I Memorii justificative f5h10hy
Materia prima
Universul se compune din materie, denumirea provenita de la cuvantul latin
material, care inseamna lemn sau alt material. Materia se poate prezenta sub
doua forme: substante -; un tip de materie care se deplaseaza cu viteze
mai mici decat viteza luminii si energia radianta -; un tip de materie
care se deplaseaza cu viteza luminii.
Diferitele feluri de materie poarta numele de substante. Chimia este stiinta
substantelor, adica se ocupa cu structura, proprietatile si cu reactiile care
le pot schimba in alte substante.
Aceasta definitie a chimiei este in acelasi timp si prea ingusta si prea larga.
Ea este ingusta deoarece chimistul, atunci cand studieaza substantele, este
obligat sa studieze si energia radianta, in interactiile ei cu substantele.
Astfel, el poate fi interesat de culoarea substantelor, care este produsa prin
absortia luminii sau poate fi interesat de structura atomica a substantelor,
care se determina de obicei prin difractie de radiatii X sau prin absortia sau
emisia undelor de radio.
Pe de alta parte, definitia este prea larga in sensul ca aproape oricare alta
stiinta poate fi inclusa in cadrul ei. Astrofizicianul, de exemplu, este interesat
de substantele prezente in stele sau in alte corpuri ceresti, sau care sunt
imprastiate, in concentratii extrem de mici, in spatial interstelar. Fizicianul
atomist studiaza substantele care intra in componenta nucleelor atomilor. Biologul
este interesat de substantele prezente in organismele vii. Geologul este interesat
de anumite substante, numite minerale, din care este format Pamantul. Este prin
urmare destul de greu sa trasam o granita intre chimie si alte stiinte.
II Prelucrarea materialelor prime
1) Petrolul
Una dintre cele mai importante surse de compusi organici este petrolul (titeiul
brut). Petrolul care se scoate din zacamintele subterane prin puturi de forare
si sonde, este un lichid vascos, inchis la culoare, care reprezinta in esenta
un amestec de hidrocarburi. In fiecare an se produce si se foloseste o mare
cantitate de petrol, aproximativ un milliard de tone. O parte din el este ars,
folosindu-se direct ca combustibil, iar cealalta parte este convertita in alte
materiale.
Petrolul este un amestec complex de numeroase hidrocarburi, cu molecule continand
intre un atom de C si aproximativ 100 sau poate mai multi. Se cunoaste exact
compozitia si structura moleculara a hidrocarburilor din petrol pana la C10
si aproximativ a hidrocarburilor mai grele. Diferite fractiuni de petrol sau
amestecuri de hidrocarburi, prelucrate prin metode fizice si chimice in rafinariile
de petrol (benzine, petrol lampant, motorine), servesc drept combustibili pentru
alimentarea mai tuturor mijloacelor de transport (automobile, avioane, locomotive
si tractoare). Tot din petrol se fabrica uleiurile de uns (lubrefiantii) necesare
acestor motoare si altor masini, precum si asfaltul care constituie stratul
exterior al soselelor.
In sfarsit, prin prelucrarea termica (piroliza) si catalitica a diferitelor
fractiuni de petrol se obtin materiile prime de baza ale industriei chimice.
Printre acestea cele mai importante sunt etena, propena, butenele, butadiena
si izoprenul (materiile prime pentru fabricarea cauciucului sintetic), benzenul,
toluentul (metil-benzenul), xilenii (dimetil-benzenii) si alte hidrocarburi,
din care se obtin produsii extrem de numerosi ai industriei chimice organice
(mase plastice, fibre sintetice, medicamente, coloranti, antidaunatori pentru
agricultura, solventi etc.)
2) Carbunii
Carbunii fosili sau carbunii de pamant s-au format din plante prin transformari
biologice (sub actiunea unor microorganisme) si chimice, in timpul unor lungi
perioade in conditii nu prea bine cunoscute, dar in orice caz in absenta oxigenului
din aer (caci putrezirea obisnuita, in conditii aerobe, duce numai la CO2, H2O,
NH3, etc.) In cursul acestor transformari anaerobe, oxigenul continut in materialul
initial s-a eliminat, in cea mai mare parte, sub forma de H2O si CO2, iar azotul
sub forma de NH3 si N2. In cursul acestui proces lent de incarbonizare, continutul
in carbon a crescut cu varsta zacamantului. Dupa urmele gasite au putut fi indentificate
speciile botanice din care s-au format diferitii carbuni.
Se disting trei specii principale (si numeroase varietati) de carbuni fosili:
carbunii de pamant propriu-zisi, carbunii bruni si turba. Carbunii de pamant
cum sunt antracitul si huila, lasa pe o placa de portelan poros o dara neagra,
iar carbunii bruni o dara cafenie. Lignitul, in care se mai recunoaste structura
lemnului initiali, este o varietate de carbune brun. Turba, care se mai formeaza
si in zilele noastre din muschi si plante acvatice ce apar in mlastini sau turbarii,
este un carbune inferior ce retine multa apa. In antracit incarbonizarea este
cea mai avansata.
Carbunii negri si grafit artificial prin descompunerea termica a multor materiale
organice se obtin numeroase varietati de carbune negru. Proprietatile acestora
difera mult cu substanta initiala si cu conditiile in care a fost efectuata
carbonizarea.
Epoca geologica a depunerii Apa% Cenusa% Compozitie elementara1%
C H O
LemnTurbaLignitC. brunHuilaAntracit -actualatertiartertiarsecundarsecundar 30-5075-804030-602-42
0,50,55-153-82-202 5055-6050-6065-7080-9095 664-55,5-64-5,52-3 4435-4025-3020-254-152-3
1 a carbunelui uscat, fara cenusa
Aspectul macroscopic al carbunelui negru este amorf, dar la cercetarea cu raze
X au fost observate, la multe specii de carbuni negri, spectre asemanatoare
cu ale grafitului. Carbunele negru este un conglomerat de cristalite minuscule,
orientate neregulat in toate directiile posibile si legate intre ele intr-un
mod ce nu este inca bine cunoscut. Din cauza acestei structuri, carbunele negru,
in general, conduce rau caldura si electricitatea si, fireste, nu prezinta anizotropie.
3) Gazele naturale
Gazele naturale combustibile, continute la presiuni mari in unele straturi ale
scoartei pamantului. Sunt fie metan curat (99,9% la gazele din Ardeal), fie
metan amestecat cu azot, hidrogen sulfurat si unele chiar cu heliu (provenit
din dezintegrarea unor elemente radioactive, din rocile cu care a venit in contact),
fie amestecuri de metan, etan, propan, butani si putin pentani. Aceste asa-numite
gaze umede sau gaze de sonda insotesc petrolul in zacamintele de petrol.
4) Sarea (NaCl)
Clorura de sodiu are proprietatea sa se transforme intr-un metal moale (sodiul)
si un gaz galben-verzui (clorul) atunci cand este descompusa prin electroliza.
Atunci cand este dizolvata in apa, ea are proprietatea de a produce un precipitat
alb daca se adauga o solutie de azotat de argint. Ea mai are multe alte proprietati
chimice. Majoritatea substantelor sunt capabile sa intre in multe reactii chimice.
Studiul acestor reactii constituie o mare parte a studiului chimiei.
Proprietati, ca gustul si mirosul, sunt strans legate de natura chimica a substantelor
si de aceea trebuie considerate ca proprietati chimice; simturile de miros si
gust cu care sunt dotate animalele sunt defapt simturi chimice.
III Notiuni de ecologie si protectia mediului
1)Notiuni de ecologie
Ca in cazul multor discipline, numele si definitia conferite ecologiei,
spun mult pentru cei chemati sa ii cunoasca continentul
si sa-i patrunda semnificatiile.
In privinta denumirii, termenul de ecologie s-a impus in atentia
opiniei publice occidentale mai ales dupa 1970, iar in Europa centrala
si de est cu precadere in ultimul deceniu. O serie de evenimente
cu un puternic impact social precum celebrele maree negre ori accidente nucleare
in frunte cu cel de la Cernobal (26 aprilie 1986) au zguduit din
inertie opinia publica si a introdus treptat ecologia in randul
preocuparilor individului si comunitatilor. Se redescoperea astfel
un concert si un nume vechi de peste un secol. Crearea lui este atribuita
biologului german Ernst Haeckel (1834-1919), iar data de nastere 1866, pe cand
acesta functiona ca profesor la Universitatea din Sena. De altfel, prima sa
mentiune cu valoare de certificat de nastere se gaseste intr-o
nota de la pagina 8 a lucrarii “Generalle Morphologie der
Organismen” (Berlin, 1866), sub forma: “...sekologie... stiinta
economiei, modului de viata, a raporturilor vitale eterne reciproce ale
organismelor, etc.” Construit precum termenul de economie, cel de ecologie
deriva, in parte, din radacina indo-europeana
weik, care desemneaza o unitate sociala imediat superioara
casei sefului de familie. Aceasta radacina a dat
sanskritul veah (casa), latinul vicus (cartierul unui oras, burg) si
grecul oikos (habitat, acasa). Ca atare sekologie a fost construit pe
baza a doua cuvinte grecesti: oikos si logos (logia), (discurs). Etimologic
deci, ecologia reprezinta stiinta habitatului, respectiv o ramura
a biologiei care studiaza interactiunile dintre fiintele vii si mediul
lor. Dar, evident, semnificatiile sale au fost mult amplificate si diversificate
de-a lungul timpului.
2)Protectia mediului
Degradarea mediului sau poluarea cuprinde alterarea calitatilor mediului inconjurator,
pana la starea de incompatibilitate cu desfasurarea normala a procesului
metabolic din organismele vii.
Orice material sau substanta introdusa artificial in biosfera, sau care exista
in conditii naturale si provoaca modificari negative ale calitatii mediului,
este un poluant. Printre factorii poluanti citam: substante radioactive, chimice
(DDT, Pb, Cd, Hg), reziduri petroliere industriale si de alta natura, care altereaza
calitatea apelor, rezidurile canalelor de scurgere, diverse reziduri organice,
detergenti sintetici, provenite din activitatea casnica si industriala, apoi
utilizarea pesticidelor remanente, organoclorate, "smogul", folosirea
irationala a ingrasamintelor chimice cu imprastierea pe sol a rezidurilor menajere,
de origine animala in cantitati excesive si stropirea plantelor cu ape reziduale,
impurificate.
Problema ocrotirii naturii preocupa toate statele lumii. Dintre obiectivele
ocrotirii naturii fac parte: utilizarea rationala, conservarea si refacerea
resurselor naturale, prevenirea poluarii mediului, conservarea speciilor rare,
pesteri, declarate ca monumente naturale, ocrotirea ecosistemelor naturale,
care are si un mijloc de recreiere si tonificare a energiei fizice si spirituale
a omului.