Найти в Дзене
Светлана Маразенкова

Каменный уголь в ЕГЭ по химии

Одним из самых неприятных заданий ЕГЭ можно признать 25-е. Иногда оно бывает простым и требует только здравого смысла. А иногда нужно подумать, вспомнить, что было в учебнике или на уроках насчёт полезных ископаемых - источников тех или иных химических веществ. Вот пример такого задания, где можно ошибиться с бензолом. Если нефть и природный газ - понятные алканы, довольно подробно описанные в учебниках, то каменный уголь действительно сложен для понимания. Разберёмся. Горючие чёрные камни, известные людям с начала времён, имеют примерно такой химический состав: Как видим - сплошная ароматика, "пересыпанная" самыми разными функциональными группами. Поскольку уголь прекрасно горит, то его всегда сжигали для получения тепла и электричества. И по сей день почти половина всей вырабатываемой в мире энергии приходится на угольные теплоэлектростанции. Однако, ещё в 1 веке до н.э. в Китае умели нагревать каменный уголь без доступа воздуха. При этом получался кокс - почти чистый углерод (96

Одним из самых неприятных заданий ЕГЭ можно признать 25-е. Иногда оно бывает простым и требует только здравого смысла. А иногда нужно подумать, вспомнить, что было в учебнике или на уроках насчёт полезных ископаемых - источников тех или иных химических веществ. Вот пример такого задания, где можно ошибиться с бензолом.

25-е задание из 27-го варианта
25-е задание из 27-го варианта

Если нефть и природный газ - понятные алканы, довольно подробно описанные в учебниках, то каменный уголь действительно сложен для понимания.

Разберёмся.

Горючие чёрные камни, известные людям с начала времён, имеют примерно такой химический состав:

Картинка из Википедии
Картинка из Википедии

Как видим - сплошная ароматика, "пересыпанная" самыми разными функциональными группами.

Поскольку уголь прекрасно горит, то его всегда сжигали для получения тепла и электричества. И по сей день почти половина всей вырабатываемой в мире энергии приходится на угольные теплоэлектростанции.

Диаграмма использования различных видов первичной энергии для тепло-​ и электрогенерации по состоянию на 2013 год.
Диаграмма использования различных видов первичной энергии для тепло-​ и электрогенерации по состоянию на 2013 год.
На картинке показана довольно краткая схема угольной ТЭС. В реальности это огромные предприятия, которые располагаются вблизи угольных шахт.
На картинке показана довольно краткая схема угольной ТЭС. В реальности это огромные предприятия, которые располагаются вблизи угольных шахт.

Однако, ещё в 1 веке до н.э. в Китае умели нагревать каменный уголь без доступа воздуха. При этом получался кокс - почти чистый углерод (96 - 98%), который нужен для выплавки чугуна. Каменноугольный кокс и сейчас является единственно возможным топливом и восстановителем железа из руды.

Коксование каменного угля очень хорошо описано вот в этом стареньком советском учебном фильме.

Глядя на химическую структуру угля, становится понятно, что при коксовании происходит ломка этой структуры и большая часть ароматики превращается в элементарный углерод. Но, небольшая часть всё же сохранятся и выделяется в виде ценной каменноугольной смолы - смеси жидких ароматических углеводородов - фенол, кумол, крезолы, ксилолы, бензол - знакомых нам веществ.

Другой продукт коксования - коксовый газ - смесь водорода, метана, аммиака, сероводорода. Опять же, все эти вещества "вшиты" в химическую структуру угля. Поэтому не нужно удивляться тому, что аммиачная вода - это один из продуктов переработки каменного угля. Ещё одна неожиданность здесь - сульфат аммония - готовое азотное удобрение.

Очень качественный современный фильм о коксохимическом производстве здесь.

Так что, смело идём в 25-е задание, например, вот такое:

-5

И приглашаю в мой тг-канал.

-6