inardabile (C x H y) se formează și ca urmare a arderii incomplete a combustibilului și contribuie la formarea efectului de seră. Această grupă include metanul (CH4), butanul (C4H10) și benzenul (C6H6). Motivele formării lor sunt similare cu cele ale formării CO: atomizare și amestecare insuficientă la utilizarea combustibililor lichizi și lipsa aerului la utilizarea gazelor naturale sau a combustibililor solizi.
În plus, ca urmare a arderii incomplete în arzătoarele diesel, se formează funingine - în esență carbon pur (C). La temperaturi normale, carbonul reacţionează foarte lent. Pentru arderea completă a 1 kg de carbon (C) este nevoie de 2,67 kg de O 2. Temperatura de aprindere - 725 °C. Temperaturile mai scăzute duc la formarea funinginei.
Gaze naturale și lichefiate
Combustibilul în sine reprezintă un pericol separat.
Gazele naturale constă aproape în întregime din metan (80-95%), restul este în mare parte etan (până la 3,7%) și azot (până la 2,2%). În funcție de zona de producție, poate conține compuși cu sulf și apă în cantități mici.
Pericolul provine din scurgerile de combustibil gazos datorate deteriorării conductei de gaz, armăturilor de gaz defecte sau pur și simplu lăsate deschise la alimentarea cu gaz la arzătorul aragazului („factor uman”).
Fig 3 Verificarea scurgerilor de gaze naturale
Metanul în concentrațiile în care poate fi prezent în atmosfera spațiilor rezidențiale sau în aer liber nu este toxic, dar, spre deosebire de azot, este foarte exploziv. În stare gazoasă, formează un amestec exploziv cu aerul în concentrații de la 4,4 la 17%, cea mai explozivă concentrație de metan în aer este de 9,5%. În condiții casnice, astfel de concentrații de metan în aer se creează atunci când se acumulează în timpul scurgerilor în spații închise - bucătării, apartamente, intrări. În acest caz, o explozie poate fi cauzată de o scânteie care sare între contactele comutatorului de alimentare atunci când încearcă să pornească iluminatul electric. Consecințele exploziilor sunt adesea catastrofale.
Un pericol deosebit în scurgerile de gaze naturale este absența mirosului din componentele sale. Prin urmare, acumularea sa într-un spațiu restrâns are loc neobservată de oameni. Pentru a detecta scurgerile, se adaugă un odorant la gazul natural (pentru a simula mirosul).
În sistemele de încălzire autonome, se utilizează gaz de hidrocarburi lichefiate (GPL), care este un produs secundar al industriilor de petrol și combustibil. Componentele sale principale sunt propanul (C 3 H 8) și butanul (C 4 H 10). GPL este depozitat în stare lichidă sub presiune în butelii de gaz și rezervoare de gaz. De asemenea, formează amestecuri explozive cu aerul.
GPL formează amestecuri explozive cu aerul la o concentrație de vapori de propan de la 2,3 la 9,5%, butan normal - de la 1,8 la 9,1% (în volum), la o presiune de 0,1 MPa și o temperatură de 15-20 °C. Temperatura de autoaprindere a propanului în aer este de 470 °C, butanul normal este de 405 °C.
La presiunea standard, GPL este gazos și mai greu decât aerul. La evaporarea de la 1 litru de hidrocarbură gazoasă lichefiată, se formează aproximativ 250 de litri de gaz gazos, astfel încât chiar și o scurgere ușoară de GPL dintr-o butelie de gaz sau un suport de gaz poate fi periculoasă. Densitatea fazei gazoase a GPL este de 1,5-2 ori mai mare decât densitatea aerului, deci este slab dispersat în aer, în special în spații închise, și se poate acumula în depresiuni naturale și artificiale, formând un amestec exploziv cu aerul.
Analizoare de gaz ca mijloc de siguranță a gazelor
Analizoarele de gaze vă permit să detectați prezența gazelor periculoase în atmosfera interioară în timp util. Aceste dispozitive pot avea diferite design, complexitate și funcționalitate, în funcție de care sunt împărțite în indicatori, detectoare de scurgeri, detectoare de gaze, analizoare de gaze și sisteme de analiză a gazelor. În funcție de design, acestea îndeplinesc diferite funcții - de la cele mai simple (furnizarea de semnale audio și/sau video), până la monitorizarea și înregistrarea cu transmisie de date prin Internet și/sau Ethernet. Primele, utilizate de obicei în sistemele de siguranță, semnalează că valorile pragului de concentrare sunt depășite, adesea fără indicație cantitativă, cele din urmă, care includ adesea mai mulți senzori, sunt utilizate în instalarea și reglarea echipamentelor, precum și în sistemele de control automate; componente responsabile nu numai de siguranță, ci și de eficiență.
Fig. 4 Setarea funcționării unui cazan pe gaz folosind un analizor de gaz
Cele mai importante componente ale tuturor instrumentelor de analiză a gazelor sunt senzorii - elemente sensibile de dimensiuni mici care generează un semnal în funcție de concentrația componentei care se determină. Pentru a crește selectivitatea detectării, membranele selective sunt uneori plasate la intrare. Există senzori electrochimici, termocatalitici/catalitici, optici, de fotoionizare și electrici. Greutatea lor nu depășește de obicei câteva grame. Un model de analizor de gaz poate avea modificări cu diferiți senzori.
Funcționarea senzorilor electrochimici se bazează pe transformarea componentei fiind determinată într-o celulă electrochimică miniaturală. Se folosesc electrozi inerți, activi chimic sau modificați, precum și electrozi ion-selectivi.
Senzorii optici măsoară absorbția sau reflectarea fluxului de lumină primară, luminiscența sau efectul termic atunci când lumina este absorbită. Stratul sensibil poate fi, de exemplu, suprafața unei fibre de ghidare a luminii sau o fază care conține un reactiv imobilizat pe aceasta. Ghidurile de lumină cu fibră optică permit funcționarea în domeniile IR, vizibil și UV.
Metoda termocatalitică se bazează pe oxidarea catalitică a moleculelor de substanțe controlate pe suprafața elementului sensibil și conversia căldurii generate într-un semnal electric. Valoarea acestuia este determinată de concentrația componentei controlate (concentrația totală pentru totalitatea gazelor inflamabile și a vaporilor lichizi), exprimată ca procent din LFL (limita inferioară de concentrație de propagare a flăcării).
Cel mai important element al unui senzor de fotoionizare este o sursă de radiație ultravioletă în vid, care determină sensibilitatea de detecție și asigură selectivitatea acesteia. Energia fotonului este suficientă pentru a ioniza cei mai mulți poluanți obișnuiți, dar este scăzută pentru componentele aerului curat. Fotoionizarea are loc în volum, astfel încât senzorul tolerează cu ușurință supraîncărcări mari de concentrație. Analizoarele portabile de gaze cu astfel de senzori sunt adesea folosite pentru a monitoriza aerul dintr-o zonă de lucru.
Senzorii electrici includ semiconductori conducători electronic de oxid de metal, semiconductori organici și tranzistori cu efect de câmp. Mărimile măsurate sunt conductivitatea, diferența de potențial, sarcina sau capacitatea, care se modifică atunci când sunt expuse la substanța care se determină.
Diverse dispozitive folosesc senzori electrochimici, optici și electrici pentru a determina concentrația de CO. Pentru determinarea hidrocarburilor gazoase și, mai ales, a metanului, se folosesc senzori optici, termocatalitici, catalitici și electrici (semiconductori) de fotoionizare.
Figura 5. Analizor de gaze
Utilizarea analizoarelor de gaze pe rețelele de distribuție a gazelor este reglementată prin documente de reglementare. Astfel, SNiP 42-01-2002 „Sisteme de distribuție a gazelor” prevede instalarea obligatorie a unui analizor de gaze pe rețelele interne de gaze, care emite un semnal către robinetul de închidere pentru a se închide în cazul acumulării de gaz în concentrație de 10. % din concentrația explozivă. Conform clauzei 7.2. SNiP, „spațiile clădirilor pentru toate scopurile (cu excepția apartamentelor rezidențiale) în care sunt instalate echipamente care utilizează gaze, care funcționează în mod automat, fără prezența constantă a personalului de întreținere, ar trebui să fie echipate cu sisteme de monitorizare a gazelor cu oprire automată a alimentării cu gaz și ieșirea unui semnal despre contaminarea cu gaz către un centru de control sau într-o cameră cu prezență permanentă a personalului, cu excepția cazului în care alte cerințe sunt reglementate de codurile și reglementările relevante de construcție.
La instalarea echipamentelor de încălzire trebuie prevăzute sisteme de monitorizare a poluării interioare cu gaz cu oprire automată a alimentării cu gaz în clădirile rezidențiale: indiferent de locația de instalare - cu o putere de peste 60 kW; în subsoluri, parter și în extinderi ale clădirii - indiferent de puterea termică.”
Prevenirea emisiilor nocive și creșterea eficienței echipamentelor cazanelor
Pe lângă faptul că analizoarele de gaze permit avertizarea asupra concentrațiilor periculoase de gaze în volumul spațiilor, acestea sunt utilizate pentru a regla funcționarea echipamentelor cazanului, fără de care este imposibil să se asigure indicatorii de eficiență și confort declarați de producător. și reduce costurile cu combustibilul. În acest scop se folosesc analizoare de gaze arse.
Folosind un analizor de gaze arse, este necesară configurarea cazanelor în condensație montate pe perete care funcționează pe gaz natural. Trebuie monitorizate concentrația de oxigen (3%), dioxid de carbon (20 ppm) și dioxid de carbon (13% vol.), raportul de exces de aer (1,6), NO x.
În arzătoarele ventilatoare care funcționează pe gaz natural, este necesar să se controleze și concentrația de oxigen (3%), monoxid de carbon (20 ppm) și dioxid de carbon (13% vol.), raportul de exces de aer (1,6), NO x.
În arzătoarele ventilatoare care funcționează cu motorină, pe lângă toate cele de mai sus, înainte de a utiliza un analizor de gaz, este necesar să se măsoare numărul de funingine și concentrația de oxid de sulf. Numărul de funingine trebuie să fie mai mic de 1. Acest parametru este măsurat folosind un analizor de număr de funingine și indică calitatea pulverizării prin duze. Dacă acesta este depășit, analizorul de gaz nu poate fi utilizat pentru reglare, deoarece traseul analizorului de gaz se va contamina și va deveni imposibil să se obțină o performanță optimă. Concentrația de oxid de sulf (IV) - SO 2 indică calitatea combustibilului: cu cât este mai mare, cu atât este mai rău combustibilul cu excese locale de oxigen și umiditate, se transformă în H 2 SO 4, care distruge întregul combustibil-; sistem de ardere.
În cazanele pe peleți, trebuie monitorizată concentrația de oxigen (5%), monoxid de carbon (120 ppm) și dioxid de carbon (17% vol.), raportul de exces de aer (1,8), NO x. Este necesară protecția prealabilă a filtrării fine de contaminarea cu praf cu gazele de ardere și protecția împotriva depășirii intervalului de funcționare prin canalul de CO. În câteva secunde poate depăși domeniul de funcționare al senzorului și poate ajunge la 10.000-15.000 ppm.
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
CLASA 11 Explicații pentru eșantionul testului integral rusesc Când vă familiarizați cu eșantionul de lucru de testare, ar trebui să rețineți că sarcinile incluse în eșantion nu reflectă toate abilitățile și problemele de conținut care vor fi testate ca parte a munca de testare integrală rusească. O listă completă a elementelor de conținut și a abilităților care pot fi testate în lucrare este dată în codificatorul elementelor de conținut și cerințelor pentru nivelul de pregătire a absolvenților pentru dezvoltarea unui test de chimie integral rusesc. Scopul eșantionului de lucru de testare este de a oferi o idee despre structura lucrării de testare integrală rusească, numărul și forma sarcinilor și nivelul lor de complexitate.
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse TESTARE ALL-RUSSIAN CHIMIE DE LUCRU
CLASA 11 EȘANȚĂ Instrucțiuni pentru finalizarea lucrării Lucrarea de testare cuprinde 15 sarcini. 1 oră și 30 de minute (90 de minute) sunt alocate pentru a finaliza lucrarea la chimie. Scrieți răspunsurile în textul lucrării conform instrucțiunilor pentru sarcini. Dacă notați un răspuns incorect, bifați-l și scrieți unul nou alături de acesta La finalizarea lucrării, aveți voie să utilizați următoarele materiale suplimentare
– Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev
– tabel de solubilitate a sărurilor, acizilor și bazelor introducând seria electrochimică a tensiunilor metalice
– calculator neprogramabil. Când finalizați sarcinile, puteți utiliza o schiță. Intrările în schiță nu vor fi revizuite sau notate. Vă sfătuim să finalizați sarcinile în ordinea în care sunt date. Pentru a economisi timp, omiteți o sarcină pe care nu o puteți finaliza imediat și treceți la următoarea. Dacă mai aveți timp după finalizarea tuturor lucrărilor, puteți reveni la sarcinile ratate. Punctele pe care le primiți pentru sarcinile finalizate sunt însumate. Încercați să finalizați cât mai multe sarcini și să obțineți cele mai multe puncte. Vă dorim succes
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere a Educației și Științei al Federației Ruse Din cursul dumneavoastră de chimie, cunoașteți următoarele metode de separare a amestecurilor: sedimentare, filtrare, distilare (distilare, acțiune magnetică, evaporare, cristalizare. Figurile 1–3 prezintă exemple de utilizarea unora dintre aceste metode Fig. 1 Fig. 3
Care dintre următoarele metode de separare a amestecurilor pot fi utilizate pentru purificare?
1) făină din pilitura de fier prinsă
2) apa din sărurile anorganice dizolvate în ea Notați numărul figurii și denumirea metodei corespunzătoare de separare a amestecului. Amestecul Numărul figurii Metoda de separare a amestecului Făină și pilitură de fier prinsă Apă cu săruri anorganice dizolvate în ea Figura prezintă un model al structurii electronice a unui atom al unui anumit element chimic. Pe baza analizei modelului propus, finalizați următoarele sarcini) determinați elementul chimic al cărui atom are o astfel de structură electronică
2) indicați numărul perioadei și numărul grupului în Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev, în care se află acest element
3) determinați dacă substanța simplă care formează acest element chimic este un metal sau nemetal. Scrieți răspunsurile dvs. în tabel. Răspuns Simbol element chimic
Perioada nr.
Nr. grup Metal nemetal
1
2
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev este un depozit bogat de informații despre elementele chimice, proprietățile lor și proprietățile compușilor lor, modelele de modificări ale acestor proprietăți, metodele de obținere a substanțelor și locația lor în natură. De exemplu, se știe că odată cu creșterea numărului atomic al unui element chimic în perioade, razele atomilor scad, iar în grupuri cresc. Ținând cont de aceste regularități, dispuneți următoarele elemente în ordinea razelor atomice crescătoare: N, C, Al, Si. Notați denumirile elementelor în ordinea necesară. Răspuns ____________________________ Tabelul de mai jos enumeră proprietățile caracteristice ale substanțelor care au o structură moleculară și ionică. Proprietățile caracteristice ale substanțelor Structura moleculară Structura ionică în condiții normale au o stare de agregare lichidă, gazoasă și solidă au puncte de fierbere și de topire scăzute
neconductiv electric; au conductivitate termică scăzută
solid în condiţii normale, fragil, refractar, nevolatil în topituri şi soluţii conduc curentul electric Cu ajutorul acestor informaţii, determinaţi ce structură au substanţele azotul şi sarea de masă NaCl. Scrieți răspunsul dvs. în spațiul oferit.
1) azot N
2
________________________________________________________________
2) sare de masă NaCl ________________________________________________________________
3
4
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse Substanțele anorganice complexe pot fi distribuite condiționat, adică clasificate, în patru grupuri, așa cum se arată în diagramă. În această diagramă pentru fiecare dintre cele patru grupuri, completați numele grupurilor sau formulele chimice ale substanțelor care lipsesc (un exemplu de formule aparținând acestui grup. Citiți următorul text și finalizați sarcinile 6–8. Industria alimentară folosește aditivul alimentar E, care este hidroxid de calciu Ca(OH)
2
. Este folosit la producerea de sucuri de fructe, alimente pentru copii, castraveți murați, sare de masă, produse de cofetărie și dulciuri. Este posibil să se producă hidroxid de calciu la scară industrială prin amestecarea oxidului de calciu cu apa, proces numit stingere. Hidroxidul de calciu este utilizat pe scară largă în producția de materiale de construcție, cum ar fi văruirea, tencuiala și mortarele din gips. Acest lucru se datorează capacității de a interacționa cu dioxidul de carbon CO
2
cuprinse în aer. Aceeași proprietate a unei soluții de hidroxid de calciu este utilizată pentru a măsura conținutul cantitativ de dioxid de carbon din aer. O proprietate utilă a hidroxidului de calciu este capacitatea sa de a acționa ca un floculant care purifică apele uzate din particulele în suspensie și coloidale (inclusiv săruri de fier. Este, de asemenea, utilizat pentru a crește pH-ul apei, deoarece apa naturală conține substanțe (de exemplu, acizi care provoacă coroziunea în corpurile sanitare).
5
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse
6 1. Scrieți o ecuație moleculară pentru reacția de producere a hidroxidului de calciu, care a fost menționată în text. Răspuns
2. Explicați de ce acest proces se numește stingere. Răspuns
________________________________________________________________________________
1. Scrieți o ecuație moleculară pentru reacția dintre hidroxidul de calciu și dioxidul de carbon, care a fost menționată în text. Răspuns
2. Explicați ce caracteristici ale acestei reacții fac posibilă utilizarea ei pentru a detecta dioxidul de carbon din aer. Răspuns
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1. Scrieți o ecuație ionică prescurtată pentru reacția dintre hidroxidul de calciu și acidul clorhidric menționată în text. Răspuns
2. Explicați de ce această reacție este folosită pentru a crește pH-ul apei. Răspuns
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
6
7
8
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse Se oferă o schemă a reacției redox.
H
2
S + Fe
2
O
3
→ FeS + S + H
2
O
1. Faceți o balanță electronică pentru această reacție. Răspuns
2. Identificați agentul oxidant și agentul reducător. Răspuns
3. Aranjați coeficienții în ecuația reacției. Răspuns Este dată schema de transformare
Fe Scrieți ecuațiile reacțiilor moleculare care pot fi utilizate pentru a efectua transformările indicate.
1) _________________________________________________________________________
2) _________________________________________________________________________
3) ________________________________________________________________________________ Stabiliți o corespondență între formula unei substanțe organice și clasa/grupul căreia îi aparține această substanță pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr. FORMULA SUBSTANȚEI
CLASA/GRUPA A)
CH
3
-CH
2
-CH
3
B) C)
CH
3
-CH
2
OH
1) hidrocarburi saturate
2) alcooli
3) hidrocarburi nesaturate
4) acizi carboxilici Scrieți numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare. A B C Răspuns
9
10
11
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse. Introduceți formulele substanțelor lipsă în schemele propuse de reacții chimice și aranjați coeficienții.
1) C
2
N
6
+ …………………………… → C
2
N
5
CI+HCI
2) C
3
H
6
+ ……..........… → CO
2
+H
2
O Propanul arde cu niveluri scăzute de emisii toxice în atmosferă, așa că este folosit ca sursă de energie în multe aplicații, cum ar fi brichetele cu gaz și încălzirea locuinței. Ce volum de dioxid de carbon se formează în timpul arderii complete a 4,4 g de propan Scrieți o soluție detaliată a problemei? Răspuns
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________ Alcoolul izopropilic este folosit ca solvent universal, este inclus în produse chimice de uz casnic, parfumuri și produse cosmetice și lichide de spălat parbriz pentru mașini. În conformitate cu diagrama de mai jos, creați ecuații de reacție pentru producerea acestui alcool. Când scrieți ecuații de reacție, utilizați formulele structurale ale substanțelor organice.
CH
2
CH CH
3
CH
3
CCH
3
O
CH
3
CH CH
3
Br
CH
3
CH
CH
3
OH
1) _______________________________________________________
2) _______________________________________________________
3) _______________________________________________________
12
13
14
VPR. Chimie. Cod clasa a XI-a
© 2017 Serviciul Federal de Supraveghere a Educației și Științei al Federației Ruse O soluție salină în medicină este o soluție de clorură de sodiu 0,9% în apă. Calculați masa de clorură de sodiu și masa de apă necesară pentru preparare
500 g soluție salină. Scrieți o soluție detaliată a problemei. Răspuns
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
15
CĂUTARE V
. Chimie. Clasa a 11a. Răspunsuri 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse LUCRĂ DE INSPECȚIE ALL-RUSSIAN
CHIMIE
, 11
CLASĂ
Răspuns
ety
si criterii de evaluare
ania
№
sarcini
Răspuns
Nu
1
Amestec
Număr
desen
Cale
separare
amestecuri
Făină și pilitură de fier prinsă Acțiune magnetică
Apă cu săruri anorganice dizolvate în ea
Distilare
(distilare
2
N; 2; 5 (sau V); nemetal N
→
C
→
Si
→
Al
4 azot N
2
– structura moleculară a sării de masă NaCl – structura ionică 132 Răspunsul corect la sarcina 3 primește un punct
Finalizarea sarcinilor 1, 2, 4, 11 se evaluează astfel: 2 puncte - fără erori
1 punct – s-a făcut o greșeală 0 puncte – s-au făcut două sau mai multe greșeli sau nu a existat niciun răspuns
Conţinut
răspuns corect și instrucțiuni pentru evaluare
n
Iyu
Puncte
Elemente de răspuns Se notează numele grupelor de bază și săruri, se notează formulele substanțelor grupelor corespunzătoare
Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele menționate mai sus Trei celule ale diagramei au fost completate corect.
5
CĂUTARE V
. Chimie. Clasa a 11a. Răspunsuri 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse Conținutul răspunsului corect și instrucțiuni pentru evaluare
n
Iyu
(În plus, găsiți și alte formulări ale răspunsului care nu denaturează sensul acestuia
Puncte
Elemente de răspuns
1) CaO + H
2
O = Ca(
OH)
(
sau
„Acest proces se numește stingere, deoarece, ca urmare, se formează var stins
»)
Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus Răspunsul include unul dintre elementele de mai sus 1 Toate elementele răspunsului sunt scrise incorect 0 Punct maxim 2 Conținutul răspunsului corect și instrucțiuni de punctare
n
Iyu
(În plus, găsiți și alte formulări ale răspunsului care nu denaturează sensul acestuia
Puncte
Elemente de răspuns
1) Ca(OH)
2
+ CO
2
= CaCO
3
↓+H
2
O
2) În urma acestei reacții, se formează o substanță insolubilă, carbonat de calciu, se observă turbiditatea soluției originale, ceea ce ne permite să judecăm prezența dioxidului de carbon în aer Reacția calitativă la Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus Răspunsul include unul dintre elementele de mai sus 1 Toate elementele răspunsuri scrise incorect 0 Punct maxim 2 Conținutul răspunsului corect și instrucțiuni pentru punctare.
n
Iyu
(În plus, găsiți și alte formulări ale răspunsului care nu denaturează sensul acestuia
Puncte
Elemente de răspuns
1) OH
–
+H
+
= H
2
O
2) Prezența acidului în apa naturală determină valori scăzute ale acestei ape
Hidroxid de calciu
neutraliza
Nu
acru
otu
, iar valorile cresc Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus Răspunsul include unul dintre elementele de mai sus 1 Toate elementele răspunsului sunt scrise incorect 0 Punct maxim 2
6
7
8
CĂUTARE V
n
Iyu
(În plus, găsiți și alte formulări ale răspunsului care nu denaturează sensul acestuia
Puncte
1) S-a întocmit o balanță electronică) Se indică faptul că sulful în stare de oxidare –2 (sau H
2
S) este un agent reducător, iar fierul se află în starea de oxidare +3 sau Fe
2
O
3
) - agent oxidant
3) Ecuația reacției a fost compilată
3H
2
S + Fe
2
O
3
= 2FeS + S + 3
H
2
O Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus Două dintre elementele de mai sus ale răspunsului sunt corect scrise 2 Unul dintre elementele de mai sus ale răspunsului este scris corect 1 Toate elementele răspunsului sunt scrise incorect 0 Punct maxim Conținut. a răspunsului corect și a instrucțiunilor de punctare
n
Iyu
Puncte
Au fost scrise ecuațiile de reacție corespunzătoare schemei de transformare
1) Fe + 2HCI = FeCl
2
+H
2 2) FeCl
2
+ 2AgNO
3
= Fe(NR
3
2
+ 2Ag
C
l
3) Fe (NR
3
2
+ 2KOH = F
e(OH)
2
.)
n
Iyu
Puncte
Elemente de răspuns
1)
CU
2
N
6
+ Cl
2
→
CU
2
N
5
CI+HCI
2) 2C
3
H
6
+ 9O
2
→
6C
O
2
+ 6
H
2
O Sunt posibili coeficienți fracționali) Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus. A fost făcută o eroare la unul dintre elementele răspunsului 1 Toate elementele răspunsului sunt scrise incorect 0 Punct maxim
9
10
12
CĂUTARE V
. Chimie. Clasa a 11a. Răspunsuri 2017 Serviciul Federal de Supraveghere în Educație și Știință al Federației Ruse Conținutul răspunsului corect și instrucțiuni pentru evaluare
n
Iyu
(În plus, găsiți și alte formulări ale răspunsului care nu denaturează sensul acestuia
Puncte
1) Ecuația pentru reacția de ardere a propanului a fost compilată
CU
3
N
8
+ O →
CO + HO) n(
CU
3
N
8
) = 4,4/44 = 0,1 mol SOCH mol) O) = 0,3 · 22,4 = 6,72 l Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus, două dintre elementele de mai sus ale răspunsului sunt scrise corect 2 Corectează unul dintre cele de mai sus elementele răspunsului sunt notate 1 Toate elementele răspunsului sunt notate incorect 0 Punct maxim 3 Conținutul răspunsului corect și instrucțiuni pentru notare
n
Iyu
Puncte
Au fost scrise ecuațiile de reacție corespunzătoare diagramei
1)
C
H
3
CH
CH
2
+H
2
O
H
2
ASA DE
4
, t
°
CH
3
CH
CH
3
OH
CH
3
CC
H
3
O
+ pisică+ apă n. r-r,
t
°
+ Sunt permise alte ecuații de reacție care nu contrazic condițiile de specificare a ecuațiilor de reacție
.)
Trei ecuații de reacție sunt scrise corect Două ecuații de reacție sunt scrise corect 2 O ecuație de reacție este scrisă corect 1 Toate ecuațiile sunt scrise incorect sau nu există niciun răspuns 0 Punct maxim Conținutul răspunsului corect și instrucțiuni pentru notare
n
Iyu
(În plus, găsiți și alte formulări ale răspunsului care nu denaturează sensul acestuia
Puncte
Elemente de răspuns
1) m
(NaCI) = 4,5 g
2) apă) = 495,5 g
Răspunsul este corect și complet, conține toate elementele de mai sus Răspunsul include unul dintre elementele de mai sus 1 Toate elementele răspunsului sunt scrise incorect 0 Punct maxim 2
13
14
15
Hidroxidul de calciu este utilizat pe scară largă în producția de materiale de construcție, cum ar fi văruirea, tencuiala și mortarele din gips. Acest lucru se datorează capacității sale de a interacționa cu dioxidul de carbon CO2 conținut în aer. Aceeași proprietate a unei soluții de hidroxid de calciu este utilizată pentru a măsura conținutul cantitativ de dioxid de carbon din aer.
O proprietate utilă a hidroxidului de calciu este capacitatea sa de a acționa ca un floculant care purifică apa uzată din particulele suspendate și coloidale (inclusiv sărurile de fier). De asemenea, este folosit pentru a crește pH-ul apei, deoarece apa naturală conține substanțe (cum ar fi acizii) care provoacă coroziune în conductele sanitare.
Scrieți o ecuație moleculară pentru reacția dintre hidroxidul de calciu și dioxidul de carbon care a fost menționată în text.2. Explicați ce caracteristici ale acestei reacții îi permit să fie utilizat pentru a detecta dioxidul de carbon din aer
Scrieți o ecuație ionică prescurtată pentru reacția dintre hidroxidul de calciu și acidul clorhidric menționat în text.2. Explicați de ce această reacție este folosită pentru a crește pH-ul apei.
9. Schema reacției redox este dată:
Scrieți o balanță electronică pentru această reacție.2. Specificați agentul oxidant și agentul reducător.
Aranjați coeficienții în ecuația de reacție.
10. Schema de transformare este dată: → → →
Scrieți ecuațiile reacțiilor moleculare care pot fi utilizate pentru a efectua aceste transformări.
Stabiliți o corespondență între formula unei substanțe organice și clasa/grupul căreia îi aparține această substanță: potriviți clasa cu fiecare literă
Introduceți formulele substanțelor lipsă în schemele de reacții chimice propuse și aranjați coeficienții.
1) → 2) → 
13. Propanul arde cu niveluri scăzute de emisii toxice în atmosferă, așa că este folosit ca sursă de energie în multe aplicații, precum brichetele pe gaz și încălzirea caselor de țară. Ce volum de dioxid de carbon (CO) se produce atunci când 4,4 g de propan sunt arse complet? Scrieți o soluție detaliată a problemei.
Alcoolul izopropilic este folosit ca solvent universal: este inclus în produse chimice de uz casnic, parfumuri și cosmetice și lichide de spălat parbriz pentru mașini. În conformitate cu diagrama de mai jos, creați ecuații de reacție pentru producerea acestui alcool. Când scrieți ecuații de reacție, utilizați formulele structurale ale substanțelor organice.
15. În medicină, o soluție salină este o soluție de 0,9% de clorură de sodiu în apă. Calculați masa de clorură de sodiu și masa de apă necesară pentru prepararea a 500 g de soluție salină. Scrieți o soluție detaliată a problemei.
7.
Elemente de răspuns:
2) În urma acestei reacții, se formează o substanță insolubilă - carbonat de calciu, se observă tulburarea soluției originale, ceea ce ne permite să judecăm prezența dioxidului de carbon în aer (reacție calitativă la)
8. Elemente de răspuns:
2) Prezența acidului în apa naturală determină valori scăzute ale pH-ului acestei ape. Hidroxidul de calciu neutralizează acidul și valorile pH-ului cresc.
9. Explicație. 1) A fost întocmit un bilanţ electronic:
2) Se indică faptul că sulful în starea de oxidare –2 (sau) este un agent reducător, iar fierul în starea de oxidare +3 (sau) este un agent de oxidare;
3) S-a întocmit ecuația reacției:
10. Ecuațiile de reacție corespunzătoare schemei de transformare se scriu:
15.Explicație. Elemente de răspuns:1) = 4,5 g 2) = 495,5 g
