Место органической химии на железнодорожном транспорте,

Роговая Ольга Юрьевна

Омский техникум железнодорожного транспорта (ОТЖТ)

г.Омск

Преподаватель химии

Место органической химии на железнодорожном транспорте

Знание химии подразумевает знание свойств различных веществ, которые используются в

поездах. Знание полимеров необходимо для понимания их электрозащитных свойств,

горючести в электродуге или при пожаре, накопление и увод статического электричества

разными материалами. Свойства металлов необходимы для понимания химической и

электрохимической коррозии, условий, защитных свойств покрытий.

Знание физико-химических свойств перевозимых веществ (кислот, топлив, реагентов и

др.) может спасти жизнь машинисту или другим людям в экстремальной ситуации, а

также заранее предупредить такие ситуации (например, полезно знание вагоны с какими

веществами нельзя катать с горки и что нельзя открывать цистерну с белым фосфором без

инертной атмосферы).

Деятельность в сфере транспорта подразумевает элементарные знания в любых сферах,

связанных с организацией систем коммуникаций. В том числе и понимание поведения

материала в разных условиях, для определения оптимальных условий эксплуатации

средств технического оснащения в том числе. Особенно это актуально для машиниста

электропоезда.

Наверное, химия нужна для того, чтобы машинист мог что-нибудь нахимичить в своей

профессии.

Например, чтобы он мог взять какого-либо пассажира к себе в поезд или в кабину

машиниста и при этом неплохо заработать.

Либо чтобы машинист дал управление своему помощнику, а сам лёг поспать во время

поездки.

Чтобы отличать цистерну с метиловым спиртом от этилового, не совать руки в слабую

плавиковую кислоту, знать причины "оловянной чумы" и тому подобное. Чтобы не было

несчастных случаев от незнания элементарных вещей.

2CH

3

COOH+Zn= (CH

3

COO)

2

Zn+H

2

(реакция идет медленно, ее проводят при

нагревании)

6CH

3

COOH + Al

2

O

3

= 2(CH

3

COO

3

Al+3H

2

O

Однако ацетат алюминия (CH

3

COO)

3

Al – соль образованная слабой кислотой и слабым

основанием, а значит, сразу же после образования подвергнется гидролизу по катиону и

аниону.

То же самое можно сказать про ацетат цинка образующийся в реакции, написанной выше,

и про ацетат аммония, образующийся в реакции уксусной кислоты с гидроксидом

аммония:

CH

3

COOH+ NH

4

OH= CH

3

COONH

4

+ H

2

O (ацетат аммония образован слабой кислотой и

слабым основанием)

CH

3

COONH

4

+ H

2

O = NH

4

OH + CH

3

COOH (обратная реакция – гидролиз)

С оксидом фосфора уксусная кислота непосредственно не реагирует, однако в его

присутствии протекает реакция:

2CH

3

COOH= CH

3

-CO-O-OC-CH

3

+ H

2

O (т.к. P

2

O

5

очень гигроскопичен, его

используют в качестве водоотнимающего средства)

Изучим применение химии на железнодорожном хозяйстве

Алканы

– продукты фракционной перегонки нефти (бензины, керосины, соляровые масла,

мазут), удаляют жировые пленки большой толщины, применяют в качестве горючего в

двигателях внутреннего сгорания в подвижном составе железнодорожного транспорта.

Жидкие смазки (трансформаторное (машинное) масло + парафин, мыло) предохраняют

металлические изделия при хранении в закрытых помещениях и на открытых площадках,

используются для смазки трущихся узлов тепловозных двигателей.

Галогенпроизводные углеводороды используют в качестве хладагента в рефрижераторных

вагонах.

Циклоалканы широко распространены в природе: входят в состав нефти, смазочных масел

и др., применяемых на железнодорожном транспорте.

Алкены

и их производные

используют для производства пластмасс, химических волокон,

каучукоподобных материалов, растворителей; как диэлектрики для деталей

высокочастотной электронной радиоаппаратуры, конденсаторов, катушек, изоляции,

проводов и кабелей; применяют для производства резинотехнических изделий.

Алкины и их производные применяют для производства изоляции защитных оболочек

кабельных изделий и проводов, внутренней отделки пассажирских вагонов и вагонов

электропоездов, обивки сидений и спинок диванов железнодорожных вагонов.

Применение в железнодорожном хозяйстве

Арены и их производные нашли свое применение на предприятиях железнодорожного

транспорта в оптических приборах; в качестве исходных веществ для получения

изоляционного материала для высокочастотных кабелей; как растворители пентафталевых

эмалей, идущие для окраски пассажирских вагонов и локомотивов, тяговых двигателей и

других электрических машин.

Галогенопроизводные углеводороды применяют как растворители для жиров и масел.

Нефть, переработанная в различные виды топлива, масла, а также газ имеет широкое

применение на железной дороге. В зависимости от области применения топливо бывает:

карбюраторное, дизельное, топочное.

Карбюраторное топливо используют в качестве топлива для автомобилей, автобусов,

перевозящих грузы и рабочих железнодорожного транспорта.

Дизельное топливо, используют для дизельных двигателей, которые установлены на

тепловозах и ремонтно-путевой технике

Топочное топливо (мазуты) применяют на промывочно-пропарочных станциях для

отопления разовых котлов и печей.

Наибольшее применение из смазочных масел, используемых на железнодорожном

транспорте, получили жидкие масла и пластические смазки.

Кислородсодержащие органические соединения

В больших количествах одноатомные спирты используют для получения синтетического

каучука, моющих средств, пластификаторов пластических масс, лакокрасочных

материалов находящих свое применение в железнодорожном хозяйстве (краска для

покрытия пассажирских и грузовых вагонов; пластификаторы, применяемые в свето-,

термо-, морозо-, влагостойких деталях подвижного состава и т.д.).

Водные растворы многоатомных спиртов – антифризы в радиаторах систем охлаждений

двигателей внутреннего сгорания; гидравлических, тормозных и закалочных жидкостей в

подвижном составе железнодорожного транспорта.

Гомологи фенола (крезолы) используют для пропитки деревянных шпал и частей

деревянных мостов, предохраняющих их от гниения.

Пластмассы на основе фенолформальдегидных смол применяют для изготовления

электро- и радиотехнических приборов, электроизоляторов, для изготовления трущихся

деталей дисков сцепления и тормозных колодок на железнодорожном транспорте.

Ацетон широко применяют как растворитель и исходный продукт для получения эфиров

метакриловой кислоты. Кроме этого ацетон входит в состав пентафталевых эмалей,

используемых для окраски пассажирских вагонов и локомотивов и в состав

электроизоляционных лаков, применяемых при ремонте тяговых двигателей.

Применение в железнодорожном хозяйстве

электрических машин; в состав шпатлевок и грунтовок.

Производные карбоновых кислот применяют для изоляции проводов электрических

машин, используемых на железнодорожных предприятиях (формвар); для очистки

металлов от ржавчины и накипи, в том числе, и в котлах локомотивов (щавелевая

кислота); как органическое стекло светотехнических изделиях подвижного состава

(полиметилметакрилат).

Акриловую кислоту применяют предприятия железнодорожного транспорта в составе

ионообменных смол для очищения воды в системах охлаждения двигателей от ионов

кальция и магния, которые придают ей жесткость.

Мылá высших жирных карбоновых кислот – компоненты загустителей в пластичных

смазках, применяемых для смазки шеек осей, осевых подшипников вагонов и

локомотивов.

Сложные эфиры в качестве полиэфирной смолы используют для производства лаков с

летучими и быстро высыхающими масляными растворителями, применяющихся на

железнодорожных объектах.

Многие полимеры обладают высокой прочностью, эластичностью, стойкостью к

различным агрессивным средам, высокими диэлектрическими свойствами, низкой

теплопроводностью.

Углеводы и их производные используют в качестве питательного продукта в

привокзальных кафе, ресторанах и т.д.; при производстве бумаги, клеев; накрахмаливания

белья на прачечных комбинатах МПС; для изготовления вкладышей подшипников втулок,

шестерен подвижного состава железнодорожного транспорта.

Азотсодержащие органические соединения

Амины добавляют в состав красителей и ингибиторов коррозии, применяемых на

объектах железнодорожного транспорта. Третичные амины являются катализаторами

отверждения в полиуретановых лаках, используемых для отделки радиоэлектронной

аппаратуры, деталей подвижного состава.

Анилино-формальдегидные смолы, продукт поликонденсации анилина и формальдегида в

присутствии соляной кислоты, используют для приготовления электроизоляционных

лаков, необходимых в электротехнической аппаратуре.

Капрон используют для изготовления автопокрышек, пластмасс, которые находят

широкое применение во внутренней отделке пассажирских вагонов, подвижного и

ремонтного состава железнодорожного транспорта.

Аминопласты, содержащие пептидную группу (-СО-NН-), являющиеся

термореактивными полимерами, идут для изготовления декоративных материалов и

электрической аппаратуры в локомотивных составах. Во всех ресторанах в поездах

используют легкие небьющиеся тарелки, изготовленные из разновидности аминопластов

(меладур).

Мипора-поропласт, получаемый на основе карбамидной смолы, широко используют для

теплоизоляции изотермических, пассажирских и рефрижераторных вагонов.

Кожу животных (содержит белки – кератин, коллаген, эластан) используют в виде

манжетов, уплотнительных изделий разнообразной формы и различного размера в

устройствах электровозов, тепловозов и в тормозных системах.

Шерстяные ткани идут на пошив форменной одежды для железнодорожников

Войлок (шерстяной) применяют в машиностроении для сальников, задерживающих

смазочные масла в местах трения и предохраняющих их от попадания воды и пыли, для

смягчения ударов, сотрясений и поглощения звука в машинном отделении локомотивов.

Высокомолекулярные и другие соединения

Волокна используют для технических целей. Например, в качестве деталей подвижного

состава (тепловозов, электровозов), прокладок и каркасов различных технических

изделий, конвейерных лент и приводных ремней, заменителей кожи для обивки сидений

пассажирских вагонов.

На железнодорожном транспорте широко используют резиновые клеи для склеивания

резин между собой, металла и стекла. Вулканизирующие герметики, состоящие из 50-75%

резиновой смеси на основе бутилена и наполнителя (асбест, мел, окись цинка, тальк),

применяют для защиты в кислых средах от коррозии резьбовых и крепежных деталей

подвижного состава локомотивов.

Кремнийорганические каучуки компаунды выполняют различные функции:

а) пропиточную – для электрической изоляции обмоток трансформаторов, дросселей,

электрических машин.

б) заливочную – для заполнения промежутков между деталями радиотехнический и

электронной аппаратуры.

Термореактивные полимеры (эпоксидные смолы) используют для ремонта деталей

подвижного состава и тепловозов, для заливки трансформаторов, контурных катушек и

дросселей, обеспечивающих устойчивость аппаратуры к ударам.

Для наружной окраски грузовых вагонов применяют сурик, охру и масляную черную

краску. Окраска пассажирских вагонов и локомотивов производится пентафталевыми

эмалями. При ремонте тяговых двигателей и электрических машин

применяют электроизоляционные лаки и эмали.

Дефекты металлических крыш грузовых вагонов в виде усталостных трещин, мелких

пробоин устраняют с помощью стеклоткани.

Металлорганические соединения хорошие катализаторы.

Кремнийорганические соединения являются хорошими диэлектриками, увеличивающие

срок службы электрооборудования в 4-5 раз.

Литература

1.

Габриелян О.С.

Химия: учебник для студ. средних проф. учеб. заведений / О.С.

Габриелян, И.Г. Остроумов. – 11-е изд., стереотип. - М.: Издательский центр "Академия",

2013;

2.Энциклопедический словарь юного химика. /Под ред. Трифонова Д.Н. – М.:

«Педагогика-Пресс», 1999. – 368 с.: ил.

3.

Кузейкина Э.В., Штремплер Г.И. Формирование мотивации и интереса первокурсников

железнодорожного

техникума

к

изучению

химии//Среднее

профессиональное

образование. – №12. – 2006. – С. 17–21.

4.

Штремплер Г.И., Кузейкина Э.В. Химия (учебник для техникумов и колледжей

железнодорожного транспорта)/Г.И. Штремплер, Э.В. Кузейкина. – Саратов: СВИРХБЗ,

2008. – 222 с.: Фото Кузейкиной Э.В.