![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Химия воды и микробиология |
Министерство Образования Украины Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры Контрольная работа Химия воды и микробиология Выполнила студентка заочного факультета Хвостова Л.В. группы ВВЗ-33 зачетная книжка № 2007-018 г. Харьков 2008 1. Охарактеризуйте особенности водородной связи в жидкой воде, льду и водяном пару Каждая молекула воды может образовать четыре водородных связи: две возникают при взаимодействии неподеленных электронных пар атома кислорода с атомами водорода соседних молекул воды и две дают атомы водорода, взаимодействующие с атомами кислорода двух других молекул воды. Водородная связь возникает в результате внедрения очень малого по размерам положительно поляризованного атома водорода одной молекулы в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома кислорода другой молекулы воды. Длинна водородной связи О Н изменяется в пределах от 0,14 до 0,2 нм. Энергия ее составляет 17-33 кДж/моль. Существованием водородных связей объясняется аномально высокая температура плавления воды по сравнению с водородными соединениями аналогов кислорода (H2S, H2Se, H2 e). Водородные связи и донорно-акцепторные взаимодействия способствуют возникновению высокой упорядоченности внутренней структуры в жидкой воде. Водородные связи обусловливают высокое внутреннее давление, которое способствует появлению у воды некоторых особых свойств. Рассмотрим структуру воды в различных агрегатных состояниях. Лед обладает электропроводностью около 10-9 Ом-1 см-1 при температуре – 100С. Электропроводность льда Бьеррум объясняет существованием ионизационных дефектов в кристалле льда. Ионы могут образоваться при переходе протона тот одной молекулы воды к другой по схеме 2Н2О↔Н3О ОН-. Водяной пар состоит главным образом из одиночных молекул воды, но в нем встречаются и ассоциированные молекулы (ди- и тримеры). 2. В чем суть конструктивного обмена или анаболизма? Питательные вещества, которые поглощаются клетками в результате сложных биохимических реакций, превращаются в специфические клеточные компоненты. Биохимические процессы, которые происходят при этом, составляют суть конструктивного обмена или анаболизма. Конструктивные процессы идут с поглощением энергии. Центральное место в энергетическом обмене занимает АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Макроэргические связи в молекуле АТФ очень нестойкие. Гидролиз таких связей приводит к освобождению большого количества энергии: АТФ Н2О→АДФ Н3РО4, ∆Н=-30,56кДж Запас АТФ в клетках всё время восстанавливается за счёт реакции присоединения остатка ортофосфорной кислоты к молекуле АДФ – аденозиндифосфорная кислота: АДФ Н3РО4→АТФ Н2О Этот процесс проходит с поглощением энергии, для чего используется энергия света или энергия химических реакций. 3. Какие факторы определяют стойкость дисперсных систем? Дисперсные системы – это особая форма организации веществ; они широко распространены в природе и имеют важное практическое значение. Дисперсными системами называют гетерогенные системы из двух или больше фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними.
Отличают агрегативную и кинетическую стойкость дисперсных систем. Агрегативная стойкость – это способность дисперсных систем сохранять свою степень дисперсности, способность противостояния слипания, укрупнения частичек дисперсной фазы. Кинетическая стойкость связана с способностью частичек дисперсной фазы до хаотичного теплового броунинского движения. Чем меньше размер частичек, чем выше температура и меньшая вязкость дисперсной среды, тем сильней броунинское движение, тем выше кинетическая стойкость системы. Грубодисперсные системы агрегативно и кинетично нестойкие. 4. Какие организмы относятся к водным микроорганизмам? Классифицируйте водные микроорганизмы. Количество микроорганизмов в водной среде определяется такими факторами, как наличие органических веществ, содержание растворенного кислорода, температура, характер водоема и т.п. В подземных водах и водах атмосферных осадков содержится незначительное количество микроорганизмов. В поверхностных водоемах численность микроорганизмов определяется степенью загрязнения воды органическими соединениями. В воде рек она может колебаться от нескольких тысяч до миллиона клеток и более в 1 мл. Донный ил, содержащий большее количество питательных веществ в виде органических остатков, является средой обитания для многих микроорганизмов. В водоемах с замедленным стоком (водохранилищах), озерах количество микроорганизмов уменьшается от береговой линии и с возрастанием глубины. Видовой состав микроорганизмов, живущих в поверхностных водоемах, крайне разнообразен. Водные организмы, населяющие дно водоема и донные отложения, называются бентосом. К бентосным формам микроорганизмов относится огромное количество бактерий, водоросли, простейшие, грибы и др. Особенно много бактерий, осуществляющих превращения биогенных элементов, находится в верхнем слое донных отложений. Они могут образовывать на поверхности донных отложений пленку толщиной в несколько миллиметров. Широко распространены в донных отложениях простейшие, коловратки. Максимальное количество микроорганизмов в донных отложениях наблюдается летом и осенью. На больших глубинах микробентосные формы широко представлены, в основном, бактериями-минерализаторами. Процессы разложения органических веществ с наибольшей напряженностью идут именно в поверхностных слоях донных отложений. 5. Способы питания микроорганизмов Для осуществления процессов роста и размножения, т.е. жизнедеятельности, необходимы питательные вещества с окружающей среды. Поступление питательных веществ в бактериальную клетку происходит без энергетических затрат, за счет пассивной диффузии или облегченной диффузии (с помощью ферментоподобных белков – пермеаз). Способы питания микроорганизмов очень разнообразны. Нужно отличать три основных способа питания: голофитное, сапрозойное и голозойное. Голофитное питание осуществляется по типу фотосинтеза растений. Среди микроорганизмов этот способ присущ водорослям, окрашенным формам жгутиковых и некоторым бактериям. Голозойный способ питания обуславливает развитие у микроорганизмов специальных органоидов для переваривания еды, а в некоторых – и для её захвата.
Например, неокрашенные жгутиковые и ресничные у инфузории имеют ротовую пустоту, к которой еда подгоняется соответственно жгутиками и ресничками. При сапрозойном способе питания полезные вещества попадают в клетку через всю её поверхность, поскольку такие микроорганизмы не имеют специальных органов для захвата еды. Этот способ питания присущ бактериям, микроскопическим грибам, дрожжам. Необходимое условие – приемная форма питательных веществ, в которой они могут усваиваться микроорганизмом. 6. Изложить принципы стабилизационной обработки воды. Какие химические соединения целесообразно применять для стабилизационной обработки воды замкнутых технологических циклов? Воды, в которых соблюдается основное карбонатное равновесие, называются стабильными. Они не имеют своего состава при контакте с карбонатами, бетоном, карбонатными защитными пленками. Воды, содержащие избыток свободной угольной кислоты над равновесной, называются агрессивными. При контакте с бетоном или карбонатными пленками такие воды называют растворение карбонатных составляющих. Агрессивное действие этих вод выражается в растворении карбоната кальция и извести по уравнениям: CaCO3 CO2 H2O↔Ca(HCO3)2 Ca(OH)2 2CO2↔Ca(HCO3)2 Стабильность воды оценивают по методу Ланжелье, который основан на том, что данному значению рН соответствует определенное количество свободной угольной кислоты, находящейся в равновесии с другими ее формами. Величина рН, соответствующая равновесию, называется &quo ;рН равновесного насыщения воды карбонатом кальция&quo ; и обозначается pHs вычисляют по формуле pHs=pK2-pПРCaCO3-lg-lgЩо 2,5√I 7,6, где pK2 – отрицательный логарифм константы 2-й ступени диссоциации угольной кислоты; pПРCaCO3 – отрицательный логарифм произведения растворимости; – концентрация ионов Ca2 , мг/л; Що – общая щелочность, мг-экв/л; I – ионная сила. Стабилизация воды, содержащей агрессивную угольную кислоту, производится веществами, вызывающими повышение щелочности воды. В качестве реагентов применяются известь, гидроксид и карбонат натрия. Реакции, протекающие при этом, описываются уравнениями: aOH CO2= aHCO3 ; Ca(OH)2 2CO2=Ca(HCO3)2 a2CO3 CO2 H2O=2 aHCO3 Агрессивную воду можно сделать стабильной также путем фильтрования ее через слой известняка, мрамора, природного и полуобожженного доломита (&quo ;магномассы&quo ;). При фильтровании воды через слой магномассы дополнительно проходит реакция взаимодействия оксида магния с угольной кислотой: MgO 2CO2 H2O=Mg(HCO3)2 Обработка нестабильных вод направлена на снижение щелочности и заключается в обработке их кислотами (соляной, серной) или в насыщении диоксидом углерода (рекарбонизация). Так, например, aHCO3 HCl= aCl H2O CO2 На некоторых очистных сооружениях используются мраморно-песчаные фильтры, которые позволяют получить не только осветленную, но и стабильную воду. 7. Какие процессы определяют скорость ионного обмена, зависит ли скорость от концентрации примесей в воде? Скорость обмена зависит от размена иона, величины его заряда и способности к гидратации. Она увеличивается с повышением заряда иона и уменьшением степени гидратации.
КРИОФИЛЫ (от крио… и… фил) организмы (одноклеточные водоросли, некоторые черви и насекомые), обитающие на поверхности льда и снега, в воде, пропитывающей лед; при понижении температуры криофилы вмерзают в лед. В микробиологии криофилов называют психрофилами. КРИОФИТЫ (от крио… и греч. phyton — растение) растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. КРИОХИМИЯ (от крио… и химия) изучает химические превращения веществ в жидкой и твердой фазах при низких температурах. Основные задачи криохимии — получение химически неустойчивых соединений, выяснение нижних температурных границ химической активности веществ, разработка технологических процессов с использованием низких температур. КРИОХИРУРГИЯ (от крио… и хирургия) метод хирургического лечения, использующий глубокое охлаждение (замораживание) тканей. Применяется в нейрохирургии, офтальмологии, отоларингологии, урологии и др. КРИОЭЛЕКТРОНИКА (криогенная электроника) область науки и техники, занимающаяся применением явлений, имеющих место в твердых телах при криогенных температурах (в присутствии электрических, магнитных и электромагнитных полей), для создания электронных приборов (напр., криотрон) и устройств
2. Вода, земля, воздух и огонь. Фалес о Воде
3. Химия радиоматериалов, лекции Кораблевой А.А. (ГУАП)
5. Химия и Стоматология (Химия в моей будущей профессии)
9. Химия
10. Химия
11. Химия. Белки
12. Металлы и сплавы в химии и технике
13. Рождение современной химии
15. Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на предмете углерода и его соединений
16. Химия
17. Метожы аналитической химии
19. Татарстан - республика химии
20. Занимательные опыты по химии
21. Химия в биологии , медицине, производстве лекарственных веществ
25. Творческая работа по химии: кислород
26. Химия меди
28. Экзаменационные билеты по химии (Ангарск, 2003г.)
29. Химия пищеварения рационального питания
30. Контрольные билеты (химия)
32. Математика в химии и экономике
33. Химия и алхимия озонового слоя
34. Химия в биологии, медицине и производстве лекарственных препаратов
35. Экзамен по химии за 11 класс
36. Экзамен по химии за 9 класс
41. Использование новых информационных технологий при обучении химии в ВУЗе
42. Моделирование экологических проблем и способов их решений на уроках химии
43. Любовь и химия
44. Атомизаторы и источники возбуждения в аналитической химии
45. Билеты по химии
46. Курсовая работа по органической химии
47. Лабораторная работа по химии 1-3 (NPI)
49. Таблица по химии
51. Химия вокруг нас
52. Химия сегодня
53. Химия. Алюминий
58. Шпоры по химии
59. Какую "химию" источают свалки США
60. Из истории возникновения химии
61. Межпредметные связи в высшей школе: математическое обеспечение курса аналитической химии
62. Исторический обзор основных этапов развития химии
63. Основные теоретические положения органической химии. Насыщенные (предельные) углеводороды
65. Возможности пакета MultiVision v.4.5. на уроках химии
66. Сплошная химия
67. Химия и оборона в Первой мировой войне
68. Oтпаянные ТЕА-лазеры УФ- и ближнего ИК-диапазонов для применений в лазерной химии и диагностике
69. Химия и экология
73. Бытовая химия
74. Состояние и перспективы развития рынка товаров бытовой химии
76. Первая помощь при отравлении препаратами бытовой химии
77. Внеклассная работа по химии
79. Методика изучения кристаллогидратов в школьном курсе химии
81. Основные параметры качества знаний по химии
82. Прикладные аспекты темы "Скорость химической реакции и катализ" на уроках химии в средней школе
83. Применение схем-конспектов на уроках химии
85. Реализация вариативного подхода при изучении темы "Соли аммония" на уроках химии
92. Коллоидная химия
93. Химический эксперимент по неорганической химии в системе проблемного обучения
94. Химия белка
95. Химия гидразина
96. Химия запахов
97. Химия и технология производства 2–нафтола щелочным плавлением
99. Химия как отрасль естествознания
100. Химия отрасли