Dôležitosť chémie v ľudskom živote je ťažké preceňovať. Predstavme si základné oblasti, v ktorých má chémia tvorivý vplyv na životy ľudí.
1. Vznik a vývoj ľudského života nie je možný bez chémie. Práve chemické procesy, z ktorých mnohé tajomstvá vedci doteraz neodhalili, sú zodpovedné za onen gigantický prechod od neživej hmoty k najjednoduchším jednobunkovým organizmom a následne k vrcholu moderného evolučného procesu – človeku.
2. Väčšine materiálnych potrieb, ktoré vznikajú v živote človeka, slúži prírodná chémia alebo sa uspokojujú v dôsledku používania chemických procesov vo výrobe.
3. Aj vznešené a humanistické túžby ľudí sú v podstate založené na chémii ľudského tela a najmä silne závisia od chemických procesov v ľudskom mozgu.
Samozrejme, všetko bohatstvo a rozmanitosť života nemožno zredukovať len na chémiu. Ale spolu s fyzikou a psychológiou je chémia ako veda určujúcim faktorom rozvoja ľudskej civilizácie.
Chémia života
Pokiaľ v súčasnosti vieme, naša planéta vznikla približne pred 4,6 miliardami rokov a najjednoduchšie fermentujúce jednobunkové formy života existujú už 3,5 miliardy rokov. Už pred 3,1 miliardami rokov mohli použiť fotosyntézu, ale geologické údaje o oxidačnom stave sedimentárnych ložísk železa naznačujú, že zemská atmosféra začala oxidovať len pred 1,8 až 1,4 miliardami rokov. Mnohobunkové formy života, ktoré zrejme záviseli od množstva energie možnej len dýchaním kyslíka, sa na Zemi objavili približne pred miliardou až 700 miliónmi rokov a práve v tom čase sa začala formovať ďalšia evolúcia vyšších organizmov. Najrevolučnejším krokom od vzniku samotného života bolo využitie mimozemského zdroja energie, Slnka. V konečnom dôsledku práve to zmenilo skromné výhonky života, ktoré využívali náhodné prírodné molekuly s množstvom voľnej energie, na obrovskú silu schopnú premeniť povrch planéty a dokonca presahovať jej hranice.
V súčasnosti sú vedci toho názoru, že vznik života na Zemi nastal v redukčnej atmosfére, ktorá pozostávala z amoniaku, metánu, vody a oxidu uhličitého, no neobsahovala voľný kyslík.
Prvé živé organizmy získavali energiu rozkladom molekúl nebiologického pôvodu s veľkou voľnou energiou na menšie molekuly bez ich oxidácie. Predpokladá sa, že v raných štádiách existencie Zeme mala redukčnú atmosféru pozostávajúcu z plynov ako vodík, metán, voda, čpavok a sírovodík, no obsahovala málo alebo žiadny voľný kyslík. Voľný kyslík by ničil organické zlúčeniny rýchlejšie, ako by sa mohli syntetizovať v dôsledku prirodzene prebiehajúcich procesov (pod vplyvom elektrického výboja, ultrafialového žiarenia, tepla alebo prirodzenej rádioaktivity). Za týchto redukčných podmienok sa organické molekuly, ktoré vznikli nebiologickým spôsobom, nemohli zničiť oxidáciou, ako sa to deje v našej dobe, ale pokračovali v akumulácii po tisíce rokov, až sa nakoniec objavili kompaktné lokalizované útvary chemických látok. považovať za živé organizmy.
Živé organizmy, ktoré sa objavili, si mohli udržať existenciu ničením prirodzene sa vyskytujúcich organických zlúčenín a absorbovaním ich energie. Ale ak by to bol jediný zdroj energie, potom by bol život na našej planéte extrémne obmedzený. Našťastie asi pred 3 miliardami rokov sa objavili dôležité zlúčeniny kovov s porfyrínmi, ktoré otvorili cestu k využitiu úplne nového zdroja energie: slnečného svetla. Prvým krokom, ktorý povýšil život na Zemi nad úlohu jednoduchého konzumenta organických zlúčenín, bolo zahrnutie procesov koordinačnej chémie.
Reštrukturalizácia bola zrejme vedľajším efektom vzniku nového spôsobu ukladania energie – fotosyntézy * – ktorý dal svojim majiteľom obrovskú výhodu oproti jednoduchým enzymatickým absorbérom energie. Organizmy, ktoré vyvinuli túto novú vlastnosť, mohli využiť energiu slnečného žiarenia na syntetizovanie vlastných energeticky náročných molekúl a už neboli závislé od toho, čo bolo v ich prostredí. Stali sa predchodcami všetkých zelených rastlín.
Dnes možno všetky živé organizmy rozdeliť do dvoch kategórií: tie, ktoré sú schopné vyrábať si vlastné jedlo pomocou slnečného žiarenia, a tie, ktoré nie. S najväčšou pravdepodobnosťou sú jej príbuzné baktérie dnes živé fosílie, potomkovia tých starých fermentovateľných anaeróbov, ktoré sa stiahli do vzácnych anaeróbnych oblastí sveta, keď atmosféra ako celok nahromadila veľké množstvo voľného kyslíka a získala oxidačný charakter. Keďže organizmy druhej kategórie existujú vďaka organizmom prvej kategórie, ktoré jedia, akumulácia energie prostredníctvom fotosyntézy je zdrojom hnacej sily pre všetko živé na Zemi.
Všeobecnou reakciou fotosyntézy v zelených rastlinách je reverzná reakcia spaľovania glukózy a vyskytuje sa pri absorpcii značného množstva energie.
6 CO2 + 6 H20 --> C6H1206 + 602
Voda sa rozdelí na prvky, čím sa vytvorí zdroj atómov vodíka na redukciu oxidu uhličitého na glukózu a nežiaduci plynný kyslík sa uvoľní do atmosféry. Energiu potrebnú na uskutočnenie tohto vysoko nespontánneho procesu poskytuje slnečné svetlo. V najstarších formách bakteriálnej fotosyntézy nebola zdrojom redukujúceho vodíka voda, ale sírovodík, organická hmota alebo samotný vodíkový plyn, ale vďaka ľahkej dostupnosti vody bol tento zdroj najvhodnejším zdrojom a teraz ho používajú všetci. riasy a zelené rastliny. Najjednoduchšie organizmy, ktoré vykonávajú fotosyntézu s uvoľňovaním kyslíka, sú modrozelené riasy. Správnejšie je označovať ich moderným názvom cyanobaktérie, keďže sú to v skutočnosti baktérie, ktoré sa naučili získavať vlastnú potravu z oxidu uhličitého, vody a slnečného žiarenia.
Bohužiaľ, fotosyntéza uvoľňuje nebezpečný vedľajší produkt, kyslík. Kyslík bol nielen zbytočný pre rané organizmy, ale súperil s nimi oxidáciou prirodzene sa vyskytujúcich organických zlúčenín skôr, ako ich tieto organizmy mohli metabolizovať. Kyslík bol oveľa účinnejší „požierač“ energeticky náročných zlúčenín ako živá hmota. Ešte horšie je, že vrstva ozónu, ktorá sa postupne vytvorila z kyslíka v hornej atmosfére, blokovala slnečné ultrafialové žiarenie a ešte viac spomalila prirodzenú syntézu organických zlúčenín. Zo všetkých moderných hľadísk bol výskyt voľného kyslíka v atmosfére hrozbou pre život.
Ale ako sa často stáva, život dokázal túto prekážku obísť a dokonca ju premenil na výhodu. Odpadovými produktmi primárnych prvokov boli zlúčeniny ako kyselina mliečna a etanol. Tieto látky sú v porovnaní s cukrami oveľa menej energeticky náročné, no sú schopné uvoľniť veľké množstvo energie, ak sa úplne zoxidujú na CO 2 a H 2 O. V dôsledku evolúcie vznikli živé organizmy, ktoré sú schopné „fixovať ” nebezpečný kyslík vo forme H 2 O a CO 2 a na oplátku získavajú energiu spaľovania toho, čo bolo predtým ich odpadom. Výhody spaľovania potravín kyslíkom sa ukázali byť také veľké, že drvivá väčšina foriem života – rastlín a živočíchov – v súčasnosti využíva kyslíkové dýchanie.
Keď sa objavili nové zdroje energie, nastal nový problém, ktorý už nesúvisel so získavaním potravy alebo kyslíka, ale s transportom kyslíka na správne miesto v tele. Malé organizmy si vystačili s jednoduchou difúziou plynov cez kvapaliny, ktoré obsahovali, ale mnohobunkovým tvorom to nestačilo. Pred evolúciou sa tak objavila ďalšia prekážka.
Tretíkrát sa podarilo prelomiť patovú situáciu vďaka procesom koordinačnej chémie. Objavili sa molekuly pozostávajúce zo železa, porfyrínu a proteínu, v ktorých železo mohlo viazať molekulu kyslíka bez oxidácie. Kyslík sa jednoducho transportuje do rôznych častí tela, aby sa uvoľnil za správnych podmienok – kyslosti a nedostatku kyslíka. Jedna z týchto molekúl, hemoglobín, nesie O2 v krvi a druhá, myoglobín, prijíma a ukladá (uskladňuje) kyslík vo svalovom tkanive, kým nie je potrebný v chemických procesoch. V dôsledku objavenia sa myoglobínu a hemoglobínu boli zrušené obmedzenia týkajúce sa veľkosti živých organizmov. To viedlo k vzniku rôznych mnohobunkových organizmov a nakoniec aj ľudí.
* Fotosyntéza je proces premeny svetelnej energie na energiu chemickej väzby výsledných látok.
** Metabolizmus je rozklad energeticky bohatých látok a extrakcia ich energie.
Chémia ako zrkadlo ľudského života.
Pozrite sa okolo seba a uvidíte, že život moderného človeka je nemožný bez chémie. Pri výrobe potravín používame chémiu. Jazdíme na autách, ktorých kov, guma a plast sú vyrobené chemickými procesmi. Používame parfumy, toaletné vody, mydlo a deodoranty, ktorých výroba je bez chémie nemysliteľná. Existuje dokonca názor, že najvznešenejší ľudský cit, láska, je súborom určitých chemických reakcií v tele.
Tento prístup k úvahám o úlohe chémie v ľudskom živote je podľa mňa zjednodušený a navrhujem, aby ste ho prehĺbili a rozšírili a posunuli sa do úplne novej roviny hodnotenia chémie a jej vplyvu na ľudskú spoločnosť.
Ak máte opravy alebo návrhy k tejto lekcii, napíšte nám.
Štúdiom procesov prebiehajúcich v prírode a objavovaním zákonitostí, ktoré ich riadia, tvorí chémia spolu s ďalšími prírodnými vedami základ chemického priemyslu a chemizácie národného hospodárstva krajiny.
Chemický priemysel sleduje cieľ zásobovať národné hospodárstvo rôznymi látkami, materiálmi a výrobkami získanými zmenou zloženia alebo štruktúry východiskových látok, t.j. chemickými metódami. Tieto metódy chemického priemyslu poskytuje chémia spolu s mechanikou, fyzikou a ďalšími prírodnými vedami, ktoré sa vyvíjajú pod vplyvom požiadaviek materiálovej výroby. Chemický priemysel so svojimi potrebami má rozhodujúci vplyv na rozvoj chemickej vedy.
Chemizácia národného hospodárstva je zavádzanie chemických metód spracovania materiálov a produktov chemického priemyslu vo všetkých odvetviach výroby, kultúry a každodenného života. Je to, ako sme videli vyššie, jeden z hlavných smerov vedecko-technického pokroku, vytvorenie materiálno-technickej základne komunizmu. Chemizácia urýchľuje technický pokrok, čím neoceniteľne prispieva k zlepšovaniu materiálov, nástrojov a výrobnej technológie. Pomáha zvyšovať produktivitu práce a vytvárať množstvo produktov potrebných na plné uspokojenie potrieb ľudí. Na realizáciu chemizácie národného hospodárstva je potrebné rozvíjať chemickú vedu a chemický priemysel, šíriť chemické poznatky medzi ľuďmi
To ukazuje dôležitosť chémie pri budovaní komunistickej spoločnosti. Pozrime sa bližšie na úlohu chémie v modernom živote.
Pevné, kvapalné a plynné palivá sú mimoriadne dôležité pre priemysel, poľnohospodárstvo, dopravu, národnú obranu a každodenný život. Chémia zohráva významnú úlohu pri vývoji procesov výroby týchto palív. Zdôvodnila spôsoby výroby rôznych druhov plynných a kvapalných palív z uhlia, rašeliny a ropných bridlíc. Vyvinula metódy na destiláciu a rôzne druhy krakovania ropy, zabezpečujúce z nej výrobu veľkého množstva benzínu, petroleja a iných druhov motorových palív. Chémia vyvinula metódy výroby paliva pre prúdové motory a z tejto strany zabezpečila vývoj prúdového pohonu. Spolu s fyzikou vytvorila vedecký základ pre získavanie paliva pre jadrové reaktory. Chémia odhalila vedecký základ pre racionálne spaľovanie paliva s vysokou účinnosťou. Inými slovami, chémia hrá v modernej energetike významnú úlohu.
Moderná výroba je nemysliteľná bez strojov a nástrojov. Hlavnými materiálmi, z ktorých sa vyrábajú, sú kovy a ich zliatiny, ktoré sa získavajú chemickým spracovaním prírodných materiálov. Chémia poskytuje metalurgii metódy štúdia prírodných materiálov za účelom stanovenia obsahu potrebných kovov v nich, metódy obohacovania surovín potrebnými látkami a metódy výroby kovov a zliatin z týchto látok. Moderné metódy výroby kovov sú založené na redoxných procesoch. Výroba liatiny je založená na redukcii železa oxidom uhoľnatým vznikajúcim pri spaľovaní koksu. Praženie sírnych rúd a redukcia kovov uhlím tvorí základ pre výrobu medi, zinku a olova. Redukcia kovov vodíkom z oxidov sa využíva pri výrobe molybdénu, volfrámu, vanádu a iných kovov. Redukcia chrómu a mangánu z ich oxidov v elektrických peciach je základom výroby ferochrómu a feromangánu.Elektrická redukcia sa využíva pri výrobe hliníka, horčíka, sodíka, draslíka, ako aj pri rafinácii medi a iných kovov. Využitie kyslíka v metalurgii zvyšuje produktivitu práce. Veľký význam pre rozvoj hutníctva má chémia.
Výroba strojov a prístrojov je prevažne fyzická a strojná výroba, vyžadujúca výrobu rôznych dielov a ich montáž. No chémia hlboko prenikla aj do výroby nástrojov a strojov. Výrobky z chemického priemyslu, plasty na výrobu dielov, guma na výrobu pneumatík, pneumatík a tesnení, rôzne izolačné materiály pre elektrotechniku a rádioelektroniku, mazacie oleje na zamedzenie opotrebenia trecích plôch atď. strojárstvo a výroba nástrojov.Chémia navrhla správne spôsoby, ako zabrániť korózii kovov: oxidácia, pomedenie, chrómovanie, poniklovanie, natieranie kovov lakmi a farbami, používanie rôznych inhibítorov atď. a v strojárstve sú široko používané soli, laky a farby, syntetické živice atď.. široko využíva chemické metódy a produkty chemického priemyslu.
Stavebný priemysel na plnenie svojich úloh potrebuje oceľ, tehly, cement, sklo, tvárnice, panely, keramické výrobky, farby, laky, sušiace oleje a rôzne syntetické materiály (na pokrytie podláh, dverí, stropov, stien), ktoré sú výrobkami fyzikálno-chemické spracovanie prírodných materiálov. Montáž budov z panelov a blokov, kladenie tehlových stien a ich omietanie, betónovanie, tmelenie sú dôležité procesy v stavebníctve. Objavenie chemického základu týchto procesov malo veľký význam pre racionálne a produktívne vykonávanie stavebných prác. Chémia zabezpečuje výrobu stavebných materiálov metódami ich získavania a stavebný priemysel chemickými metódami kombinovania materiálov, dokončovacích priestorov atď.
Výroba potravín je úlohou poľnohospodárstva. Vysoké úrody sú nemysliteľné bez použitia minerálnych a organicko-minerálnych hnojív, chemických prostriedkov na ničenie burín (herbicídy), škodcov a chorôb poľnohospodárskych rastlín (insektofungicídy), bez rastových stimulantov a pod. Každoročne sa spotreba fosforu a draslíka v poľnohospodárstve zvyšuje. zvyšujú a dusíkaté hnojivá, zlúčeniny bóru, mangánu, molybdénu a ďalšie látky používané ako mikrohnojivá, hexachlóran, DDT, parachlórbenzén, dichlóretán a mnohé ďalšie prostriedky na ničenie škodcov a chorôb kultúrnych rastlín získané v chemickom priemysle. Na výrobu hnojív chemický priemysel spotrebuje státisíce ton kyseliny dusičnej a milióny ton kyseliny sírovej. Chémia zásobuje hospodárske zvieratá krmivami, liečivými a hygienickými výrobkami. Mnohé procesy v potravinárskom priemysle, ktoré spracovávajú prvotné poľnohospodárske produkty, sú založené na chémii - výroba škrobového sirupu, kyseliny octovej, alkoholu, cukru, margarínu atď. Chémia hlboko prenikla do poľnohospodárstva a potravinárskeho priemyslu.
Produkty chemického priemyslu a metódy chemickej technológie majú široké uplatnenie aj pri výrobe odevov a obuvi. V posledných rokoch začína chémia úspešne konkurovať prírode vo výrobe umelých (viskóza, acetát hodvábu) a syntetických (nylon, nylon, enanth, chlór atď.) vlákien na textil a náhrady kože pre obuvnícky priemysel. Vytvrdzovanie a bielenie, mercerizácia a farbenie, tlač vzorov a konečná úprava látok sú chemické procesy a na ich realizáciu si vyžadujú použitie produktov chemického priemyslu: alkálie, chlórnany, farbivá, kyselina octová, rôzne soli používané ako moridlá, čistiace prostriedky atď. textilný priemysel s farbivami sa rozvinul silný anilochemický chemický priemysel.
Chémia prenikla široko do oblasti kultúry. Výroba papiera, príprava tlačiarenských farieb a zliatin, výroba materiálov pre rozhlasové a televízne zariadenia, filmy a fotografické materiály sú založené na použití chemických produktov a produktov chemického priemyslu.
Chémia má pre zdravotníctvo veľký význam. Od druhej polovice 19. storočia sa produkty organickej syntézy čoraz viac využívajú na liečbu, tlmenie bolesti a dezinfekciu. Známe lieky ako aspirín, fenacetín, salol, metenamín boli prvými úspechmi tejto syntézy. Medicína v posledných rokoch dostáva z chémie také dôležité syntetické lieky na liečbu chorôb ako streptocid, sulfidín, sulfazol, streptomycín, vitamíny atď.
Chémia vo veľkej miere vstúpila do moderného života ľudí nielen nepriamo, používaním potravín, odevov, obuvi, paliva, bývania, ale aj priamo používaním mydla, pracích práškov, sódy, dezinfekčných a profylaktických látok, odstraňovačov škvŕn. , potravinárske arómy atď. P.
Skutočne veľkým veštec bol M. V. Lomonosov, keď na úsvite modernej chémie vo svojom prejave „Slovo o výhodách chémie“ v roku 1751 povedal: „Chémia rozširuje svoje ruky do ľudských záležitostí, poslucháči.“ Napĺňa sa predpoveď K. Marxa, že keď ľudstvo ovláda chemické metódy a reakcie, mechanické spracovanie bude stále horšie ako metóda chemického pôsobenia.
Odtiaľto je jasné, prečo komunistická strana a sovietska vláda venovali a venujú najväčšiu pozornosť rozvoju chémie a chemického priemyslu u nás.
Správa N. S. Chruščova na XXII. zjazde CPSU o programe strany teda uvádza: „Chemický priemysel nadobúda mimoriadny význam. Za 20 rokov sa jej produkty pri intenzívnom rozširovaní sortimentu zväčšia približne 17-krát. Polymérna chémia sa rozšíri. Výroba syntetických živíc a plastov sa zvýši približne 60-krát. Produkcia umelých a syntetických vlákien, ktoré majú osobitný význam pre výrobu spotrebného tovaru, sa zvýši približne 15-krát. Výroba minerálnych hnojív sa bude musieť zvýšiť 9-10 krát“ („Materiály XXII. kongresu CPSU“, Gospolitizdat, M., 1961, s. 149).
Program KSČ kladie za úlohu všestranný rozvoj chémie, chemického priemyslu a zavádzanie chemických spôsobov spracovania materiálov v rôznych odvetviach výroby.
„Jednou z najväčších úloh je všestranný rozvoj chemického priemyslu, plné využitie vo všetkých odvetviach národného hospodárstva výdobytkov modernej chémie, čo značne rozširuje možnosti rastu národného bohatstva, výroby nových, viac pokrokové a lacnejšie výrobné prostriedky a spotrebný tovar. Kov, drevo a iné materiály budú čoraz častejšie nahrádzané ekonomickými, praktickými a ľahkými syntetickými materiálmi. Prudko sa zvyšuje produkcia minerálnych hnojív a chemických prípravkov na ochranu rastlín“ (tamže, s. 372).
Aby sme pochopili chemické procesy vyskytujúce sa v prírode, aby sme si osvojili vedecké princípy modernej výroby, a teda mali polytechnický rozhľad, aby sme pochopili podstatu chemizácie krajiny, aby sme boli pripravení pre prácu v oblasti modernej výroby, kultúry a života je potrebné poznať základy modernej chémie.
Od pracovníkov masových priemyselných profesií sa dnes vyžaduje, aby poznali zloženie a vlastnosti rôznych druhov surovín a materiálov, spôsoby ich chemickej zmeny, vlastnosti najbežnejších chemických činidiel, charakter ich účinku na hlavné materiály atď. Všetci pracovníci vo veľkých profesiách poľnohospodárskych robotníkov sú teraz povinní poznať zloženie rastlín a pôd, nutričnú chémiu a chemické metódy na ničenie burín, škodcov a chorôb rastlín, vlastnosti a spôsoby skladovania hnojív, herbicídov, insekticídov, nutričnej chémie a chovu hospodárskych zvierat. , vedecký základ na zamedzenie korózie poľnohospodárskych strojov, znalosť zloženia a vlastností motorového paliva, teórie jeho racionálneho spaľovania a pod. Stavební robotníci sú povinní poznať zloženie a vlastnosti stavebných materiálov, chemický základ ich použitia a pod. .
S technologickým pokrokom, odstránením výrazného rozdielu medzi duševnou a fyzickou prácou a vzostupom výrobných pracovníkov na úroveň intelektuálnych pracovníkov budú tieto požiadavky na vzdelanie čoraz širšie a hlbšie.
Na splnenie týchto požiadaviek komunistickej výstavby je potrebné, aby naši študenti počas štúdia na škole získali solídne a systematické vedomosti z chémie, orientáciu vo vedeckých princípoch chemickej výroby, informácie o úspechoch a úlohách chemizácie krajiny a niektoré praktické zručnosti pri manipulácii s produktmi chemického priemyslu. Študenti so základmi chémie, praktickými vedomosťami a zručnosťami si rýchlo a lepšie osvoja rôzne druhy prác vo výrobe a zároveň budú dobrým doplnkom technických škôl a univerzít, ktoré pripravujú kvalifikovaný personál pre čoraz viac chemicky založené národné hospodárstvo. krajiny.
Význam chémie v modernej spoločnosti
Chemické znalosti sú mocnou silou v rukách ľudstva. Poznanie vlastností chemických látok a spôsobov ich prípravy nám umožňuje nielen študovať a porozumieť prírode, ale aj získavať nové, zatiaľ neznáme látky a predpokladať existenciu látok s potrebnými vlastnosťami.
Chemikálie však môžu predstavovať nebezpečenstvo aj pre ľudí a životné prostredie. Slávny spisovateľ sci-fi a chemik Isaac Asimov napísal: „Chémia je smrť zabalená do plechoviek a škatúľ. A to, čo bolo povedané, platí nielen pre chémiu, ale aj pre elektrinu, rádioelektroniku a dopravu. Bez elektriny nemôžeme žiť, ale holý drôt je smrteľný, autá nám pomáhajú pri pohybe, no ľudia často zomierajú pod ich kolesami. Využívanie výdobytkov modernej vedy a techniky vrátane chémie ľudstvom si vyžaduje hlboké znalosti a vysokú všeobecnú kultúru.
Len zodpovedné, racionálne využívanie prírodných zdrojov sa môže stať kľúčom k trvalo udržateľnému rozvoju našej civilizácie!
Chémia v každodennom živote
Je nemožné si predstaviť moderný život bez chémie. A to nielen nepriamo, používaním potravín, odevov, obuvi, paliva, bývania, ale aj priamo, používaním skla, plastov, porcelánu a kameninových výrobkov, liekov, dezinfekčných prostriedkov, kozmetiky, rôznych lepidiel, lakov, farieb, potravín. prísady atď.
Rôzne pracie prostriedky konečne vstúpili do nášho každodenného života. Ale okrem mydla a šampónov používame aj mnohé iné produkty, najmä bielidlá. Pôsobenie väčšiny z nich je založené na vlastnostiach zlúčenín obsahujúcich chlór, ktoré sú silnými oxidačnými činidlami. Niektoré produkty označujú „Neobsahujú chlór“. Takéto produkty obsahujú ďalšie silné oxidačné činidlá, napríklad perboritan sodný NaB02. H202. 3H20 alebo peroxouhličitan sodný Na2C03. 1,5 H202. H 2 O. Tvrdá voda môže spôsobiť poškodenie práčok, preto používame zmäkčovače vody.
Tvorba nových materiálov
Vytváranie nových materiálov je nevyhnutnosťou moderného života. Materiály s novými, vylepšenými vlastnosťami by mali nahradiť zastarané. High-tech odvetvia vyžadujú aj nové materiály: vesmírne a jadrové technológie, elektroniku. Praktické potreby vyžadujú kovy, polyméry, keramiku, farbivá, vlákna a ďalšie.
Kompozity zaujímajú medzi novými materiálmi osobitné miesto. V mnohých vlastnostiach – pevnosť, húževnatosť – kompozity výrazne prevyšujú tradičné materiály, vďaka čomu potreby spoločnosti po nich neustále rastú. Na vytváranie kompozitov sa vynakladá stále viac zdrojov a hlavnými spotrebiteľmi kompozitov sú dnes automobilový a kozmický priemysel (obr. 40.1).
Biomateriály
S rozvojom medicíny vznikla potreba nahradiť orgány a tkanivá v ľudskom tele. Materiály, z ktorých sa dajú vyrobiť rôzne implantáty, vznikajú v chemických laboratóriách. Kovové protézy sa ľahko vyrábajú, sú veľmi odolné, chemicky inertné a relatívne lacné. Hlavnou nevýhodou kovov je, že podliehajú korózii, v dôsledku čoho sa znižuje mechanická pevnosť a telo je otrávené iónmi kovových prvkov. Zliatiny titánu (napríklad Ti-Al-V) sú celkom sľubné na výrobu implantátov. Sú odolné, relatívne ľahké a odolné voči korózii.
Dnes sa čoraz viac využívajú keramické bioimplantáty. Keramika je úžasný biomateriál: je odolná a nekoroduje. Keramika sa navyše neopotrebováva, čo je dôležité pre umelé kĺby a vyznačuje sa aj biokompatibilitou.
Ryža. 40.1. Použitie kompozitných materiálov: uhlíková tkanina (uhlíkové vlákno) (a) sa používa na vystuženie častí bicyklov a áut; trupy kajakov a malých člnov (b) a dokonca aj celé domy sú vyrobené zo sklolaminátu.
Ryža. 40.2. Moderné biomateriály sa používajú na výrobu umelých kĺbov a multifunkčných protetických končatín
Racionálne využívanie prírodných surovín
Príroda sa zdá byť nevyčerpateľnou zásobárňou, z ktorej si ľudstvo berie potrebné suroviny. Za posledných 20 rokov sa spotrebovalo viac minerálov ako za celú históriu ľudstva. Ročne sa na svete vyťaží a spracuje asi 100 miliárd ton hornín. Mnohé zdroje surovín sú už vyčerpané, takže problém so surovinami je akútny. Už dnes mnohým krajinám chýbajú určité prírodné zdroje. Na Ukrajine je napríklad nedostatok ropy a zemného plynu.
Integrované využívanie surovín a odpadov je základom kombinovanej výroby (rôzne chemické, chemické s hutníckym a pod.). Je potrebné zaviesť bezodpadové technológie, teda výrobné procesy, pri ktorých sa odpad z jednej výroby stáva surovinou (reagentom) pre inú.
Nevyčerpateľným zdrojom surovín je priemyselný a domáci odpad. Úlohou chemikov je vyvinúť metódy na efektívne využitie takéhoto odpadu. Použitie druhotných surovín umožňuje šetriť prírodné suroviny a energiu, ako aj znížiť náklady na výrobok, pretože spotreba zdrojov je 2-3 krát (a pri niektorých typoch až 6-krát) nižšia ako výroba z primárnych surovín. suroviny. Napríklad tavenie ocele z kovového šrotu vyžaduje 6-7-krát nižšie náklady na energiu a 25-krát lacnejšie ako výroba ocele z rudy.
Kľúčová myšlienka
Chémia vstúpila do všetkých sfér života a činnosti ľudstva. V každodennom živote používame veľa chemických produktov. Chémia umožňuje vytvárať nové materiály, ktoré v prírode neexistujú.
Kontrolné otázky
486. Vymenuj chemické produkty, ktoré používaš v každodennom živote.
487. Uveďte príklady nepriaznivých účinkov chemikálií a technológií na životné prostredie alebo človeka.
488. Opíš, aký by bol tvoj život, keby v ňom neboli žiadne chemické produkty.
489. Opíšte úlohu chémie pri tvorbe nových materiálov a pri riešení energetických a surovinových problémov.
Úlohy na zvládnutie látky
490*. Zistite od dospelých, či sú vo vašom meste, meste alebo regióne chemické podniky. Ktoré? Čo vyrábajú? Ako ovplyvňujú životné prostredie? Môže človek odmietnuť produkty týchto odvetví? Svoju odpoveď zdôvodnite.
491* Vyhľadajte ďalšie zdroje informácií o princípoch environmentálneho manažmentu a význame chémie pri implementácii týchto princípov.
Toto je učebnicový materiál
Rozvoj chemického priemyslu posúva ľudský život na úplne novú kvalitatívnu úroveň. Väčšina ľudí však považuje chémiu za veľmi zložitá a nepraktická veda robiť abstraktné veci, ktoré sú v živote úplne zbytočné. Skúsme tento mýtus vyvrátiť.
V kontakte s
Prečo ľudstvo potrebuje chémiu?
Úloha chémie v modernom svete je veľmi veľká. V skutočnosti chemické procesy neustále nás obklopujú, to sa netýka len priemyselnej výroby či každodenných záležitostí.
Každú sekundu dochádza v našom tele k chemickým reakciám, pri ktorých sa organické látky rozkladajú na jednoduché zlúčeniny, ako je oxid uhličitý, a v dôsledku toho dostávame energiu na vykonávanie základných činností.
Zároveň vytvárame nové látky potrebné pre život a fungovanie všetkých orgánov. Procesy sa iba zastavia po smrti človeka a jeho úplný rozklad.
Zdrojom výživy pre mnohé organizmy vrátane človeka sú rastliny, ktoré majú schopnosť produkovať organické látky z vody a oxidu uhličitého.
Tento proces zahŕňa reťazec zložitých chemických premien, výsledkom čoho je vznik biopolymérov: vláknina, škrob, celulóza.
Pozor! Ako fundamentálna veda sa chémia zaoberá formovaním predstáv o svete, vzťahoch v ňom, jednote diskrétneho a spojitého.
Chémia v každodennom živote
Chémia je prítomná v ľudskom živote každý deň, čelíme celému reťazcu chemických premien počas:
- používanie mydla;
- príprava čaju s citrónom;
- hasiaca sóda;
- zapálenie zápalky alebo plynového horáka;
- príprava kyslej kapusty;
- pomocou práškov a iných čistiacich prostriedkov.
Všetko sú to chemické reakcie, pri ktorých z jednej látky vznikajú ďalšie a človek má z tohto procesu nejaký úžitok. Moderné prášky obsahujú enzýmy, ktoré sa pri vysokých teplotách rozkladajú, takže pranie v horúcej vode je nepraktické. Účinok vyjedania škvŕn bude minimálny.
Účinok mydla v tvrdej vode je tiež výrazne znížený, ale na povrchu sa objavujú vločky. Vodu môžete zmäkčiť prevarením, no niekedy je to možné len pomocou chemikálií, ktoré sa pridávajú do produktov do práčok, ktoré obmedzujú proces tvorby vodného kameňa.
Chémia a ľudské telo
Úloha chémie v ľudskom živote začína s dýchaním a trávením potravy.
Všetky procesy prebiehajúce v našom tele prebiehajú v rozpustenej forme a voda je univerzálnym rozpúšťadlom. Jeho magické vlastnosti boli kedysi povolené vznik života na Zemi a sú teraz veľmi dôležité.
Základom chemickej štruktúry človeka je jedlo, ktoré konzumuje. Čím je kvalitnejší a ucelenejší, tým je lepšie zladený mechanizmus životných funkcií.
Ak je v strave nedostatok niektorej látky, prebiehajúce procesy sú inhibované a fungovanie tela je narušené. Najčastejšie za takéto dôležité látky považujeme vitamíny. Ale to sú najnápadnejšie látky, ktorých nedostatok sa rýchlo prejaví. Nedostatok iných komponentov nemusí byť taký viditeľný.
Napríklad vegetariánstvo má negatívne aspekty spojené s nedostatočným prísunom niektorých kompletných bielkovín a aminokyselín v nich obsiahnutých s jedlom. V takejto situácii telo nedokáže syntetizovať niektoré vlastné proteíny, čo vedie k rôzne porušenia.
Dokonca aj kuchynská soľ musí byť súčasťou stravy, pretože jej ióny pomáhajú vykonávať osmotický tlak, sú súčasťou žalúdočnej šťavy, pomôcť pracovať.
V prípade rôznych odchýlok v činnosti orgánov a systémov sa človek v prvom rade obráti na lekáreň, ktorá pôsobí ako hlavný propagátor ľudských úspechov v oblasti chémie.
Viac ako 90 percent liekov vystavených na poličkách lekární je umelo syntetizované, aj keď sú v prírode prítomné, dnes je jednoduchšie ich vyrobiť vo fabrike z jednotlivých komponentov, ako ich pestovať v prírodných podmienkach. A hoci mnohé z nich majú vedľajšie účinky, pozitívna hodnota eliminácie choroby je oveľa väčšia.
Pozor! Kozmetológia je takmer úplne postavená na úspechoch chemikov. Umožňuje vám predĺžiť mladosť a krásu človeka a zároveň prinášať kozmetickým spoločnostiam značné príjmy.
Chémia v službách priemyslu
Vedu o chémii spočiatku viedli zvedaví a tiež chamtiví ľudia.
Prvý sa zaujímal o to, čo všetko sa skladá a ako sa to mení na niečo nové, druhý sa chcel naučiť, ako vytvoriť niečo hodnotné, čo im umožní získať materiálne bohatstvo.
Jednou z najcennejších látok je zlato, po ňom nasledujú ďalšie.
presne tak ťažba a spracovanie rudy na výrobu kovov – prvé smery vývoja chémie, majú veľký význam aj dnes. Pretože dovoľujú získať nové zliatiny, používať efektívnejšie metódy čistenia kovov a pod.
Veľmi starodávna je aj výroba keramiky a porcelánu, ktorá sa postupne zdokonaľuje, aj keď niektorých dávnych majstrov len ťažko predčí.
Rafinácia ropy dnes ukazuje obrovské h význam chémie, pretože okrem benzínu a iných druhov palív vzniká z týchto prírodných surovín niekoľko stoviek rôznych látok:
- gumy a gumy;
- syntetické tkaniny ako nylon, lycra, polyester;
- autodiely;
- plasty;
- čistiace prostriedky a chemikálie pre domácnosť;
- Inštalatérstvo;
- papiernictvo;
- nábytok;
- hračky;
- a dokonca aj jedlo.
Priemysel farieb a lakov je úplne založený na úspechoch chémie, všetku jeho rozmanitosť vytvárajú vedci, syntetizovať nové látky. Aj stavebníctvo dnes naplno využíva nové materiály, ktoré majú vlastnosti necharakteristické pre prírodné látky. Ich kvalita sa postupne zlepšuje, čo dokazuje, že chémia je v živote človeka nevyhnutná.
Dve strany mince
Úloha chémie v modernom svete je obrovská, už bez nej nemôžeme žiť, dáva nám množstvo užitočných látok a javov, no zároveň spôsobuje aj určitú ujmu.
Škodlivé účinky chemikálií
Ako negatívny faktor sa v živote človeka neustále objavuje chémia. Najčastejšie oslavujeme environmentálne dôsledky a verejné zdravie.
Množstvo materiálov cudzích našej planéte vedie k tomu, že sú znečisťovať pôdu a vodu bez toho, aby podliehali prirodzeným procesom rozkladu.
Navyše počas rozkladu alebo spaľovania uvoľňujú veľké množstvá toxické látky, ďalšie otravy životného prostredia.
A napriek tomu môže byť táto otázka úplne vyriešená pomocou rovnakej chémie.
Významná časť látok môže byť recyklovať, opäť premení na potrebný tovar. Problém skôr nesúvisí s nedostatkami chémie ako vedy, ale s lenivosťou človeka a jeho neochota vynaložiť ďalšie úsilie na spracovanie odpadových produktov.
Rovnaký problém je spojený s priemyselným odpadom, ktorý sa dnes len zriedka efektívne spracováva, otravy životného prostredia a ľudské zdravie.
Druhý bod, ktorý hovorí, že chémia a ľudské telo sú nezlučiteľné, je umelé jedlo, ktoré sa nám snažia napchať mnohí výrobcovia. Ale tu nejde ani tak o úspechy chémie, ako o chamtivosť ľudí.
Chemický pokrok uľahčuje ľudský život a možno bude úloha chémie pri riešení potravinového problému neoceniteľná, najmä v kombinácii s pokrokom v genetike. Neschopnosť využiť tieto úspechy a túžba zarobiť peniaze - to je hlavným nepriateľom ľudského zdravia a už vôbec nie chemický priemysel.
Použitie veľkého množstva konzervačných látok v potravinách sa stalo problémom v niektorých krajinách, kde sú obyvatelia takí nasýtení týmito látkami, že po smrti sú v nich procesy rozkladu značne brzdené. mŕtvi proste nehnijú a ležať v zemi mnoho rokov.
Zdrojom sa často stávajú chemikálie pre domácnosť alergické reakcie a otravy telo. Pre človeka sú nebezpečné aj minerálne hnojivá a prostriedky na ošetrenie rastlín proti škodcom, ktoré ovplyvňujú aj prírodu mať negatívny vplyv, postupne ju ničí.
Výhody chémie
V psychológii existuje taký koncept - ktorý spočíva v odstránení vnútorné napätie prostredníctvom prerozdelenia dosiahnuť výsledok v nejakej dostupnej oblasti.
V chémii sa tento výraz používa na označenie procesu získavania plynnej látky z pevnej látky bez kvapalného štádia. Psychologický prístup sa však dá uplatniť aj v tomto odvetví.
Presmerovanie energie na pokroky v rôznych odvetviach súvisiacich s chemikáliami prináša veľa prínos pre spoločnosť.
Keď hovoríme o tom, prečo je chémia potrebná v ľudskom živote alebo v priemyselnej výrobe, spomíname na mnohé z jej úspechov, vďaka ktorým je náš život pohodlný a dlhší:
- lieky;
- moderné materiály s jedinečnými vlastnosťami;
- hnojivá;
- zdroje energie;
- zdroje potravín a ďalšie.
Chémia v živote človeka
Keby neexistovala chémia. Prečo študovať chémiu
Záver
Úloha chémie v modernom svete je nepopierateľná zaujala dôležité miesto v systéme ľudského poznania nahromadeného počas tisícročí. Jeho aktívny rozvoj v 20. storočí je trochu desivý a núti ľudí premýšľať o konečnom cieli využitia svojich vedomostí. Ale bez poznania je ľudstvo len samostatnou skupinou jednotlivcov s nie najlepšími vlastnosťami.
