Химия в повседневной жизни общества. Роль химии в жизни общества

Презентация по химии ученицы 8 «А» Федотовой Елизаветы на тему: «Роль химии в жизни людей»

Химия в жизни человека очень важна, потому что эти процессы окружают нас повсюду: начиная от приготовления пищи и заканчивая биологическими процессами в организме. Достижения в этой области знаний приносили человечеству и ущерб (создание оружия массового поражения), и дарили спасение от смерти (разработка медикаментов от заболеваний, выращивание искусственных органов и т.п.). Знание этой науки необходимо: столько противоречивых открытий не происходило ни в какой другой области знаний.

Быт Химические процессы: когда поджигаем спичку; соблюдение личной гигиены, когда человек использует мыло, которое пенится при взаимодействии с водой; стирка с применением порошков, ополаскивателей для смягчения белья; когда человек пьет чай с лимоном, окраска напитка ослабевает; когда люди делают ремонт и замешивают цемент, обжигают кирпич, гасят водой известь. Происходят сложнейшие химические процессы, о которых в повседневной жизни мы не задумываемся, но без них не обошелся бы ни один человек.

Медицина С помощью смешения веществ получаются медикаменты, а когда они вступают в реакцию с клетками организма, наступает выздоровление. Химия может играть как созидательную роль в медицине, так и разрушительную, ведь создаются не только лекарства, но и яды – токсические вещества, наносящие вред здоровью человека. Существуют такие виды токсических веществ: вредные; раздражающие; агрессивные; канцерогенные.

Биологическая сторона жизнедеятельности Усвоение пищи, дыхание человека и животного основано именно на химических реакциях. Фотосинтез, без которого люди не смогут жить, тоже сопровождается химическими процессами. Некоторые ученые считают, что зарождение жизни на нашей планете происходило в среде, состоящей из диоксида углерода, аммиака, воды и метана, и первые организмы получали энергию для жизни, разлагая молекулы без окисления. Это простейшие химические реакции, сопровождающие зарождение жизни на Земле.

Производство Еще в древности были распространены ремесла, в основе которых лежали химические процессы: например, создание керамики, обработка металла, использование естественных красителей. Сегодня нефтехимическая и химическая промышленность – одни из самых значимых отраслей экономики, и химические процессы и знания о них играют немаловажную роль в обществе. От человечества зависит, как их использовать – в созидательных или разрушительных целях, ведь среди разнообразия химических веществ можно встретить и опасные для человека (взрывоопасные, окисляющие, воспламеняющиеся и т.д.). Химия в жизни человека – это и панацея от заболеваний, и оружие, и экономика, и приготовление пищи, и, конечно же, сама жизнь.

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.

Мы полностью состоим из химических реакций. Мы люди. Все живое состоит из химических реакции. Все что есть на Земле появилось в результате различных химических реакций.

Химия в нашей стране служит одним из мощных средств построения общества. Мощный химической промышленности, непрерывно растет и развивается требуется пополнение кадров высококвалифицированных химиков. Химию широко применяют в в сих отраслях промышленности.

Химия делает существенный вклад в создание различных материалов: металлических и неметаллических.

Во все времена химия служит человеку в его практической деятельности. Еще в древности возникли ремесла, в основе которых лежали химические процессы: получение металла, стекла, керамики, красителей. Большую роль играет химия в современной промышленности. Химическая и нефтехимическая промышленность являются важнейшими отраслями, без которых невозможно функционирование экономики. Среди важнейших продуктов химии следует назвать кислоты, щелочи, слои, минеральные удобрения, растворители, масла, пластмассы, каучуки и резины, синтетические волокна и многое другое. В настоящее время химическая промышленность выпускает несколько десятков тысяч наименований продукции. Исключительно важную роль играют химические продукты и процессы в энергетике, которая использует энергию химических реакций. Для энергетических целей используются многие продукты переработки нефти(бензин, керосин, мазут), каменный и бурый уголь, сланц и торф. В связи с уменьшением природных запасов нефти вырабатывается синтетическое топливо путем химической переработки различного природного сырья и отходов производства. Развитие многих отраслей промышленности связано с химией: металлургия, машиностроение, транспорт, промышленность строительных материалов, электроника, легкая, пищевая промышленность- вот неполный список отраслей экономики, широко использующих химические продукты и процессы. Во многих отраслях применяются химические методы, например, катализ(ускорение процессов), химическая обработка металлов, защита металлов от коррозии, очистка воды. Большую роль играет химия в развитии фармацевтической промышленности. Если есть химия, многие люди будут живы. И все это только благодаря химии. Роль химии в жизни современного человека трудно переоценить. Без неё немыслима ни медицина, ни косметология, ни кулинария, ни наш повседневный быт. Все крутится вокруг неё - химии.

Но есть и плохие второны химии:
1) химические вещества могут быть опасными:
взрывоопасные;
окисляющие;
чрезвычайно воспламеняющиеся;
воспламеняющиеся.
2)биалогическая опасность - хим. в-ва токсичные;
вредные;
агрессивные;
раздражающие;
канцерогенные;
мутагенные;
тератогенные.

Выбери из этого

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.

Значение химии в современном обществе

Химические знания — это мощная сила в руках человечества. Знание свойств химических веществ и способов их получения не только позволяет изучать и понимать природу, но и получать новые, еще неизвестные вещества, предполагать существование веществ с необходимыми свойствами.

Но химия также может представлять опасность для человека и окружающей среды. Известный писатель-фантаст и ученый-химик Айзек Азимов писал: «Химия — это смерть, упакованная в банки и коробки». И сказанное справедливо не только для химии, но и для электричества, радиоэлектроники, транспорта. Мы не можем жить без электричества, но оголенный провод смертельно опасен, автомобили помогают нам передвигаться, но под их колесами часто гибнут люди. Использование человечеством достижений современной науки и техники, в том числе и химии, требует глубоких знаний и высокой общей культуры.

Только ответственное, рациональное природопользование может стать залогом устойчивого развития нашей цивилизации!

Химия в повседневной жизни

Без химии невозможно представить современный быт людей. И не только опосредованно, через использование пищи, одежды, обуви, топлива, жилья, но и непосредственно, через использование стеклянных, пластмассовых, фарфоровых и фаянсовых изделий, лекарственных препаратов, средств для дезинфекции, косметических изделий, различных клеев, лаков, красок, пищевых добавок и т. п.

Окончательно вошли в наш быт различные моющие средства. Но кроме мыла и шампуней мы используем много других средств, в частности отбеливателей. Действие большинства из них основано на свойствах хлорсодержащих соединений, являющихся сильными окислителями. На некоторых средствах указывают «Не содержат Хлора». Такие средства содержат другие сильные окислители, например натрий перборат NaBO 2 . H 2 O 2 . 3H 2 O или натрий перкарбонат Na 2 CO 3 . 1,5H 2 O 2 . H 2 O. Жесткая вода может вызвать повреждение стиральных машин, поэтому мы используем средства для ее смягчения.

Создание новых материалов

Создание новых материалов — необходимость современной жизни. Материалы с новыми, улучшенными свойствами должны заменить устаревшие. Новых материалов требуют и высокотехнологичные отрасли: космическая и атомная техника, электроника. Для практических потребностей необходимы металлы, полимеры, керамика, красители, волокна и многое другое.

Особое место среди новых материалов занимают композиты. По многим свойствам — прочности, вязкости — композиты значительно превышают традиционные материалы, благодаря чему потребности общества в них постоянно растут. На создание композитов тратится все больше ресурсов, а главными потребителями композитов сегодня являются автомобильная и космическая отрасли (рис. 40.1).

Биоматериалы

С развитием медицины возникла потребность в замене органов и тканей в организме человека. Материалы, которые можно использовать для изготовления различных имплантов, создают в химических лабораториях. Металлические протезы просты в изготовлении, очень прочны, химически инертны и относительно дешевы. Главным недостатком металлов является то, что они подвергаются коррозии, из-за которой снижается механическая прочность, а организм отравляют ионы металлических элементов. Достаточно перспективными для изготовления имплантов являются сплавы титана (например, Ti-Al-V). Они прочные, относительно легкие и устойчивые к коррозии.

Сегодня все больше используют керамические биоимпланты. Керамика — замечательный биоматериал: она прочная, не поддается коррозии. Кроме того, керамика не стирается, что важно для искусственных суставов, а также характеризуется биосовместимостью.

Рис. 40.1. Использование композитных материалов: углеродную ткань (углеволокно) (а) используют для армирования деталей велосипедов и автомобилей, из стеклопластика изготавливают корпуса байдарок и небольших лодок (б) и даже целые дома (в)

Рис. 40.2. Современные биоматериалы используют для изготовления искусственных суставов и многофункциональных протезов конечностей

Рациональное использование природного сырья

Природа кажется неисчерпаемой кладовой, из которой человечество берет необходимое сырье. За последние 20 лет полезных ископаемых было потреблено больше, чем за всю историю человечества. В мире ежегодно добывают и перерабатывают около 100 млрд тонн горных пород. Многие сырьевые источники уже истощены, поэтому остро стоит сырьевая проблема. Уже сегодня многие страны испытывают недостаток в отдельных природных ресурсах. В Украине, например, не хватает нефти и природного газа.

Комплексное использование сырья и отходов — основа комбинированных производств (разных химических, химических с металлургическими и др.). Необходимо внедрять безотходные технологии, т. е. такие производственные процессы, при которых отходы одного производства становятся сырьем (реагентами) для другого.

Неисчерпаемым источником сырья являются промышленные и бытовые отходы. Задача химиков состоит в разработке методов эффективного использования таких отходов. Применение вторичного сырья дает возможность экономить природные сырье и энергию, а также снизить себестоимость продукта, поскольку расходы ресурсов в 2-3 раза (а по некоторым видам до 6 раз) меньше, чем производство из первичного сырья. Например, выплавка стали из металлолома требует в 6-7 раз меньше энергетических затрат и в 25 раз дешевле, чем получение стали из руды.

Ключевая идея

Химия вошла во все сферы жизни и деятельности человечества. В повседневной жизни мы используем много продуктов химической промышленности. Химия позволяет создавать новые материалы, не существующие в природе.

Контрольные вопросы

486. Назовите продукты химических производств, которые вы используете в повседневной жизни.

487. Приведите примеры неблагоприятного влияния химических веществ и технологий на окружающую среду или человека.

488. Опишите, какой была бы ваша жизнь, если бы в ней не было продуктов химического производства.

489. Охарактеризуйте роль химии в создании новых материалов, в решении энергетической и сырьевой проблем.

Задания для усвоения материала

490*. Узнайте у взрослых, есть ли в вашем городе, поселке, области химические предприятия. Какие? Что они производят? Как они влияют на окружающую среду? Может ли человек отказаться от продуктов этих производств? Ответ обоснуйте.

491* Найдите в дополнительных источниках информацию о принципах рационального природопользования и значении химии в реализации этих принципов.

Это материал учебника