Номер 8, страница 139 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

8. Назовите основные направления решения проблемы бережного и рационального использования химического сырья.

Проблема бережного и рационального использования химического сырья является одной из ключевых в современной химии и промышленности. Её решение направлено на снижение нагрузки на окружающую среду, сохранение невозобновляемых ресурсов и повышение экономической эффективности производств. Основные направления решения этой проблемы включают:

1. Комплексное использование сырья

Данное направление предполагает извлечение из исходного сырья максимального количества полезных компонентов. Природное сырье, например, руды металлов или апатито-нефелиновые руды, почти всегда является многокомпонентным. Традиционные технологии часто ориентированы на получение только одного целевого продукта, а остальные компоненты отправляются в отвалы, загрязняя окружающую среду и представляя собой безвозвратную потерю ценных веществ. Комплексная переработка позволяет из одного и того же объема сырья получить несколько товарных продуктов, что значительно повышает рентабельность производства и снижает количество отходов. Например, при переработке полиметаллических руд помимо основного металла (меди, свинца, цинка) извлекают сопутствующие благородные и редкие металлы (золото, серебро, кадмий, индий), а также серу, которую используют для производства серной кислоты.

Ответ: Комплексное использование сырья — это извлечение из него всех полезных компонентов, что повышает экономическую эффективность и снижает количество отходов.

2. Утилизация отходов производств и использование вторичных ресурсов

Этот подход основан на принципе, что отходы одного производства могут служить сырьем для другого. Это ядро концепции циркулярной экономики. Промышленные отходы (шлаки, золы, отработанные газы, сточные воды) и бытовой мусор (макулатура, пластик, стекло, металлолом) являются ценными вторичными ресурсами. Их переработка и повторное вовлечение в производственный цикл позволяет существенно сократить потребление первичного природного сырья, снизить затраты энергии и уменьшить площади, занимаемые свалками и отвалами. Примерами являются использование доменных шлаков в строительстве, производство серной кислоты из отходящих газов металлургических заводов, рециклинг полимеров и бумаги.

Ответ: Утилизация отходов и использование вторичных ресурсов заключается в переработке и повторном вовлечении в производственный цикл материалов, которые ранее считались отходами, для экономии первичного сырья.

3. Создание замкнутых технологических циклов (безотходных производств)

Это наиболее прогрессивное направление, стремящееся к созданию производственных систем, в которых практически отсутствуют отходы. Все побочные продукты, отработанные растворы и газовые выбросы улавливаются, очищаются и возвращаются обратно в технологический процесс. Идеальным примером является система замкнутого водооборота на предприятии, когда вода после использования проходит очистку и снова используется в производстве, а не сбрасывается в природные водоемы. Такой подход требует серьезных научных разработок и капитальных вложений, но в долгосрочной перспективе он наиболее экологичен и экономически выгоден.

Ответ: Создание замкнутых циклов направлено на организацию производства, при котором все побочные продукты и отходы перерабатываются и используются внутри самого предприятия, минимизируя выбросы в окружающую среду.

4. Переход на новые, в том числе возобновляемые, виды сырья

Истощение запасов традиционного ископаемого сырья (нефти, природного газа, угля) заставляет химическую промышленность искать альтернативные источники. К ним относятся:

• Возобновляемое сырье: биомасса (растения, водоросли, отходы сельского хозяйства) для производства биотоплива, биопластиков, растворителей и других химических веществ.
• Более распространенное сырье: использование атмосферного азота и кислорода, воды, песка.
• Новые источники энергии: использование солнечной, ветровой, геотермальной энергии для проведения химических процессов, что снижает потребление ископаемого топлива.

Ответ: Переход на новые виды сырья означает замену исчерпаемых ископаемых ресурсов на возобновляемые (биомасса) и более доступные (воздух, вода), а также использование альтернативных источников энергии.

5. Совершенствование технологических процессов

Модернизация существующих и разработка новых технологий позволяют более эффективно использовать сырье. Ключевые меры в этом направлении:

• Применение высокоэффективных и селективных катализаторов, которые ускоряют целевые реакции и минимизируют образование побочных продуктов.
• Оптимизация параметров процесса (температуры, давления, концентрации) для достижения максимального выхода продукта.
• Внедрение энергосберегающих технологий и оборудования, например, замена энергоемкой ректификации на мембранное разделение.
• Автоматизация и компьютеризация управления производством для поддержания оптимальных режимов работы.

Ответ: Совершенствование технологий позволяет повысить эффективность производства за счет снижения расхода сырья и энергии, увеличения выхода целевых продуктов и минимизации отходов.

6. Создание материалов с продленным сроком службы и возможностью переработки

Данное направление фокусируется на жизненном цикле конечного продукта. Разработка материалов, устойчивых к коррозии, износу и старению, позволяет увеличить срок службы изделий и, следовательно, снизить частоту их замены и потребность в новом сырье. Важным аспектом является также «дизайн для переработки» — создание продуктов, которые по окончании срока службы можно легко разобрать на составные части и переработать. Примером могут служить создание композитных материалов, превосходящих по прочности и долговечности традиционные, и разработка биоразлагаемых полимеров для упаковки.

Ответ: Создание долговечных и легко перерабатываемых материалов снижает общую потребность в первичном сырье за счет увеличения срока службы изделий и упрощения их утилизации.