Химия в повседневной жизни общества. Роль химии в жизни человека

Андриянова Елизавета, Манькова Валентина

Химия - это удивительный мир загадок и открытий. Именно она позволяет человеку извлекать из минерального, животного и растительного сырья вещества, одно другого удивительней и чудесней.

Оглянитесь вокруг и вы увидите, что жизнь современного человека невозможна без химии. Роль ее огромна.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

Тюкалинского муниципального района Омской области

«Тюкалинский лицей»

Тема проекта: «Химия в нашей жизни»

Учебно-исследовательская работа

Научное направление: химия 9 класс

Выполнили:

учащиеся 9б класса

Андриянова Елизавета и

Манькова Валентина

Руководитель проекта:

Хиневич Татьяна Васильевна,

учитель химии

Тюкалинск - 2017

I Введение …… ……………… …………………………… 3

1.Актуальность темы, цель, задачи, методы....................... 3

II Основная часть………………………………………… 4-18

2. Теоретический материал……………………………… 4-9

2.1 Вода …………………………………… ……………. 4

2.2 Хлор……………………………… ………………… 4-6

2.3.Пищевая сода …………………………………… 6-7

2.4 Уксусная кислота……………………………………. 7-8

2.5 Лимонная кислота……………. …………………… 8

2.6 Иод …………………………………… ……………….8-15

2.7. Аммиак …………………………………………………

2.8. Перекись водорода ………………………………………

III Заключение………………………………………………19-22

5. Выводы……………………………………………………… 19

7. Перспективы работы………………………………………. 21

8. Литература………………………………………………… 22

I Введение

1. Актуальность темы, цель, задачи, гипотеза, методы

Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие… Куда ни посмотрим, куда не оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи её прилежания.

(М.В. Ломоносов)

Химия – это целый удивительный мир, мир загадок и открытий, мир прошлого, настоящего и будущего. Именно она позволяет человеку извлекать из минерального, животного и растительного сырья вещества, одно другого чудесней и удивительней. Она не только копирует природу, подражая ей, а и – с каждым годом всё более начинает превосходить её. Рождаются тысячи и десятки тысяч веществ, природе неизвестных. Со свойствами очень полезными и важными для практики, для жизни человека.

Оглянитесь вокруг, и Вы увидите, что жизнь современного человека невозможна без химии. Мы используем химию при производстве пищевых продуктов. Мы передвигаемся на автомобилях, металл, резина и пластик которых сделаны с использованием химических процессов. Мы используем духи, туалетную воду, мыло и дезодоранты, производство которых немыслимо без химии. Химия окружает нас на каждом шагу. Роль её огромна. Многие жизненные и природные процессы связаны с химией. Во все времена химия служила человеку в его практической деятельности, служит и по сей день. Знания по химии обязательно помогут сохранить здоровье, найти нестандартный способ решения бытовых проблем, дадут ответы на многие наши вопросы, химия раскроет тайны не только привычных нам вещей, но и далеких звезд…

Цель работы: Исследовать химические вещества, которые помогают нам в нашей жизни.

Задачи: 1. Выявить степень информативности о химических веществах, используемых в нашей жизни среди родителей и обучающихся 9 класса МОБУ « Тюкалинский лицей».

2. Проанализировать информацию о химических веществах в Интернете и научно-популярной литературе.

3. Обработать результаты и сделать выводы.

Гипотеза: не все вещества нужны в жизни человека.

Предмет исследования: химические вещества

Объект исследования: Образцы химических веществ

Методы исследования:

1. Сбор информации по теме

2. Анализ информации по теме

3. Наблюдение

II Основная часть

1. Теоретический материал

1. ВОДА

Вода́ (оксид водорода ) - бинарное неорганическое соединение с химической формулой Н 2 O . При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость , не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса . В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней ), а в газообразном - водяным паром . Вода также может существовать в виде жидких кристаллов .

Свойства воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.

Живое человеческое тело содержит от 50 % до 75 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и т. д. человеку нужно выпивать разное количество воды.

Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных расходов воды на ирригацию , доходящих до 90 % в некоторых странах.

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью. Теплота её испарения выше теплоты испарения любых других жидкостей. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях , для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Воду в виде льда используют для охлаждения в системах общественного питания, в медицине. Большинство атомных электростанций используют воду в качестве теплоносителя.

Многими видами спорта занимаются на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже под водой. Это подводное плавание , хоккей , лодочные спорта, биатлон , шорт-трек и др.

Вода используется как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов.

Вода применяется как смазочный материал для смазки подшипников из древесины, пластиков, текстолита, подшипников с резиновыми обкладками и др. Воду также используют в эмульсионных смазках.

2.2 ХЛОР

Хлор (от греч. χλωρός - «зелёный») - химический элемент с атомным номером 17 .Простое вещество хлор, при нормальных условиях - ядовитый газ желтовато-зелёного цвета , тяжелее воздуха, с резким запахом и сладковатым, «металлическим» вкусом . Молекула хлора двухатомная (формула Cl 2 ).

Хлор применяют во многих отраслях промышленности, науки и бытовых нужд: В производстве поливинилхлорида , пластикатов, синтетического каучука, из которых изготавливают: изоляцию для проводов, оконный профиль, упаковочные материалы , одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру и пенопласты , игрушки, детали приборов, строительные материалы.

Оконный профиль, изготовленный из хлорсодержащих полимеров

Отбеливающие свойства хлора известны с давних времен

Производство хлорорганических инсектицидов - веществ, убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасных для растений. Один из самых важных инсектицидов.

Для обеззараживания воды - « хлорирования ». В химическом производстве соляной кислоты , хлорной извести, ядов, лекарств, удобрений.

2.3.ПИЩЕВАЯ СОДА

Гидрокарбонат натрия (Natrii hydrocarbonas) 3 (другие названия: питьевая сода, пищевая сода , бикарбонат натрия, натрий двууглекислый) - кислая соль угольной кислоты и натрия. Обыкновенно представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета. Используется в пищевой промышленности, в кулинарии, в медицине как нейтрализатор ожогов кожи и слизистых оболочек человека кислотами и снижения кислотности желудочного сока.

Применяется в химической промышленности - для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, для отделения диоксида углерода, сероводорода из газовых смесей.

В легкой промышленности - в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож), текстильной промышленности (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей).

В пищевой промышленности - хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении напитков.

Гидрокарбонат натрия входит в состав порошка, применяемого в порошковых системах пожаротушения , утилизируя тепло и оттесняя кислород от очага горения выделяемым углекислым газом.

2.4. УКСУСНАЯ КИСЛОТА

У́ксусная кислота (эта́новая кислота ) - органическое вещество с формулой CH 3 COOH. Слабая, одноосно́вная карбоновая кислота .

Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким запахом и кислым вкусом . Гигроскопична, т.е поглощает воду .

Водные растворы уксусной кислоты широко используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E260 ) и бытовой кулинарии, а также в консервировании.

Уксусную кислоту применяют для получения лекарственных и душистых веществ, как растворитель. Она используется в книгопечатании и крашении.

Уксусная кислота используется для избавления от накипи.

Уксусная кислота используется как реакционная среда для проведения окисления различных органических веществ.

Поскольку пары уксусной кислоты обладают резким раздражающим запахом, возможно её применение в медицинских целях в качестве замены нашатырного спирта для выведения больного из обморочного состояния.

Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Действие уксусной кислоты на биологические ткани зависит от степени её разбавления водой. Опасными считаются растворы, в которых концентрация кислоты превышает 30 %. Концентрированная уксусная кислота способна вызывать химические ожоги.

2.5. ЛИМОННАЯ КИСЛОТА

Лимо́нная кислота́ (C 6 H 8 O 7 ) Кристаллическое вещество белого цвета. Хорошо растворима в воде.

Кристаллы лимонной кислоты под микроскопом .

Широко используется в пищевой промышленности и в бытовой химии в качестве очистительного средства.

Лимонная кислота опасна только в очень больших количествах, так как приводит к ожогам пищеварительного тракта.

2.6. ЙОД

Ио́д( от др.-греч. ἰώδης - «фиалковый (фиолетовый )») .

Простое вещество иод при нормальных условиях - кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском , легко образует фиолетовые пары , обладающие резким запахом.

Иод ядовит. Смертельная доза - 3 г . Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров иода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких . При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит . Без лечения наступает летальный исход.

5-процентный спиртовой раствор иода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците иода в организме.

В криминалистике пары иода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

Иод используется в источниках света :

галогеновых лампах - в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.

Иод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-иодных аккумуляторах для автомобилей.

В последние годы резко повысился спрос на иод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.

У животных и человека иод входит в состав так называемых гормонов, вырабатываемых щитовидной железой, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12-20 мг иода. Суточная потребность человека в иоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции суточная доза иода составляет 0,15 мг.

Отсутствие или недостаток иода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб , кретинизм, базедова болезнь ).

Также при небольшом недостатке иода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

2.7.АММИАК

Аммиа́к (нитрид водорода) - химическое соединение с формулой NH 3 , при нормальных условиях - бесцветный газ с резким характерным запахом.

Жидкий аммиак - хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Твёрдый аммиак - бесцветные кубические кристаллы.

По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы.

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это человек и воспринимает как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями.

В основном используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина ), взрывчатых веществ и полимеров , азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя .

В холодильной технике используется в качестве холодильного агента (R717)

В медицине 10 % раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом , применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно - невралгии, миозиты, укусах насекомых, для обработки рук хирурга.

Физиологическое действие нашатырного спирта обусловлено резким запахом аммиака, который раздражает специфические рецепторы слизистой оболочки носа и способствует возбуждению дыхательного и сосудодвигательного центров мозга, вызывая учащение дыхания и повышение артериального давления. 3 % раствор перекиси водорода

Благодаря своим сильным окислительным свойствам пероксид водорода нашёл широкое применение в быту и в промышленности, где используется, например, как отбеливатель на текстильном производстве и при изготовлении бумаги.

Применяется как ракетное топливо , в качестве окислителя. Используется в аналитической химии , в качестве пенообразователя при производстве пористых материалов, в производстве дезинфицирующих и отбеливающих средств.

Хотя разбавленные растворы перекиси водорода применяются для небольших поверхностных ран. Обеспечивая антисептический эффект и очищение, также продлевает время заживления. Обладая хорошими очищающими свойствами, пероксид водорода на самом деле не ускоряет заживление ран. Достаточно высокие концентрации, обеспечивающие антисептический эффект, могут также продлевать время заживления из-за повреждения прилегающих к ране клеток. Более того, пероксид водорода может мешать заживлению и способствовать образованию рубцов из-за разрушения новообразующихся клеток кожи. Без предварительной обработки пероксидом водорода антисептический раствор не сможет удалить эти патологические образования, что приведет к значительному увеличению времени заживления раны и ухудшит состояние больного.

Пероксид водорода применяется также для обесцвечивания волос и отбеливания зубов , однако эффект в обоих случаях основан на окислении, а следовательно - разрушении тканей. В пищевой промышленности растворы пероксида водорода применяются для дезинфекции технологических поверхностей оборудования, непосредственно соприкасающихся с продукцией. Кроме того, на предприятиях по производству молочной продукции и соков, растворы перекиси водорода используются для дезинфекции упаковки (технология « Тетра Пак »). Для технических целей пероксид водорода применяют в производстве электронной техники.

В быту применяется также для выведения пятен MnO 2 , образовавшихся при взаимодействии перманганата калия («марганцовки») с предметами (ввиду его восстановительных свойств).

3%-ный раствор пероксида водорода используется в аквариумистике для оживления задохнувшейся рыбы, а также для очистки аквариумов и борьбы с нежелательной флорой и фауной в аквариуме.

III Заключение

5. Выводы

1. В нашей жизни очень много химических веществ, которые нужны нам.
2. Для того, чтобы применять химические вещества в быту нужно знать о них: как они применяются, какими свойствами обладают, какие правила техники безопасности нужно соблюдать.

1. Беречь воду, использовать только необходимое количество.
2. Перед применением любого химического вещества внимательно причитать инструкцию.
3. Не использовать химические вещества с истекшим сроком годности.

7. Перспективы работы

Провести анализ других химических веществ, встречающихся в нашей жизни.

8. Литература

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/
2. Энциклопедический словарь юного химика Крицман В.А., Станцо В.В., М, Просвещение, 1990г.
3. Я познаю мир: Детская энциклопедия. Растения. М. АСТ, 1996.

Глицин был первой из двадцати различных аминокислот, выделенных в следующем веке из природных белков.

Французский химик Мишель Эжен Шеврель (1786-1889) посвятил первую половину свой очень долгой творческой жизни изучению жиров. В 1809 г. он обрабатывал мыло (полученное нагреванием жира со щелочью) кислотой и выделил то, что мы теперь называем жирными кислотами. Позднее он показывал, что, превращаясь в мыло, жиры теряют глицерин.

Бертло в 1954 г. нагревая глицерин со стеариновой кислотой (одной из самых распространенных жирных кислот, полученных из жиров), получил молекулу, состоящую из остатка молекулы глицерина и трех остатков молекул стеариновой кислоты. Этот тристеарин, который оказался идентичен тристеарину, полученному из природных жиров, был самым сложным из синтезированных к тому времени аналогов природных продуктов. Химик может синтезировать из продуктов неживой природы соединение, по всем своим свойствам являющееся органическим. Именно с синтезом аналогов природных продуктов связаны самые крупные достижения органической химии второй половины XIX и XX вв.

Роль химии в современном мире и ее будущее.

В атмосфере «хемифобии» надо полностью сознавать невозможность социального прогресса без развития химии и применения ее достижений для решения проблем энергетики, экологии, национальной обороны, здравоохранения, развития промышленности, сельского хозяйства.

Достаточно сказать, что 92% энергии, потребляемой сейчас обществом, мы получаем, осуществляя химические процессы. И если современная энергетика создает экологические проблемы, то виновата в этом не химия, а неграмотное или недобросовестное использование продуктов ее деятельности (хим. процессы, продукты, материалы).

Надо помнить, что химия – это не только ДДТ, дефолианты, нитраты и диоксины. Но и сахар и соль, воздух и валидол, молоко и магний, полиэтилен и пенициллин.

Все чем мы пользуемся, что носим, в чем живем, передвигаемся, чем играем, производится посредством управляемых химических реакций.

Занятие химика – изобретение реакций, превращающих окружающие нас вещества в те, что служат удовлетворению наших нужд.

Нам необходимо иметь эффективное средство против болезни Паркинсона. Химики синтезируют карбидофу – соединение, отсутствующее в природе, но обладающее высокой терапевтической активностью.

Миллионы автомашин загрязняют атмосферу. Эту задачу отчасти помогает решить автомобильный каталитический конвертор выхлопных газов.

Сейчас насчитывается более 8 миллионов синтезированных соединений. Химия играет роль в решении проблем обеспечения людей продовольствием, одеждой и жильем, новых источников энергии, в создании возобновляемых заменителей истощающихся или редких материалов, в укреплении здоровья человека, в контроле за состоянием среды обитания и ее защите.

Поскольку все жизненные процессы вызываются хим. изменениями, знания о химических реакциях обеспечивают необходимый фундамент для постижения сущности жизни. Таким образом, химия вносит вклад в решение проблем универсальной философской значимости.

Трагедия в Бхопале (Индия) ярко показывает две стороны химии. Тысячи отравленных токсичными веществами, применяемыми для производства продуктов питания, ежегодно спасавших миллионы людей от голодной смерти.

«Жизнь — череда химических реакций», — как бы такое утверждение не казалось чрезмерным, оно четко показывает, насколько значима роль химии в современном мире. Зачастую уроки химии в школе воспринимаются как повинность, поскольку ученикам не всегда понятно, зачем изучать этот предмет и как он пригодится в дальнейшей жизни.

Актуальность уроков химии проявляется на двух уровнях:
Очевидном — полученные знания необходимы для поступления в высшее учебное заведение.
Бытовом — информация, полученная из школьного курса химии поможет быть компетентным в ряде жизненных ситуаций.

Дети, обучающиеся в школах-интернатах, имеют возможность глубже погрузиться в изучение программных предметов и эффективнее использовать полученные знания. Особенно, если речь идет о специализированных интернатах с углубленным изучением определенных дисциплин. Но и общеобразовательные учебные заведения позволяют получить отличную базу, на основании которой ученик сможет получить хорошую специальность.

Рассмотрим первый аспект — поступление в высшее учебное заведение.

Несмотря на то, что обучение в интернатах детей-сирот дает некоторые льготы при поступлении, дальнейшем им потребуется полный набор базовых знаний, чтобы эффективно осваивать программу высшего учебного заведения. Химия является довольно сложной дисциплиной, требующей от ребенка таких навыков, как умение концентрироваться, аналитически мыслить, целостно воспринимать изучаемое явление, самостоятельно делать выводы, брать на себя ответственность за безопасность окружающих. При этом химия должна стать любимым предметом для тех, кто хочет реализовать себя в следующих специальностях:

Ученый-химик

Покуда люди будут стремиться преобразовывать мир, ученые-химики будут нужны человечеству. Эта отрасль знаний на данный момент является наиболее значимой для развития цивилизации! А значит, каждый человек имеет возможность сделать свой вклад в ее развитие.

Медицинский работник

Врачебное дело востребовано всегда. Хороший врач никогда не останется без работы и не будет испытывать чувство ненужности. Он всегда полезен людям, ведь он помогает поддерживать здоровье, спасает жизни людей. Даже медсестра, которой не придется брать на себя ответственность за постановку диагноза и составление плана лечения, должна понимать, что скрывается за составом таблеток, микстур, уколов. Без знаний по химии врач не сможет подобрать хорошее лечение, выписать рецепт на лекарства, составить грамотную рекомендацию по их применению, предложить альтернативные методы лечения с помощью народной медицины. Ведь все препараты взаимодействуют друг с другом и могут подавлять лечебные свойства или наоборот, делать их воздействие чрезмерным.

Еще важнее уроки химии для будущих фармацевтов, которые изобретают новые лекарства, составляют лечебные порошки и мази, помогают выбрать наиболее дешевые, но эффективные аналоги разных препаратов.

Ветеринар, зоолог, биолог, агроном, садовод

Флора и фауна вызывают восторг практически у каждого любознательного ребенка. Деревья, травы, цветы радуют нас своей красотой и приносят пользу. Если бы их не было, люди не могли бы создавать книги, шить одежду, составлять лечебные сборы. Мир животных также поражает своим разнообразием. Химия актуальна для каждой из этих профессий.

Эколог

Природа — бесконечный источник жизненных сил для любого человека. Мудрые люди стремятся жить в гармонии с ней, поэтому миру всегда нужны профессиональные экологи, которые помогают людям сотрудничать с природой и наносить ей минимальный вред.

Строитель, дизайнер-оформитель, художник

Строительство также является отраслью, которая всегда будет востребованной. Ведь людям нужно где-то жить, на чем-то сидеть, спать. Знания по химии позволяют правильно рассчитать пропорции при составлении бетонной смеси - необходимом элементе для постройки дома. Определить необходимые временные рамки, необходимые для окончательного затвердения фундамента, также будет сложно без понимания особенностей прохождения различных химических реакций.

Даже художники, которые многими воспринимаются как отстраненные наблюдатели, должны владеть базовыми химическими понятиями о взаимодействии веществ! Иначе они просто не смогут грамотно смешивать краски, закреплять их на холсте. Дизайнер-оформитель тоже обязан иметь понимание химических процессов, в особенности их влияние на здоровье человека - ведь от его работы зависит не только красота жилого помещения, но и качество жизни людей! Он должен уметь выбрать нужный материал для отделки, чтобы у проживающей в квартире семьи не начались хронические заболевания и аллергические реакции.

Технолог пищевой промышленности

Продукты, которые мы приобретаем в магазинах, имеют долгий срок хранения по одной простой причине — в пищевой промышленности применяются знания по органической и неорганической химии, с помощью которых удается продлевать срок хранения различной пищи. Вкусовые добавки, заменители сахара, конфеты, чипсы, лимонады — большинство лакомств, столь радующих нас, были бы невозможны, если бы люди не создали такую науку, как химия.

Технологи

Издревле люди использовали природные красители для того, чтобы окрасить одежду из натуральных веществ в яркие цвета. Процесс окраски — это обычная химическая реакция, которую можно спрогнозировать. Благодаря технологам легкой промышленности мы имеем возможность так ярко выглядеть и использовать для создания одежды такое количество синтетических материалов!

Опытные технологи, хорошо знающие химию, нужны для создания косметических средств, парфюмерии. Они разрабатывают способы переработки полезных ископаемых, разрабатывают новые виды пластмасс, используемых для создания корпусов ноутбуков, планшетов, бытовых предметов. Они создают материалы для военной промышленности, космической индустрии, медицины.

Эксперт-криминалист

Криминалисты, которым приходится расследовать тяжелые преступления, обязаны иметь широкие познания в химии, биологии, психологии, физике и ряде других наук. Знаменитый литературный детектив Шерлок Холмс успешно раскрывал многие преступления, поскольку был сведущ в химии!

И это далеко не полный перечень специальностей, для которых познания в химии являются необходимыми. Процесс обучения труден для многих детей именно потому, что они не понимают, где на практике они смогут применить полученные знания. Кроме того, у детей возникает закономерный вопрос: «Я не хочу развиваться в специальностях, связанных с химией. Зачем мне ее учить?»

На такое заявление существует два емких ответа. Первый заключается в том, что если не получить хотя бы базовых знаний по химии, то в будущем множество дорог развития будет закрыто. К тому же, интерес к какой-то сфере деятельности может проснуться спонтанно. Второй ответ несколько приземленней — химия нужна в обыденной жизни.

Применение знаний по химии в обыденной жизни

Следует отметить, что для детей, обучающихся в интернате, именно эта, бытовая причина изучения химии является наиболее значимой. Особенно если дети лишены родительской опеки и вынуждены самостоятельно находить своё место в жизни. Элементарные сведения, почерпнутые из уроков химии, помогут им в решении самых простых задач. Поэтому, проводя урок, я стараюсь показать цель получаемых знаний.

Например, при знакомстве с классом кислот ребята не смогли назвать, какие кислоты можно найти у себя на кухне. Поэтому, рассказывая о кислотах, делаю упор на применение их в быту: как можно использовать уксусную и лимонную кислоты, где пригодятся им эти знания.

К такой работе привлекаю и самих учащихся. Например, при изучении темы «Фенол» рассказываю о негативном действии фенолформальдегидных смол. Обращаю внимание, что большая часть современной мебели сделана из ДСП, содержащих вредные вещества. Предлагаю учащимся найти способы защиты от вредных воздействий. Предлагаю учащимся поработать над проектом «Мой дом». Дети готовятся к будущей жизни, строят планы, появляется цель и заинтересованность.

Проходим тему "Спирты". Показываю детям презентацию. К сожалению, такой бытовой опыт у ребят довольно богатый. И если над первыми кадрами они посмеиваются, то к концу презентации в классе становится тихо. Обязательно провожу семинар по теме «Спирты». Ребята ищут информацию, рассказывают о негативном влиянии алкоголя на организм человека. Как говорит китайская пословица, «Услышал - забыл, увидел - запомнил, сделал - понял».

При изучении темы «Ферменты» рассматриваем состав стиральных порошков, учимся правильно стирать белье, попутно повторяем тему «Жесткость воды». Подкрепленные практикой знания остаются надолго.

Изучая нуклеиновые кислоты, обязательно подробно говорим о биотехнологиях и генной инженерии, я знакомлю их с продуктами, содержащими генетически модифицированные компоненты. Ребята пишут сочинения-рассуждения о будущем человечества.

Ребят интересует то, что касается лично их, в частности, они очень интересуются вопросами здоровья. Проходим тему «Витамины». Ребята конспектируют, примеряют к себе полученные знания.

Покупка стирального порошка и выбор температуры стирки для одежды из различных тканей. Подбор косметических средств, с минимальным содержанием «химии». Чистка серебряных украшений, защита металлических изделий от воздействия воды. Способы очистки воды с помощью различных природных материалов. Создание весёлых фокусов с использованием различных химических веществ (активированный уголь, нашатырь, чай, дрожжи). Создание домашнего мороженого… — всему этому и многому другому обычные дети учатся благодаря жизненному опыту родителей. Дети-сироты, воспитывающиеся в интернатах, лишены этого бытового знания! Поэтому столь важно, чтобы они имели возможность глубоко изучать химию на занятиях.

Учащиеся впитывают азы химической науки, которые впоследствии позволят им хорошо ориентироваться в обыденной жизни и не совершать необдуманных поступков! Ведь знания о том, как нейтрализовать химический ожог, могут спасти здоровье, а то и жизнь человека! Где же ещё ребёнок сможет их получить, как не на уроках химии?

Скучно изучать только то, что идёт в отрыве от нашей собственной жизни. Даже взрослый человек не всегда может заставить себя выучить то, что кажется ему бесполезным и скучным. Что же требовать от школьника, находящегося в трудном периоде подросткового возраста и ещё не определившегося с главными вопросами: «Кто я, чего я хочу от жизни»? Поэтому важно при изучении химии доказать её актуальность - вызвать интерес.

Старшеклассники на уроках химии готовятся войти во взрослую жизнь и реализовать себя в определённой профессии. Актуальность изучения химии в этом контексте абсолютно бесспорна! Ведь практически каждая деятельность современных людей связана с химией. Даже формирование влюблённости подчиняется законам этой науки. Химия - это жизнь, которую стоит постичь!

Кузьменко Елена Анатольевна
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение школа-интернат №24
г. Санкт-Петербург
Учитель химии

Значение химии в жизни человека трудно переоценить. Приведём фундаментальные области, в которых химия оказывает своё созидательное воздействие на жизнь людей.

1. Возникновение и развитие жизни человека не возможно без химии. Именно химические процессы, многие тайны которых учёные ещё не раскрыли, ответственны за тот гигантский переход от неживой материи к простейшим одноклеточным, и далее к вершине современного эволюционного процесса - человеку.

2. Большинство материальных потребностей, возникающих в жизни человека, обслуживается природной химией или получает удовлетворение в результате использования в производстве химических процессов.

3. Даже возвышенные и гуманистические устремления людей в своей основе опираются на химию человеческого организма, и, в частности, сильно зависят от химических процессов в мозге человека.

Конечно же, всё богатство и разнообразие жизни нельзя свести только к химии. Но наряду с физикой и психологией, химия как наука, представляет собой определяющий фактор развития человеческой цивилизации.

Химия жизни

Насколько сейчас известно, наша планета образовалась приблизительно 4.6 миллиарда лет назад, а простейшие ферментирующие одноклеточные формы жизни существуют 3.5 миллиарда лет. Уже 3.1 миллиарда лет они могли бы использовать фотосинтез, но геологические данные об окислительном состоянии осадочных отложений железа указывают, что атмосфера Земли приобрела окислительный характер лишь 1.8-1.4 миллиарда лет назад. Многоклеточные формы жизни, которые, по-видимому, зависели от изобилия энергии, возможного только при дыхании кислородом, появились На Земле приблизительно от миллиарда до 700 миллионов лет назад, и именно в то время наметился путь дальнейшей эволюции высших организмов. Наиболее революционным шагом, после зарождения самой жизни, было использование внеземного источника энергии, Солнца. В конечном итоге, именно это превратило жалкие ростки жизни, которые использовали случайно встречающиеся природные молекулы с большой свободной энергией, в огромную силу, способную преобразовать поверхность планеты и даже выйти за её пределы.

В настоящее время учёные придерживаются точки зрения, что зарождение жизни на Земле происходило в восстановительной атмосфере, которая состояла из аммиака, метана, воды и диоксида углерода, но не содержала свободного кислорода.
Первые живые организмы получали энергию, разлагая молекулы небиологического происхождения с большой свободной энергией на меньшие молекулы без их окисления. Предполагается, что на ранней стадии существования Земли она имела восстановительную атмосферу, состоящую из таких газов как водород, метан, вода, аммиак и сероводород, но содержащую очень мало свободного кислорода или вообще его не имевшего. Свободный кислород разрушал бы органические соединения быстрее, чем они могли синтезироваться в результате естественно протекающих процессов (под воздействием электрического разряда, ультрафиолетового излучения, теплоты или естественной радиоактивности). В этих восстановительных условиях органические молекулы, которые образовались небиологическими способами, не могли разрушаться в результате окисления, как это происходит в наше время, а продолжали накапливаться в течении тысячелетий, до тех пор, пока, наконец, не появились компактные локализованные образования из химических веществ, которые можно уже считать живыми организмами.
Появившиеся живые организмы могли поддерживать существование за счёт разрушения естественно образующихся органических соединений, поглощая их энергию. Но если бы это был единственный источник энергии, то жизнь на нашей планете была бы крайне ограниченной. К счастью, около 3 миллиардов лет назад появились важные соединения металлов с порфиринами, и это открыло путь к использованию совершенно нового источника энергии – солнечного света. Первым шагом, который поднял жизнь на Земле над ролью простого потребителя органических соединений, было включение в неё процессов координационной химии.

По-видимому, перестройка явилась побочным следствием появления нового способа запасания энергии – фотосинтеза*, – который давал его обладателям огромное преимущество над простыми ферментативными поглотителями энергии. Организмы, в которых развилось это новое свойство, могли использовать энергию солнечного света для синтеза своих собственных энергоёмких молекул и уже не зависеть от того, что находится среди их окружения. Они стали предшественниками всех зелёных растений.
Сегодня все живые организмы можно подразделить на две категории: те, которые способны изготовлять свою собственную пищу при помощи солнечного света, и те, которые не имеют такой возможности. Скорее всего, и родственные ей бактерии сегодня являются живыми ископаемыми, потомками тех древних способных к ферментации анаэробов, которые отступили в редкие анаэробные области мира, когда атмосфера в целом накопила большие количества свободного кислорода и приобрела окислительный характер. Поскольку организмы второй категории существуют за счёт поедаемых ими организмов первой категории, накопление энергии посредством фотосинтеза является источником движущей силы для всего живущего на Земле.

Общая реакция фотосинтеза в зелёных растениях обратна реакции сгорания глюкозы и проходит с поглощением значительного количества энергии.

6 CO2 + 6 H2 O --> C6 H12 O6 + 6 O2

Вода расщепляется на элементы, что создаёт источник атомов водорода для восстановления углекислого газа в глюкозу, а нежелательный газообразный кислород выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого в высшей степени несамопроизвольного процесса, обеспечивается солнечным светом. В наиболее древних формах бактериального фотосинтеза в качестве источника восстановительного водорода использовалась не вода, а сероводород, органические вещества или сам газообразный водород, но лёгкая доступность воды сделала этот источник наиболее удобным, и в настоящее время он используется всеми водорослями и зелёными растениями. Простейшими организмами, в которых осуществляется фотосинтез с высвобождением кислорода, являются сине-зелёные водоросли. Их правильнее обозначать современным названием цианобактерии, поскольку это, в самом деле бактерии, научившиеся добывать собственную пищу из углекислого газа, воды и солнечного света.

К сожалению, фотосинтез приводит к высвобождению опасного побочного продукта, кислорода. Кислород был не только бесполезен для ранних организмов, он конкурировал с ними, окисляя естественно образующиеся органические соединения прежде, чем они могли быть окислены в процессе метаболизма этими организмами. Кислород представлял собой гораздо более эффективный «пожиратель» энергоёмких соединений, чем живая материя. Ещё хуже было то, что слой озона, который постепенно образовывался из кислорода в верхней части атмосферы, преграждал доступ ультрафиолетовому излучению Солнца и ещё более замедлял естественный синтез органических соединений. Со всех современных точек зрения, появление свободного кислорода в атмосфере представляло собой угрозу для жизни.
Но, как часто случается, жизнь сумела обойти это препятствие и даже обратила его в преимущество. Отходами жизнедеятельности первичных простейших организмов были такие соединения, как молочная кислота и этанол. Эти вещества намного менее энергоёмки по сравнению с сахарами, но они способны высвобождать большое количество энергии, если полностью окисляются до СО2 и Н2 О. В результате эволюции возникли живые организмы, способные «фиксировать» опасный кислород в виде Н2 О и СО2, а взамен получать энергию сгорания того, что прежде было их отходами. Преимущества сжигания пищи с помощью кислорода оказались столь велики, что подавляющее большинство форм жизни – растения и животные – пользуются в настоящее время кислородным дыханием.

Когда появились новые источники энергии, возникла новая проблема, связанная уже не с получением пищи или кислорода, а с транспортировкой кислорода в надлежащее место организма. Малые организмы могли обходиться простой диффузией газов через содержащиеся в них жидкости, но этого недостаточно для многоклеточных существ. Так перед эволюцией возникла очередная преграда.
Выход из тупика в третий раз оказался возможен благодаря процессам координационной химии. Появились такие молекулы, состоящие из железа, порфирина и белка, в которых железо могло связывать молекулу кислорода, не окисляясь при этом. Кислород просто переносится в различные участки организма, чтобы высвободиться при надлежащих условиях – кислотности и недостатке кислорода. Одна из таких молекул, гемоглобин, переносит О2 в крови, а другая, миоглобин, получает и запасает (хранит) кислород в мышечных тканях до тех пор, пока он не понадобится в химических процессах. В результате появления миоглобина и гемоглобина были сняты ограничения на размеры живых организмов. Это привело к появлению разнообразных многоклеточных, и, в конечном итоге, человека.

* Фотосинтез – это процесс преобразования энергии света в энергию химической связи получающихся веществ.

** Метаболизм – расщепление богатых энергией веществ и извлечение их энергии.

Химия как зеркало жизни человека.

Оглянитесь вокруг, и Вы увидите, что жизнь современного человека невозможна без химии. Мы используем химию при производстве пищевых продуктов. Мы передвигаемся на автомобилях, металл, резина и пластик которых сделаны с использованием химических процессов. Мы используем духи, туалетную воду, мыло и дезодоранты, производство которых немыслимо без химии. Есть даже мнение, что самое возвышенное чувство человека, любовь, это набор определённых химических реакций в организме.
Такой подход к рассмотрению роли химии в жизни человека, является, на мой взгляд, упрощённым, и я предлагаю Вам его углубить и расширить, перейдя в совершенно новую плоскость оценки химии и её влияния на человеческое общество.

Относительно недавно человек понял, что сознательное подражание природе в технике может дать великолепный результат. Скопировав крыло птицы, мы создали самолёт. Рассмотрев способ передвижения червя, получили гусеницы трактора. Внимательнее приглядевшись к движениям кожи дельфинов и акул, смогли значительно увеличить скорость торпеды, при её движении в воде. Таких примеров можно привести ещё много, а ещё больше их станет, если мы чаще будем применять этот подход.

А что же химия? Неужели она, являясь на самом деле более «тонкой» и глубокой наукой, по сравнению с механикой макрообъектов, не даст нам никаких намёков и подсказок, рассмотрев которые, человек сделал бы очередной шаг в своём развитии. Оказывается, такие подсказки есть, просто их никто ещё не пытался найти и использовать. И оказалось, что эти подсказки касаются более высокой области, чем даваемые механикой.

Мир людей богат и разнообразен, но всё же поведение каждого человека в отдельности, и устойчивых человеческих групп или общностей, можно свести к определённому набору качеств. И здесь мы можем провести аналогию между атомом и человеком. Действительно, хотя количество различных атомов и ограничено, они могут располагаться в молекулах совершенно различными способами и на самом деле взаимодействовать по-разному, в зависимости от того, с чем приходится вступать в реакцию. Таков и человек.

Теперь дадим сравнение свойств атома (с точки зрения химии) и человека (с точки зрения человеческих взаимоотношений).

Самыми активными являются атомы щелочных металлов. Их отталкивающая защита из электронов мала и слаба, но зато они могут взаимодействовать практически со всеми химическими элементами. Человек такого типа, тоже может прекрасно общаться и уживаться с другими людьми. Но он потеряет при этом свою индивидуальность. Ведь и щелочные металлы не встречаются в чистом виде в природе, а находятся только в виде соединений.

С другой стороны инертные газа создают вокруг себя непреодолимый барьер из восьми электронов, и надо создать особые условия, чтобы заставить их вступить в реакцию. Так и люди. Отгораживаясь от всего мира, человек или общество, теряет способность к изменениям и к развитию, потому что взаимодействие – это взаимное действие. В его процессе изменяются обе стороны.

И наконец, идеал мира химических элементов – углерод. В этом элементе гармонично сочетаются защищённость (4 электрона) и открытость (4 вакансии). Причём распределение электронов может достаточно легко изменяться, не требуя больших энергетических затрат. Углерод способен образовать двойные и тройные связи, взаимодействуя с себе подобными.

В поисках идеала человека мы должны использовать эту информацию. Проявляя в своём поведении разумный компромисс между отстаиванием своих интересов (защита) и учётом мнения оппонента, изменяя слегка свои подходы к решению проблем, как атом углерода в процессе реакций изменяет расположение своих электронов и вакансий, мы продвинемся в деле получения результатов значительно дальше, чем, если бы сохраняли свою позицию неизменной.

С учётом того, что такой подход может быть применён большим количеством людей, то они, как одинаковые атомы углерода, смогут образовать прочные (двойные и тройные) связи. Тоже самое можно сказать и в отношении человеческих общностей (небольших групп, общественных объединений и целых государств).

Развивая эту мысль можно предположить, что наиболее перспективным путём развития человечества является направление, при котором в обществе будет существовать большое разнообразие взглядов и мнений, будет разрешено законом значительное количество способов действия, но большинство людей будет обладать универсальностью, способностью понимать других людей и взаимодействовать с ними, схожей с универсальность атома углерода. При таких условиях жизнь общества будет гармоничной и стабильной.

Пример водорода, в этом вопросе также очень показателен. Сократите сферу своего влияния (или уменьшите область своих запросов) и Вы, подобно атому водорода, сможете взаимодействовать и объединяться со значительно большим числом людей (элементов).

Итак, резюмируя всё выше сказанное, отметим, что химия в жизни человека может стать путеводной звездой для гармоничного развития всего человеческого общества.

Прикладные вопросы влияния химии на развитие жизни человека.

В предыдущей главе мы осветили философский подход к оценке химии в жизни человека. Это был, так сказать общий взгляд. Здесь же мы рассмотрим роль химии и её влияние на жизнь человека с позиций стратегии.

Если принять за главную цель существования человеческой цивилизации её гармоничное и всестороннее развитие, особенно в интеллектуальных вопросах, то встаёт вопрос, что на этом пути может сделать химия. Изучая поведение людей и особенно влияние на их поведение того, чем они питаются, можно сделать однозначное заключение. В натуральной здоровой пище содержатся вещества, которые могут не только повысить физическую отдачу организма, но и стимулировать его мозговую деятельность. Поэтому, применяя такую пищу в нужное время в нужных количествах, мы могли бы ускорить развитие человеческой цивилизации, не затрачивая на это больше ресурсов, чем сейчас. Такой подход является новой социальной инновацией, а, следовательно, роль химии в жизни человека возрастёт еще больше.

Необходимо провести крупномасштабные научные исследования в этой области и применить их результаты в повседневной жизни. Ведь даже такое социальное зло, как алкоголизм можно победить, грамотно используя «пищевой вопрос» в отношении страдающих этим недугом людей.

Скажу даже больше. Применение такого подхода в вопросах питания, находящихся в заключении людей, однозначно способно снизить уровень рецидива преступлений.

Этот же метод можно применить и к планированию рождаемости.

Конечно, в каждой из предложенных областей, мы не должны посягать на свободу выбора человека. Но учитывая, что - мы то, что мы едим – применение вышеупомянутых стратегий является вполне обоснованной альтернативой современным способам.

А теперь о самой, на мой взгляд, решающей старатегии, которую необходимо внедрить. Эта страница является частью сайта посвящённого общей теории взаимодействий, новой альтернативной теории. Химические процессы, да и само строение атомов, в этой теории показаны простым человеческим языком и с применением анимации, сравните это взгляды с теми, которые Вы встречали в учебниках. И сделайте совй выбор. Возможно, он будет не в пользу общей теории взаимодействий, но одно можно сказать точно. Химия предстанет перед Вами как интересная, без разрывов и несоответствий во взглядах, без необоснованных постулатов, наука, в которой нет границ для творчества. Вы можете используя общую теорию взаимодействий понять многие, очень туманно объяснённые вопросы. Причём описания, сделанные мною Вам даже не придётся запоминать, они сами зафиксируются в вашей памяти, потому что просты и непротиворечивы. Правда сдавать на экзамене Вам придётся нечто другое.

Если бы несколько десятилетий назад человеку задали вопрос: «с чем у него ассоциируется слово „химия“ ?», то вероятнее всего, он вспомнил бы колбы, с бурлящей мутной жидкостью внутри, змеевик, из носика которого со свистом вырывается пар и строгого учителя, выводящего на школьной доске замысловатые формулы и уравнения.

Но это было бы несколько десятилетий назад... А в наше время, когда взор человечества простирается от микромира, все больше приоткрывающего нам свои тайны, до, поражающих своим масштабом, глубинных исследований вселенной, химия прочно вошла во все сферы нашей жизни.

Так современные хозяйки уже не представляют домашний быт без тех или иных средств по уходу за одеждой, для мытья посуды, полов, окон, стирки белья. Бытовая химия для современной женщины, как для химика, стала той помощницей, которая экономит ее время, и вместе с тем позволяет поддерживать на высоком уровне чистоту, гигиену, порядок.

А как недооценить значение химии для сельского хозяйства. И не важно, о ком идет речь, будь это большое сельскохозяйственное предприятие, середняк — фермер или бабушка на своем маленьком огородике. Все они имеют в своем арсенале удобрения, средства для борьбы с болезнями растительных культур, а также различными вредителями. Очень важно понимать, что современное сельскохозяйственное производство было бы неэффективным, не имей оно в своем распоряжении тех средств, которые дает ему химия.

Шагая по улице мимо красивых современных зданий, доживающих свой век хрущевок или рязановских, по-советски однотипных девятиэтажек, обратите внимание на окна. Вы увидите, что почти все они изготовлены из металлопластика. А теперь посмотрите чуть выше. Как великолепно смотрится крыша, отделанная керамической или полимерпесочной черепицей, на основе термопласткомпозитных полимеров. Вот и поликарбонатный навес, словно парит над входом в офис. А дорожка, ведущая к нему, изготовлена из материала, представляющего из себя термоусадочный битум на эпоксидной смоле с кальцинированным боксидным наполнителем, что обеспечивает повышенное сцепление на дороге. А еще можно вспомнить отделочные материалы, всевозможные краски, лаки, клеи и многое другое, без чего не обходятся строительные, отделочные и ремонтные работы.

Фармацевтика. В наши дни наблюдается взрывной рост этой отросли. Без участия химии в этом процессе, это было бы невозможно. Именно передовые достижения в этой науке обусловили качественный подъем при производстве новых лекарств.

По достоинству оценивают присутствие химии в нашей жизни автомобилисты. Ведь как нигде, здесь можно увидеть широчайший спектр различных средств, объединенный общим названием — автохимия. Здесь и присадки для двигателя, коробки передач, средства по уходу за лакокрасочным покрытием кузова, антизапотеватель стекол, антидождь, средства по уходу за салоном автомобиля и многое другое.

Раскатистый гул доносится сверху — это современный аэробус чуть приняв крен, заходит на знакомую глиссаду. Где-то внизу скоростной поезд набирает ход. А за тысячи километров от него в бурлящую пучину океана ныряет новейшая подводная лодка. Все это объединяют исследования ученых — химиков в области новейших композиционных материалов с использованием современных нанотехнологий. Именно эти изыскания дают толчок высокотехнологичному производству.