Что химия дает человеку. Роль химии в жизни людей
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Гимназия №16»
По теме:
«Роль химии в жизни человека»
2011
Введение
Для решения многих задач можно
использовать одну из важнейших отраслей
науки и естествознания - химическую
науку. Современная химия развивается
стремительными темпами, плодотворно
сотрудничая с физикой, математикой, биологией
и другими науками. Роль химии в жизни
и развитии общества очень велика. Химия
очень тесно связана с производством материальных
ценностей. Естествознание, в том числе
и химическая наука, начиная с давно известных
положений и законов, и кончая современными
сложными теориями, взаимосвязана с философией.
Колоссальные достижения химической
практики весомо и зримо ощутимы
в нашей повседневной жизни.
Сейчас практически немыслимо остановиться
на этом пути или вернуться назад, отказавшись
от использования знаний об окружающем
мире, которыми человечество уже обладает.
1. Химия в нашей повседневной жизни
Повсюду, куда бы мы ни обратили свой
взор, нас окружают предметы и изделия,
изготовленные из веществ и материалов,
которые получены на химических заводах
и фабриках. Кроме того, в повседневной
жизни, сам того не подозревая, каждый
человек осуществляет химические реакции.
Например, умывание с мылом, стирка с использованием
моющих средств и др. При опускании кусочка
лимона в стакан горячего чая происходит
ослабление окраски – чай здесь выступает
в роли кислотного индикатора. Аналогичное
кислотно-основное взаимодействие проявляется
при смачивании уксусом нарезанной синей
капусты. Хозяйки знают, что капуста при
этом розовеет. Зажигая спичку, замешивая
песок и цемент с водой или гася водой
известь, обжигая кирпич, мы осуществляем
настоящие, а иногда и довольно сложные
химические реакции. Объяснение этих и
других широко распространенных в жизни
человека химических процессов – удел
специалистов.
Приготовление пищи – это тоже
химические процессы. Не зря говорят,
что женщины-химики часто очень
хорошие кулинары. Действительно, приготовление
пищи на кухне иногда напоминает
выполнение органического синтеза в лаборатории.
Только вместо колб и реторт на кухне используют
кастрюли и сковородки, а иногда и автоклавы
в виде скороварок. Не стоит далее перечислять
химические процессы, которые проводит
человек в повседневной жизни. Необходимо
лишь отметить, что в любом живом организме
в огромных количествах осуществляются
различные химические реакции. Процессы
усвоения пищи, дыхания животного и человека
основаны на химических реакциях. В основе
роста маленькой травинки и могучего дерева
также лежат химические реакции.
Химия – это наука, важная часть
естествознания. Строго говоря, наука
не может окружать человека. Его
могут окружать результаты практического
приложения науки. Это уточнение
весьма существенное. В настоящее
время часто можно слышать слова: «химия
испортила природу», «химия загрязнила
водоем и сделала его непригодным для
использования» и т.д. На самом же деле
наука химия здесь вовсе не причем. Люди,
используя результаты науки, плохо оформили
их в технологический процесс, безответственно
отнеслись к требованиям правил безопасности
и к экологически допустимым нормам промышленных
сбросов, неумело и не в меру использовали
удобрения на сельскохозяйственных угодьях
и средства защиты растений от сорняков
и вредителей растений. Любая наука, особенно
естествознание, не может быть хорошей
или плохой. Наука – накопление и систематизация
знаний. Другое дело, как и в каких целях
используются эти знания. Однако это уже
зависит от культуры, квалификации, моральной
ответственности и нравственности людей,
не добывающих, а использующих знания.
2. Химическая промышленность
Химическая промышленность
– комплексная отрасль, определяющая,
наряду с машиностроением, уровень научно-технического
прогресса, обеспечивающая все отрасли
народного хозяйства химическими технологиями
и материалами, в том числе новыми, прогрессивными
и производящая товары массового народного
потребления.
Химическая промышленность объединяет
множество специализированных отраслей,
разнородных по сырью и назначению
выпускаемой продукции, но сходных
по технологии производства.
В состав
современной химической промышленности
России входят следующие отрасли.
Отрасли химической промышленности:
-
горно-химическая (добыча и обогащение
химического минерального сырья – фосфоритов,
апатитов, калийных и поваренных солей,
серного колчедана);
основная (неорганическая) химия (производство неорганических кислот, минеральных солей, щелочей, удобрений, химических кормовых средств, хлора, аммиака, кальцинированной и каустической соды);
органическая химия:
-
производство синтетических красителей;
-
производство синтетических смол и пластических масс;
производство искусственных и синтетических волокон и нитей;
-
производство химических реактивов, особо чистых веществ
и катализаторов;
-
фотохимическая (производство фотокинопленки,
магнитных лент и других фотоматериалов);
-
лакокрасочная (получение белил, красок,
лаков, эмалей, нитроэмалей и т.п.);
-
химико-фармацевтическая
- производство химических средств защиты растений.
7. производство товаров бытовой химии;
-
производство пластмассовых изделий, стекловолокнистых материалов, стеклопластиков и изделий из них.
Экономические районы страны, в которых
сложились наиболее крупные комплексы
химической промышленности:
Центральный район – полимерная
химия (производство пластмасс и изделий
из них, синтетического каучука, шин и
резинотехнических изделий, химического
волокна), производство красителей и лаков,
азотных и фосфорных удобрений, серной
кислоты;
Уральский район – производство
азотных, фосфорных и калийных удобрений,
соды, серы, серной кислоты, полимерная
химия (производство синтетического спирта,
синтетического каучука, пластмасс из
нефти и попутных газов);
Северо-Западный район – производство
фосфорных удобрений, серной кислоты,
полимерная химия (производство синтетических
смол, пластмасс, химического волокна);
Поволжье – нефтехимическое производство
(органический синтез), производство полимерной
продукции (синтетического каучука, химического
волокна);
Северный Кавказ – производство
азотных удобрений, органического синтеза,
синтетических смол и пластмасс;
Сибирь (Западная и Восточная) – химия
органического синтеза, азотная промышленность
на коксовом газе, производство полимерной
химии (пластмасс, химического волокна,
синтетического каучука), шинное производство.
3. Химия и здоровье человека
Живая клетка это настоящее царство
больших и малых молекул, которые непрерывно
взаимодействуют, образуются и распадаются...
В организме человека реализуется около
100 000 процессов, причем каждый из них представляет
собой совокупность различных химических
превращений. В одной клетке организма
может происходить примерно 2000 реакций.
Все эти процессы осуществляются при помощи
сравнительно небольшого числа соединений.
Большая часть болезней обусловлена отклонением
концентраций какого-либо вещества от
нормы. Это связано с тем, что огромное
число химических превращений внутри
живой клетки происходит в несколько этапов,
и многие вещества важны клетке не сами
по себе, они являются лишь посредниками
в цепи сложных реакций; но, если нарушается
какое-то звено, то вся цепь в результате
часто перестает выполнять свою передаточную
функцию; останавливается нормальная
работа клетки по синтезу необходимых
веществ.
Фармакология - это наука
о лекарственных средствах, действии
различных химических соединений на
живые организмы, о способах введения
лекарств в организмы и о взаимодействии
лекарств между собой. Молекулярная
фармакология изучает поведение молекул
лекарственных веществ внутри клетки,
транспорт этих молекул через мембраны
и т.д. Человек начал применять лекарственные
вещества очень давно, несколько тысяч
лет назад. Древняя медицина практически
полностью основывалась на лекарственных
растениях, и этот подход сохранил свою
привлекательность до наших дней. Множество
современных лекарственных препаратов
содержат вещества растительного происхождения
или химически синтезированные соединения,
идентичные тем, которые можно обнаружить
в лекарственных растениях. Один из самых
ранних из дошедших до нас трактат о лекарственных
средствах был написан древнегреческим
врачом Гиппократом в IV веке до нашей эры.
4. Химия и проблемы продовольствия и экологии
Население нашей
планеты растёт. По прогнозам
Организации объединенных наций
к 2050г. оно составит около 7 млрд.
человек и будет, естественно,
увеличиваться в последующие десятилетия.
Это значит, что уже сейчас необходимо
задуматься над тем, как обеспечить
население Земли питанием
в будущем. Расчёты учёных приводят
к выводу, что проблема будет решена,
если за ближайшие 40 - 50 лет мировое
производство продуктов питания
возрастёт в 3 - 4 раза. Подобный прирост
может быть осуществлён только в том
случае, если произойдёт "зелёная революция"
- резкий подъём сельского
хозяйства, прежде всего в развивающихся
странах, на базе внедрения
всех достижений
современной науки,
в том числе химии.
Есть ли основания
верить в возможность такой "зелёной
революции"? Учёные отвечают на этот
вопрос определённо: да, можно. Модернизированное
сельское хозяйство с помощью своих могучих
союзниц - химии и биологии -
без труда может прокормить более 7
млрд. человек.
В решении
продовольственной проблемы
в глобальном масштабе основной
акцент делается на увеличение производства
растительной и животной пищи
естественного происхождения. Увеличение
же объёма производства
пищи естественного производства,
по мнению специалистов, будет
в ближайшем будущем достигаться за счёт
создания благоприятных условий для
размножения и роста растений и животных.
Сюда относится в первую
очередь применение удобрений,
а затем стимуляторов
роста, искусственных кормов
для сельскохозяйственных животных,
средств защиты растений
и животных, введение в практику
питания новых продуктов, добытых в океане,
и т. д.
Большие
потери урожая связанны
с вредителями и
болезнями сельскохозяйственных растений.
Гибнет примерно одна треть
урожая. Если отказаться от применения
химических средств защиты растений,
то эта доля удвоится. Для 3 тыс.
видов культурных растений известно
около 30 тыс. возбудителей болезней!
Из них более 25 тыс. - грибы, около
600 - нематоды (черви), более 200 - бактерии,
около 300 - вирусы.
В результате заболеваний
растений люди теряют 10 - 15%
урожая ещё до того, как он собран. Совместное
же воздействие болезней,
вредителей и сорняков отнимают от
урожая от 25 до 40%. Цифра не малая,
но и это ещё не всё. От 5 до 25% продукции
сельского хозяйства теряется
при перевозке и хранении. В результате
суммарные потери урожая, до того как
он попадёт к потребителю, составляют
в разных странах около 40
до 50%. Есть над чем призадуматься
специалистам по борьбе
с вредителями и болезнями
сельскохозяйственных культур.
В животноводстве
приобретают всё большее
значение искусственные, производимые на специальных
заводах корма. Для увеличения
массы домашний скот должен в остаточном
количестве снабжаться сырьём.
Это может быть растительный белок,
рыбная мука и т. д. Однако
при расширении масштабов животноводства
и увеличении спроса на его продукцию
этих источников белка может не
хватать, поэтому химики совместно
с биологами давно уже начали
искать пути замены таких кормов. И
придуманы хорошие заменители натуральных
кормов.
Научно-технический
прогресс, дающий человеку много
благ, одновременно оказывает и отрицательное
влияние на окружающую природу.
В промышленно
развитых стран на одного
жителя ежегодно в атмосферу попадает до 150 -200 кг пыли, золы
и других промышленных выбросов. За
сутки промышленность мира сбрасывает
более 100 млн. кубических метров сточных
вод.
Мощным источником
загрязнения атмосферы являются
все виды транспорта, работающие на тепловых
двигателях. Выбрасываемые ими
вещества в целом идентичны
газообразным отходам промышленного
происхождения. С выхлопными газами
автомобилей в воздух попадают
оксиды углерода, азота, серы,
альдегиды, несгоревшие углеводороды,
а также продукты, содержащие
хлор, бор, фосфор и
свинец. Загрязняют атмосферу
дизельные двигатели автомобильного,
водного и железнодорожного транспорта.
Вредное воздействие
на гидросферу оказывают продукты
нефтихимических предприятий, сырая
нефть, перевозимая
танкерами. Исследования Атлантического
океана и шельфовых вод Европы и Северной
Америки показывают, что уровень загрязнения
в открытом океане в 2 - 3
раза меньше, чем в прибрежных
водах, где плёнка из нефти держится более
продолжительное время. 1 тонна нефти
способна покрыть тонкой плёнкой
поверхность водного массива площадью
1200 гектар.
Кроме того, в
различных отраслях промышленности
используется громадное количество новых соединений,
отсутствующих в природе.
Ежегодно их синтезируется в мире
более 250 тысяч, из них около 300 находят
промышленное применение и могут
попасть в окружающую среду.
По данным Всемирной организации
здравоохранения, среди химических
соединений, используемых в промышленном
масштабе, примерно 40 тыс.
вредны для человека. Процесс
загрязнения окружающей среды несвойственной
ей веществами, раньше носивший локальный
характер, в последнее время принял глобальные
масштабы. Особенно загрязнение среды
такими несвойственными биосфере элементами,
как свинец, ртуть, кадмий. Мощность
техногенного воздействия на живую
природу достигла такой величины,
что возникла опасность необратимых
изменений за счёт нарушения
слагавшихся в течение миллионов
лет природных динамических
равновесий. Даже загрязнение
среды такими характерными для
природных круговоротов веществами, как
нитраты, соли аммония, фосфаты,
достигло на значительных участках
земной поверхности концентраций,
при которых природные механизмы
оказываются недостаточными для плавного
включения этих веществ в круговорот.
В результате, например, во многих
крупных водоёмах земного шара произошло
резкое изменение в экосистемах,
что привело к большому обеднению
видами живых организмов.
Какой же
выход видит наука, в частности
химия, из создавшегося экологического кризиса? Ведь
химизация промышленного и сельского
хозяйства не означает разрушения всего
живого, а, наоборот, предлагает
пути решения проблем современности.
Прежде все
и т.д.................
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
Химия играет огромную роль в жизни каждого из нас. Химические процессы окружают людей, заполняя человеческое существование смыслом. Химия вокруг нас во всем: начиная с обычных действий, как приготовление обеда и заканчивая важнейшими процессами, которые происходят в человеческом организме. Благодаря химии осуществляются важнейшие миссии, как спасение от смерти, благодаря созданию вакцин и медикаментов. Эта наука никого не оставит равнодушным, ведь она полна интереснейших открытий и экспериментов.
Бытовые действия, которые мы совершаем каждый день, не возможны без химических процессов. Давайте задумаемся. Когда вы зажигаете спичку, то происходит сложный процесс химии. А какие средства вы используете для личной гигиены? Мыло, которое создает пену после взаимодействия с водой. Или порошок для стирки белья, который дает такую же реакцию. А,теперь, налейте себе горячий чай, добавьте лимон и посмотрите, что произойдет. Цвет чая станет слабее, под воздействием кислотного индикатора. Все это химические процессы, о которых человек не задумывается, потому что привыкает к ним с детства и не придает значение тому, как они происходят. Если бы на земле не происходили определенные процессы, которые имели место до зарождения жизни, то, естественно, человечества бы просто не было. То как мы усваиваем и перерабатываем еду, то как дышим построено на химических процессах.
Химия играет важнейшую роль в медицине. Она может нести, как полезное действие, так и губительное. Все знают, что большинство медикаментов разрабатываются, благодаря химии. Они помогают человеку укрепить иммунитет и справиться с болезнью. Но так же с помощью химических процессов создаются токсические яды, которые наносят огромный вред здоровью и жизни человека.
Еще с древних времен, особый интерес к химии, проявлялся у людей любопытных, а так же желающих наживы. Первой категории хотелось открытий, ими двигала любовь к науке, а вторая категория желала создать ценные вещи, которые принесут им богатство.
Одним из самых дорогих веществ является золото. После него следуют остальные металлы. Первыми и актуальными на сегодняшний день направлениями развития химии, являются добыча и переработка руды, для того чтобы получить ценные металлы. Так же древними производствами можно назвать, переработку нефти, производство керамики. Из нефти производится огромное количество веществ и она показывает большое значение химических процессов. Лакокрасочная промышленность имеет свое основание благодаря химии. Так же в строительстве широко используются материалы, созданные с помощью химических процессов. Качество становится все лучше, и тем самым химия укрепляет свои позиции в необходимости человеку.
Химия-это древняя наука, которая является постоянным спутником в жизни человека. Посмотрите вокруг и вы увидите, сколько химических процессов происходит каждый день. Относитесь к ней с уважением, ведь без химии наша жизнь была бы невозможной.
Доклад 2
Химия, как наука зародилась еще в 16-17 веках. К ранним основополагающим открытиям относят обнаружение Кислорода А.Лавуазье, разработку атомной теории Д.Дальтона, соединение атомов в молекулы А.Авогадро.
Химия – это наука о простых и сложных превращениях веществ, их строении, изменении в разных условиях, о закономерностях, протекающих реакций.
Это знание дает большие возможности в улучшении многих сфер человеческой жизни, а также познание окружающего мира.
Химия в организме человека. Ежедневно мы сталкиваемся с химическими процессами. Химия не только вокруг нас, но и внутри. Организм человека состоит из органических и неорганических элементов. К органическим относятся углеводы, липиды, белки. Каждый из данных веществ делится на молекулы. Также органические вещества включают в себя витамины, гормоны, аминокислоты и другие.
Неорганические соединения – это вода и соли. Их главная роль заключается в ускорении химических процессов. Чем он быстрее, тем больше пользы получает организм. Более 60% человека составляет вода. Все реакции происходят именно в водной среде. Она хорошо растворяет поступающие минералы и доставляет их к органам.
Роль химии в жизни общества. Понимание химических соединений позволило обществу сформировать новое представление о мире. В комплексе с другими науками, такими, как физика, биология, химия делает большой скачек в развитии и дает новый уровень качеству жизни.
Много веков назад люди не могли представить, что эта наука глобально изменит окружающую среду. С помощью химии человечество приобрело:
- Важнейшие продукты химии: кислоты, щелочи, соли.
- Энергию химических реакция для использования в энергетической сфере.
- Развитие отраслей промышленности: металлургия, машиностроение.
- Развитие фармацевтической промышленности.
- Усовершенствование сельского хозяйства.
- Возникновение смежных наук: биохимии, геохимии, агрохимии.
Вред химии. Химия – это несомненное достижение цивилизации, но недостаточные знания в области химии приводит к разрушительным последствиям.
Бытовые и косметические средства, которые использует человек каждый день, конечно облегчают наш уход за собой и домом. Но чрезмерное или неправильное их употребление может привести болезням. Например: аллергия, поражение слизистых оболочек, центральной нервной системы.
Глобальный вред от химических процессов – это загрязнение грунта, атмосферного слоя и воды промышленными заводами. На данный момент разрабатываются программы по спасению нашей планеты. Это станет возможно с внедрением перерабатывающих технологий.
- Жизнь и творчество Ивана Шмелёва
Иван Сергеевич Шмелев (1873-1950 гг.) относится к ярким представителям русской литературы, придерживающихся консервативно-христианского направления в развитии словесности.
- Морской конек - сообщение доклад
Морской конек – представитель класса лучеперых рыб, принадлежащего к семейству игловых. Род насчитывает около 54 видов, размеры морских коньков варьируются от 2 до 30 см.
- Доклад Наполеон Бонапарт сообщение
Наполеон Бонапарт был первым консулом Французской Республики, а также императором Франции. Гениальный полководец и необыкновенный человек, обладавший обаянием и умом, навсегда остался в истории и дал имя целой эпохе.
- Доклад Вороний глаз (2, 3 класс окружающий мир) сообщение
В смешанных и хвойных лесах умеренного климатического пояса встречается удивительное растение с необычным названием – вороний глаз. Оно растет в тени деревьев, вдали от солнечных лучей.
Врач - одна из самых древних профессий в мире. Эта профессия будет востребована всегда, в любые времена. Если раньше в древности, врачи лечили уже непосредственно больного человека
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 CO 2 + 6 H 2 O --> C 6 H 12 O 6 + 6 O 2
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 СО 2
и Н 2
О. В результате эволюции возникли живые организмы, способные «фиксировать» опасный кислород в виде Н 2
О и СО 2
, 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 О 2
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.
«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
