Страница 123 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

3. Напишите уравнение реакции получения этилового спирта из этилена.

Решение

Получение этилового спирта (этанола) из этилена (этена) — это реакция гидратации. Гидратация представляет собой процесс присоединения молекул воды к органическим соединениям. В данном случае реакция происходит по месту двойной связи в молекуле этилена.

Исходными веществами являются этилен, имеющий химическую формулу $C_2H_4$ (или структурную $CH_2=CH_2$), и вода ($H_2O$). В результате их взаимодействия образуется продукт — этиловый спирт (этанол) с формулой $C_2H_5OH$ (или структурной $CH_3-CH_2-OH$).

Данная реакция является промышленным способом получения этанола и протекает при определённых условиях:
- высокая температура (около $280-300^\circ C$);
- высокое давление (около $7-8$ МПа);
- наличие катализатора, в роли которого чаще всего выступает ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$), нанесённая на твёрдый носитель (например, силикагель).

В ходе реакции происходит разрыв одной из двух связей (π-связи) в молекуле этилена, и по месту разрыва присоединяются части молекулы воды: атом водорода ($H$) и гидроксильная группа ($OH$).

Суммарное уравнение реакции гидратации этилена, с указанием условий, записывается следующим образом:
$CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{t, p, H_3PO_4} CH_3-CH_2-OH$

Или в более общем виде:
$C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{t, p, кат.} C_2H_5OH$

Ответ: Уравнение реакции получения этилового спирта из этилена: $C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{t, p, H_3PO_4} C_2H_5OH$.

4. Охарактеризуйте области применения этанола, его физиологическое действие на организм человека.

Области применения этанола

Этанол (этиловый спирт, химическая формула $C_2H_5OH$) является одним из важнейших продуктов химической промышленности и находит широкое применение в различных сферах человеческой деятельности благодаря своим свойствам, в первую очередь как хороший растворитель и антисептик.

• Химическая промышленность: Этанол используется как растворитель для лаков, красок, смол и других веществ. Он также служит важным сырьем для синтеза множества органических соединений, таких как диэтиловый эфир, этилацетат, уксусная кислота, хлороформ, а в прошлом — и синтетического каучука.
• Медицина: В качестве антисептика, в основном в виде 70%-го водного раствора, для дезинфекции кожи перед инъекциями, обработки рук хирурга и медицинских инструментов. Также он является растворителем при изготовлении многих лекарственных препаратов (настоек, экстрактов) и используется в согревающих компрессах. В некоторых случаях применяется как антидот при отравлении метиловым спиртом.
• Топливная промышленность: Этанол используется как компонент моторного топлива (биотопливо), что позволяет снизить зависимость от ископаемых видов топлива и уменьшить вредные выбросы. Также он служит топливом для спиртовок в лабораториях и туристических горелок.
• Пищевая промышленность: Этанол является основой всех алкогольных напитков. Кроме того, его используют в качестве консерванта в кондитерских изделиях и хлебопечении, а также как растворитель для пищевых ароматизаторов.
• Парфюмерия и косметика: Этанол — основной компонент и растворитель в духах, одеколонах, дезодорантах и других парфюмерных изделиях. Он также входит в состав многих косметических средств (лосьонов, тоников).
• Бытовая химия: Применяется в производстве чистящих средств, а также в качестве компонента незамерзающих жидкостей для стеклоомывателей автомобилей.

Ответ: Этанол применяется в химической, медицинской, топливной, пищевой, парфюмерной и бытовой отраслях как растворитель, сырье для синтеза, антисептик, топливо, компонент напитков и косметических средств.

Физиологическое действие на организм человека

Этанол — это психоактивное вещество, которое оказывает угнетающее действие на центральную нервную систему (ЦНС). Его воздействие на организм многогранно и в подавляющем большинстве случаев является пагубным, особенно при систематическом употреблении.

• Центральная нервная система: При попадании в кровь этанол быстро достигает головного мозга. Даже в малых дозах он вызывает эйфорию, снижение критики и самоконтроля за счет торможения процессов в коре головного мозга. По мере увеличения концентрации нарушается координация движений (атаксия), замедляются реакции, ухудшается память. Высокие дозы приводят к сильному угнетению ЦНС, потере сознания, коме и могут вызвать остановку дыхания и смерть.
• Печень: Печень является главным органом, где происходит метаболизм этанола. Промежуточный продукт его распада — ацетальдегид — является крайне токсичным веществом, которое повреждает клетки печени (гепатоциты). Регулярное употребление алкоголя приводит к развитию тяжелых заболеваний: жировой дистрофии (стеатоз), алкогольного гепатита и, в конечной стадии, цирроза печени — необратимого состояния, ведущего к печеночной недостаточности.
• Сердечно-сосудистая система: Алкоголь вызывает кратковременное расширение периферических сосудов, что создает ложное ощущение тепла. При этом увеличивается частота сердечных сокращений и повышается артериальное давление. Длительное злоупотребление приводит к изнашиванию сердечной мышцы (алкогольная кардиомиопатия), развитию аритмий и стойкой артериальной гипертензии.
• Желудочно-кишечный тракт: Этанол оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки пищевода, желудка и кишечника, что может спровоцировать развитие гастрита, язвенной болезни и панкреатита. Также он нарушает процессы всасывания питательных веществ, витаминов и микроэлементов.
• Зависимость (алкоголизм): Систематическое употребление этанола приводит к формированию сильной психической и физической зависимости. При попытке прекратить прием алкоголя у зависимого человека развивается абстинентный синдром («синдром отмены»), сопровождающийся тяжелыми соматическими и психическими расстройствами.
• Репродуктивная система: Употребление алкоголя женщиной во время беременности может привести к развитию у плода фетального алкогольного синдрома — комплекса врожденных пороков развития, включающего умственную отсталость и физические уродства.

Ответ: Этанол является депрессантом центральной нервной системы, вызывающим опьянение. Он токсичен для печени, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем, вызывает сильную зависимость (алкоголизм) и обладает тератогенным действием (вызывает пороки развития плода).

5. В чём заключается принципиальное отличие многоатомных спиртов от одноатомных?

Принципиальное отличие многоатомных спиртов от одноатомных заключается в количестве гидроксильных групп ($-OH$) в молекуле.

Одноатомные спирты содержат в своей молекуле только одну гидроксильную группу, связанную с углеводородным радикалом. Их общая формула $R-OH$. Примерами являются метанол ($CH_3OH$) и этанол ($C_2H_5OH$).

Многоатомные спирты (полиолы) содержат две или более гидроксильные группы, причём каждая из них, как правило, связана с отдельным атомом углерода. Например, двухатомный спирт этиленгликоль (этандиол-1,2) имеет формулу $HO-CH_2-CH_2-OH$, а трёхатомный спирт глицерин (пропантриол-1,2,3) — $C_3H_5(OH)_3$.

Это различие в строении обуславливает существенные различия в физических и химических свойствах.

1. Физические свойства. Наличие нескольких гидроксильных групп приводит к образованию большего числа межмолекулярных водородных связей. Поэтому многоатомные спирты по сравнению с одноатомными спиртами с таким же числом атомов углерода имеют более высокие температуры кипения (например, t_кип пропанола, $C_3H_8O$, равна 97 °C, а t_кип глицерина, $C_3H_8O_3$, равна 290 °C), большую вязкость (глицерин — вязкая, сиропообразная жидкость), лучшую растворимость в воде. Многие из них также имеют сладкий вкус.

2. Химические свойства. Многоатомные спирты обладают более выраженными кислотными свойствами по сравнению с одноатомными из-за взаимного влияния гидроксильных групп. Это проявляется в качественной реакции, которая отличает многоатомные спирты от одноатомных: они (при наличии гидроксогрупп у соседних атомов углерода) реагируют со свежеосаждённым гидроксидом меди(II) $Cu(OH)_2$ при комнатной температуре с образованием ярко-синего раствора комплексного соединения (глицерата меди(II)). Одноатомные спирты в таких условиях не реагируют. Уравнение реакции для глицерина:
$2C_3H_8O_3 + Cu(OH)_2 \rightarrow Cu(C_3H_7O_3)_2 + 2H_2O$

Ответ: Принципиальное отличие многоатомных спиртов от одноатомных заключается в количестве гидроксильных групп в молекуле (у многоатомных их две и более, у одноатомных — одна), что приводит к существенным различиям в их физических (более высокие температуры кипения, вязкость) и химических свойствах (более сильные кислотные свойства, способность реагировать с гидроксидом меди(II) с образованием ярко-синего раствора).

6. Напишите, какие вещества вступили в реакции, если в результате получились следующие вещества:

а) ... $\rightarrow$ $2CH_3COOK + CO_2 + H_2O$

б) ... $\rightarrow$ $(CH_3COO)_2Zn + H_2$

в) ... $\rightarrow$ $2CH_3COONa + H_2O$

г) ... $\rightarrow$ $(CH_3COO)_2Mg + 2H_2O$

Составьте уравнения реакций.

а) В продуктах реакции мы видим ацетат калия ($CH_3COOK$), углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$). Такой набор продуктов характерен для реакции карбоновой кислоты с карбонатом или гидрокарбонатом металла. В данном случае кислотой является уксусная кислота ($CH_3COOH$), а веществом, содержащим калий, — карбонат калия ($K_2CO_3$).

Уравнение реакции:

$2CH_3COOH + K_2CO_3 \rightarrow 2CH_3COOK + CO_2 \uparrow + H_2O$

Ответ: В реакцию вступили уксусная кислота ($CH_3COOH$) и карбонат калия ($K_2CO_3$).

б) В результате реакции образовались ацетат цинка ($(CH_3COO)_2Zn$) и водород ($H_2$). Образование соли и водорода происходит при взаимодействии кислоты с металлом, стоящим в ряду активности до водорода. Цинк ($Zn$) является таким металлом. Следовательно, уксусная кислота ($CH_3COOH$) прореагировала с цинком.

Уравнение реакции:

$2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$

Ответ: В реакцию вступили уксусная кислота ($CH_3COOH$) и цинк ($Zn$).

в) Продукты реакции — ацетат натрия ($CH_3COONa$) и вода ($H_2O$). Образование соли и воды может происходить в результате реакции нейтрализации (кислота + основание) или реакции кислоты с основным оксидом. Стехиометрия продуктов (2 моль соли на 1 моль воды) указывает на реакцию уксусной кислоты ($CH_3COOH$) с оксидом натрия ($Na_2O$).

Уравнение реакции:

$2CH_3COOH + Na_2O \rightarrow 2CH_3COONa + H_2O$

Ответ: В реакцию вступили уксусная кислота ($CH_3COOH$) и оксид натрия ($Na_2O$).

г) В результате реакции получены ацетат магния ($(CH_3COO)_2Mg$) и вода ($2H_2O$). Образование соли и воды является признаком реакции нейтрализации. Учитывая, что на одну молекулу соли приходится две молекулы воды, исходными веществами были уксусная кислота ($CH_3COOH$) и гидроксид магния ($Mg(OH)_2$).

Уравнение реакции:

$2CH_3COOH + Mg(OH)_2 \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + 2H_2O$

Ответ: В реакцию вступили уксусная кислота ($CH_3COOH$) и гидроксид магния ($Mg(OH)_2$).

7. Какую массу воды нужно добавить к 40 г 70%-ного раствора глицерина, чтобы получить 5%-ный раствор?

Дано:

$m_{p1} = 40 \text{ г}$ (масса исходного раствора)

$\omega_1 = 70\% = 0.70$ (начальная массовая доля глицерина)

$\omega_2 = 5\% = 0.05$ (конечная массовая доля глицерина)

Перевод в систему СИ:

$m_{p1} = 0.04 \text{ кг}$

Найти:

$m_{\text{воды}} - ?$ (масса добавленной воды)

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) в растворе вычисляется по формуле:

$\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}}$

1. Найдем массу чистого глицерина ($m_{\text{глиц}}$) в исходном растворе. Она равна произведению массы раствора на массовую долю глицерина.

$m_{\text{глиц}} = m_{p1} \cdot \omega_1 = 40 \text{ г} \cdot 0.70 = 28 \text{ г}$

2. При разбавлении раствора водой масса растворенного вещества (глицерина) не изменяется. Следовательно, в конечном растворе масса глицерина также составляет 28 г.

3. Теперь найдем массу конечного раствора ($m_{p2}$), в котором массовая доля глицерина составляет 5% (или 0.05).

$m_{p2} = \frac{m_{\text{глиц}}}{\omega_2} = \frac{28 \text{ г}}{0.05} = 560 \text{ г}$

4. Масса конечного раствора ($m_{p2}$) складывается из массы исходного раствора ($m_{p1}$) и массы добавленной воды ($m_{\text{воды}}$).

$m_{p2} = m_{p1} + m_{\text{воды}}$

5. Выразим и вычислим массу добавленной воды.

$m_{\text{воды}} = m_{p2} - m_{p1} = 560 \text{ г} - 40 \text{ г} = 520 \text{ г}$

Ответ: чтобы получить 5%-ный раствор, нужно добавить 520 г воды.

8. Смешали 90 г $10\%$-ного раствора уксусной кислоты и 160 г $5\%$-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе.

Дано:

Масса раствора уксусной кислоты ($m_{p-pa}(CH_3COOH)$) = 90 г
Массовая доля уксусной кислоты ($\omega(CH_3COOH)$) = 10% (0.10)
Масса раствора гидроксида натрия ($m_{p-pa}(NaOH)$) = 160 г
Массовая доля гидроксида натрия ($\omega(NaOH)$) = 5% (0.05)

Перевод в СИ:
$m_{p-pa}(CH_3COOH) = 0.09 \text{ кг}$
$m_{p-pa}(NaOH) = 0.16 \text{ кг}$

Найти:

Массовые доли веществ в полученном растворе ($\omega_{конечн.}$).

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации уксусной кислоты гидроксидом натрия:

$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$

2. Рассчитаем массы чистых веществ (реагентов) в исходных растворах.

Масса уксусной кислоты:

$m(CH_3COOH) = m_{p-pa}(CH_3COOH) \cdot \omega(CH_3COOH) = 90 \text{ г} \cdot 0.10 = 9 \text{ г}$

Масса гидроксида натрия:

$m(NaOH) = m_{p-pa}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 160 \text{ г} \cdot 0.05 = 8 \text{ г}$

3. Найдем молярные массы реагентов и продукта реакции (ацетата натрия).

$M(CH_3COOH) = 12 \cdot 2 + 1 \cdot 4 + 16 \cdot 2 = 60 \text{ г/моль}$

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

$M(CH_3COONa) = 12 \cdot 2 + 1 \cdot 3 + 16 \cdot 2 + 23 = 82 \text{ г/моль}$

4. Определим количество вещества (в молях) для каждого реагента.

$n(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{M(CH_3COOH)} = \frac{9 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 0.15 \text{ моль}$

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{8 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.20 \text{ моль}$

5. Определим, какое из веществ находится в избытке. Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в соотношении 1:1. Так как $n(NaOH) > n(CH_3COOH)$ (0.20 моль > 0.15 моль), гидроксид натрия находится в избытке, а уксусная кислота прореагирует полностью и является лимитирующим реагентом. Расчет продуктов реакции будем вести по уксусной кислоте.

6. Рассчитаем массу конечного раствора. Она равна сумме масс исходных растворов.

$m_{конечн. p-pa} = m_{p-pa}(CH_3COOH) + m_{p-pa}(NaOH) = 90 \text{ г} + 160 \text{ г} = 250 \text{ г}$

7. Рассчитаем состав конечного раствора. В нем будут содержаться: продукт реакции - ацетат натрия ($CH_3COONa$), избыток гидроксида натрия ($NaOH$) и вода.

Количество вещества прореагировавшего NaOH равно количеству вещества $CH_3COOH$:

$n_{реаг.}(NaOH) = n(CH_3COOH) = 0.15 \text{ моль}$

Количество вещества оставшегося (избыточного) NaOH:

$n_{ост.}(NaOH) = n_{исх.}(NaOH) - n_{реаг.}(NaOH) = 0.20 \text{ моль} - 0.15 \text{ моль} = 0.05 \text{ моль}$

Масса оставшегося NaOH:

$m_{ост.}(NaOH) = n_{ост.}(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0.05 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 2 \text{ г}$

Количество вещества образовавшегося ацетата натрия равно количеству вещества $CH_3COOH$:

$n(CH_3COONa) = n(CH_3COOH) = 0.15 \text{ моль}$

Масса образовавшегося ацетата натрия:

$m(CH_3COONa) = n(CH_3COONa) \cdot M(CH_3COONa) = 0.15 \text{ моль} \cdot 82 \text{ г/моль} = 12.3 \text{ г}$

8. Рассчитаем массовые доли веществ в полученном растворе.

Массовая доля оставшегося гидроксида натрия:

$\omega_{конечн.}(NaOH) = \frac{m_{ост.}(NaOH)}{m_{конечн. p-pa}} = \frac{2 \text{ г}}{250 \text{ г}} = 0.008$ или $0.8\%$

Массовая доля образовавшегося ацетата натрия:

$\omega(CH_3COONa) = \frac{m(CH_3COONa)}{m_{конечн. p-pa}} = \frac{12.3 \text{ г}}{250 \text{ г}} = 0.0492$ или $4.92\%$

Остальное в растворе — вода. Ее массовая доля:

$\omega(H_2O) = 1 - \omega_{конечн.}(NaOH) - \omega(CH_3COONa) = 1 - 0.008 - 0.0492 = 0.9428$ или $94.28\%$

Ответ: Массовые доли веществ в полученном растворе: $\omega(NaOH) = 0.8\%$, $\omega(CH_3COONa) = 4.92\%$, $\omega(H_2O) = 94.28\%$.

9. Подготовьте сообщение по теме «Алкоголизм и его профилактика», используя возможности Интернета.

Что такое алкоголизм?

Алкоголизм, или алкогольная зависимость, – это хроническое прогрессирующее заболевание, которое характеризуется патологическим влечением к спиртным напиткам, развитием психической и физической зависимости от них. Человек теряет контроль над количеством выпитого алкоголя и продолжает его употреблять, несмотря на очевидные негативные последствия для здоровья, работы и личной жизни. Важно понимать, что алкоголизм является не проявлением слабой воли или моральным недостатком, а серьезной болезнью, требующей комплексного лечения. Действующим веществом, вызывающим зависимость, является этанол (этиловый спирт), который относится к психоактивным веществам, угнетающим центральную нервную систему.

Ответ: Алкоголизм – это хроническое заболевание, характеризующееся неконтролируемым влечением к алкоголю и его употреблением, несмотря на негативные последствия.

Причины развития алкоголизма

Формирование алкогольной зависимости – сложный процесс, на который влияет совокупность различных факторов:

• Биологические (генетические) факторы: Научно доказано, что существует наследственная предрасположенность к алкоголизму. Если в семье были случаи алкогольной зависимости, риск ее развития у потомков повышается. Это связано с особенностями метаболизма этанола и функционирования нейромедиаторных систем мозга.
• Психологические факторы: К развитию зависимости могут подтолкнуть личностные особенности, такие как низкая самооценка, неуверенность в себе, повышенная тревожность, депрессивные состояния, неспособность справляться со стрессом и решать жизненные проблемы конструктивными способами. Алкоголь в таких случаях используется как средство для временного облегчения эмоционального дискомфорта.
• Социальные факторы: Окружающая среда играет огромную роль. Питейные традиции в обществе, терпимое отношение к употреблению алкоголя в семье и кругу друзей, доступность спиртных напитков, реклама, а также социальное неблагополучие могут способствовать приобщению к алкоголю и развитию зависимости.

Ответ: Причины развития алкоголизма включают в себя комбинацию генетических, психологических и социальных факторов.

Стадии и симптомы алкоголизма

Алкоголизм развивается постепенно, проходя через несколько стадий:

1. Первая стадия: Формируется психическая зависимость. Человек испытывает навязчивое желание выпить, чтобы поднять настроение или снять напряжение. Происходит утрата количественного контроля – начав пить, сложно остановиться. Растет толерантность к алкоголю, то есть для достижения опьянения требуются все большие дозы.
2. Вторая стадия: К психической зависимости присоединяется физическая. Возникает абстинентный (похмельный) синдром – тяжелое состояние после прекращения употребления алкоголя, сопровождающееся тошнотой, головной болью, тремором, бессонницей. Для облегчения этого состояния человек вынужден принимать новую дозу алкоголя ("опохмеляться"). Появляются запои. Происходят заметные изменения личности: лживость, эгоизм, агрессивность.
3. Третья стадия: Происходит глубокая деградация личности и необратимые изменения в организме. Толерантность к алкоголю резко снижается – для опьянения достаточно небольших доз. Поражаются все внутренние органы: печень (цирроз), сердце (кардиомиопатия), поджелудочная железа (панкреатит), мозг (алкогольная энцефалопатия). Человек теряет социальные связи, работу и семью.

Ответ: Алкоголизм прогрессирует через три стадии, начиная с психологической зависимости и заканчивая полной деградацией личности и тяжелыми поражениями внутренних органов.

Последствия алкоголизма

Злоупотребление алкоголем наносит сокрушительный удар по всем сферам жизни человека:

• Медицинские последствия: поражение печени (жировая дистрофия, алкогольный гепатит, цирроз), заболевания сердечно-сосудистой системы (гипертония, аритмия), панкреатит, гастрит, язвенная болезнь, поражение нервной системы (полинейропатия, деменция), повышенный риск развития онкологических заболеваний.
• Психические последствия: депрессия, тревожные расстройства, бессонница, алкогольные психозы (например, "белая горячка"), снижение интеллекта, памяти и внимания, полная деградация личности.
• Социальные последствия: разрушение семей, потеря друзей, увольнение с работы, финансовые трудности, совершение правонарушений, увеличение риска несчастных случаев и травматизма.

Ответ: Последствия алкоголизма разрушительны для здоровья человека (физического и психического), его социальной жизни и экономического благополучия.

Профилактика алкоголизма

Профилактика является ключевым направлением в борьбе с алкоголизмом и делится на три уровня:

1. Первичная профилактика

Направлена на предотвращение начала употребления алкоголя, в первую очередь среди детей, подростков и молодежи.

• Пропаганда здорового образа жизни: популяризация спорта, творчества, хобби как альтернативы пагубным привычкам.
• Информационно-просветительская работа в учебных заведениях и СМИ о вреде алкоголя.
• Формирование в обществе нетерпимого отношения к злоупотреблению спиртными напитками.
• Государственные меры: законодательное ограничение продажи и рекламы алкоголя, повышение акцизов.

2. Вторичная профилактика

Направлена на работу с группами риска и людьми, которые уже начали злоупотреблять алкоголем, но у которых еще не сформировалась стойкая зависимость.

• Раннее выявление лиц, склонных к злоупотреблению.
• Психологическая помощь и консультирование для развития навыков преодоления стресса без алкоголя.
• Работа с семьями, где есть проблемы с алкоголем.

3. Третичная профилактика

Представляет собой лечение и реабилитацию людей с уже сформировавшейся алкогольной зависимостью. Цель – предотвратить срывы и вернуть человека к полноценной жизни в обществе.

• Детоксикация и медикаментозное лечение для снятия абстинентного синдрома.
• Психотерапия (индивидуальная, групповая, семейная).
• Социальная реабилитация в специализированных центрах.
• Участие в группах самопомощи, таких как "Анонимные Алкоголики".

Ответ: Профилактика алкоголизма представляет собой комплекс мер, разделенных на первичную (предупреждение), вторичную (раннее выявление) и третичную (лечение и реабилитация), направленных на борьбу с этой зависимостью на всех уровнях.

Куда обращаться за помощью?

Если вы или ваши близкие столкнулись с проблемой алкоголизма, не стоит оставаться с ней один на один. Существуют специалисты и организации, готовые оказать профессиональную помощь:

• Врач-нарколог – главный специалист по лечению зависимостей.
• Психотерапевт или психолог – помогает разобраться в психологических причинах зависимости.
• Государственные наркологические диспансеры и частные клиники – предоставляют комплексное лечение.
• Реабилитационные центры – помогают в социальной адаптации после лечения.
• Группы поддержки "Анонимные Алкоголики" (АА) – бесплатные сообщества, где люди делятся своим опытом выздоровления.
• Всероссийский телефон доверия и горячие линии по вопросам зависимостей.

Ответ: За помощью при алкогольной зависимости следует обращаться к специалистам (наркологам, психотерапевтам), в медицинские учреждения, реабилитационные центры и группы поддержки.

10. Подготовьте сообщение о составе и биологической роли одного из классов биологически активных соединений (по выбору): а) белки; б) жиры; в) углеводы.

а) белки

Белки (протеины) — это высокомолекулярные природные полимеры, являющиеся основой жизни и выполняющие множество важнейших функций в живых организмах.

Состав белков:
Мономерами, из которых построены белки, являются α-аминокислоты. В состав природных белков входит 20 стандартных аминокислот. Каждая аминокислота имеет общую структуру: аминогруппу ($–NH_2$), карбоксильную группу ($–COOH$) и боковую цепь (радикал, $R$), которой аминокислоты и различаются между собой. Общая формула аминокислоты: $R–CH(NH_2)–COOH$.
Аминокислоты соединяются друг с другом в длинные полипептидные цепи с помощью пептидных связей ($–CO–NH–$). Последовательность аминокислот в цепи определяет уникальные свойства и функции белка.

Выделяют четыре уровня структурной организации белковой молекулы:
1. Первичная структура — линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.
2. Вторичная структура — локальное сворачивание полипептидной цепи в α-спирали или β-складчатые листы за счет водородных связей между пептидными группами.
3. Третичная структура — трехмерная пространственная укладка полипептидной цепи в компактную глобулу. Эта структура стабилизирована различными типами связей между радикалами аминокислот (дисульфидными, ионными, водородными) и гидрофобными взаимодействиями.
4. Четвертичная структура — объединение нескольких полипептидных цепей (субъединиц) в единый белковый комплекс (например, гемоглобин состоит из четырех субъединиц).

Биологическая роль белков:
Функции белков чрезвычайно разнообразны:
- Структурная (строительная): являются основным компонентом клеточных и внеклеточных структур (коллаген — в костях и хрящах, кератин — в волосах и ногтях).
- Каталитическая (ферментативная): все ферменты являются белками. Они ускоряют биохимические реакции в клетках (например, пепсин в желудке расщепляет белки).
- Транспортная: переносят различные вещества (гемоглобин транспортирует кислород, альбумины — жирные кислоты).
- Защитная: антитела (иммуноглобулины) обезвреживают чужеродные агенты; фибрин участвует в свертывании крови.
- Регуляторная: многие гормоны имеют белковую природу (инсулин регулирует уровень глюкозы в крови).
- Двигательная: белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц.
- Энергетическая: при расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. Эта функция реализуется при недостатке углеводов и жиров.

Ответ: Белки — это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты, соединенные пептидными связями. Они имеют сложную пространственную структуру и выполняют в организме ключевые функции: строительную, каталитическую, транспортную, защитную, регуляторную, двигательную и энергетическую.

б) жиры

Жиры (триглицериды) — это одна из основных групп липидов, широко распространенная в природе. Они представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

Состав жиров:
Молекула жира состоит из одного остатка глицерина и трех остатков жирных кислот. Жирные кислоты, входящие в состав жиров, делятся на:
- Насыщенные: не имеют двойных связей в углеводородной цепи (например, пальмитиновая, стеариновая). Жиры, богатые насыщенными кислотами, обычно твердые при комнатной температуре (животные жиры: сливочное масло, сало).
- Ненасыщенные: содержат одну или несколько двойных связей (например, олеиновая, линолевая). Жиры с преобладанием ненасыщенных кислот обычно жидкие (растительные масла: подсолнечное, оливковое).
К классу липидов, помимо жиров, относятся также фосфолипиды (основа клеточных мембран), воски и стероиды (например, холестерин и стероидные гормоны).

Биологическая роль жиров:
Жиры и другие липиды выполняют в организме следующие функции:
- Энергетическая: являются наиболее концентрированным источником энергии. При окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии, что более чем в два раза превышает энергетическую ценность белков и углеводов.
- Запасающая: избыток питательных веществ в организме откладывается в виде жира в жировой ткани, формируя энергетический резерв.
- Структурная: фосфолипиды образуют основу всех биологических мембран, обеспечивая их барьерные и транспортные свойства.
- Защитная и терморегуляционная: слой подкожного жира предохраняет внутренние органы от механических повреждений (амортизация) и защищает организм от переохлаждения, являясь хорошим теплоизолятором.
- Регуляторная: являются предшественниками для синтеза стероидных гормонов (половые гормоны, кортикостероиды) и жирорастворимых витаминов (A, D, E, K).
- Источник эндогенной воды: при окислении 100 г жира образуется около 107 г воды, что имеет большое значение для обитателей засушливых регионов (например, верблюдов).

Ответ: Жиры — это сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Их главные биологические роли: энергетическая (основной источник энергии), запасающая, структурная (компоненты мембран), защитная (теплоизоляция и амортизация) и регуляторная (предшественники гормонов и витаминов).

в) углеводы

Углеводы (сахариды) — обширный класс органических соединений, состав которых в большинстве случаев соответствует общей формуле $C_n(H_2O)_m$. Они являются важным компонентом всех живых организмов.

Состав и классификация углеводов:
Углеводы делятся на три основные группы:
1. Моносахариды (простые сахара) — являются мономерами для более сложных углеводов и не гидролизуются. Наиболее важные представители — гексозы ($C_6H_{12}O_6$), такие как глюкоза, фруктоза и галактоза, а также пентозы ($C_5H_{10}O_5$) — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.
2. Олигосахариды — состоят из 2–10 остатков моносахаридов. Наиболее распространены дисахариды ($C_{12}H_{22}O_{11}$), например, сахароза (тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар) и мальтоза (солодовый сахар).
3. Полисахариды — высокомолекулярные полимеры, состоящие из сотен и тысяч остатков моносахаридов. К ним относятся крахмал и гликоген (запасающие функции), а также целлюлоза и хитин (структурные функции).

Биологическая роль углеводов:
Функции углеводов в живых организмах:
- Энергетическая: являются основным и наиболее легкодоступным источником энергии. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии. Глюкоза — универсальное "топливо" для клеток, особенно для мозга и мышц.
- Структурная: входят в состав опорных тканей. Целлюлоза образует клеточные стенки растений, а хитин — клеточные стенки грибов и наружный скелет членистоногих. Углеводы также являются компонентами клеточных мембран животных (гликокаликс).
- Запасающая: служат формой хранения энергии. У растений это крахмал, у животных и грибов — гликоген, который откладывается в печени и мышцах.
- Защитная: вязкие секреты (слизи), богатые сложными углеводами, защищают стенки органов (желудка, бронхов) от повреждений.
- Рецепторная: углеводные компоненты на поверхности клеток участвуют в межклеточном распознавании и взаимодействии.
- Компонент нуклеиновых кислот: пентозы рибоза и дезоксирибоза являются неотъемлемой частью структуры РНК и ДНК соответственно.

Ответ: Углеводы — это органические соединения, классифицируемые на моно-, олиго- и полисахариды. Они выполняют важнейшие биологические функции: энергетическую (главный источник энергии), структурную (компоненты клеточных стенок и ДНК/РНК), запасающую (крахмал, гликоген) и рецепторную.

Если углерод — главный элемент живой природы, то кремний — главный элемент неживой природы. Почему?

Это утверждение справедливо, и его причина кроется в фундаментальных химических свойствах углерода и кремния, а также в их распространенности, что и определило их ключевые роли в живой и неживой природе.

Углерод является идеальным элементом для построения живой материи. Его уникальность обусловлена следующими факторами:

• Способность к катенации: Атомы углерода могут эффективно соединяться друг с другом, образуя длинные и устойчивые цепи и кольцевые структуры. Связь «углерод-углерод» ($C-C$) достаточно прочна, чтобы создавать стабильные каркасы для сложнейших молекул, но при этом она может быть разорвана и реформирована в ходе биохимических реакций, обеспечивая метаболизм и динамику жизни.
• Разнообразие соединений: Будучи четырехвалентным, атом углерода способен формировать связи с множеством других элементов (H, O, N, P, S), что порождает невероятное разнообразие органических соединений — белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, которые являются структурной и функциональной основой всех известных живых организмов.
• Свойства оксида: Высший оксид углерода — углекислый газ ($CO_2$) — при обычных условиях является газом. Это свойство критически важно для его участия в глобальном углеродном цикле через процессы дыхания и фотосинтеза, обеспечивая обмен веществом между организмами и окружающей средой.

Кремний, в свою очередь, доминирует в неживой природе, а именно в литосфере — твердой оболочке Земли.

• Распространенность: Кремний — второй по распространенности химический элемент в земной коре после кислорода, его массовая доля составляет около 28%.
• Прочность связи с кислородом: В отличие от углерода, кремний образует чрезвычайно прочную химическую связь с кислородом. Связь $Si-O$ значительно прочнее, чем связь $Si-Si$. По этой причине кремний не образует длинных цепей из собственных атомов, а преимущественно формирует устойчивые соединения с кислородом.
• Основа минералов: Основу подавляющего большинства (более 90%) минералов земной коры составляют силикаты и алюмосиликаты. Их структура построена из кремнекислородных тетраэдров ($SiO_4^{4-}$), в которых атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода. Эти тетраэдры, соединяясь в гигантские и очень прочные трехмерные кристаллические решетки, образуют такие распространенные породы и минералы, как кварц, песок, гранит, глина, полевые шпаты и др.
• Свойства оксида: Высший оксид кремния — диоксид кремния ($SiO_2$) — является твердым, химически инертным и тугоплавким веществом. Его стабильность и прочность делают его идеальным «строительным материалом» для формирования геологических структур, но непригодным для динамичных процессов живых систем.

Таким образом, химия углерода — это химия разнообразия и динамических превращений молекул, что необходимо для функционирования жизни. Химия кремния — это химия прочности и стабильности полимерных неорганических структур, формирующих основу минерального мира.

Ответ: Кремний является главным элементом неживой природы (литосферы) из-за его высокой распространенности в земной коре и уникальной способности образовывать с кислородом очень прочные и стабильные химические связи. Это приводит к формированию устойчивых минералов (диоксида кремния и силикатов), которые составляют основную массу горных пород, песка и глин. В то время как химия углерода обеспечивает гибкость и разнообразие, необходимые для жизни, химия кремния обеспечивает прочность и стабильность, характерные для неживого, минерального мира.