Проблема мусора приобретает пугающие масштабы, поскольку каждый день количество не переработанных остатков возрастает, и никто не может придумать, что делать с этим. О том, когда и почему появилась глобальная экологическая катастрофа, какой вред мусор приносит окружающей среде и человеку, как можно решить проблему и как производится борьба с мусором, далее.
Когда и почему появилась глобальная проблема мусора
Сложности возникли сразу после того, как появились первые отходы на планете Земля. С течением времени развитые страны начали издавать законы, по которым люди не имели права выбрасывать отходы с нечистотами на улицы. Остатков скапливалось все больше. Появились нормативные акты про мусор. Несмотря на скопление сора, до XIX столетия это были органические отходы, которые быстро разлагались и не приносили вреда для окружающей среды.
С началом XIX века на английских островах появились первые фабрики. Спустя 20 лет они превратились в крупные комплексы. К началу XX столетия промышленная революция захватила мир. Стала активно развиваться техника. Появилась текстильная, машинная, сельскохозяйственная, топливная, металлургическая, металлообрабатывающая, лесная, бумажная, легкая, тяжелая, пищевая, полиграфическая, медицинская, комбикормовая, стекольная, фаянсовая, химическая и другая промышленность.
В XX веке изобрели неразлагающийся пластик, загрязняющий экологию мусор. С момента его появления началась серьезная проблема отходов, которая не заканчивается по сегодняшний день, а приобретает все новые ужасающие масштабы (по оценкам некоторых печатных изданий, мусорное пятно в мировом океане по размерам больше Франции).
Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия.
По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов). Размеры частиц в истинных растворах - менее 10-9 м (порядка размеров молекул). Ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы
Если молекулярные или ионные частицы, распределённые в жидком растворе присутствуют в нём в таком количестве, что при данных условиях не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. (Например, если поместить 50 г NaCl в 100 г H2O, то при 200C растворится только 36 г соли). Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества.
Поместив в 100 г воды при 200C меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор.
При нагревании смеси соли с водой до 1000C произойдёт растворение 39,8 г NaCl в 100 г воды. Если теперь удалить из раствора нерастворившуюся соль, а раствор осторожно охладить до 200C, избыточное количество соли не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем дело с перенасыщенным раствором. Перенасыщенные растворы очень неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать кристаллизацию избытка соли и переход в насыщенное устойчивое состояние.
Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.
Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном. Растворение как физико-химический процес
Растворы образуются при взаимодействии растворителя и растворённого вещества. Процесс взаимодействия растворителя и растворённого вещества называется сольватацией (если растворителем является вода - гидратацией).
Растворение протекает с образованием различных по форме и прочности продуктов - гидратов. При этом участвуют силы как физической, так и химической природы. Процесс растворения вследствие такого рода взаимодействий компонентов сопровождается различными тепловыми явлениями.
Энергетической характеристикой растворения является теплота образования раствора, рассматриваемая как алгебраическая сумма тепловых эффектов всех эндо- и экзотермических стадий процесса. Наиболее значительными среди них являются: – поглощающие тепло процессы - разрушение кристаллической решётки, разрывы химических связей в молекулах; – выделяющие тепло процессы - образование продуктов взаимодействия растворённого вещества с растворителем (гидраты) и др.
Если энергия разрушения кристаллической решетки меньше энергии гидратации растворённого вещества, то растворение идёт с выделением теплоты (наблюдается разогревание). Так, растворение NaOH – экзотермический процесс: на разрушение кристаллической решётки тратится 884 кДж/моль, а при образовании гидратированных ионов Na+ и OH-выделяется соответственно 422 и 510 кДж/моль.
Если энергия кристаллической решётки больше энергии гидратации, то растворение протекает с поглощением теплоты (при приготовлении водного раствора NH4NO3 наблюдается понижение температуры).
Растворимость
Предельная растворимость многих веществ в воде (или в других растворителях) представляет собой постоянную величину, соответствующую концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Она является качественной характеристикой растворимости и приводится в справочниках в граммах на 100 г растворителя (при определённых условиях).
Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры и давления.
Природа растворяемого вещества. Кристаллические вещества подразделяются на: P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г воды);
M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г воды); Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды).
Проблема мусора приобретает пугающие масштабы, поскольку каждый день количество не переработанных остатков возрастает, и никто не может придумать, что делать с этим. О том, когда и почему появилась глобальная экологическая катастрофа, какой вред мусор приносит окружающей среде и человеку, как можно решить проблему и как производится борьба с мусором, далее.
Когда и почему появилась глобальная проблема мусора
Сложности возникли сразу после того, как появились первые отходы на планете Земля. С течением времени развитые страны начали издавать законы, по которым люди не имели права выбрасывать отходы с нечистотами на улицы. Остатков скапливалось все больше. Появились нормативные акты про мусор. Несмотря на скопление сора, до XIX столетия это были органические отходы, которые быстро разлагались и не приносили вреда для окружающей среды.
С началом XIX века на английских островах появились первые фабрики. Спустя 20 лет они превратились в крупные комплексы. К началу XX столетия промышленная революция захватила мир. Стала активно развиваться техника. Появилась текстильная, машинная, сельскохозяйственная, топливная, металлургическая, металлообрабатывающая, лесная, бумажная, легкая, тяжелая, пищевая, полиграфическая, медицинская, комбикормовая, стекольная, фаянсовая, химическая и другая промышленность.
В XX веке изобрели неразлагающийся пластик, загрязняющий экологию мусор. С момента его появления началась серьезная проблема отходов, которая не заканчивается по сегодняшний день, а приобретает все новые ужасающие масштабы (по оценкам некоторых печатных изданий, мусорное пятно в мировом океане по размерам больше Франции).
По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов).
Размеры частиц в истинных растворах - менее 10-9 м (порядка размеров молекул).
Ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы
Если молекулярные или ионные частицы, распределённые в жидком растворе присутствуют в нём в таком количестве, что при данных условиях не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. (Например, если поместить 50 г NaCl в 100 г H2O, то при 200C растворится только 36 г соли).
Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества.
Поместив в 100 г воды при 200C меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор.
При нагревании смеси соли с водой до 1000C произойдёт растворение 39,8 г NaCl в 100 г воды. Если теперь удалить из раствора нерастворившуюся соль, а раствор осторожно охладить до 200C, избыточное количество соли не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем дело с перенасыщенным раствором. Перенасыщенные растворы очень неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать кристаллизацию избытка соли и переход в насыщенное устойчивое состояние.
Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.
Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном.
Растворение как физико-химический процес
Растворы образуются при взаимодействии растворителя и растворённого вещества. Процесс взаимодействия растворителя и растворённого вещества называется сольватацией (если растворителем является вода - гидратацией).
Растворение протекает с образованием различных по форме и прочности продуктов - гидратов. При этом участвуют силы как физической, так и химической природы. Процесс растворения вследствие такого рода взаимодействий компонентов сопровождается различными тепловыми явлениями.
Энергетической характеристикой растворения является теплота образования раствора, рассматриваемая как алгебраическая сумма тепловых эффектов всех эндо- и экзотермических стадий процесса. Наиболее значительными среди них являются:
– поглощающие тепло процессы - разрушение кристаллической решётки, разрывы химических связей в молекулах;
– выделяющие тепло процессы - образование продуктов взаимодействия растворённого вещества с растворителем (гидраты) и др.
Если энергия разрушения кристаллической решетки меньше энергии гидратации растворённого вещества, то растворение идёт с выделением теплоты (наблюдается разогревание). Так, растворение NaOH – экзотермический процесс: на разрушение кристаллической решётки тратится 884 кДж/моль, а при образовании гидратированных ионов Na+ и OH-выделяется соответственно 422 и 510 кДж/моль.
Если энергия кристаллической решётки больше энергии гидратации, то растворение протекает с поглощением теплоты (при приготовлении водного раствора NH4NO3 наблюдается понижение температуры).
Растворимость
Предельная растворимость многих веществ в воде (или в других растворителях) представляет собой постоянную величину, соответствующую концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Она является качественной характеристикой растворимости и приводится в справочниках в граммах на 100 г растворителя (при определённых условиях).
Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры и давления.
Природа растворяемого вещества. Кристаллические вещества подразделяются на:
P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г воды);
M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г воды);
Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды).