Особенности органических соединений

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

 В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

И ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Лабораторный практикум

УДК 547:69(076)

ББК 24.2я73+38я73

О-644

Органическая химия в строительстве и техносферной безопасности. Учебное пособие. Лабораторный практикум по дисциплинам химия, физико-химические основы строительных процессов, физико-химические процессы в техносфере, химия в строительстве/ Сост. В.Т.Фомичёв, А.В.Савченко, Г.П.Губаревич, И.А.Куликова, Г.В. Чичерина; ВолгГТУ. – Волгоград, 2018. – 154 с.

Приведены материалы для выполнения лабораторных работ по курсу «Химия», «Физико-химические основы строительных процессов», «Физико-химические процессы в техносфере», «Химия в строительстве». Изложен теоретический материал и дано описание экспериментального выполнения семи лабораторных работ по ряду разделов курсов: «Предельные и непредельные углеводороды», «Спирты и эфиры», «Альдегиды и кетоны», «Карбоновые кислоты», «Ароматические углеводороды», «Амины», «Качественный анализ органических веществ».

Для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Строительство», «Техносферная безопасность», «Технологические машины и оборудование», «Технология транспортных процессов», «Информационные системы и технологии», специальностям «Пожарная безопасность», «Строительство уникальных зданий и сооружений».

План учеб.-метод. докум. 2018 г., поз. ___

Редактор

Подписано в печать ____._____.2018 г. Формат 60´84 1/16.

Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура Таймс.

Усл. печ. л. ____. Уч.-печ. л. _____. Тираж _____ экз. Заказ ______.

Волгоградский государственный технический университет

Редакционно-издательский отдел

Сектор оперативной печати ЦИТ

400074, Волгоград, ул. Академическая, 1

ãВолгоградский государственный

технический университет, 2018

ã Фомичёв В.Т., Савченко А.В., Губаревич Г.П., Куликова И.А., Чичерина Г.В.

Введение

Сегодня трудно представить современную жизнь без химии - в частности, без органической химии. Органическая химия изучает вещества, содержащие в своем составе углерод, за исключением окиси углерода, углекислого газа и солей угольной кислоты.

Как наука органическая химия до середины XVIII века не существовала. К тому времени различали три вида химии: химию животных, растительную химию и минеральную. Химия животных изучала вещества, входящие в состав животных организмов, растительная – вещества, входящие в состав растений, минеральная – вещества, входящие в состав неживой природы. Этот принцип не позволял отделить органические вещества от неорганических. В первой половине XIX века было предложено выделить соединения углерода в самостоятельную химическую дисциплину – органическую химию.

Органическая химия играет большую роль в жизни и практической деятельности человека. Важнейшие отрасли промышленности, которые производят органические вещества или перерабатывают органическое сырье, - производство каучука, резины, смол, пластмасс, волокон, нефтехимическая, лакокрасочная, пищевая, фармацевтическая промышленности.

Органическая химия проникла в производство строительных материалов и конструкций. В современном строительстве находят применение различные пластмассы, добавки в цементы и в бетоны, новые лаки, гидрофобизирующие средства и т.д. Это позволяет постепенно заменять традиционные строительные материалы более легкими, прочными и красивыми. Это связано с тем, что полимерные материалы обладают необходимым комплексом физико-химических и строительно-эксплуатационных свойств. Это, прежде всего, прочность, небольшая объемная масса (например, пено- и поропласты), эластичность, высокая водо-, газо- и пыленепроницаемость, химическая стойкость и устойчивость к коррозии. Применение органических соединений в строительстве уменьшает вес строительных конструкций (использование пластмасс). Кроме того, это дает возможность находить многие интересные инженерные и архитектурные решения.

Особенности органических соединений

В отличие от неорганических веществ органические вещества имеют ряд характерных особенностей.

1. Прежде всего, атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя цепи и кольца, что не так типично для неорганических соединений. Это одна из причин многообразия органических соединений.

2. В органических молекулах связи между атомами ковалентные. Поэтому органические вещества обычно являются неэлектролитами. Если ионные (неорганические) соединения легко диссоциируют в воде на ионы и реакции между ними протекают весьма быстро, то органические вещества, содержащие простые (одинарные) C-C и С-H связи взаимодействуют между собой с большим трудом или вовсе не взаимодействуют.

3.  Особенности атома углерода объясняются его строением: в возбужденном состоянии он имеет четыре валентных электрона. Атомы углерода образуют с другими атомами, а также друг с другом общие электронные пары. При этом на внешнем уровне каждого атома углерода будет восемь электронов, четыре из которых принадлежат другим атомам.

4. При нагревании в пределах 400-600 ^ОС органические соединения полностью разлагаются и обугливаются, а в присутствии кислорода сгорают. Это объясняется сравнительно небольшой прочностью связи между атомами углерода.

В органической химии обычно пользуются структурными формулами, поскольку атомы имеют пространственные расположение в молекуле, а также формулами эмпирическими и электронными. Структурные формулы – это язык органической химии. В структурных формулах ковалентная связь обозначается черточкой. Каждая черточка означает общую электронную пару, связывающую атомы в молекуле. Реже используют эмпирические и электронные формулы.

Пример: