Вклад химии в повышение качества жизни

 Из всего расмотренного ранее мы можем видеть, какую важную роль играет химия в развитии общества. Вместе с другими родственными науками химия изучает окружающий мир и помогает человеку не только брать от природы то, что ему необходимо для улучшения качества жизни, но и при этом причинять ей как можно меньше вреда. В настоящее время, когда численность населения планеты превысила 7 миллиардов человек, очень трудно представить себе, как человечество могло бы вести привычный образ жизни без помощи химии: например, в вопросах обеспечения одеждой и продуктами питания, лечения болезней, использования различных транспортных средств и др. Не менее важна и химическая продукция, которая обеспечивает высокое качество жизни: современные материалы для конструирования машин, самолетов, ракет, телевизоров, компьютеров, мобильных телефонов, для производства тканей, красителей и моющих средств, строительных материалов и т. д. (рис. 1.9). 14 Рис. 1.9. Вклад химии в повышение качества жизни Все это является плодами труда различных специалистов, в том числе и в области химии. Из какого сырья получают химики эти бесчисленные и разнообразные соединения? Все они происходят из материалов, которые встречаются в природе: минералов, металлов, воды, древесины, природного газа, нефти и т. д. Вместе с развитием химии улучшается и качество жизни. Например, в древние времена человек использовал древесину только как строительный материал или в качестве топлива. Сегодня, благодаря многочисленным открытиям химиков, из древесины производятся бумага, искусственный шелк (вискоза), взрывчатые вещества, кинопленка, кормовые дрожжи, активированный уголь, технический спирт, каучук и т. д. (рис. 1 .10). Каучук Технический спирт Взрывчатые вещества Канифоль ДРОЖИМ Рис. 1.10. Продукты переработки древесины 15 Вклад ученых-химиков Республики Молдова. К большим достижениям химиков всего мира прибавляется и результат труда ученых-химиков из Республики Молдова. Они осуществляют свою деятельность в Институте химии Академии наук Молдовы, на факультете химии и химической технологии Молдавского государственного университета, а также в других научных институтах и высших учебных заведениях. Здесь, в исследовательских лабораториях, используя имеющееся в нашей республике сырье, химики проводят эксперименты, получают новые вещества, выясняют их строение и механизмы различных превращений. Они изобретают новые материалы с полезными свойстваРис. 1.11. В научноисследовательской лаборатории Вам етка * ... У науки нет родины, потому что она является достоянием всего человечества, факелом, который освещает весь мир. Однако наука должна быть самым высоким олицетворением родины, потому что из всех народов первым всегда будет т о т , кто будет впереди по творениям мысли и разума... Луи Пастер, французский химик и биолог ми, необходимые для промышленности, сельского хозяйства и медицины нашей страны (рис. 1.11). Самые значительные результаты связаны с синтезом органических и неорганических препаратов с противораковыми и антибактериальными свойствами, психостимуляторов, регуляторов сердечной деятельности, защитных покрытий для предохранения металлов от коррозии, регуляторов роста растений. Также из местного сырья ученые создали органические биологически активные препараты и разнообразные ароматизаторы, которые нашли применение в медицине, парфюмерии, легкой, пищевой и винной промышленности. Например, из косточек винограда и фруктов получены новые препараты для медицины и сельского хозяйства. Были разработаны эффективные методы 16 обнаружения и количественного определения вредных веществ в пищевых продуктах и окружающей среде. Достижения наших ученых-химиков признаны на мировом уровне. Конечно, значительная часть работ осуществлялась и осуществляется в сотрудничестве с учеными из самых развитых стран мира. Первые исследования в области химии в Молдове относятся к 40-м годам XX века. Тогда был открыт химический факультет Молдавского государственного университета, который возглавил декан Антон Аблов, ставший позднее академиком и директором Института химии Академии наук Молдовы. В последние годы важные для нашей страны результаты были достигнуты в разработке методов защиты окружающей среды, переработки и вторичного применения промышленных и бытовых отходов. Применение веществ и их воздействие на окружающую среду. В повседневной жизни мы постоянно применяем химические продукты, такие как соль, сахар, пищевая сода, уксус, стиральный порошок, отбеливатель, медикаменты, полиэтиленовая пленка и т. д. (рис. 1.12). Некоторые из этих химических продуктов, хотя и являются очень полезными для нас, могут нанести серьезный ущерб среде, в которой мы живем. Так, стиральные порошки, отбеливатели, полиэтиленовые пакеты, пластиковая посуда после их применения для наших хозяйственных нужд не исчезают, а попадают в почву, воду, воздух. Все они относятся к бытовым загрязнителям. Антон Аблов (1905-1978) Академик, доктор химических наук, профессор. Первый декан (1946-1948) химического факультета Молдавского государственного университета, директор Института химии АН Молдовы, основатель направления по исследованию координационных соединений. Рис. 1.12. Химическая продукция, используемая в повседневной жизни • Химический продукт - тело или вещество, полученное из природного сырья или синтезированное в лаборатории. • Окружающая среда - естественные условия, в которых протекает жизнь. • Загрязнять - распространять в атмосфере, почве и воде предметы, материалы, химические вещества, которые представляют опасность для жизни. 17 Зам етка V В Республике Молдова более 800 тысяч транспортных средств. Для того чтобы не загрязнять атмосферу, необходимо использовать качественный бензин, современные детали и оборудование. Такое же загрязняющее воздействие оказывает и избыток минеральных удобрений, пестицидов, которые используются в сельском хозяйстве для повышения урожайности. Существует множество других веществ, которые полезны по сути, но в определенных условиях могут принести значительный вред. Например, ртуть в термометрах помогает нам измерять температуру тела. В то же время пары ртути, попавшие в атмосферу (в случае, если разбился термометр), очень ядовиты. Как можно представить себя в XXI веке без транспорта? С другой стороны, выхлопные газы, образующиеся в результате сжигания топлива, загрязняют окружающую среду. Как решать эти проблемы? В первую очередь необходимо знать свойства веществ и характер их воздействия на окружающую среду. Нужно использовать вещества с осторожностью, с позиций защиты человека, природы, почвы, воды от бытовых и промышленных загрязнений. ОЦЕНИВАНИЕ 1. Объясни, как химия способствует повышению качества жизни человека. \ 2. Приведи два-три примера сырья, из которого получают важные химические продукты. 3. Перечисли две-три отрасли промышленности, которые развиваются в Молдове на основе использования местного сырья. Какова роль химии в этом? 4. Объясни понятия: а) окружающая среда; б) загрязнитель. 5. Каковы источники загрязнения: а) в целом на планете Земля; б) в твоем населенном пункте? 6. Предложи два-три метода защиты окружающей среды. *б) Р а б о т а ■ Найдите как можно больше информации об ученых-химиках В г р у п п е Республики Молдова, используя доступные журналы по химии или сайты в Интернете (шлл/.ют.тс1; иии.изт/сН 1т1е.тб ): а) Назовите несколько знаменитых ученых-химиков из нашей республики. б) Расскажите об их вкладе в развитие химии. в) Оцените важность исследований в области защиты окружающей среды и участия в них ученых, посетив сайты: иии.тесЙи.доутс1; и и и .а зти е д .тс !. 18 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 П Р А В И Л А Р А Б О Т Ы С В Е Щ Е С Т В А М И И Х И М И Ч Е С К И М О Б О Р У Д О В А Н И Е М Для проведения опыта необходимо знать основное оборудование и посуду, которые используют в лаборатории, усвоить П равила те х н и к и б е з о п а с н о с ти при р а б о т е в хим и че ском каби ­ н е т е (л а б о р а то р и и ) (ст р . 6). В лаборатории для нагревания веществ чаще всего используют спиртовую лампочку (спиртовку). Из химической посуды часто используются: пробирки, конические колбы, градуированные пробирки, химические стаканы, мерные цилиндры, воронки, фарфоровые чашки. Применяют также и некоторые дополнительные инструменты или предметы: штатив для пробирок, держатель для пробирок, стеклянную палочку, предметное стекло (пластину из стекла), ложечку, шпатель, спички, щетку (ерш) для мытья посуды. 1. Спиртовая лампочка (спиртовка) Спиртовка (рис. 1.13) состоит из специального стеклянного сосуда (а), в который через трубку (г) вставлен фитиль (в), изготовленный из хлопчатобумажных нитей. Спиртовка заправляется этиловым спиртом (не более чем на 2/3 объема), которым и пропитывается фитиль. Зажигают спиртовку горящей спичкой или лучинкой (ни в коем случае нельзя зажигать от другой горящей спиртовки). После использования спиртовку гасят, накрывая фитиль колпачком (б), поднося его сбоку. Задания: 1) Рассмотри устройство спиртовки (рис. 1.13). 2) Несколько раз зажги и погаси спиртовку. 3) Зарисуй спиртовку в тетрадь и укажи ее составные части. Оборудование - инструменты, приборы,которые используются при проведении работы. б Рис. 1.13. Устройство спиртовки: а) склянка (сосуд) для спирта; б) колпачок; в) фитиль; г) трубка с диском. 2. Строение пламени Пламя спиртовки (свечи) состоит из трех частей (рис. 1.14). Внутренняя часть пламени (а ) состоит из паров горючего вещества (у парафиновой свечи - из паров парафина, у спиртовки - из паров спирта). Яркая светящаяся средняя часть пламени (б) состоит из раскаленных частиц углерода. Во внешней части (в) происходит взаимодействие составных частей горючего вещества с кислородом воздуха. Это самая горячая часть пламени, она бесцветна. Зад ания: 1) Внеси спичку в среднюю часть пламени, как показано на рисунке 1.15а. Она начнет гореть (обугливаться) с двух сторон, которые соответствуют внешней части пламени. Рис. 1.14. Строение пламени: а - внутренняя часть; б - средняя часть; в - внешняя часть. 19 Рис. 1.15. Горение спички в разных частях пламени Рис. 1.16. Штатив для пробирок: а - пробирки; б - стеклянная палочка; в - щетка (ершик); г - ложечка; д - шпатель; е - держатель для пробирок; ж - эталон объема. Рис. 1.17. Держатель для пробирок: 1 - пробирка; 2 - металлические пластины; 3 - зажим. 2) Быстро внеси головку другой спички во внутреннюю (нижнюю) часть пламени (рис. 1.156). Головка не загорается, но древесина обуглится в средней и внешней части пламени. 3) Внеси головку третьей спички во внешнюю (верхнюю) часть пламени (рис. 1.15в), она сразу воспламенится. Значит, внешняя часть пламени самая горячая. Вывод: нагревать различные предметы следует в верхней (внешней) части пламени. 3. Штатив для пробирок Ш т а т и в для п робир о к (рис. 1.16) имеет простое устройство. Кроме пробирок, по необходимости, в штатив помещают и другие инструменты: стеклянную палочку, градуированную пробирку (эталон объема), ложечку, шпатель, держатель для пробирок, щетку-ерш и т. д. С те к л я н н а я палочка (б) с резиновым наконечником используется для перемешивания веществ, для фильтрования и т. д. Резиновый наконечник служит для предохранения стеклянной посуды от повреждения. Щ е т к а (в) (ерш) применяется для мытья пробирок. Лож ечка (г) используется для набора сухих веществ, их прокаливания, сжигания жидких и твердых веществ, а также для дозировки (объем ложечки 0,2 см3). Ш п а т е л ь (д) используется для набора сухих веществ. Д е р ж а т е л ь для п робир ок (е) предназначен для закрепления пробирок и их последующего нагревания. Для этого горлышко пробирки (1) (рис. 1.17) фиксируют между металлическими пластинами держателя (2) и, сжимая пластины одной рукой, другой рукой передвигают зажим (3) к пробирке до упора. По окончании работы снова сжимают пластины (2), отодвигают назад зажим (3) и освобождают пробирку. Э т а л о н о бъ ем а (рис. 1.16ж) - это градуированная (мерная) пробирка для отмеривания определенного объема жидкости. Для этого в левую руку берется эталон и пустая пробирка, в пробирку наливается нужный объем жидкости, уровень которой сравнивается с меткой на эталоне (рис. 1.18). Задания: 1) Налей из химического стакана в пробирку (держа ее рядом с эталоном объема) два раза по 2 мл воды. Вылей воду. Налей снова 3 мл воды, затем долей еще 2 мл. В случае ошибки повтори упражнение (рис. 1.18). Эталон объема поставь в штатив. 2) Закрепи в держателе пробирку с 5 мл воды, нагрей ее в пламени спиртовки, соблюдая правила: сначала прогревают всю пробирку, а затем нужную ее часть, при этом по20 стоянно двигая пробирку в пламени. Отверстие пробирки не должно быть направлено в чью-либо сторону. 3) Зарисуй в тетрадь инструменты, рассмотренные в этом опыте. 2. Химическая посуда В химической лаборатории для проведения опытов чаще всего используется посуда из стекла и фарфора. Примеры химической посуды и названия приведены на рисунке 1.19. Химические стаканы (е) и плоскодонные колбы (б) обычно используются для хранения необходимых для работы жидкостей и растворов или для слабого нагревания их содержимого. Коническая воронка (г) предназначена для наливания или фильтрования жидкостей. Делительная воронка (в) служит для разделения несмешивающихся жидкостей, а мерный цилиндр (ж), также как и эталон объема, позволяет измерять объем жидкостей. Стеклянная палочка (з) используется для перемешивания смесей, а фарфоровая чашка (к) - для нагревания и выпаривания жидкостей. При работе со стеклянной посудой необходимо соблюдать особую осторожность, так как стекло легко может разбиться от излишнего сжатия или из-за резкой разницы температур. Задания: 1) Ознакомься с лабораторной посудой и правилами обращения с ней. 2) Вымой несколько пробирок (по указанию учителя), соблюдая правила. 3) Зарисуй химическую посуду в тетради и укажи название каждого предмета.