Рассказы о реакциях

Самая распространённая химическая реакция, с которой мы уже знакомы, – это реакция фотосинтеза. Фотосинтез – это процесс, который протекает в листьях зелёных растений и в клетках некоторых бактерий. Процесс фотосинтеза заключается в том, что из углекислого газа и воды на свету происходит образование глюкозы и кислорода.

Вода при этом поступает в ткани растений из почвы через корневую систему, а углекислый газ поглощается листьями растений.

Образовавшаяся глюкоза превращается затем в более сложные углеводы – крахмал и целлюлозу.

Процесс фотосинтеза – уникальный и сложный. Он происходит только при освещении и участии хлорофилла – зелёного пигмента растений. В результате фотосинтеза образуется энергия, которая преобразуется в энергию химических связей, а она, в свою очередь, используется для обеспечения жизненных процессов.

Благодаря процессу фотосинтеза леса называют «лёгкими планеты». Они восполняют запасы кислорода в природе. Водоросли используют 0,1 % всей солнечной энергии, но кислорода образуют в 10 раз больше, чем наземные растения.

Однако кислорода в воздухе становится всё меньше и меньше. Это связано, прежде всего, с сокращением площади, занятой лесами, и ростом промышленного производства. В итоге кислорода потребляется больше, чем производится.

Роль процесса фотосинтеза трудно переоценить. Ещё К. А. Тимирязев писал: «Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете».

Благодаря процессу фотосинтеза ежегодно на Земле образуется 150 млрд органических веществ.  Кроме того, за год зелёные растения поглощают 300 млрд т углекислого газа из воздуха, который поступает в атмосферу в результате процессов дыхания, горения и производственной деятельности.

Фотосинтез – это единственный источник кислорода на Земле. В верхних слоях атмосферы кислород превращается в озон. Озон образует так называемый озоновый слой, который защищает всё живое от ультрафиолетовых лучей.

Лорд Дж. Портер, лауреат Нобелевской премии, писал: «Фотосинтез – это великий и, пожалуй, самый великий вызов природы, обращённый к современной фотохимии, а возможно, и ко всей химии».

Таким образом, фотосинтез играет значительную роль в биосферных процессах.

Реакции горения также распространены в живой природе. Каждый из вас помнит миф о Прометее, который подарил людям огонь, но был наказан богами за это. Прометея приковали к скале, и каждый день к нему прилетал орёл и клевал его печень.

У первобытных людей огонь играл огромную роль: за него боролись, ему поклонялись.

Реакции горения – это реакции взаимодействия веществ с кислородом воздуха. В результате реакций горения образуется свет и выделяется теплота.

Благодаря реакциям горения люди обогревают своё жильё, готовят пищу, варят стекло, чугун и сталь, режут и сваривают металлы. Реакции горения заставляют двигаться автомобили, тепловозы и теплоходы, космическую и военную технику.

Благодаря реакциям горения мы можем наблюдать салюты и фейерверки.

Однако реакции горения могут наносить и вред. Из-за пожаров сгорают дома, гибнут леса, полыхают ёмкости с нефтью и газом.

Так как кислород по-латински называется oxigenium, то реакции с участием кислорода называются реакциями окисления.

Как правило, реакции окисления идут очень быстро. Однако есть и такие, которые называются реакциями медленного окисления.

На этом свойстве основано насиживание яиц у диких кур. Они кладут свои яйца в кучу гниющих растительных остатков, в результате медленного окисления здесь выделяется теплота, которой достаточно для развития зародышей без насиживания.

Благодаря процессам медленного окисления мусор и органические остатки превращаются в удобрения – компост.

Процессы дыхания также являются процессами медленного окисления. В результате процессов дыхания питательные вещества окисляются и образуется энергия, которая необходима живым организмам.

«Коррозия» в переводе с латинского означает «разъедать». Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате их взаимодействия с веществами окружающей среды.

Чаще всего коррозии подвергается железо и сплавы на основе железа. Поэтому коррозию железа называют ещё ржавлением. Из-за коррозии металлы теряют свои свойства и становятся негодными. Коррозия вызывает порчу деталей машин, агрегатов, аппаратуры химических производств, трубопроводов.

Коррозия портит и трубопроводы, по которым текут газ и нефть, химические продукты, что ведёт к загрязнению окружающей среды.

Коррозию вызывают вода, кислород, оксиды углерода и серы, соли, которые находятся в грунтовых водах, морях и океанах.

Существует несколько способов защиты от коррозии. Например, нанесение защитных покрытий на поверхность металлических изделий. Этими покрытиями могут быть лаки, краски, эмали. Эйфелеву башню красили уже много раз, поэтому масса её значительно увеличилась. Покрывают металлы и другим слоем металла, который менее подвержен коррозии. Например, используют такие металлы, как золото, серебро, хром, никель, олово, цинк. Лужение – это покрытие железа слоем олова. Это железо ещё называют белой жестью и используют для изготовления консервных банок.

Иногда, чтобы уменьшить коррозию, используют специальные добавки, такие как никель, хром или молибден. Таким способом получают нержавеющую сталь.  Скульптура В. И. Мухиной «Рабочий и колхозница» сделана из листов нержавеющей стали.

Иногда изменяют не сам металл, а среду, в которой он находится. То есть используют такие вещества, которые замедляют процесс коррозии. Такие вещества называются ингибиторами коррозии. Ингибиторы коррозии добавляют в охлаждающие жидкости для автомобилей, смазочные масла, нефтепродукты.