Химические факторы. Факторы, влияющие на смещение химического равновесия Влияние химических факторов на человека

10.03.2020

Сегодня в России работает огромное количество производственных предприятий. Деятельность далеко не всех из них безопасна для окружающей среды и населения. Более того, многие производства считаются вредными и опасными. Далее в статье разберемся, какие существуют самые опасные и вредные производственные факторы.

Общие сведения

Вредными называют такие факторы производства, которые способствуют возникновению и развитию различных заболеваний, снижению работоспособности. Если они воздействуют на организм человека и природу длительное время, то их относят к категории опасных.

Классификация

Вредные и опасные среды могут возникать в силу естественных причин или по вине человека. Если говорить о характере воздействия на людей, то все они разделяются на:

Физические.
Биологические.
Химические.
Психофизиологические.

Физические воздействия

К числу естественных факторов, негативно влияющих на здоровье человека, относят:

Температуру воздуха.
Уровень влажности.
Атмосферное давление.
Воздушные массы.
Солнечную радиацию.

К антропогенным (возникающим по вине людей) вредным физическим факторам производственной среды относятся:

Высокий уровень пыли на рабочих местах.
Сильная вибрация.
Высокий уровень шума.
Статическое электричество и ультразвук.
Лазерное излучение.
Работа на высоте.
Повышенная или пониженная температура оборудования.
Недостаточное освещение на производстве.
Постоянно движущиеся механизмы.

Как видно, перечень факторов достаточно объемный. При этом на многих предприятиях присутствую и физические, и химические факторы. Производственная среда, в которой существуют разные виды воздействий даже непродолжительное время, считается опасной.

Биологические факторы

Их влияние в последнее время значительно возросло. Обусловлено это интенсивным ростом городов, развитием агропромышленного сектора. Под биологическим воздействием следует понимать загрязнение среды патогенными вирусами и бактериями, микроорганизмами-продуцентами, продуктами биотехнологической промышленности (антибиотиками, витаминами, кормовыми дрожжами, ферментами и пр.).

Биологическим фактором называют комплекс объектов, осуществляющих воздействие на человека с помощью активных веществ, вырабатываемых ими. Многие такие объекты способны размножаться в благоприятных для них условиях. Для биологических негативных факторов производственная среда - идеальное место.

В последнее время увеличивается количество предприятий микробиологической промышленности, выпускающих вакцины, аминокислоты, иммуногенных средств, белково-витаминных концентратов, пищевых добавок. Соответственно, одновременно повышается уровень биологического загрязнения. Применение в промышленности плесневелых и дрожжевых грибов, актиномицетов и бактерий привело к загрязнению производственной среды микроорганизмами-продуцентами.

Психофизические факторы

Об их опасности начали говорить сравнительно недавно - внимание уделялось в основном биологическим и химическим факторам производственной среды. Между тем от психофизического состояния персонала в прямой зависимости находится качество и эффективность труда. Снижение работоспособности может обуславливаться физическими или нервно-психическими перегрузками. Первые могут быть динамическими или статическими. В совокупности их показатели отражают степень тяжести труда. В данном случае речь о нагрузках на сердечно-сосудистую систему, опорно-двигательный аппарат, ЦНС.

Тяжесть труда характеризуется массой груза, которую работнику приходится перемещать или поднимать, количеством движений, совершаемых на производстве.

Нервно-психические нагрузки отражают уровень напряженности труда. В число вредных нервно-психических факторов входят:

Эмоциональные нагрузки.
Умственное напряжение.
Монотонность трудовой деятельности.

Как характеризуются химические факторы?

Для начала следует разобраться с понятием. Если говорить простыми словами, то химические негативные факторы производственной среды представляют собой объекты (вещества и их соединения), способные легко попасть на кожу или внутрь организма.

Надо сказать, что к началу 20 столетия в России было описано порядка двадцати промышленных ядов. Сегодня их число достигает нескольких тысяч. Контакт с химическими вредными факторами производственной среды происходит при их попадании в воздух. Именно исходя из этого факта вырабатываются методы борьбы с загрязнениями.

В зависимости от характера воздействия на человеческий организм, химические факторы производственной среды делятся на:

Токсичные. Они способны растворяться в жидких средах, вступать в физико-химические реакции с тканями, нарушать их функции. Токсичные химические факторы производственной среды вызывают интоксикацию (отравление).
Неядовитые. Эти факторы воздействуют на слизистые, кожу и почти не попадают внутрь организма.

Концентрация вредных веществ и их соединений - уровень их содержания в единице объема воздушной и жидкой среды. Этот показатель измеряется в мг/л и мг/м3.

Химические факторы производственной среды могут иметь разное агрегатное состояние: жидкое, твердое, газообразное и пр.

Токсичность характеризует физиологическую активность ядов. Эта характеристика отражает способность веществ и соединений в сравнительно небольшом количестве нарушать нормальное функционирование органов и тканей, приводить к стойким или временным патологиям. В этом смысле физические, психофизиологические, биологические факторы и химические факторы очень похожи. Негативное их воздействие на человека может привести к серьезным заболеваниям, а в ряде случаев и к летальному исходу.

Источники загрязнений

Потребность в определенных химических веществах и соединениях обуславливается спецификой конкретного производства. Химия сегодня используется в бумажной, металлургической, фармацевтической промышленности. С усложнением технологий увеличивается уровень загрязнения производственной и природной среды. Перед руководством предприятий встает проблема очистки воздуха и воды.

В целом, практически все производственные предприятия являются источниками химических загрязнений, в т. ч. и те, которые не используют токсичные вещества. Ведь у каждого предприятия появляются отходы сырья, которые при разложении выделяют яды. Они попадают в землю, воду, воздух. Неправильно организованный процесс утилизации мусора приводит к крайне негативным последствиям.

Кроме этого, существует проблема очистки сточных вод. В жидкостях, используемых в производственных процессах, содержатся вещества, способные вступать друг с другом в химические реакции. В результате этих взаимодействий появляются новые ядовитые соединения.

Специфика воздействия на человека

Химические факторы производственной среды могут быть вредными или опасными.

При продолжительном, многолетнем воздействии веществ в концентрациях, превышающих предельно допустимые, в организме начинают накапливаться токсины. Они вызывают хроническое отравление, нарушение функций жизнеобеспечивающих органов и систем, расстройства психики. При воздействии больших доз возникает острая интоксикация, которая может привести к смерти. Стоит сказать, что бороться с хроническими отравлениями сложнее, чем с острыми.

В зависимости от специфики воздействия на организм, вещества разделяют на мутагенные, канцерогенные, токсичные, раздражающие. К химическим факторам производственной среды относятся хлор, трихлорэтилен, азот под давлением, бензин, ацетилен, четыреххлористый углерод и пр.

Нормирование концентрации

В качестве критерия нормирования выступает ПДК - предельно допустимая концентрация. Этот показатель отражает максимально возможный уровень содержания вредных веществ, не вызывающий патологических изменений в организме работника на протяжении всей жизни, а также генетических последствий у будущих поколений.

ПДК - официально утвержденный показатель, устанавливаемый для каждого химического вещества. На любом производстве должны соблюдаться нормы концентрации.

ПДК должна учитываться при:

Проектировании производственных помещений, системы вентиляции, размещении оборудования.
Разработке схемы технологических процессов.
Осуществлении контроля качества условий труда.

ПДК определяется в зависимости от степени и характера воздействия вещества на человеческий организм. К самым опасным химическим веществам относят марганец, бериллий, свинец. Высокой степенью опасности отличаются хлор, фосген, Умеренно опасным веществом считается метиловый спирт. Аммиак, ацетон, бензин отнесены к малоопасным соединениям.

Особенности защиты

В последнее время темпы внедрения новых токсинов очень высоки. При этом далеко не всегда изучены все свойства этих веществ и проведена полная оценка их безопасности. Сегодня перед предприятиями стоит задача минимизировать негативное воздействие токсинов. Решением этой проблемы может стать создание герметичного оборудования и более эффективной вентиляции производственных помещений, а также усовершенствование технологических процессов.

На современных промышленных предприятиях защита от негативных факторов проводится по нескольким направлениям. К самым эффективным способам борьбы с загрязнениями относят кондиционирование и вентиляцию. Последняя может быть естественной или искусственной (механической).

Естественная вентиляция функционирует за счет разницы температур и давления. Регулируемый и организованный воздухообмен называют аэрацией. Естественные системы просты в установке и эксплуатации, не требуют больших затрат. При этом они достаточно эффективны, поскольку в них может перемещаться большой объем воздушных потоков. Однако есть у этих систем и недостатки. Эффективность естественной вентиляции снижается в безветренную погоду.

Механическая система состоит более сложная, включает в себя несколько воздуховодов и вентилятор. Она позволяет обеспечить постоянный воздухообмен вне зависимости от климатических условий. Механическая система может быть вытяжной, приточной или комбинированной.

Приточная система позволяет задерживать вредные вещества, предотвращает их проникновение в производственный цех из других помещений. Вытяжная, наоборот, препятствует выходу токсинов за пределы цеха.

Средства защиты

В соответствии с требованиями законодательства в сфере охраны труда весь персонал вредных/опасных производств должен быть обеспечен средствами коллективной и индивидуальной защиты. При работе с химическими веществами и их соединениями должна соблюдаться техника безопасности. Все сотрудники должны иметь перчатки, респираторы, спецодежду.

Работа с сосудами, находящимися под давлением

Многие химические соединения хранятся в специальной таре, в которой создается высокое давление. Работа с такими емкостями осуществляется в соответствии с Правилами, утвержденными Ростехнадзором. В данном нормативном акте указывается, что при поставке сосудов высокого давления поставщик обязан предоставить сопровождающие документы, в числе которых присутствует паспорт на каждую емкость. При этом на самой таре приводятся сведения о дате изготовления, товарный знак либо название изготовителя, показатель пробного, рабочего и расчетного давления, вместимость, клеймо и пр.

Сотрудники, обслуживающие такие емкости, должны иметь допуск.

Аттестация рабочего места

Она представляет собой оценку состояния производственных помещений. В зависимости от результатов аттестации проводятся:

Оздоровительные или профилактические мероприятия с сотрудниками.
Подтверждение или отмена льгот и компенсаций персоналу, работающему на вредном (опасном) производстве.
Сертификация деятельности по охране труда.

Оценка фактического состояния условий производственной деятельности осуществляется по:

Уровню опасности и вредности.
Степени травмобезопасности.
По уровню обеспеченности средствами защиты и степени их эффективности.

По общим правилам, аттестация проводится раз в пять лет. Однако на опасных производствах она может выполняться чаще. Кроме этого, должна проводиться переаттестация после замены технологического оборудования, средств защиты, изменения характера производственных операций.

Заключение

Производственный цикл на многих предприятиях связан с воздействием негативных факторов. Руководителям таких производств необходимо прикладывать максимум усилий для минимизации отрицательных последствий. Ни в коем случае нельзя экономить на системах очистки, средствах защиты, профилактических и иных мероприятиях.

На состояние здоровья человека влияют различные показатели. Чтобы сохранить хорошую физическую форму и остаться психоэмоционально устойчивым, нужно обратить внимание на качество своей жизни в многофакторной природно-социальной среде. Какие известны факторы воздействия на здоровье людей и как прожить более долгую жизнь, узнаем из статьи.

Вконтакте

Известные факторы

На здоровье человека могут влиять различные видимые и невидимые факторы . Также известны и способы улучшения физического, эмоционального, психологического состояния.

Все факторы воздействия на здоровье человека:

генетика;
медицина, здравоохранение;
: климат, флора, ландшафт;
образ жизни;
физические;
биологические;
химические.

Эксперты классифицируют вышеперечисленные факторы на следующее виды:

Социальные и экономические;
Экологические – общение человека с внешним миром и неизменные показатели;
Наследственные – наличие болезней, аномалий строения тела человека, передающихся по наследству;
Медицинские — оказание помощи населению, частота и качество обследований, профилактика заболеваний.

Все четыре фактора напрямую влияют на самочувствие человека. Здесь же нужно учитывать побочные показатели: возраст, климатические условия местности проживания, индивидуальные показатели. Однако определены общие средние показатели влияния каждого фактора по отдельности на население:

образ жизни — 55%;
окружающая среда — 25%;
генетика — 10%;
медицина — 10%.

Вредные факторы, влияющие на здоровье человека :

пагубные зависимости;
неверное распределение рабочего времени;
неправильный рацион;
плохие бытовые условия;
плохая экологическая обстановка;
химически загрязненная атмосфера;
биологические факторы;
отсутствие медицинского обследования;
генетическая склонность к болезням.

Влияние генетических факторов

На общее состояние здоровья напрямую влияет наследственность.

Человек с заложенными от родителей генами начинает адаптироваться в мире.

Данный фактор влияет на физическое и эмоциональное состояние.

Ген подвергается действию естественного отбора.

Он может сделать обладателя устойчивее к заболеваниям и другим агрессивным факторам, а может, наоборот, ухудшить состояние здоровья.

Важно! Каждая клетка несет в себе большое количество генов, которые управляют процессами развития человека. Новорожденный малыш имеет набор генов от обоих родителей. Эти признаки передаются всему последующему поколению.

Доказано, что брак между родственниками увеличивает риски возникновения заболеваний в пятьдесят раз, смертность среди таких людей намного выше. Гены очень чувствительны относительно вредного влияния окружающей среды, неправильного поведения людей, наличия вредных привычек .

При планировании ребенка будущие родители должны готовиться к зачатию за несколько месяцев, обеспечив все условия для рождения здорового малыша. Если предусмотреть этот фактор, то можно значительно снизить риск влияния наследственности на будущего ребенка и заложить ему здоровый генный код.

Влияние образа жизни

Влияние образа жизни на здоровье человека колоссально! Человек, ведущий здоровый образ жизни, чувствует себя полным сил, реже посещает врачей и имеет явно больше преимуществ, чем те, кто не следит за здоровьем и имеет вредные привычки.

Образ жизни оказывает влияние на три среды существования:

ближайшее окружение человека: друзья, знакомые, коллеги, семья;
среду, которая включает людей, объединенных по этническим признакам, уровню жизни, месту проживания;
среду, включающуя всех людей, проживающих в определенной стране, которые объединены социальными и экономическими отношениями, климатическими условиями.

Каждый человек оказывает влияние не только на себя, но и на окружающих людей. Выбранный образ жизни может быть созидательным или деструктивным.

Негативные факторы, такие как алкоголь, курение, наркотики, могут стать причиной серьезных болезней .

Также образ жизни касается не только физических, но и умственных, психических аспектов.

О человеке многое говорит то, чем он увлекается, занимается ли он спортом, следит ли за питанием.

Внимание! Ученые выявили, что по родительской линии вредные привычки передаются даже через несколько поколений. Это означает, что любой неправильный выбор чреват потерей здоровья у потомков.

Важно, чтобы на национальном уровне в стране сформировалось позитивное мировоззрение на . Чтобы изменить ситуацию, нужно понимать, какое воздействие на здоровье человека оказывают следующие факторы:

малоподвижность, отсутствие физической активности населения;
перенасыщение нездоровой пищей и ГМО в продуктах, что приводит к ожирению и болезням;
активный ритм жизни приводит к стрессам, страдает нервная система;
вредные привычки: алкоголь, курение, сексуальная распущенность.

Влияние окружающей среды

Влияние экологических факторов на здоровый образ жизни огромно. Вмешательство людей в природную среду, даже с благими намерениями, также оказывает прямое воздействие на экологию, а она впоследствии влияет на человеческий организм.

Помимо воздействия человека на экологическую обстановку, влияние на здоровье оказывают следующие факторы окружающей среды:

температура;
влажность воздуха;
вибрация;
радиация;
порывы ветра, ;
электромагнитные и звуковые колебания.

На самочувствие и нормальную жизнедеятельность оказывают влияние погодные условия . Они могут вызвать перепады давления, обострять заболевания суставов, приводить к головным болям.

Если человек здоров, то перемена погодных условий пройдет без последствий. Однако метеочувствительные люди ощущают недомогания.

В последнее время человек постоянно испытывает влияние на себе электромагнитных волн, излучения. Его испускают все бытовые приборы, телефоны. Излучение воздействует не только на физическое состояние тела, но и дестабилизирует психику, изменяет работу органов.

Важно! Регулярное влияние электромагнитных волн пагубно воздействует на нервную систему, иммунитет, щитовидку, . За несколько десятилетий увеличилось количество онкологических патологий.

Факторы окружающей среды включают в себя и влияние радиации. Все живые существа подвергаются воздействию радиационного фона. Радиация приводит к изменению генетического строения , замедляет процессы регенерации, ухудшает работу ЖКТ .

Социально-экономические факторы

Экономическая ситуация в стране, как фактор, является одним из решающих для здоровья населения. Сюда же входит и медицинское обеспечение. Хотя сейчас медицина все меньше фокусируется на здоровье, и все больше на лечении заболеваний. В настоящее время структура заболеваемости изменилась: инфекциями болеют в 10% случаев, а 40% заболеваемости приходится на расстройства психики, алкоголизм, наркоманию.

Важно! Из большинства случаев со смертельными исходами, самые распространенные причины приходятся на такие заболевания как: атеросклероз, ожирение, психические расстройства, онкология.

Сейчас медицина направлена на лечение данных патологий, а не на предупреждение проблемы.

Химические факторы

Химическое загрязнение планеты – это уже далеко не сказка, а реальность в которой мы живем постоянно. Еще в утробе матери плод рискует получить химический вред, что влияет на дальнейшее здоровье и качество жизни.

Загрязнение водоемов, повышенный радиационный фон — все это становится причиной появления огромного количества заболеваний.

Химические соединения проникают через еду, кислород, питье. Негативное влияние могут оказывать следующие химические факторы:

синтетические добавки в пище, пестициды;
бытовая химия, средства гигиены;
лекарства и биологические добавки;
добавки для роста животных, птицы;
строительные материалы, краски;
промышленные отходы;
выхлопные газы и др.

Химические элементы особенно опасны из-за быстрого накопления в организме, а вывести их не так-то просто. В результате организм человек склонен к проявлению аллергических реакций, развиваются различные патологию, связанные с нервными заболеваниями, поражаются печень и почки. Есть риск развития астмы.

Среди множества фактов о человеке, хотелось бы отметить следующие:

череп человека состоит из двадцати девяти костей;
организм перестает работать при чихании, включая работу сердца ;
нервная реакция имеет скорость двести километров в час;
ребенок еще в утробе матери в 3 месяца получает уникальные отпечатки пальцев;
женское сердце бьется быстрее, чем мужское;
правши живут дольше, чем левши;
длина кровеносных сосудов в организме равна сто тысяч км ;
насчитывается около ста вирусов, которые вызывают насморк;
курильщик за год всасывает в себя полчашки смолы;
после 60 лет люди теряют 50% вкусовых рецепторов , снижается обоняние, зрение;
зуб – единственная часть человека, не способная к самовосстановлению.\

Что оказывает влияние на наше здоровье

Основные факторы, оказывающие влияние на организм

Вывод

Вредные факторы, влияющие на здоровье человека можно уменьшить, если внимательно относиться к своему организму, отказаться от вредных привычек, наладить рацион питания, заниматься спортом. Здоровые люди могут вовремя подстраиваться под социальные, биологические, химические факторы . Человек – единственный организм на планете, который имеет возможность адаптировать окружающую среду под себя. Будьте здоровы!

Ядовитые вещества проникают в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, кожный покров. При дыхании они поступают в легкие, вместе с пищей — в желудок. При попадании на кожу яды могут оказывать местное воздействие.

Изучением влияния химических веществ на организм занимается наука токсикология, которая классифицирует химически вредные вещества по токсическому эффекту воздействия на человека и опасности.

По токсическому вредному эффекту химические вещества подразделяются на:

Общетоксические (углеводороды, спирты, анилин, сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид углерода). Эти вещества вызывают расстройство нервной системы, мышечные судороги, нарушают структуру ферментов, влияют на кроветворные органы;

Раздражающие (органические красители, антибиотики). Эти вещества повышают чувствительность организма к заболеваниям;

Канцерогенные (бенз(а)пирен, асбест, нитроазосоединения). Они вызывают развитие всех видов раковых заболеваний. При этом процесс заболевания может быть отдален от момента воздействия химических веществ на годы и даже десятилетия;

Мутагенные (этиленамин, оксид этилена, хлорированные углеводороды, соединения свинца, ртути и др.). Воздействие этих веществ обнаруживается в отдаленном периоде жизни. При воздействии на половые клетки мутагенное влияние сказывается на здоровье последующих поколений. Наиболее часто встречающиеся вещества, влияющие на репродуктивную функцию, — это борная кислота и аммиак. Они вызывают возникновение врожденных пороков развития. Кроме того, воздействие мутагенных веществ проявляется в преждевременном старении организма, повышении общей заболеваемости, развитии злокачественных новообразований.

Токсичное действие химических веществ определяется не только свойствами, но и количеством вещества, попавшего в организм (дозой). Например, большое значение имеет концентрация химических веществ в воздухе рабочей зоны, от которой доза зависит непосредственно.

Негативное воздействие вредных веществ начинается с определенной их концентрации в организме (порога). Повторное воздействие вещества даже при меньшей его концентрации обычно вызывает больший эффект, чем предыдущее. Повышающуюся чувствительность организма к веществу называют сенсибилизацией. Возникающие при этом чужеродные для человека белковые молекулы, формирующие антитела, могут вызвать развитие аллергических реакций.

В токсикологии используются показатели степени токсичности (опасности вещества): средняя смертельная концентрация при вдыхании, введении в желудок или попадании на кожу. Показатели степени токсичности легли в основу разработки нормативов ПДК.

По классам опасности для человека вредные вещества подразделяются на 4 класса (табл. 3.1). К четвертому классу относятся наиболее опасные вещества.

Таблица 3.1. Предельно допустимая концентрация и класс опасности некоторых химически вредных веществ, наиболее часто встречающихся в рабочей среде на железнодорожном транспорте

У рабочих, связанных с выгрузкой сыпучих химических грузов, очисткой и промывкой вагонов из-под остатков химических грузов, дегазацией, при нарушении правил охраны труда могут возникать хронические бронхиты, пневмонии, пневмосклероз, болезни сердца, костно-мышечного аппарата, желудочно-кишечного тракта и неврозы. Обоняние у этих работников, как правило, снижено.

Многочисленные исследования показали, что факторами, обусловливающими здоровье, являются:

биологические (наследственность, тип высшей нервной деятельности, конституция, темперамент и т. п.);
природные (климат, ландшафт, флора, фауна и т. д.);
состояние окружающей среды;
социально-экономические;
уровень развития здравоохранения.

Эти факторы влияют на образ жизни людей. Установлено также, что образ жизни примерно на 50 %, состояние окружающей среды на 15-20 %, наследственность на 15-20 % и здравоохранение (деятельность его органов и учреждений) на 10 % обусловливают здоровье (индивидуальное и общественное).

С понятием здоровья тесно связано представление о .

Факторы обеспечения здоровья

Эксперты ВОЗ в 80-х годах XX века определили ориентировочное соотношение различных факторов обеспечения здоровья современного человека, выделив в качестве основных четыре производные. Впоследствии эти выводы были принципиально подтверждены и применительно к нашей стране следующим образом (в скобках данные ВОЗ):

генетические факторы — 15-20% (20%)
состояние окружающей среды — 20 — 25% (20%)
медицинское обеспечение — 10-15% (7 — 8%,)
условия и образ жизни людей — 50 — 55% (53 — 52%).

Таблица 1. Факторы, влияющие на здоровье человека

Сфера влияния факторов	Факторы
Сфера влияния факторов	Укрепляющие здоровье	Ухудшающие здоровье
Генетические (15-20%)	Здоровая наследственность. Отсутствие морфо- функциональных предпосылок возникновения заболеваний	Наследственные заболевания и нарушения. Наследственная предрасположенность к заболеваниям
Состояние окружающей среды (20-25%)	Хорошие бытовые и производственные условия, благоприятные климатические и природные условия, экологически благоприятная среда обитания	Вредные условия быта и производства, неблагоприятные климатические и природные условия, нарушение экологической обстановки
Медицинское обеспечение (10-15%)	Медицинский скрининг, высокий уровень профилактических мероприятий, своевременная и полноценная медицинская помощь	Отсутствие постоянного медицинского контроля за динамикой здоровья, низкий уровень первичной профилактики, некачественное медицинское обслуживание
Условия и образ жизни (50-55%)	Рациональная организация жизнедеятельности, оседлый образ жизни, адекватная двигательная активность, социальный и психологический комфорт. полноценное и рациональное питание, отсутствие вредных привычек, валеологическое образование и пр.	Отсутствие рационального режима жизнедеятельности, миграционные процессы, гипо- или гипердинамия, социальный и психологический дискомфорт. неправильное питание, вредные привычки, недостаточный уровень валеологических знаний

Состояние, при котором скорости прямой и обратной реакций равны между собой, называется химическим равновесием. Уравнение обратимой реакции в общем виде:

Скорость прямой реакции v 1 =k 1 [A] m [B] n , скорость обратной реакции v 2 =k 2 [С] p [D] q , где в квадратных скобках – равновесные концентрации. По определению, при химическом равновесии v 1 =v 2, откуда

К с =k 1 /k 2 = [С] p [D] q / [A] m [B] n ,

где К с – константа химического равновесия, выраженная через молярные концентрации. Приведенное математическое выражение нередко называют законом действия масс для обратимой химической реакции: отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ.

Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняются закономерности, которая была высказана в общем виде в 1884 году французским ученым Ле-Шателье. Современная формулировка принципа Ле-Шателье такова:

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то система перейдет в другое состояние так, чтобы уменьшить эффект внешнего воздействия.

Факторы, влияющие на химическое равновесие.

1. Влияние температуры. В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу, а другое - эндотермическому.

При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции.

2. Влияние давления. Во всех реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объема за счет изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам, на положение равновесия влияет давление в системе.
Влияние давления на положение равновесия подчиняется следующим правилам:

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом.

3. Влияние концентрации. Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:

При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;
при повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое скорость химической реакции и от каких факторов она зависит? От каких факторов зависит константа скорости?

2. Составить уравнение скорости реакции образования воды из водорода и кислорода и показать, как измениться скорость, если концентрацию водорода увеличить в три раза.

3. Как изменяется скорость реакции с течением времени? Какие реакции называются обратимыми? Чем характеризуется состояние химического равновесия? Что называется константой равновесия, от каких факторов она зависит?

4. Какими внешними воздействиями можно нарушить химическое равновесие? В каком направлении смешается равновесие при изменении температуры? Давления?

5. Каким образом можно сместить обратимую реакцию в определенном направлении и довести до конца?

Лекция № 12 (проблемная)

Растворы

Цель: Дать качественные заключения о растворимости веществ и количественную оценку растворимости.

Ключевые слова: Растворы – гомогенные и гетерогенные;истинные и коллоидные; растворимость веществ; концентрация растворов; растворы неэлектроилов; законы Рауля и вант-Гоффа.

План.

1. Классификация растворов.

2. Концентрация растворов.

3. Растворы неэлектролитов. Законы Рауля.

Классификация растворов

Растворы – это гомогенные (однофазные) системы переменного состава, состоящие из двух или более веществ (компонентов).

По характеру агрегатного состояния растворы могут быть газообразными, жидкими и твердыми. Обычно компонент, который в данных условиях находится в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор, считают растворителем, остальные составляющие раствора – растворенными веществами. В случае одинакового агрегатного состояния компонентов растворителем считают тот компонент, который преобладает в растворе.

В зависимости от размеров частиц растворы делятся на истинные и коллоидные. В истинных растворах (часто называемых просто растворами) растворенное вещество диспергировано до атомного или молекулярного уровня, частицы растворенного вещества не видимы ни визуально, ни под микроскопом, свободно передвигаются в среде растворителя. Истинные растворы – термодинамически устойчивые системы, неограниченно стабильные во времени.

Движущими силами образования растворов являются энтропийный и энтальпийный факторы. При растворении газов в жидкости энтропия всегда уменьшается ΔS < 0, а при растворении кристаллов возрастает (ΔS > 0). Чем сильнее взаимодействие растворенного вещества и растворителя, тем больше роль энтальпийного фактора в образовании растворов. Знак изменения энтальпии растворения определяется знаком суммы всех тепловых эффектов процессов, сопровождающих растворение, из которых основной вклад вносят разрушение кристаллической решетки на свободные ионы (ΔH > 0) и взаимодействие образовавшихся ионов с молекулами растворителя (сольтивация, ΔH < 0). При этом независимо от знака энтальпии при растворении (абсолютно нерастворимых веществ нет) всегда ΔG = ΔH – T·ΔS < 0, т. к. переход вещества в раствор сопровождается значительным возрастанием энтропии вследствие стремления системы к разупорядочиванию. Для жидких растворов (расплавов) процесс растворения идет самопроизвольно (ΔG < 0) до установления динамического равновесия между раствором и твердой фазой.

Концентрация насыщенного раствора определяется растворимостью вещества при данной температуре. Растворы с меньшей концентрацией называются ненасыщенными.

Растворимость для различных веществ колеблется в значительных пределах и зависит от их природы, взаимодействия частиц растворенного вещества между собой и с молекулами растворителя, а также от внешних условий (давления, температуры и т. д.)

В химической практике наиболее важны растворы, приготовленные на основе жидкого растворителя. Именно жидкие смеси в химии называют просто растворами. Наиболее широко применяемым неорганическим растворителем является вода. Растворы с другими растворителями называются неводными.

Растворы имеют чрезвычайно большое практическое значение, в них протекают многие химические реакции, в том числе и лежащие в основе обмена веществ в живых организмах.

Концентрация растворов

Важной характеристикой растворов служит их концентрация, которая выражает относительное количество компонентов в растворе. Различают массовые и объемные концентрации, размерные и безразмерные.

К безразмерным концентрациям (долям) относятся следующие концентрации:

Массовая доля растворенного вещества W (B) выражается в долях единицы или в процентах:

где m(B) и m(A) – масса растворенного вещества B и масса растворителя A.

Объемная доля растворенного вещества σ(B) выражается в долях единицы или объемных процентах:

где V i – объем компонента раствора, V(B) – объем растворенного вещества B. Объемные проценты называют градусами *) .

*) Иногда объемная концентрация выражается в тысячных долях (промилле, ‰) или в миллионных долях (млн –1), ppm.

Мольная доля растворенного вещества χ(B) выражается соотношением

Сумма мольных долей k компонентов раствора χ i равна единице

К размерным концентрациям относятся следующие концентрации:

Моляльность растворенного вещества C m (B) определяется количеством вещества n(B) в 1 кг (1000 г) растворителя, размерность моль/кг.

Молярная концентрация вещества B в растворе C (B) – содержание количества растворенного вещества B в единице объема раствора, моль/м 3 , или чаще моль/литр:

где μ(B) – молярная масса B, V – объем раствора.

Молярная концентрация эквивалентов вещества B C Э (B) (нормальность – устаревш.) определяется числом эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора, моль/литр:

где n Э (B) – количество вещества эквивалентов, μ Э – молярная масса эквивалента.

Титр раствора вещества B(T B) определяется массой растворенного вещества в г, содержащегося в 1 мл раствора:

Г/мл или г/мл.

Массовые концентрации (массовая доля, процентная, моляльная) не зависят от температуры; объемные концентрации относятся к определенной температуре.

Все вещества в той или иной степени способны растворяться и характеризуются растворимостью. Некоторые вещества неограниченно растворимы друг в друге (вода-ацетон, бензол-толуол, жидкие натрий-калий). Большинство соединений ограниченно растворимы (вода-бензол, вода-бутиловый спирт, вода-поваренная соль), а многие малорастворимы или практически нерастворимы (вода-BaSO 4 , вода-бензин).

Растворимостью вещества при данных условиях называют его концентрацию в насыщенном растворе. В таком растворе достигается равновесие между растворяемым веществом и раствором. В отсутствие равновесия раствор остается стабильным, если концентрация растворенного вещества меньше его растворимости (ненасыщенный раствор), или нестабильным, если в растворе содержится вещества больше его растворимости (пересыщенный раствор).