ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 22.4: Химическая технология. Производство аммиака и метанола

План решения:

• Сформулировать определение биотехнологии как области науки и техники.
• Выделить ключевые особенности биотехнологических процессов (использование живых систем).
• Провести сравнительный анализ с химической технологией по нескольким критериям: сырье, условия проведения реакций, катализаторы и экологичность.

Ход работы:

Определение биотехнологии.

Биотехнология — это совокупность методов и процессов получения целевых продуктов с использованием живых организмов, их культур или биологически активных веществ (ферментов). В основе биотехнологии лежат достижения молекулярной биологии, генетики и микробиологии.

Отличия биотехнологии от химической технологии.

1. Используемые системы: В химической технологии протекают неорганические или органические реакции в аппаратах (реакторах) без участия живых клеток. В биотехнологии «реакторами» выступают живые клетки (бактерии, дрожжи, грибки) или изолированные ферменты.
2. Условия проведения процессов: Химические процессы часто требуют высоких температур (T>400-500^°C) и давлений (P>100 атм), что энергоемко. Биотехнологические процессы идут в мягких условиях: при температуре 20-40^°C, нормальном атмосферном давлении и нейтральной среде.
3. Катализаторы: В химии используются металлические катализаторы или кислоты/основания. В биотехнологии роль катализаторов выполняют ферменты (биокатализаторы), обладающие высокой специфичностью и активностью.
4. Скорость и селективность: Ферментативные реакции идут быстрее химических аналогов и обладают высокой стереоспецифичностью (образуется только один изомер продукта), тогда как химический синтез часто дает смеси изомеров, требующие сложного разделения.
5. Экологичность: Биотехнология считается более «зеленой», так как использует возобновляемое сырье (биомассу) и меньше загрязняет окружающую среду побочными продуктами по сравнению с традиционным химическим синтезом.

Проверка:

Данное определение соответствует современным научным представлениям. Отличия логичны и подтверждают преимущество биотехнологии в энергоэффективности и экологической безопасности, а также её зависимость от жизнеспособности биологических объектов, что является главным отличием от абстрактных химических превращений.