Warum wird beim Verbrennen von Kraftstoff Wärme freigesetzt? Lektion; Die chemische Zusammensetzung der Zelle

Warum können wir uns von Tieren, Pilzen und Pflanzen ernähren, während sich Bakterien und andere Tiere wiederum von unserem Körper ernähren und Krankheiten und Pathologien verursachen können? Welche organischen und anorganischen Substanzen benötigt ein Mensch für eine normale Gesundheit? Ohne welche chemischen Elemente könnte das Leben auf der Erde nicht existieren? Was passiert bei einer Schwermetallvergiftung? In dieser Lektion erfahren Sie, welche chemischen Elemente zu lebenden Organismen gehören, wie sie im Körper von Tieren und Pflanzen verteilt sind, wie ein Überschuss oder Mangel an Chemikalien das Leben verschiedener Lebewesen beeinflussen kann, erfahren Sie Details über Mikro- und Makroelemente und ihre Rolle in der belebten Natur.

Thema: Grundlagen der Zytologie

Lektion: Merkmale der chemischen Zusammensetzung der Zelle

1. Chemische Zusammensetzung der Zelle

Die Zellen lebender Organismen sind unterschiedlich aufgebaut chemische Elemente.

Die Atome dieser Elemente bilden zwei Klassen chemischer Verbindungen: anorganische und organische (siehe Abb. 1).

Reis. 1. Bedingte Teilung von Chemikalien, aus denen ein lebender Organismus besteht

Von den derzeit bekannten 118 chemischen Elementen enthalten lebende Zellen notwendigerweise 24 Elemente. Diese Elemente bilden mit Wasser leicht lösliche Verbindungen. Sie sind auch in Objekten der unbelebten Natur enthalten, aber das Verhältnis dieser Elemente in lebender und unbelebter Materie ist unterschiedlich (Abb. 2).

Reis. 2. Der relative Gehalt an chemischen Elementen in der Erdkruste und im menschlichen Körper

In der unbelebten Natur sind die vorherrschenden Elemente Sauerstoff, Silizium, Aluminium und Natrium.

In lebenden Organismen sind die vorherrschenden Elemente Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff-. Darüber hinaus werden zwei weitere wichtige Elemente für lebende Organismen unterschieden, nämlich: Phosphor und Schwefel.

Diese 6 Elemente, nämlich Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel (C, H, N, Ö, P, S) , genannt organogen, oder Nährstoffe, da sie Teil organischer Verbindungen und der Elemente sind Sauerstoff und Wasserstoff, außerdem bilden sie Wassermoleküle. Verbindungen biogener Elemente machen 98 % der Masse einer Zelle aus.

2. Sechs grundlegende chemische Elemente für einen lebenden Organismus

Die wichtigste Unterscheidungsfähigkeit der Elemente C, H, N, Ö ist, dass sie starke kovalente Bindungen bilden, und von allen Atomen, die kovalente Bindungen bilden, sind sie die leichtesten. Darüber hinaus bilden Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff Einfach- und Doppelbindungen, wodurch sie eine Vielzahl chemischer Verbindungen eingehen können. Kohlenstoffatome können sowohl mit anderen Kohlenstoffatomen als auch mit Stickstoffatomen Dreifachbindungen eingehen - in Blausäure ist die Bindung zwischen Kohlenstoff und Stickstoff dreifach (Abb. 3).

Abb. 3. Strukturformel von Cyanwasserstoff - Blausäure

Dies erklärt die Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen in der Natur. Darüber hinaus bilden Valenzbindungen einen Tetraeder um das Kohlenstoffatom (Abb. 4), wodurch verschiedene Arten organischer Moleküle unterschiedliche dreidimensionale Strukturen aufweisen.

Reis. 4. Tetraederform des Methanmoleküls. In der Mitte befindet sich ein orangefarbenes Kohlenstoffatom, rund vier blaue Wasserstoffatome bilden die Eckpunkte eines Tetraeders.

Nur Kohlenstoff kann stabile Moleküle mit einer Vielzahl von Konfigurationen und Größen und einer Vielzahl von funktionellen Gruppen erzeugen (Abb. 5).

Abbildung 5. Ein Beispiel für die Strukturformeln verschiedener Kohlenstoffverbindungen.

Etwa 2 % der Zellmasse entfallen auf folgende Elemente: Kalium, Natrium, Calcium, Chlor, Magnesium, Eisen. Die restlichen chemischen Elemente sind in viel geringeren Mengen in der Zelle enthalten.

Somit werden alle chemischen Elemente nach ihrem Gehalt in einem lebenden Organismus in drei große Gruppen eingeteilt.

3. Mikro-, Makro- und Ultramikroelemente in einem lebenden Organismus

Elemente, deren Menge bis zu 10-2% des Körpergewichts beträgt, ist Makronährstoffe.

Jene Elemente, deren Anteil von 10-2 bis 10-6 kommt - Spurenelemente.

Reis. 6. Chemische Elemente in einem lebenden Organismus

Russischer und ukrainischer Wissenschaftler V. I. Wernadski bewiesen, dass alle lebenden Organismen Elemente aus der äußeren Umgebung aufnehmen (assimilieren) und in bestimmten Organen und Geweben anreichern (konzentrieren) können. Beispielsweise reichern sich eine Vielzahl von Spurenelementen in Leber, Knochen und Muskelgewebe an.

4. Affinität von Mikroelementen zu bestimmten Organen und Geweben

Einzelne Elemente haben eine Affinität zu bestimmten Organen und Geweben. Beispielsweise reichert sich Kalzium in Knochen und Zähnen an. Zink ist in der Bauchspeicheldrüse reichlich vorhanden. In den Nieren befindet sich viel Molybdän. Barium in der Netzhaut. Jod in der Schilddrüse. In der Hypophyse befindet sich viel Mangan, Brom und Chrom (siehe Tabelle "Ansammlung chemischer Elemente in den inneren Organen einer Person").

Für den normalen Lebensablauf ist ein strenges Verhältnis der chemischen Elemente im Körper notwendig. Andernfalls kommt es aufgrund eines Mangels oder Überschusses an biophilen Elementen zu schweren Vergiftungen.

5. Organismen, die selektiv Spurenelemente anreichern

Einige lebende Organismen können Indikatoren für die chemischen Bedingungen der Umwelt sein, da sie bestimmte chemische Elemente selektiv in Organen und Geweben anreichern (Abb. 7, 8).

Reis. 7. Tiere, die bestimmte chemische Elemente im Körper anreichern. Von links nach rechts: Strahlen (Kalzium und Strontium), Rhizome (Barium und Kalzium), Seescheiden (Vanadium)

Reis. 8. Pflanzen, die bestimmte chemische Elemente im Körper anreichern. Von links nach rechts: Algen (Jod), Ranunkeln (Lithium), Wasserlinsen (Radium)

6. Substanzen, aus denen Organismen bestehen

Chemische Verbindungen in lebenden Organismen

Chemische Elemente bilden anorganische und organische Stoffe (siehe Grafik „Stoffe, aus denen lebende Organismen bestehen“).

anorganische Stoffe in Organismen: Wasser und Mineralien (Salzionen; Kationen: Kalium, Natrium, Calcium und Magnesium; Anionen: Chlor, Sulfat-Anion, Bicarbonat-Anion).

organische Materie: Monomere (Monosaccharide, Aminosäuren, Nukleotide, Fettsäuren und Lipide) und Polymere (Polysaccharide, Proteine, Nukleinsäuren).

Von den anorganischen Stoffen in der Zelle vor allem Wasser(von 40 bis 95%), unter den organischen Verbindungen in tierischen Zellen überwiegen Eichhörnchen(10-20%) und in Pflanzenzellen - Polysaccharide (die Zellwand besteht aus Zellulose und der Hauptnährstoff der Pflanze ist Stärke).

Daher haben wir die wichtigsten chemischen Elemente, die Teil lebender Organismen sind, und die Verbindungen, die sie bilden können, untersucht (siehe Schema 1).

Bedeutung von Nährstoffen

Bedenken Sie die Bedeutung biogener Elemente für lebende Organismen (Abb. 9).

Element Kohlenstoff(Kohlenstoff) ist Bestandteil aller organischen Substanzen, ihre Basis ist das Kohlenstoffgerüst. Element Sauerstoff(Sauerstoff) ist ein Bestandteil von Wasser und organischen Stoffen. Element Wasserstoff(Wasserstoff) ist auch Bestandteil aller organischen Stoffe und des Wassers. Stickstoff(Stickstoff) ist Bestandteil von Proteinen, Nukleinsäuren und deren Monomeren (Aminosäuren und Nukleotide). Schwefel(Schwefel) gehört zu den schwefelhaltigen Aminosäuren, wirkt als Energieüberträger. Phosphor ist Teil von ATP, Nukleotiden und Nukleinsäuren, Mineralsalzen von Phosphor - ein Bestandteil von Zahnschmelz, Knochen- und Knorpelgeweben.

Ökologische Aspekte der Wirkung anorganischer Stoffe

Das Problem des Umweltschutzes bezieht sich hauptsächlich auf die Vermeidung von Umweltverschmutzung durch verschiedene anorganische Stoffe. Die Hauptschadstoffe sind Schwermetalle die sich im Boden anreichern, natürliche Gewässer.

Die wichtigsten Luftschadstoffe sind Oxide von Schwefel und Stickstoff.

Als Folge der rasanten technologischen Entwicklung ist die Menge an Metallen, die in der Produktion verwendet werden, enorm gestiegen. Metalle treten in den menschlichen Körper ein, werden ins Blut aufgenommen und dann reichern sich in Organen und Geweben an: Leber, Nieren, Knochen- und Muskelgewebe. Metalle werden aus dem Körper über die Haut, die Nieren und den Darm ausgeschieden. Metallionen, die zu den giftigsten gehören (siehe Liste „Die giftigsten Ionen“, Abb. 10): Quecksilber, Uran, Cadmium, Thallium und Arsen akute chronische Vergiftung verursachen.

Auch die Gruppe der mäßig toxischen Metalle ist zahlreich (Abb. 11), dazu gehören z Mangan, Chrom, Osmium, Strontium und Antimon. Diese Elemente können chronische Vergiftungen mit ziemlich schweren, aber selten tödlichen klinischen Manifestationen verursachen.

Metalle mit geringer Toxizität haben keine nennenswerte Selektivität. Aerosole von wenig toxischen Metallen, z. B. Alkali, Erdalkali, können Veränderungen in der Lunge verursachen.

Hausaufgaben

1. Welche chemischen Elemente sind Bestandteil lebender Organismen?

2. In welche Gruppen werden chemische Elemente je nach Menge des Elements in lebender Materie eingeteilt?

3. Nennen Sie die organogenen Elemente und geben Sie ihnen eine allgemeine Beschreibung.

4. Welche chemischen Elemente werden als Makronährstoffe klassifiziert?

5. Welche chemischen Elemente werden als Spurenelemente klassifiziert?

6. Welche chemischen Elemente werden als Ultramikroelemente klassifiziert?

7. Besprechen Sie mit Freunden und Familie, wie die chemischen Eigenschaften chemischer Elemente mit ihrer Rolle in lebenden Organismen zusammenhängen.

1. Alchemist.

2. Wikipedia.

3. Alchemist.

4. Internetportal Liveinternet. Ru.

Referenzliste

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Periodensystem

Biologie. Allgemeine Biologie. 10. Klasse. Grundstufe Sivoglazov Vladislav Ivanovich

5. Chemische Zusammensetzung der Zelle

5. Chemische Zusammensetzung der Zelle

Denken Sie daran!

Was ist ein chemisches Element?

Welche chemischen Elemente dominieren in der Erdkruste?

Was wissen Sie über die Rolle von chemischen Elementen wie Jod, Kalzium, Eisen im Leben von Organismen?

Eines der wichtigsten gemeinsamen Merkmale lebender Organismen ist die Einheit ihrer elementaren chemischen Zusammensetzung. Unabhängig davon, zu welchem ​​Reich, Typ oder Klasse ein bestimmtes Lebewesen gehört, enthält die Zusammensetzung seines Körpers dieselben sogenannten universellen chemischen Elemente. Die Ähnlichkeit in der chemischen Zusammensetzung verschiedener Zellen weist auf die Einheit ihres Ursprungs hin.

Reis. 8. Die Schalen einzelliger Kieselalgen enthalten viel Silizium

In der Tierwelt wurden etwa 90 chemische Elemente entdeckt, dh die meisten sind heute bekannt. Es gibt keine besonderen Elemente, die nur für lebende Organismen charakteristisch sind, und dies ist einer der Beweise für die Gemeinsamkeit von lebender und unbelebter Natur. Aber der quantitative Gehalt bestimmter Elemente in lebenden Organismen und in der unbelebten Umgebung, die sie umgibt, unterscheidet sich erheblich. Beispielsweise liegt Silizium im Boden bei etwa 33 % und in Landpflanzen nur bei 0,15 %. Solche Unterschiede weisen auf die Fähigkeit lebender Organismen hin, nur die Elemente anzusammeln, die sie zum Leben benötigen (Abb. 8).

Je nach Inhalt werden alle chemischen Elemente, aus denen Wildtiere bestehen, in mehrere Gruppen eingeteilt.

Makronährstoffe. Ich gruppiere. Die Hauptbestandteile aller organischen Verbindungen, die biologische Funktionen erfüllen, sind Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Alle Kohlenhydrate und Lipide enthalten Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff, und die Zusammensetzung von Proteinen und Nukleinsäuren, zusätzlich zu diesen Komponenten, umfasst Stickstoff-. Diese vier Elemente machen 98 % der Masse lebender Zellen aus.

II. Gruppe. Zur Gruppe der Makronährstoffe gehören auch Phosphor, Schwefel, Kalium, Magnesium, Natrium, Calcium, Eisen, Chlor. Diese chemischen Elemente sind wesentliche Bestandteile aller lebenden Organismen. Der Gehalt von jedem von ihnen in der Zelle beträgt Zehntel bis Hundertstel Prozent der Gesamtmasse.

Natrium-Kalium und Chlor sorgen für das Auftreten und die Weiterleitung elektrischer Impulse im Nervengewebe. Die Aufrechterhaltung einer normalen Herzfrequenz hängt von der Konzentration im Körper ab Natrium-Kalium und Kalzium. Eisen beteiligt sich an der Biosynthese von Chlorophyll, ist Bestandteil von Hämoglobin (Sauerstoffträgerprotein im Blut) und Myoglobin (sauerstoffhaltiges Protein in den Muskeln). Magnesium in Pflanzenzellen ist es Teil des Chlorophylls und im tierischen Körper ist es an der Bildung von Enzymen beteiligt, die für das normale Funktionieren von Muskel-, Nerven- und Knochengewebe notwendig sind. Proteine ​​enthalten oft Schwefel, und alle Nukleinsäuren enthalten Phosphor. Auch Phosphor ist Bestandteil aller Membranstrukturen.

Unter beiden Gruppen von Makronährstoffen werden Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel zu einer Gruppe zusammengefasst Bioelemente , oder Organogene , basierend auf der Tatsache, dass sie die Grundlage der meisten organischen Moleküle bilden (Tabelle 1).

Mikroelemente. Es gibt eine große Gruppe chemischer Elemente, die in sehr geringen Konzentrationen in Organismen vorkommen. Dies sind Aluminium, Kupfer, Mangan, Zink, Molybdän, Kobalt, Nickel, Jod, Selen, Brom, Fluor, Bor und viele andere. Jedes von ihnen macht nicht mehr als ein Tausendstel Prozent aus, und der Gesamtbeitrag dieser Elemente zur Zellmasse beträgt etwa 0,02 %. Mikroelemente gelangen aus Boden und Wasser in Pflanzen und Mikroorganismen, während Tiere sie aus Nahrung, Wasser und Luft aufnehmen. Die Rolle und Funktionen der Elemente dieser Gruppe in verschiedenen Organismen sind sehr vielfältig. Spurenelemente sind in der Regel Bestandteil biologisch aktiver Verbindungen (Enzyme, Vitamine und Hormone) und ihre Wirkung äußert sich hauptsächlich in der Beeinflussung des Stoffwechsels.

Tabelle 1. Der Gehalt an Bioelementen in einer Zelle

Kobalt ist Teil von Vitamin B 12 und an der Synthese von Hämoglobin beteiligt, sein Mangel führt zu Anämie. Molybdän als Teil von Enzymen ist es an der Stickstofffixierung in Bakterien beteiligt und gewährleistet die Funktion des Stomaapparates in Pflanzen. Kupfer ist ein Bestandteil des Enzyms, das an der Synthese von Melanin (Hautpigment) beteiligt ist, beeinflusst das Wachstum und die Fortpflanzung von Pflanzen, die Prozesse der Hämatopoese in tierischen Organismen. Jod Bei allen Wirbeltieren ist es Teil des Schilddrüsenhormons Thyroxin. Bor beeinflusst die Wachstumsprozesse in Pflanzen, sein Mangel führt zum Absterben von apikalen Knospen, Blüten und Eierstöcken. Zink wirkt auf das Wachstum von Tieren und Pflanzen und ist auch Teil des Hormons der Bauchspeicheldrüse - Insulin. ein Mangel an Selena verursacht Krebs bei Mensch und Tier. Jedes Element spielt seine eigene spezifische, sehr wichtige Rolle bei der Sicherstellung der lebenswichtigen Aktivität des Körpers.

In der Regel hängt die biologische Wirkung des einen oder anderen Spurenelements vom Vorhandensein anderer Elemente im Körper ab, d. H. Jeder lebende Organismus ist ein einzigartiges ausgewogenes System, dessen normale Funktion unter anderem vom richtigen Verhältnis abhängt seiner Komponenten auf jeder Organisationsebene. Zum Beispiel, Mangan verbessert die Aufnahme durch den Körper Kupfer, a Fluor beeinflusst den Stoffwechsel Strontium.

Es wurde festgestellt, dass einige Organismen bestimmte Elemente intensiv anreichern. Beispielsweise sammeln sich viele Algen an Jod, Schachtelhalme - Silizium, Butterblumen - Lithium, und Mollusken zeichnen sich durch einen hohen Gehalt aus Kupfer.

Spurenelemente werden in der modernen Landwirtschaft in Form von Mikrodüngemitteln zur Steigerung der Ernteerträge und als Futtermittelzusätze zur Steigerung der Tierproduktivität eingesetzt. Mikroelemente werden auch in der Medizin verwendet.

Ultramikroelemente. Es gibt eine Gruppe chemischer Elemente, die in Spuren, also vernachlässigbaren Konzentrationen, in Organismen enthalten sind. Dazu gehören Gold, Beryllium, Silber und andere Elemente. Die physiologische Rolle dieser Komponenten in lebenden Organismen ist noch nicht abschließend geklärt.

Die Rolle externer Faktoren bei der Bildung der chemischen Zusammensetzung von Wildtieren. Der Gehalt bestimmter Elemente im Körper wird nicht nur durch die Eigenschaften des jeweiligen Organismus bestimmt, sondern auch durch die Zusammensetzung der Umgebung, in der er lebt, und der Nahrung, die er verwendet. Die geologische Geschichte unseres Planeten, die Besonderheiten bodenbildender Prozesse haben zur Bildung von Bereichen auf der Erdoberfläche geführt, die sich im Gehalt an chemischen Elementen voneinander unterscheiden. Ein starker Mangel oder umgekehrt ein Überschuss an einem chemischen Element verursacht das Auftreten von biogeochemischen Endemien in solchen Zonen - Krankheiten von Pflanzen, Tieren und Menschen.

In vielen Regionen unseres Landes - im Ural und Altai, in der Region Primorje und in der Region Rostow - ist die Jodmenge im Boden und im Wasser erheblich reduziert.

Wenn ein Mensch nicht die richtige Menge Jod mit der Nahrung erhält, nimmt seine Thyroxinsynthese ab. Die Schilddrüse, die versucht, den Hormonmangel auszugleichen, wächst, was zur Bildung des sogenannten endemischen Kropfs führt. Besonders schwerwiegende Folgen eines Jodmangels treten bei Kindern auf. Eine reduzierte Menge an Thyroxin führt zu einer starken Verzögerung der geistigen und körperlichen Entwicklung.

Um Schilddrüsenerkrankungen vorzubeugen, empfehlen Ärzte, Speisen mit mit Kaliumjodid angereichertem Spezialsalz zu salzen, Fischgerichte und Algen zu essen.

Vor fast zweitausend Jahren erließ der Herrscher einer der nordöstlichen Provinzen Chinas ein Dekret, in dem er allen seinen Untertanen befahl, 2 kg Algen pro Jahr zu essen. Seitdem halten sich die Einwohner gehorsam an den alten Erlass, und trotz der Tatsache, dass in der Gegend ein klarer Jodmangel herrscht, leidet die Bevölkerung nicht an Schilddrüsenerkrankungen.

Überprüfen Sie Fragen und Aufgaben

1. Was ist die Ähnlichkeit von biologischen Systemen und Objekten der unbelebten Natur?

2. Nennen Sie die Bioelemente und erklären Sie ihre Bedeutung für die Bildung lebender Materie.

3. Was sind Spurenelemente? Nennen Sie Beispiele und beschreiben Sie die biologische Bedeutung dieser Elemente.

4. Wie wirkt sich der Mangel an Spurenelementen auf das Leben der Zelle und des Organismus aus? Nennen Sie Beispiele für solche Phänomene.

5. Erzählen Sie uns von Ultramikroelementen. Welchen Inhalt haben sie im Körper? Was ist über ihre Rolle in lebenden Organismen bekannt?

6. Nennen Sie Beispiele für Ihnen bekannte biochemische Endemiten. Erklären Sie die Gründe für ihre Entstehung.

7. Zeichnen Sie ein Diagramm, das die elementare chemische Zusammensetzung lebender Organismen veranschaulicht.

Denken! Ausführen!

1. Nach welchem ​​Prinzip werden alle chemischen Elemente, aus denen Wildtiere bestehen, in Makroelemente, Mikroelemente und Ultramikroelemente unterteilt? Schlagen Sie Ihre eigene alternative Klassifizierung chemischer Elemente vor, die auf einem anderen Prinzip basiert.

2. Manchmal findet man in Lehrbüchern und Handbüchern anstelle des Ausdrucks "elementare chemische Zusammensetzung" den Ausdruck "elementare chemische Zusammensetzung". Erklären Sie, warum diese Formulierung falsch ist.

3. Informieren Sie sich, ob es in Ihrer Wohngegend Besonderheiten in der chemischen Zusammensetzung des Wassers gibt (z. B. Eisenüberschuss oder Fluormangel etc.). Bestimmen Sie anhand zusätzlicher Literatur und Internetquellen, welche Auswirkungen dies auf den menschlichen Körper haben kann.

Arbeiten Sie mit dem Computer

Siehe elektronische Bewerbung. Studieren Sie das Material und lösen Sie die Aufgaben.

Wiederholen und merken!

Pflanzen

Düngemittel. Stickstoff notwendig für Pflanzen für die normale Bildung von vegetativen Organen. Durch zusätzliches Ausbringen von Stickstoff und stickstoffhaltigen Düngemitteln auf den Boden wird das Wachstum der Bodentriebe gefördert. Phosphor beeinflusst die Entwicklung und Reifung von Früchten. Kalium fördert den Abfluss organischer Stoffe von den Blättern zu den Wurzeln, wirkt sich auf die Vorbereitung der Pflanze auf den Winter aus.

Alle Elemente in der Zusammensetzung von Mineralsalzen werden aus dem Boden gewonnen. Um hohe Erträge zu erzielen, ist es notwendig, die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten und Düngemittel auszubringen. In der modernen Landwirtschaft werden organische und mineralische Düngemittel verwendet, wodurch Kulturpflanzen die notwendigen Nährstoffe erhalten.

organische Düngemittel(Gülle, Torf, Humus, Vogelkot etc.) enthalten alle für die Pflanze notwendigen Nährstoffe. Bei der Ausbringung organischer Düngemittel gelangen Mikroorganismen in den Boden, die organische Reststoffe mineralisieren und dadurch die Bodenfruchtbarkeit erhöhen. Gülle muss lange vor der Aussaat während der Bodenbearbeitung im Herbst ausgebracht werden.

Mineraldünger enthalten normalerweise die Elemente, die im Boden fehlen: Stickstoff (Natrium- und Kaliumnitrat, Ammoniumchlorid, Harnstoff usw.), Kalium (Kaliumchlorid, Kaliumsulfat), Phosphor (Superphosphate, Phosphatgestein usw.). Stickstoffhaltige Düngemittel werden meist im Frühjahr oder Frühsommer ausgebracht, da sie schnell aus dem Boden ausgewaschen werden. Kali- und Phosphatdünger halten länger, deshalb werden sie im Herbst ausgebracht. Zu viel Dünger schadet den Pflanzen genauso wie zu wenig.

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1.2. Eigenschaften und Zusammensetzung der Biosphäre Der Begriff „Biosphäre“ (von griech. bios – Leben und sphaira – Ball) wurde erstmals zu Beginn des 19. Jahrhunderts von J. Lamarck in die Biologie eingeführt. Er betonte, dass alle Substanzen, die sich auf der Oberfläche des Globus befinden und seine Kruste bilden, aufgrund von gebildet wurden

Chemische Elemente der Zelle

In lebenden Organismen gibt es kein einziges chemisches Element, das nicht in den Körpern der unbelebten Natur gefunden würde (was auf die Gemeinsamkeit von belebter und unbelebter Natur hinweist).
Verschiedene Zellen enthalten praktisch die gleichen chemischen Elemente (was die Einheit der lebenden Natur beweist); und gleichzeitig können sich sogar die Zellen eines mehrzelligen Organismus, die unterschiedliche Funktionen erfüllen, in ihrer chemischen Zusammensetzung erheblich voneinander unterscheiden.
Von den derzeit mehr als 115 bekannten Elementen finden sich etwa 80 in der Zusammensetzung der Zelle.

Alle Elemente werden nach ihrem Gehalt in lebenden Organismen in drei Gruppen eingeteilt:

  1. Makronährstoffe- deren Gehalt 0,001 % des Körpergewichts übersteigt.
    98 % der Masse jeder Zelle fallen auf vier Elemente (manchmal werden sie auch Organogene): - Sauerstoff (O) - 75 %, Kohlenstoff (C) - 15 %, Wasserstoff (H) - 8 %, Stickstoff (N) - 3 %. Diese Elemente bilden die Grundlage organischer Verbindungen (und Sauerstoff und Wasserstoff sind außerdem Bestandteil des Wassers, das ebenfalls in der Zelle enthalten ist). Etwa 2% der Zellmasse machen weitere acht aus Makronährstoffe: Magnesium (Mg), Natrium (Na), Calcium (Ca), Eisen (Fe), Kalium (K), Phosphor (P), Chlor (Cl), Schwefel (S);
  2. Die restlichen chemischen Elemente sind in sehr geringen Mengen in der Zelle enthalten: Spurenelemente- diejenigen, die 0,000001 % bis 0,001 % ausmachen - Bor (B), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Kupfer (Cu), Molybdän (Mb), Zink (Zn) usw.;
  3. Ultramikroelemente- deren Gehalt 0,000001% nicht überschreitet - Uran (U), Radium (Ra), Gold (Au), Quecksilber (Hg), Blei (Pb), Cäsium (Cs), Selen (Se) usw.

Lebende Organismen sind in der Lage, bestimmte chemische Elemente anzureichern. So reichern zum Beispiel einige Algen Jod, Butterblumen - Lithium, Wasserlinsen - Radium usw. an.

Zellchemikalien

Elemente in Form von Atomen sind Teil der Moleküle anorganisch und organisch Zellverbindungen.

Zu Anorganische Verbindungen gehören Wasser und Mineralsalze.

organische Verbindungen sind nur für lebende Organismen charakteristisch, während anorganische in der unbelebten Natur vorkommen.

Zu organische Verbindungen umfassen Kohlenstoffverbindungen mit einem Molekulargewicht von 100 bis mehreren Hunderttausend.
Kohlenstoff ist die chemische Grundlage des Lebens. Es kann mit vielen Atomen und ihren Gruppen in Kontakt treten und Ketten bilden, Ringe, die das Skelett organischer Moleküle bilden, die sich in chemischer Zusammensetzung, Struktur, Länge und Form unterscheiden. Sie bilden komplexe chemische Verbindungen, die sich in Struktur und Funktion unterscheiden. Diese organischen Verbindungen, aus denen die Zellen lebender Organismen bestehen, werden genannt biologische Polymere, oder Biopolymere. Sie machen mehr als 97 % der Trockenmasse der Zelle aus.

Im letzten Jahrhundert war Brennholz der Hauptbrennstoff. Auch heute noch ist der Brennstoff Holz von großer Bedeutung, insbesondere für die Beheizung von Gebäuden im ländlichen Raum. Wenn wir Holz in Öfen verbrennen, ist es schwer vorstellbar, dass wir tatsächlich Energie von der Sonne verwenden, die sich in einer Entfernung von etwa 150 Millionen Kilometern von der Erde befindet. Genau das passiert jedoch.

Wie wurde Sonnenenergie in Holz gespeichert? Warum können wir sagen, dass wir beim Verbrennen von Holz die von der Sonne empfangene Energie nutzen?

Der herausragende russische Wissenschaftler K. A. Timiryazev gab eine klare Antwort auf die gestellten Fragen. Es stellt sich heraus, dass die Entwicklung fast aller Pflanzen nur unter Einwirkung von Sonnenlicht möglich ist. Das Leben der meisten Pflanzen, vom kleinen Gras bis zum mächtigen Eukalyptus, der eine Höhe von 150 Metern und einen Stammumfang von 30 Metern erreicht, basiert auf der Wahrnehmung von Sonnenlicht. Grüne Blätter von Pflanzen enthalten eine besondere Substanz - Chlorophyll. Dieser Stoff verleiht Pflanzen eine wichtige Eigenschaft: die Energie des Sonnenlichts zu absorbieren, Kohlendioxid, das eine Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff ist, in seine Bestandteile, also in Kohlenstoff und Sauerstoff, zu zerlegen und in ihrem Gewebe organische Substanzen zu bilden, aus denen eigentlich das Gewebe der Pflanzen besteht. Ohne Übertreibung kann diese Eigenschaft von Pflanzen als bemerkenswert bezeichnet werden, denn dank ihr sind Pflanzen in der Lage, anorganische Substanzen in organische Substanzen umzuwandeln. Darüber hinaus nehmen Pflanzen Kohlendioxid aus der Luft auf, das ein Produkt der Aktivitäten von Lebewesen, Industrie und vulkanischer Aktivität ist, und sättigen die Luft mit Sauerstoff, ohne den bekanntlich die Atmungs- und Verbrennungsprozesse nicht möglich sind. Deshalb sind Grünflächen übrigens lebensnotwendig.

Mit einem sehr einfachen Experiment lässt sich leicht nachweisen, dass Pflanzenblätter Kohlendioxid aufnehmen und in Kohlenstoff und Sauerstoff trennen. Stellen Sie sich vor, dass sich in einem Reagenzglas Wasser mit darin gelöstem Kohlendioxid und grüne Blätter eines Baumes oder Grases befinden. Kohlensäurehaltiges Wasser ist sehr weit verbreitet: An heißen Tagen ist es dieses Wasser, das als Sprudelwasser bezeichnet wird und sehr angenehm ist, um Ihren Durst zu stillen.

Kehren wir jedoch zu unserer Erfahrung zurück. Nach einiger Zeit sind an den Blättern kleine Bläschen zu sehen, die bei ihrer Bildung aufsteigen und sich im oberen Teil des Röhrchens ansammeln. Wenn dieses auf den Blättern gewonnene Gas in einem separaten Gefäß gesammelt und dann ein leicht glimmender Splitter hineingegeben wird, dann wird es mit einer hellen Flamme auflodern. Auf dieser Grundlage, sowie einer Reihe anderer, lässt sich feststellen, dass wir es mit Sauerstoff zu tun haben. Kohlenstoff wird von den Blättern aufgenommen und daraus organische Substanzen gebildet - Pflanzengewebe, dessen chemische Energie, die umgewandelte Energie der Sonnenstrahlen, bei der Verbrennung in Form von Wärme freigesetzt wird.

In unserer Geschichte, die notwendigerweise verschiedene Zweige der Naturwissenschaften berührt, ist ein weiterer neuer Begriff aufgekommen: chemische Energie. Es ist notwendig, zumindest kurz zu erklären, was es ist. Die chemische Energie eines Stoffes (insbesondere Brennholz) hat viel mit thermischer Energie gemeinsam. Wärmeenergie ist, wie sich der Leser erinnert, die Summe der kinetischen und potentiellen Energie der kleinsten Teilchen des Körpers: Moleküle und Atome. Die thermische Energie eines Körpers ist somit definiert als die Summe der Energie der Translations- und Rotationsbewegung der Moleküle und Atome eines gegebenen Körpers und der Energie der Anziehung oder Abstoßung zwischen ihnen. Die chemische Energie eines Körpers besteht im Gegensatz zur thermischen Energie aus der in den Molekülen angesammelten Energie. Diese Energie kann nur durch eine chemische Umwandlung freigesetzt werden, eine chemische Reaktion, bei der ein oder mehrere Stoffe in andere Stoffe umgewandelt werden.

Dazu müssen zwei wichtige Klarstellungen hinzugefügt werden. Aber zuerst ist es notwendig, den Leser an einige Bestimmungen über die Struktur der Materie zu erinnern. Wissenschaftler gingen lange davon aus, dass alle Körper aus kleinsten und weiter unteilbaren Teilchen bestehen – Atomen. Im Griechischen bedeutet das Wort „Atom“ unteilbar. Im ersten Teil wurde diese Annahme bestätigt: Alle Körper bestehen wirklich aus Atomen, und die Dimensionen dieser letzteren sind extrem klein. Das Gewicht eines Wasserstoffatoms beträgt beispielsweise 0,000000000000000000000017 Gramm. Die Größe von Atomen ist so klein, dass man sie selbst mit dem stärksten Mikroskop nicht sehen kann. Wenn es gelänge, Atome so anzuordnen, wie wir Erbsen in ein Glas gießen, also Wenn man sie miteinander in Kontakt bringt, dann würden in ein sehr kleines Volumen von 1 Kubikmillimeter etwa 10.000.000.000.000.000.000.000 Atome passen.

Insgesamt sind etwa hundert Arten von Atomen bekannt. Das Gewicht eines Uranatoms – eines der schwersten Atome – beträgt etwa das 238-fache des Gewichts des leichtesten Wasserstoffatoms. Einfache Substanzen, d.h. Stoffe, die aus gleichartigen Atomen aufgebaut sind, nennt man Elemente.

Wenn sie kombiniert werden, bilden Atome Moleküle. Besteht ein Molekül aus verschiedenen Arten von Atomen, so nennt man die Substanz komplex. Ein Wassermolekül zum Beispiel besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Genau wie Atome sind Moleküle sehr klein. Ein markantes Beispiel, das zeigt, wie klein Moleküle sind und wie groß ihre Zahl selbst in einem relativ kleinen Volumen ist, ist das Beispiel des englischen Physikers Thomson. Wenn wir ein Glas Wasser nehmen und alle Wassermoleküle in diesem Glas auf eine bestimmte Weise markieren und dann das Wasser in das Meer gießen und gründlich umrühren, stellt sich heraus, dass wir in jedem Ozean oder Meer ein Glas Wasser ziehen , wird es ungefähr hundert markierte us-Moleküle enthalten.

Alle Körper sind Ansammlungen einer sehr großen Anzahl von Molekülen oder Atomen. In Gasen befinden sich diese Teilchen in chaotischer Bewegung, die umso intensiver ist, je höher die Temperatur des Gases ist. In Flüssigkeiten sind die Kohäsionskräfte zwischen einzelnen Molekülen viel größer als in Gasen. Daher sind die Moleküle der Flüssigkeit zwar ebenfalls in Bewegung, können sich aber nicht mehr voneinander lösen. Festkörper sind aus Atomen aufgebaut. Die Anziehungskräfte zwischen den Atomen eines Festkörpers sind viel größer, nicht nur im Vergleich zu den Anziehungskräften zwischen den Molekülen von Gasen, aber nicht im Vergleich zu den Molekülen einer Flüssigkeit. Dadurch führen die Atome eines Festkörpers nur Schwingbewegungen um mehr oder weniger unveränderte Gleichgewichtslagen aus. Je höher die Körpertemperatur, desto größer ist die kinetische Energie von Atomen und Molekülen. Genau genommen ist es die kinetische Energie von Atomen und Molekülen, die die Temperatur bestimmt.

Was die Annahme betrifft, dass das Atom unteilbar ist, dass es angeblich das kleinste Teilchen der Materie ist, wurde diese Annahme später verworfen. Physiker haben jetzt einen einheitlichen Standpunkt, nämlich dass das Atom nicht unteilbar ist, dass es aus noch kleineren Materieteilchen besteht. Außerdem wird dieser Standpunkt der Physiker jetzt mit Hilfe von Experimenten bestätigt. Das Atom wiederum ist also ein komplexes Teilchen, das aus Protonen, Neutronen und Elektronen besteht. Protonen und Neutronen bilden den Atomkern, der von einer Elektronenhülle umgeben ist. Fast die gesamte Masse eines Atoms ist in seinem Kern konzentriert. Der kleinste aller existierenden Atomkerne – der Kern eines Wasserstoffatoms, bestehend aus nur einem Proton – hat eine Masse, die 1.850-mal größer ist als die Masse eines Elektrons. Die Massen von Proton und Neutron sind ungefähr gleich groß. Die Masse eines Atoms wird also durch die Masse seines Kerns bestimmt, oder anders ausgedrückt durch die Anzahl der Protonen und Neutronen. Protonen haben eine positive elektrische Ladung, Elektronen haben eine negative elektrische Ladung und Neutronen haben überhaupt keine elektrische Ladung. Die Kernladung ist also immer positiv und gleich der Anzahl der Protonen. Dieser Wert wird als Seriennummer des Elements im Periodensystem von D. I. Mendeleev bezeichnet. Normalerweise ist die Anzahl der Elektronen, aus denen die Hülle besteht, gleich der Anzahl der Protonen, und da die Ladung der Elektronen negativ ist, ist das Atom als Ganzes elektrisch neutral.

Obwohl das Volumen eines Atoms sehr klein ist, nehmen der Kern und die ihn umgebenden Elektronen nur einen kleinen Bruchteil dieses Volumens ein. Man kann sich also vorstellen, was für eine kolossale Dichte Atomkerne haben. Wenn es gelänge, Wasserstoffkerne so zu platzieren, dass sie das Volumen von nur 1 Kubikzentimeter dicht füllen, dann würde ihr Gewicht etwa 100 Millionen Tonnen betragen.

Nachdem wir kurz einige der Bestimmungen über die Struktur der Materie umrissen und uns noch einmal daran erinnert haben, dass chemische Energie Energie ist, die im Inneren von Molekülen angesammelt ist, können wir schließlich dazu übergehen, zwei zuvor versprochene wichtige Überlegungen vorzustellen, die das Wesen der chemischen Energie vollständiger offenbaren.

Wir haben oben gesagt, dass die Wärmeenergie eines Körpers die Summe der Energie der Translations- und Rotationsbewegungen von Molekülen und der Energie der Anziehung oder Abstoßung zwischen ihnen ist. Diese Definition der thermischen Energie ist nicht ganz zutreffend, oder besser gesagt, nicht ganz vollständig. Wenn ein Molekül eines Stoffes (Flüssigkeit oder Gas) aus zwei oder mehr Atomen besteht, muss auch die Energie der Schwingungsbewegung von Atomen innerhalb des Moleküls in die thermische Energie einbezogen werden. Diese Schlussfolgerung wurde auf der Grundlage der folgenden Überlegungen gezogen. Die Erfahrung zeigt, dass die Wärmekapazität fast aller Stoffe mit steigender Temperatur zunimmt. Anders ausgedrückt: Die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 Kilogramm eines Stoffes um 1 °C zu erwärmen, ist in der Regel umso größer, je größer die Temperatur dieses Stoffes ist. Die meisten Gase folgen dieser Regel. Was erklärt das? Die moderne Physik beantwortet diese Frage wie folgt: Der Hauptgrund für die Zunahme der Wärmekapazität eines Gases mit steigender Temperatur ist die mit steigender Temperatur rapide ansteigende Schwingungsenergie der Atome, aus denen das Gasmolekül besteht. Diese Erklärung wird dadurch bestätigt, dass die Wärmekapazität mit zunehmender Temperatur zunimmt, je mehr Atome ein Gasmolekül enthält. Die Wärmekapazität von einatomigen Gasen, d. h. Gasen, deren kleinste Teilchen Atome sind, ändert sich im Allgemeinen fast nicht mit steigender Temperatur.

Aber wenn sich die Energie der Schwingungsbewegung von Atomen innerhalb des Moleküls ändert, und sogar sehr signifikant, wenn das Gas erhitzt wird, was auftritt, ohne die chemische Zusammensetzung dieses Gases zu ändern, dann kann diese Energie anscheinend nicht als chemische Energie betrachtet werden. Aber was ist mit der obigen Definition der chemischen Energie, wonach es sich um die im Inneren des Moleküls angesammelte Energie handelt?

Diese Frage ist durchaus angebracht. Die obige Definition der chemischen Energie muss zunächst geklärt werden: Chemische Energie umfasst nicht die gesamte im Molekül gespeicherte Energie, sondern nur den Teil davon, der nur durch chemische Umwandlungen verändert werden kann.

Die zweite Überlegung zum Wesen der chemischen Energie lautet wie folgt. Nicht die gesamte in einem Molekül gespeicherte Energie kann als Ergebnis einer chemischen Reaktion freigesetzt werden. Ein Teil der Energie, und zwar ein sehr großer, ändert sich durch den chemischen Prozess in keiner Weise. Es ist die im Atom enthaltene Energie, genauer gesagt im Atomkern. Man nennt es Atom- oder Kernenergie. Das ist streng genommen nicht verwunderlich. Vielleicht hätte dieser Umstand auch nach allem bisher Gesagten vorhergesehen werden können. Tatsächlich ist es mit Hilfe irgendeiner chemischen Reaktion unmöglich, ein Element in ein anderes umzuwandeln, Atome einer Art in Atome einer anderen Art. Einer solchen Aufgabe stellten sich früher Alchemisten, die um jeden Preis danach strebten, andere Metalle wie Quecksilber in Gold zu verwandeln. Die Alchemisten konnten in dieser Angelegenheit keinen Erfolg erzielen. Aber wenn es mit Hilfe einer chemischen Reaktion nicht möglich war, ein Element in ein anderes, Atome einer Art in Atome einer anderen Art umzuwandeln, dann bedeutet dies, dass die Atome selbst, oder besser gesagt ihre Hauptbestandteile - die Kerne - dabei unverändert bleiben die chemische Reaktion. Daher ist es nicht möglich, diese sehr große Energie freizusetzen, die sich in den Atomkernen angesammelt hat. Und diese Energie ist wirklich sehr groß. Gegenwärtig haben Physiker gelernt, wie man die Kernenergie der Atome von Uran und einigen anderen Elementen freisetzt. Dies bedeutet, dass es möglich wurde, ein Element in ein anderes umzuwandeln. Die Trennung von Uranatomen, aufgenommen in einer Menge von nur 1 Gramm, setzt etwa 10 Millionen Kalorien Wärme frei. Um eine solche Wärmemenge zu erhalten, müssten etwa anderthalb Tonnen gute Kohle verbrannt werden. Man kann sich vorstellen, welche großen Möglichkeiten in der Nutzung der Kernenergie liegen.

Da die Umwandlung von Atomen einer Art in Atome einer anderen Art und die damit verbundene Freisetzung von Kernenergie nicht mehr zur Aufgabe der Chemie gehört, wird die Kernenergie nicht in die Zusammensetzung der chemischen Energie der Materie einbezogen.

So kann die chemische Energie der Pflanzen, die sozusagen Sonnenenergie aus der Dose ist, nach unserem Ermessen freigesetzt und genutzt werden. Um die chemische Energie einer Substanz freizusetzen und sie zumindest teilweise in andere Energiearten umzuwandeln, ist es notwendig, einen solchen chemischen Prozess zu organisieren, durch den solche Substanzen erhalten würden, deren chemische Energie wäre weniger als die chemische Energie der ursprünglich eingenommenen Substanzen. In diesem Fall kann ein Teil der chemischen Energie in Wärme umgewandelt werden, und diese wird in einem Wärmekraftwerk mit dem Endziel verwendet, elektrische Energie zu gewinnen.

In Bezug auf Brennholz – pflanzlicher Brennstoff – ist ein solcher geeigneter chemischer Prozess der Verbrennungsprozess. Dem Leser ist es sicherlich bekannt. Wir erinnern daher nur kurz daran, dass die Verbrennung oder Oxidation eines Stoffes der chemische Prozess der Verbindung dieses Stoffes mit Sauerstoff ist. Durch die Kombination einer brennenden Substanz mit Sauerstoff wird eine erhebliche Menge chemischer Energie freigesetzt - Wärme wird freigesetzt. Wärme wird nicht nur bei der Verbrennung von Brennholz freigesetzt, sondern auch bei jedem anderen Verbrennungs- oder Oxidationsprozess. So ist beispielsweise bekannt, wie viel Wärme beim Verbrennen von Stroh oder Kohle freigesetzt wird. Auch in unserem Körper findet ein langsamer Oxidationsprozess statt und daher ist die Temperatur im Inneren des Körpers etwas höher als die Temperatur der Umgebung, die uns normalerweise umgibt. Auch das Rosten von Eisen ist ein Oxidationsprozess. Auch hier wird Wärme freigesetzt, aber nur dieser Prozess läuft so langsam ab, dass wir die Erwärmung praktisch nicht bemerken.

Heutzutage wird Brennholz fast nie in der Industrie verwendet. Wälder sind zu wichtig für das menschliche Leben, um Brennholz in den Öfen von Dampfkesseln in Fabriken, Fabriken und Kraftwerken verbrennen zu können. Und nicht lange würden alle Waldressourcen der Erde ausreichen, wenn sie sich entschließen würden, sie für diesen Zweck zu nutzen. In unserem Land wird eine ganz andere Arbeit durchgeführt: Zur Verbesserung der klimatischen Bedingungen in der Region werden massenhaft Windschutz- und Waldgebiete gepflanzt.

Alles, was oben über die Bildung von Pflanzengeweben aufgrund der Energie des Sonnenlichts und über die Nutzung der chemischen Energie von Pflanzengeweben zur Erzeugung von Wärme gesagt wurde, bezieht sich jedoch am unmittelbarsten auf jene Brennstoffe, die in unserer Zeit in der Industrie und in weit verbreitet sind insbesondere in Wärmekraftwerken. Zu diesen Brennstoffen gehören vor allem: Torf, Braunkohle und Steinkohle. Alle diese Brennstoffe sind Zersetzungsprodukte abgestorbener Pflanzen, meist ohne oder mit geringem Luftzugang. Solche Bedingungen für absterbende Pflanzenteile werden im Wasser unter einer Schicht aus Wassersedimenten geschaffen. Die Bildung dieser Brennstoffe erfolgte daher am häufigsten in Sümpfen, in oft überfluteten Niederungen, in seichten oder vollständig ausgetrockneten Flüssen und Seen.

Von den drei oben aufgeführten Brennstoffen ist Torf der jüngste Ursprungs. Es enthält eine Vielzahl von Pflanzenteilen. Die Qualität eines bestimmten Brennstoffs wird maßgeblich durch seinen Heizwert bestimmt. Der Brennwert oder Brennwert ist die in Kalorien gemessene Wärmemenge, die bei der Verbrennung von 1 Kilogramm Brennstoff freigesetzt wird. Wenn wir trockenen Torf zur Verfügung hätten, der keine Feuchtigkeit enthält, wäre sein Brennwert etwas höher als der Brennwert von Brennholz: Trockener Torf hat einen Brennwert von etwa 5.500 Kalorien pro 1 Kilogramm und Brennholz - etwa 4.500. , enthält in der Regel recht viel Feuchtigkeit und hat daher einen geringeren Brennwert. Die Verwendung von Torf in russischen Kraftwerken begann 1914, als ein Kraftwerk gebaut wurde, das den Namen des herausragenden russischen Ingenieurs R. E. Klasson trug, dem Begründer einer neuen Methode zur Torfgewinnung, der sogenannten hydraulischen Methode. Nach der Großen Sozialistischen Oktoberrevolution verbreitete sich die Verwendung von Torf in Kraftwerken. Russische Ingenieure haben die rationellsten Methoden zur Gewinnung und Verbrennung dieses billigen Brennstoffs entwickelt, dessen Vorkommen in Russland sehr bedeutend sind, sowie die Herstellung von Luftkanälen.

Ein älteres Abbauprodukt pflanzlicher Gewebe als Torf ist die sogenannte Braunkohle. Braunkohle enthält jedoch immer noch Pflanzenzellen und Pflanzenteile. Trockene Braunkohle mit einem geringen Gehalt an nicht brennbaren Verunreinigungen – Asche – hat einen Heizwert von über 6.000 Kalorien pro 1 Kilogramm, also sogar höher als Brennholz und trockener Torf. Tatsächlich ist Braunkohle ein Brennstoff mit einem viel niedrigeren Heizwert aufgrund eines erheblichen Feuchtigkeitsgehalts und häufig eines hohen Aschegehalts. Braunkohle ist derzeit einer der am häufigsten verwendeten Brennstoffe für. Seine Vorkommen in unserem Land sind sehr groß.

So wertvolle Brennstoffe wie Öl und Erdgas werden fast nie verwendet. Wie bereits erwähnt, erfolgt in unserem Land die Nutzung von Brennstoffreserven unter Berücksichtigung der Interessen aller Branchen, geplant und wirtschaftlich. Im Gegensatz zu westlichen Ländern verbrennen Kraftwerke in Russland hauptsächlich minderwertige Brennstoffe, die für andere Zwecke nicht sehr geeignet sind. Gleichzeitig werden Kraftwerke in der Regel in Brennstoffgewinnungsgebieten gebaut, was ihren Ferntransport ausschließt. Sowjetische Energieingenieure mussten hart arbeiten, um solche Geräte zum Verbrennen von Brennstoff zu bauen - Öfen, die die Verwendung von minderwertigem, nassem Brennstoff ermöglichen würden.