2. Застосування електролізу

50

Електроліз знаходить досить широке застосування. Для захисту металевих виробів від корозії на їхню поверхню наносять дуже тонкий шар іншого металу — хрому, срібла, золота, міді, нікелю тощо. Іноді застосовують багатошарові покриття. Наприклад, зовнішні деталі автомобіля спочатку покривають тонким шаром міді, на мідь наносять дуже тонкий шар нікелю, а на нього — шар хрому.

Нанесені на метали електролізом покриття виходять однакової товщини, міцними, служать довго, і) крім того, таким способом можна покривати вироби будь-якої форми. Цю галузь прикладної електрохімії називають гальвано­стегією. Крім захисту від корозії, гальванічні покриття іноді надають красивого декоративного вигляду предметам.

Інша, галузь електрохімії, близька за принципом до гальваностегії, названа гальванопластикою. Це виготов­лення точних металевих копій з різних предметів. Предмет, з якого хочуть зняти копію, покривають воском, дають воску затверднути і одержують воскову матрицю, на якій всі заглибини предмета, що копіюється, будуть випуклостями. Внутрішню поверхню матриці покривають тонким шаром графіту, який проводить електричний струм. Цей графітовий катод занурюють у ванну з розчином сульфату міді, анодом є мідь. Під час електролізу мідний анод роз­чиняється, а на катоді осаджується мідь. Таким способом виготовляють точну мідну копію предмета. За допомогою гальванопластики виготовляють кліше для друку, грам­платівки, металізують різні предмети. Гальванопластика відкрита російським ученим Б. С. Якобі (1838).

Електроліз використовується для добування багатьох металів — лужних, лужноземельних, алюмінію, ланта­ноїдів тощо, а також для очищення деяких металів від домішок.

Далі під час вивчення хімії ви зустрінетесь з іншими важливими застосуваннями електролізу в техніці, мистецтві, побуті.

4. Підсумок

Користуючись таблицею дайте відповідь:

1) Які процеси відбуваються при електролізі розчину купрум (ІІ) хлориду з нерозчинним анодом?

а) виділення хлору на аноді; б) збільшення маси катода;

в) відновлення міді на катоді; г) виділення водню і кисню.

2) Які процеси відбуваються при електролізі розчинів солей активних металів і кисневмісних кислот?

а) виділяється водень на катоді; б) окиснення аніонів на аноді;

в) відновлення катіонів металу; г) виділення кисню на аноді;

д) електрохімічний розклад води.

3 ) Електролізу водного розчину яких з наведених речовин відповідає катодний процес : 2Н₂О +2е^- Н₂ +2ОН^- Складіть схеми (рівняння реакцій) електролізу кожної пари речовин :

а) H₂SO_4, HCl ; б) ZnSO₄, FeSO₄ ; в) KNO_3, Ca (NO₃)₂; г) CuSO_4, Ag₂SO₄;

д) КОН, NaОН.

51

5. Домашнє завдання

М.Л. Глінка Л., «Хімія», «Загальна хімія» с. 285-293

Виконати СРС № 8: Корозія металів. Види корозії. Суть електрохімічної корозії. Методи захисту від корозії. Електрохімічний захист. Інгібітори корозії.

ЛЕКЦІЯ №9

Тема: Екологічна ситуація в Україні. Роль хімії в розв’язанні екологічних проблем. Основні джерела забруднень атмосфери, ґрунтів, водойм в Україні.

Студенти повинні знати: сучасний стан екологічної ситуації в Україні. Роль хімії в розв’язанні екологічних проблем. Основні джерела забруднень атмосфери, ґрунтів, водойм в Україні.

Основними антропогенними джерелами розростання екологічної кризи в Україні є перш за все великі промислові комплекси —споживачі сировини, енергії, води, повітря, земельного простору, транспорту й водночас страхітливі отруювачі довкілля практично всіма видами забруднень (механічних, хімічних, фізичних, біохімічних). Сконцентровані вони навколо родовищ корисних копалин, великих міст і водних об'єктів: Донеччина, Центральне Придніпров'я, Криворіжжя, Прикарпаття, Керч, Маріуполь, більшість обласних центрів. Серед цих об'єктів найбільшими забруднювачами довкілля є металургійні, хімічні, нафтопереробні та машинобудівні заводи, кар'єри та збагачувальні фабрики, деякі військові підприємства.

Основними причинами, що спричинили екологічну кризу в Україні є:

1. Екстенсивне використання всіх видів природних ресурсів, що тривало протягом десятиліть, без врахування можливостей природних регіонів до самовідтворення й самоочищення.

2. Довготривале адміністративно-командне концентрування на невеликих площах великої кількості надпотужних хімічних, металургійних, нафтопереробних і військових промислових комплексів.

3. Повне нехтування традиціями господарювання, можливостями природи регіонів і інтересами корінного населення.

4. Перехімізація сільського господарства й хибні засади його організації

5. Розгортання меліораційних робіт і їх проведення у величезних обсягах без належних наукових обгрунтувань і ефективних технологій.

52

6. Повна відсутність об'єктивних довгострокових екологічних експертиз усіх планів і проектів розвитку промислового господарства, енергетики, транспорту протягом повоєнного періоду.

7. Використання на переважній більшості виробництв старих і дуже старих технологій і обладнання, які вже давно потребують заміни.

8. Відсутність ефективно діючих законів щодо охорони природного середовища й підзаконних актів для їх ефективної реалізації.

9. Відсутність постійної об'єктивної інформації широких мас населення про екологічний стан довкілля, причини його погіршення, винуватців забруднень і заходи для поліпшення ситуації.

10. Надзвичайно низький рівень екологічної освіти не лише широких мас населення, а й керівників підприємств, урядових організацій, загальна низька екологічна свідомість і культура.

11. Різке прискорення негативних економічних, соціально-політичних і екологічних процесів в Україні в зв'язку з найбільшою техногенною катастрофою XX ст.— аварією на Чорнобильській АЕС.

Найбільше забруднюють довкілля об'єкти енергетики, перш за все ТЕЦ і ГРЕС. Поглинаючи величезну кількість нафтопродуктів, газу та вугілля, вони викидають в атмосферу мільйони кубічних метрів шкідливих газів, аерозолів і сажі, займають сотні гектар землі шлаками й золою.

Іншим джерелом забруднення природи України є транспорт — автомобільний, повітряний, водний, залізничний. В усіх великих містах України частка забруднень повітря від автотранспорту останнім часом становить 70—90 % загального рівня забруднень.

Нарешті, для наших сільськогосподарських районів найбільш характерним джерелом забруднень природних вод і ґрунтів є надлишок мінеральних добрив і пестицидів, які десятками років у величезних кількостях використовувалися на полях. Лише 5 — 10 % їх йшло на користь (поглиналося рослинами), а 90 % змивалося дощовими й сніговими водами, здувалося вітрами й осідало в річках, озерах, ґрунтах і ґрунтових водах, стаючи шкідливими компонентами екосистем.

Небезпечними забруднювачами довкілля є також об'єкти, що генерують потужні фізичні поля — електромагнітні, радіаційні, шумові, ультразвукові й інфразвукові, теплові, вібраційні (великі радіостанції, теплоцентралі, РЛС, трансформаторні підстанції, ЛЕП, ретрансляційні станції, спеціальні фізичні лабораторії та установки, кібернетичні центри, АЕС тощо).

Підприємства металургії і енергетики щорічно викидають у повітря відповідно 35 % і 32 % усіх забруднень від стаціонарних джерел, є головними забруднювачами повітря України (міста Макіївка, Маріуполь, Комунарськ, Харцизьк, Дніпропетровськ, Запоріжжя, Дніпродзержинськ та

ін.). Металургійні підприємства оснащені очисним обладнанням лише на 30—50 %, яке до того ж застаріле або не діє зовсім.

Головними забруднювачами довкілля важкими металами, особливо миш'яком і свинцем, є підприємства кольорової металургії;

53

вони ж забруднюють довкілля сірчаною й азотною кислотами (м. Костянтинівка — завод «Укрцинк», м. Запоріжжя — Дніпровський, Микитівський ртутний комбінати та ін.).

ТЕС виробляють в Україні понад 70 % електроенергії (близько 37,6 тис. МВт); майже всі вони розміщені в містах і промислових центрах і є найбільшими забруднювачами довкілля серед усіх об'єктів енергетики. Основними компонентами їхніх забруднень є тверді частки палива (зола), сірчаний ангідрид, окиси азоту. Загальна кількість викидів енергетичних об'єктів складає близько 2,3 — 2,5 млн т за рік. Решту електроенергії виробляють ГЕС та АЕС. Найбільші наші гідроелектростанції зосереджені на Дніпрі (Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержинська, Запорізька, Каховська). ГЕС вважаються екологічно найбільш безпечними, але створення каскаду водосховищ на Дніпрі, що затопили близько 7 тис. км² прекрасних родючих заплавних земель і за період свого існування перетворилися на водойми-накопичувачі відходів і забруднень з навколишніх регіонів, призвело до значних негативних екологічних змін (підтоплення 100 тис. га прибережних земель, багаторазове зниження активності процесів самоочищення Дніпра, «цвітіння» водойм, зниження продуктивності рибних господарств тощо).

Дуже негативним з екологічної точки зору є наявність на території України п'яти АЕС (14 енергоблоків) — Чорнобильської, Рівненської, Хмельницької, Запорізької та Південно-Української. Зберігається не лише велика небезпека нових аварій на АЕС, але й додається дуже складна проблема поховання відходів ядерного палива і, в недалекому майбутньому, після відпрацювання належного ресурсу — поховання й ліквідація самих АЕС дуже складний, небезпечний і дорогий процес.

Дуже загрозливою для здоров'я людей і навколишнього середовища України залишається діяльність військово-промислового комплексу. Найгірший стан — у причорноморських районах, особливо в Криму. Тут протягом десятків років об'єкти й кораблі Чорноморського флоту забруднювали води Чорного моря (у воді лише Севастопольської бухти вміст нафтопродуктів перевищує ГДК у 180 разів). Спеціалісти стверджують, що частини й об'єкти Чорноморського флоту щодоби скидають в море близько 9 тис. м³ неочищених стічних вод.

Одним з головних забруднювачів довкілля є також хімічна промисловість, об'єкти якої викидають у повітря сірчаний ангідрид, окиси азоту, вуглеводні тощо. Найбільшої шкоди вони завдають у Прикарпатті (Ново-Роздольський сірчаний комбінат, Калуський калійний концерн), на Донбасі, в Присивашші (Красноперекопськ), Одесі, Вінниці, Сумах, Рівному (підприємства об'єднання «Азот»), які забруднюють довкілля фосгеном, вінілхлоридом, хлористим воднем, фенолом, аміаком — дуже небезпечними

токсикантами. Дуже шкодять довкіллю також хімічні підприємства, які

виробляють отрутохімікати (міста Первомайськ, Калуш, Маріуполь, Дніпродзержинськ).

54

Сумним фактом є те, що майже всі підприємства хімічної промисловості мають застаріле обладнання, порушують межі санітарно-захисних зон, не мають очисних споруд, або мають дуже неефективні.

Дуже екологічно небезпечною є цементна промисловість. Найбільше екологічних проблем вона створює в Донецькій, Дніпропетровській і Харківській областях, забруднюючи довкілля пилом, сірчаним ангідридом та окисами азоту. Саме в цій галузі виробництва на підприємствах найгірше виконуються природоохоронні заходи, тому, наприклад, перевищення вмісту пилу у викидах становить майже всюди 5 —10 ГДК, а із забрудненими стічними водами в річки щорічно скидаються сотні тонн органічних і завислих речовин, солей та інших шкідливих сполук.

Великої шкоди рельєфу, земельним ресурсам, ґрунтовим водам завдає розробка кар'єрів будівельних матеріалів (вапняку, піску, граніту, лабрадориту тощо) у Житомирській, Вінницькій, Дніпропетровській, Кіровоградській областях.

Сільськогосподарське виробництво в Україні сьогодні значно негативніше, ніж кілька десятиліть тому, впливає на природне середовище, через нераціональну організацію меліоративних робіт та необґрунтоване, технологічно не витримане використання міндобрив і отрутохімікатів, а також недбале їх зберігання, транспортування. З 170 пестицидів, що застосовуються в Україні, 49 особливо небезпечні. Останнім часом мало місце також використання токсичних пестицидів, що завозяться в Україну західними фірмами і заборонені на Заході для використання. Обсяги пестицидів і міндобрив, які надходять на поля України, становлять більше

90 000 т і 4,5 млн т відповідно. Площа земель, забруднених стійкими хлорорганічними препаратами, становить близько 8 млн га, на кількох сотнях тисячах гектарів їх вміст значно перевищує ГДК.

Окремо слід акцентувати увагу на екологічній ролі транспорту і особливостях транспортних забруднень в Україні. Мережа транспортних шляхів в Україні досить густа, кількість і активність автотранспорту в містах

висока, і шкоди довкіллю він завдає дуже значної. Основними причинами є застарілі конструкції двигунів, характер палива (нафтопродукти, а не газ чи інші менш токсичні речовини) і погана організація руху, особливо в містах, на перехрестях вулиць, мостопереходах. У відпрацьованих газах, що викидаються нашими автомобілями, виявлено до 280 різних шкідливих речовин, серед яких особливу небезпеку становлять бензпірени (канцерогенна речовина, в мільйон разів отруйніша за чадний газ), оксиди азоту, свинець, ртуть, альдегіди, окиси вуглецю й сірки, сажа, вуглеводні.

Автотранспорт на перевезення одного й того ж вантажу потребує в 6,5 раза більше палива, ніж залізничний, і в 5 раз більше, ніж водний. А в Україні налічується понад 1 млн вантажних і понад 2,5 млн легкових автомобілів, і кожен із них щороку спалює від 12 до ЗО т високооктанового російського бензину, збагаченого свинцем (до 0,36 г/л, в той час як в бензинах Великобританії 0,15 г/л, а США — 0,013 г/л!).

55

Треба зауважити, що токсичність відпрацьованих газів наших дизельних двигунів набагато вища від карбюраторних, оскільки ці гази містять багато окисів вуглецю, діоксидів азоту й сірки, а також сажі (до 16 —18 кг з кожної тонни дизпалива).

Залізничний транспорт екологічно чистіший, особливо електричний. Стало проблемою лише сильне забруднення полотна залізниць шириною в кілька метрів по обидва боки від колії і самої колії нечистотами з вагонних туалетів. В усіх цивілізованих країнах туалети пасажирських вагонів обладнані спеціальними ємкостями, і нечистоти не викидаються назовні. Екологічні й медичні обстеження виявили, що останнім часом, особливо в теплі періоди року, вищеназване забруднення колій нечистотами та продуктами їх розкладу стали причиною захворювань значної кількості пасажирів та працівників залізниць різними хворобами шлунка та легенів. Тому зараз ведуться роботи по переобладнанню у вагонах звичайних на біотуалети.

Сьогодні в Україні швидко розвивається демографічна криза. Починаючи з 1991 р., в Україні спостерігається від'ємний приріст населення. Смертність дітей у нас одна з найвищих у світі; 12—13 % шлюбів бездітні, на 38 % зросла захворюваність онкологічними хворобами, у 2 рази збільшилась кількість психічних розладів, у 2 — 2,5 раза зросли захворювання на виразку шлунку, бронхіальну астму, серцево-судинні та алергічні хвороби. Медико-генетичними дослідженнями встановлено, що від тривалого забруднення природного середовища в апараті спадковості людини поступово накопичуються негативні генетичні зміни. Середня тривалість життя жителів України знизилася в середньому до 60 років у чоловіків і 75 років у жінок.

За останні 100 років антропогенна діяльність завдала великої шкоди тваринному й рослинному світові України. Лише в повоєнні роки в Донеччині та Криму зникло близько 40 видів рослин, в Карпатах — 20. У «Червону книгу» України сьогодні занесено більше 800 видів рослин і тварин, яким серйозно загрожує вимирання або знищення. На конференції ООН «Навколишнє середовище й розвиток» в Ріо-де-Жанейро Україною підписано Конвенцію щодо збереження біологічної різноманітності. Виконанню вимог цієї Конвенції значною мірою сприятиме Закон України «Про охорону природного навколишнього середовища». Велике значення для збереження біологічної різноманітності матиме прийняття Законів України «Про охорону тваринного світу» та «Про охорону рослинного світу», а також активність комісії з Червоної книги України. Охорона окремих видів рослин і тварин — найважливіша складова частина охорони навколишнього середовища.

56

.

58