Медленное окисление в каких случаях польза
I. Горение и
медленное окисление
Горение – это первая химическая реакция, с которой
познакомился человек. Огонь… Можно ли представить наше существование без
огня? Он вошел в нашу жизнь, стал неотделим от нее. Без огня человек не
сварит пищу, сталь, без него невозможно движение транспорта. Огонь стал нашим
другом и союзником, символом славных дел, добрых свершений, памятью о минувшем.
Мемориал славы в г. Сыктывкаре
Пламя, огонь, как одно из проявлений реакции горения,
имеет и свое монументальное отражение. Яркий пример – мемориал славы в г. Сыктывкаре.
Раз в четыре года в мире происходит событие,
сопровождающееся переносом «живого» огня. В знак уважения к основателям
олимпиад огонь доставляют из Греции. По традиции один из выдающихся
спортсменов доставляет этот факел на главную арену олимпиады.
Об огне сложены сказки, легенды. В старину люди
думали, что в огне живут маленькие ящерицы – духи огня. А были и такие,
которые считали огонь божеством и строили в его честь храмы. Сотни лет горели в
этих храмах, не угасая, светильники, посвященные богу огня. Поклонение огню
было следствием незнания людьми процесса горения.
Олимпийский огонь
М.В.Ломоносов говорил: «Изучение природы огня и без
химии предпринимать отнюдь невозможно».
Горение – реакция окисления, протекающая с
достаточно большой скоростью, сопровождающаяся
выделением тепла и света.
Схематически этот процесс окисления можно выразить
следующим образом:
Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермическими (от греч. «экзо» –
наружу).
При горении идет интенсивное окисление, в процессе
горения появляется огонь, следовательно, такое окисление протекает очень
быстро. Если
скорость реакции окажется достаточно большой? Может произойти взрыв. Так
взрываются смеси горючих веществ с воздухом или кислородом. К сожалению,
известны случаи взрывов смесей воздуха с метаном, водородом, парами бензина,
эфира, мучной и сахарной пылью и т.п., приводящие к разрушениям и даже
человеческим жертвам.
Для возникновения горения
необходимы:
- горючее вещество
- окислитель (кислород)
- нагревание
горючего вещества до температуры воспламенения
Температура воспламенения у каждого вещества различна.
В то время как эфир может воспламениться от
горячей проволоки, для того чтобы поджечь дрова, нужно нагреть их до нескольких
сот градусов. Температура воспламенения веществ различна. Сера и дерево
воспламеняются при температуре около 270 °С, уголь – около 350 °С, а белый
фосфор – около 40 °С.
Однако не всякое окисление непременно должно
сопровождаться появлением света.
Существует значительное число случаев окисления,
которые мы не можем назвать процессами горения, ибо они протекают столь
медленно, что остаются незаметными для наших органов чувств. Лишь по прошествии
определенного, часто весьма продолжительного времени мы можем уловить продукты
окисления. Так, например, обстоит дело при весьма медленном окислении (ржавлении) металлов
или при процессах гниения.
Разумеется, при медленном окислении выделяется
теплота, но это выделение вследствие продолжительности процесса протекает
медленно. Однако сгорит ли кусок дерева быстро или подвергнется медленному
окислению на воздухе в течение многих лет, все равно – в обоих случаях при этом
выделится одинаковое количество теплоты.
Медленное окисление – это процесс медленного
взаимодействия веществ с кислородом с медленным выделением теплоты (энергии).
Примеры взаимодействия веществ с кислородом без
выделения света: гниение
навоза, листьев, прогоркание масла, окисление металлов (железные форсунки при
длительном употреблении становятся тоньше и меньше), дыхание аэробных существ,
т. е. дышащих кислородом, сопровождается выделением теплоты, образованием
углекислого газа и воды.
Познакомимся с характеристикой
процессов горения и медленного окисления приведённой в таблице.
Характеристика процессов горения и медленного
окисления
Признаки реакции | Процесс | |
Горение | Медленное окисление | |
Образование | Да | Да |
Выделение | Да | Да |
Скорость | Большая | Небольшая |
Появление | Да | Нет |
Вывод: реакции горения и медленного
окисления – это экзотермические реакции, отличающиеся скоростью протекания этих
процессов.
II. Тепловой эффект химической
реакции.
В каждом веществе запасено определенное
количество энергии. С этим свойством веществ мы сталкиваемся уже за завтраком,
обедом или ужином, так как продукты питания позволяют нашему организму
использовать энергию самых разнообразных химических соединений, содержащихся в
пище. В организме эта энергия преобразуется в движение, работу, идет на
поддержание постоянной (и довольно высокой!) температуры тела.
Любая химическая реакция сопровождается
выделением или поглощением энергии. Чаще всего энергия выделяется или
поглощается в виде теплоты (реже – в виде световой или механической энергии).
Эту теплоту можно измерить. Результат измерения выражают в килоджоулях (кДж)
для одного МОЛЯ реагента или (реже) для моля продукта реакции. Количество
теплоты, выделяющееся или поглощающееся при химической реакции, называется тепловым эффектом
реакции (Q).
Например, тепловой эффект реакции сгорания водорода в кислороде можно выразить
любым из двух уравнений:
2 H2(г) + O2(г)
= 2 H2О(ж) + 572 кДж
2 H2(г) + O2(г)
= 2 H2О(ж) + Q
Это уравнение реакции
называется термохимическим уравнением.
Здесь символ “+Q“ означает, что при сжигании водорода
выделяется теплота. Эта теплота называется тепловым эффектом реакции. В
термохимических уравнениях часто указывают агрегатные состояния веществ.
Реакции протекающие с выделением энергии называются ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИМИ (от латинского
“экзо” – наружу). Например, горение метана:
CH4 + 2O2
= CO2 + 2H2O + Q
Реакции протекающие с поглощением энергии называются
ЭНДОТЕРМИЧЕСКИМИ (от латинского “эндо” – внутрь). Примером является
образование оксида углерода (II) CO и водорода H2 из угля и воды,
которое происходит только при нагревании.
C + H2O = CO + H2
– Q
Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих
технических расчетов.
Тепловые эффекты химических реакций нужны для
многих технических расчетов. Представьте себя на минуту конструктором мощной
ракеты, способной выводить на орбиту космические корабли и другие полезные
грузы (рис.).
Рис. Самая
мощная в мире российская ракета “Энергия” перед стартом на космодроме
Байконур. Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах – водороде
и кислороде.
Допустим, вам известна работа (в кДж), которую
придется затратить для доставки ракеты с грузом с поверхности Земли до орбиты,
известна также работа по преодолению сопротивления воздуха и другие затраты
энергии во время полета. Как рассчитать необходимый запас водорода и кислорода,
которые (в сжиженном состоянии) используются в этой ракете в качестве топлива и
окислителя?
Без помощи теплового эффекта реакции образования
воды из водорода и кислорода сделать это затруднительно. Ведь тепловой эффект –
это и есть та самая энергия, которая должна вывести ракету на орбиту. В камерах
сгорания ракеты эта теплота превращается в кинетическую энергию молекул
раскаленного газа (пара), который вырывается из сопел и создает реактивную
тягу.
В химической промышленности тепловые эффекты
нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых идут
эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплот сгорания топлива
рассчитывают выработку тепловой энергии.
Врачи-диетологи используют тепловые эффекты
окисления пищевых продуктов в организме для составления правильных рационов
питания не только для больных, но и для здоровых людей – спортсменов,
работников различных профессий. По традиции для расчетов здесь используют не
джоули, а другие энергетические единицы – калории (1 кал = 4,1868 Дж).
Энергетическое содержание пищи относят к какой-нибудь массе пищевых продуктов:
к 1 г, к 100 г или даже к стандартной упаковке продукта. Например, на этикетке
баночки со сгущенным молоком можно прочитать такую надпись: “калорийность
320 ккал/100 г”.
III. Расчёты по термохимическим уравнениям (ТХУ)
АЛГОРИТМ 1
АЛГОРИТМ 2
АЛГОРИТМ 3
АЛГОРИТМ 4
IV. Задания для закрепления
№1. Лабиринт “Её величество реакция горения”
№2. Головоломка «Не повторяющиеся буквы».
Для решения этой головоломки внимательно просмотри
каждую строчку. Выбери из них ни разу не повторяющиеся буквы. Если ты сделаешь
это правильно, то сможешь из этих букв составить пословицу о правилах обращения
с огнем.
ДОПОЛНИТЕЛЬНО:
ПОЖАР С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ХИМИКА
I. Горение и медленное окисление
Горение – это первая химическая реакция, с которой познакомился человек. Огонь… Можно ли представить наше существование без огня? Он вошел в нашу жизнь, стал неотделим от нее. Без огня человек не сварит пищу, сталь, без него невозможно движение транспорта. Огонь стал нашим другом и союзником, символом славных дел, добрых свершений, памятью о минувшем.
Горение – реакция окисления, протекающая с достаточно большой скоростью,сопровождающаяся выделением тепла и света.
Схематически этот процесс окисления можно выразить следующим образом:
При горении идет интенсивное окисление, в процессе горения появляется огонь, следовательно, такое окисление протекает очень быстро. Если скорость реакции окажется достаточно большой? Может произойти взрыв. Так взрываются смеси горючих веществ с воздухом или кислородом. К сожалению, известны случаи взрывов смесей воздуха с метаном, водородом, парами бензина, эфира, мучной и сахарной пылью и т.п., приводящие к разрушениям и даже человеческим жертвам.
Для возникновения горения необходимы:
- горючее вещество
- окислитель (кислород)
- нагревание горючего вещества до температуры воспламенения
Температура воспламенения у каждого вещества различна.
В то время как эфир может воспламениться от горячей проволоки, для того чтобы поджечь дрова, нужно нагреть их до нескольких сот градусов. Температура воспламенения веществ различна. Сера и дерево воспламеняются при температуре около 270 °С, уголь – около 350 °С, а белый фосфор – около 40 °С.
Однако не всякое окисление непременно должно сопровождаться появлением света.
Существует значительное число случаев окисления, которые мы не можем назвать процессами горения, ибо они протекают столь медленно, что остаются незаметными для наших органов чувств. Лишь по прошествии определенного, часто весьма продолжительного времени мы можем уловить продукты окисления. Так, например, обстоит дело при весьма медленном окислении (ржавлении) металлов или при процессах гниения.
Разумеется, при медленном окислении выделяется теплота, но это выделение вследствие продолжительности процесса протекает медленно. Однако сгорит ли кусок дерева быстро или подвергнется медленному окислению на воздухе в течение многих лет, все равно – в обоих случаях при этом выделится одинаковое количество теплоты.
Медленное окисление – это процесс медленного взаимодействия веществ с кислородом с медленным выделением теплоты (энергии).
Примеры взаимодействия веществ с кислородом без выделения света: гниение навоза, листьев, прогоркание масла, окисление металлов (железные форсунки при длительном употреблении становятся тоньше и меньше), дыхание аэробных существ, т. е. дышащих кислородом, сопровождается выделением теплоты, образованием углекислого газа и воды.
Познакомимся с характеристикой процессов горения и медленного окисления приведённой в таблице.
Характеристика процессов горения и медленного окисления
Признаки реакции | Процесс | |
Горение | Медленное окисление | |
Образование новых веществ | Да | Да |
Выделение теплоты | Да | Да |
Скорость выделения теплоты | Большая | Небольшая |
Появление света | Да | Нет |
Вывод: реакции горения и медленного окисления – это экзотермические реакции, отличающиеся скоростью протекания этих процессов.
II. Задания для закрепления
№1. Лабиринт “Её величество реакция горения”
Найдите путь, который приведет вас к финишу. Начните прохождение лабиринта с верхней левой клетки. Если суждение, вписанное в эту клетку, правильно, то продолжайте путь по стрелке с обозначением «да». Если данное суждение ошибочно, то вам следует продолжать путь по стрелке с обозначением «нет».
Вашим ответом будет набор цифр.
№2. Головоломка «Не повторяющиеся буквы»
Для решения этой головоломки внимательно просмотри каждую строчку. Выбери из них ни разу не повторяющиеся буквы. Если ты сделаешь это правильно, то сможешь из этих букв составить пословицу о правилах обращения с огнем.
Домашнее задание
Задачник:
- Стр. 48 упр. 4-51, 4-56, 4-65
Ощелачивание организма имеет чрезвычайно важное значение в условиях, когда экология оставляет желать лучшего, наше питание не сбалансировано, и мы принимаем медикаменты. Ощелачивание организма в условиях идеального существования заложено в механизмах человека самой природой. Но в настоящее время мы так далеки от природы, что организм не справляется с нейтрализацией кислот и появляется фундамент для развития различных заболеваний.
Снижение рН в организме
Если показатель pH крови изменяется всего на 0,01 в сторону кислой среды, то происходит снижение насыщения крови кислородом на 40 процентов. В результате имунные клетки не выполняют в полной мере защитные функции, активность ферментов снижается, обменные процессы замедляются.
Значение кислотно-щелочного баланса (рН) крови здорового человека колеблется в очень узких пределах: от 7,35 до 7, 45. И даже незначительное изменение рН крови, выходящее за эти границы, может привести к болезням.
Если кровь, омывающая клетки организма, становится более кислой, то клетки вынуждены жертвовать собственными минеральными запасами для ее нейтрализации, что приводит к повышенной кислотности внутри самой клетки. В кислой среде активность большинства ферментов снижается. Вследствие этого нарушаются межклеточные взаимодействия. В кислой среде прекрасно размножаются раковые клетки.
Кислая среда мочи — идеальное условие для образования камней в почках, приводит к хроническому нарушению работы почек, к воспалительным заболеваниям и почечной недостаточности.
Кислая среда слюны уже в раннем возрасте “помогает” разрушить зубы, дает толчок развитию стоматита.
Таким образом, снижение рН в организме приводит к снижению иммунитета и появлению более чем 200 заболеваний. Если у одного человека проявляется несколько заболеваний одновременно, налицо явное падение рН крови. Естественно, что при восстановлении рН до нормы здоровье восстанавливается.
Еще в 1932 Отто Варбург получил Нобелевскую премию по химии за определение условий жизни злокачественных опухолей. Клетки опухолей (а также бактерии и патогенные микроорганизмы) великолепно развиваются при закислении крови, т.е. при падении рН ниже 7,2 – 7,3 единиц. При нормализации рН опухоли вначале прекращали рост, а затем рассасывались! Если рН крови в норме, чужеродные бактерии и микроорганизмы не имеют условий для размножения.
Продукты, которые мы употребляем в пищу, делятся на две группы: окисляющие и ощелачивающие организм. Ощелачиванию организма способствуют прежде всего овощи, фрукты и молоко. А наиболее сильным окислителем являются мясные и рыбные продукты.
Внимательно изучив разные продукты, вы сможете уверенно ответить себе на вопрос, какая пища у вас преобладает: окисляющая или ощелачивающая организм?
ПРОДУКТЫ, ОЩЕЛАЧИВАЮЩИЕ ОРГАНИЗМ
| Продукты | Коэффициент ощелачивания |
|---|---|
| сельдерей | 4 |
| огурцы свежие | 4 |
| салат | 4 |
| помидоры свежие | 4 |
| свекла свежая | 4 |
| морковь свежая | 4 |
| абрикосы сушеные | 4 |
| абрикосы свежие | 3 |
| арбузы | 3 |
| дыни | 3 |
| сливы | 3 |
| фрукты (почти все) | 3 |
| капуста белокочанная | 3 |
| цветная капуста | 3 |
| зелень одуванчика | 3 |
| редис | 3 |
| перцы | 3 |
| картофель | 3 |
| бобы свежие | 3 |
| овсяная крупа | 3 |
| молочная сыворотка | 3 |
| ягоды (всякие) | 2–3 |
| миндаль | 2 |
| лук | 2 |
| зеленый горошек | 2 |
| изюм | 2 |
| финики | 2 |
ПРОДУКТЫ, ОКИСЛЯЮЩИЕ ОРГАНИЗМ
| Продукты | Коэффициент окисления |
|---|---|
| мясо | 4 |
| рыба | 4 |
| бобы готовые | 3 |
| яйца | 3 |
| варенье | 3 |
| соки с сахаром | 3 |
| вода сладкая | 3 |
| горох сухой | 2 |
| сливки | 2 |
| земляные орехи | 2 |
| хлеб белый | 2 |
| крахмал | 2 |
| сыр | 1–2 |
| хлеб черный | 1 |
| ячмень | 1 |
| бобы сушеные | 1 |
КОРОТКИЙ СПИСОК ПРОДУКТОВ
На основе компьютерного анализа американскими учеными была составлена таблица кислотной нагрузки основных продуктов питания:
Кислотная нагрузка основных продуктов питания (в миллиэквивалентах на 240 килокалорий)
| Продукт | Кислотная нагрузка |
|---|---|
| Мясо | 67,9 |
| Зерновые | 13,8 |
| Cыр | 4,2 |
| Молоко и йогурт | 2,8 |
| Яйца | 2,5 |
| Продукт | Нейтральные |
|---|---|
| Бобовые | -0,8 |
| Орехи | 0,1 |
| Продукт | Щелочные продукты |
|---|---|
| Листовая зелень | -59,1 |
| Овощи-фрукты | -46,5 |
| Коренья | -26,4 |
| Овощи | -14,3 |
| Клубни | -10,6 |
| Фрукты | -5,8 |
ОЩЕЛАЧИВАНИЕ ОРГАНИЗМА
Первый способ поддерживать нужный ph в организме употреблять правильную воду из расчета 30-33 милилитров на 1кг массы человека. С помощью очистителя вы можете приготовить такую воду в любых условиях.
Ощелачивание продуктов
Как сделать орехи, семена, каши и бобы полезнее.
Нужно знать, что большая часть бобовых, а также все зерновые, кроме гречки и проса, при обычном приготовлении повышают кислотность крови. Однако после замачивания или проращивания все бобовые и зернобобовые приобретают свойство оказывать ощела-чивающее действие. Употреблять их лучше в сыром виде как добавку к салатам. Предварительное замачивание повышает усваиваемость орехов и семян, т. к. способствует удалению из их оболочки веществ, подавляющих активность ферментов. Кроме того, замачивание зерна, бобовых, орехов и семян способствует расщеплению жиров до жирных кислот, белков – до аминокислот, а углеводов – до простых сахаров благодаря действию ферментов, что значительно облегчает нагрузку на пищеварительный тракт.
Несколько простых советов.
- Замачивайте все сырые орехи и семена за полчаса до еды.
- Замачивайте крупы перед варкой на 30 минут, затем воду сливайте, а кашу варите в свежей воде.
- Бобовые замачивайте на ночь. Можно дать им покипеть в течение минуты, затем оставить под закрытой крышкой на час, воду слить и доварить блюдо в свежей воде.
Все семена, зерновые и бобовые можно подготовить к варке заблаговременно. Для этого их замачивают в течение часа, затем обсушивают и хранят в темном месте.
Измерение уровня рН организма
В отличие от pH крови и лимфы pH слюны и мочи изменяется в зависимости от кислотной нагрузки и в связи с этим может служить для нас индикатором качества нашей пищи.
С помощью рН тест-полосок можно легко, быстро и точно определить уровень рН, не выходя из дома. Если уровень рН мочи колеблется в пределах 6,0 – 6,4 по утрам и 6,4 – 7,0 вечером, то ваш организм функционирует нормально. Для этой цели можно использовать индикаторные лакмусовые полоски, которые выпускают для школьных уроков химии и для диабетиков. Оптимальное измерение с 10 до 12 часов.
Рационально также знать уровень рН слюны, если в слюне отметка уровня рН остается между 6,4 – 6,8 в течение всего дня – это также свидетельствует о здоровье вашего организма. Результаты тестирования показывают активность ферментов пищеварительного тракта, особенно печени и желудка.
Что делать если pH слюны и мочи снижены по сравнению с нормой?
– увеличить содержание в рационе щелочных продуктов (см. таблицу),
– совершать регулярные пешие прогулки или использовать другие щадящие физические нагрузки.
– употреблять правильную воду из расчета 30-33 миллилитра на 1кг массы человека.