Роль химии в промышленности и сельском хозяйстве кратко

Обновлено: 30.06.2024

Химизация сельского хозяйства — это внедрение продукции химической промышленности в сельскохозяйственное производство с целью повышения его эффективности. К таким продуктам химической промышленности относят: минеральные удобрения, пестициды, химические мелиоранты, искусственные субстраты и полимерные плёнки в технологиях защищённого грунта, кормовые добавки и ветеринарные препараты в животноводстве, консерванты для сохранности продуктов питания.

Минеральные удобрения и химические мелиоранты

Минеральные удобрения и химические мелиоранты используют для повышения плодородия почв и улучшения качества сельскохозяйственной продукции.

Минеральные удобрения — это химические соединения, содержащие необходимые для питания растений химические элементы. Как вы уже знаете из материала § 40, чаще всего растения испытывают недостаток таких биологически значимых элементов, как азот, калий и фосфор, который восполняется азотными, калийными и фосфорными простыми или комплексными удобрениями. Кроме этого, высока потребность растений в кальции, магнии, сере, железе. Их, как и азот, калий, фосфор, относят к макроэлементам.

В гораздо меньших количествах растения испытывают потребность в таких элементах, как Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Na, Mo, В и I. Менее востребованы также Na, Si, Se, Cl, Ni и др. Их называют микроэлементами. Они усиливают иммунитет растений, препятствуют возникновению заболеваний, ускоряют ряд биохимических реакций.

Для улучшения кислотно-основных свойств почв проводят их химическую мелиорацию — внесение веществ, регулирующих рН. Такая необходимость обусловлена тем, что подавляющее большинство сельскохозяйственных культур способно хорошо развиваться и плодоносить лишь в почвах с нейтральной или близкой к нейтральной среде. При выращивании на кислых почвах снижается усвоение растениями азота, фосфора, калия и других элементов, затрудняется развитие корневой системы и обмен веществ в корнях, подавляется жизнедеятельность полезных микроорганизмов.

Для устранения избыточной кислотности почв вносят мелиоранты. Понизить кислотность почвы, то есть повысить её рН, можно внесением в неё гидроксида кальция, называемого гашёной известью, или пушонкой, доломита CaMg(CO₃)₂, цементной пыли, молотого мела или известняка (CaCO₃), древесной золы (CaCO₃, CaSiO₃, K₃PO₄, Na₃PO₄).

Например, нерастворимый карбонат кальция под влиянием содержащегося в почве СО₂ постепенно переходит в растворимый Са(НСО₃)₂:

Образующиеся гидрокарбонат-ионы нейтрализуют кислую среду:

Химические средства защиты растений

Совместное воздействие болезней, вредителей и сорняков приводит к потере урожая. К возбудителям болезней растений относятся грибы, нематоды (черви), бактерии и вирусы.

Пестициды — это большая группа химических веществ, которые используют для защиты растений. Современные пестициды представляют собой сложные органические вещества. Они обладают токсическими свойствами по отношению к бактериям, грибам, вредным насекомым, некоторым видам сорных растений и теплокровным животным. К пестицидам относят также и вещества, вызывающие желательные для человека изменения в культивируемом растении: регуляторы роста, дефолианты.

Регуляторы роста используют для подавления роста нежелательных в сельском хозяйстве растений и насекомых.

Фунгициды — химические вещества для борьбы с грибковыми болезнями растений. Как вы уже знаете, кристаллогидраты сульфатов меди(II) и железа(II) применяют для обработки растений, древесины с целью защиты от грибковых заболеваний.

Надо помнить, что многие химические средства защиты растений — это токсичные вещества, ядохимикаты. В той или иной мере они могут причинить ущерб окружающей среде и здоровью человека. Поэтому использовать их следует очень осторожно: с водой и пищей они могут попасть в организм человека и сельскохозяйственных животных. Однако совсем отказаться от них нельзя, так как их использование позволяет обеспечить продовольствием и другими продуктами постоянно возрастающее население нашей планеты. Для безопасности человека и охраны природных объектов должен быть налажен контроль за содержанием и накоплением химических средств защиты растений в окружающей среде и в пищевых продуктах.

Инсектициды — химические препараты, предназначенные для уничтожения вредных насекомых и защиты от них растений, человека и животных.

Феромоны — практически безвредные для людей пестициды. Это, выделяемые животными, насекомыми, иногда растениями летучие вещества, которые обеспечивают коммуникацию между особями одного вида. Они модифицируют поведение, физиологическое или эмоциональное состояние других особей того же вида. В отличие от инсектицидов не оказывают токсичного воздействия на животных и окружающую среду. Феромоны, приманивающие насекомых, позволяют уничтожать значительное количество вредителей. Многие феромоны насекомых учёные научились синтезировать искусственно.

Дезинфицирующие препараты

Чистота — залог здоровья как человека, так и домашних животных. Поэтому химики разработали химические средства для дезинфекции помещений, в которых находятся животные, кормушек, поилок и других средств ухода за животными, молочного оборудования, транспорта для перевозки животных и т. д.

К таким средствам относятся: хлорная известь — смесь Са(СlO)₂, СаСl₂, Са(ОН)₂; гипохлорит натрия (NaClO); гашёная известь (Са(ОН)₂; кальцинированная сода (Na₂CО₃); каустическая сода (NaOH); формалин (СН₂О); питьевая сода (NaHCО₃); перманганат калия (KMnO₄); фенол (С₆H₅OH).

Кормовые добавки

Качественные, сбалансированные по всем питательным компонентам корма необходимы для получения высоких производительных показателей сельскохозяйственных животных. Чтобы получить такой корм, нужно использовать большое количество разнообразных компонентов. Особенно трудно сбалансировать готовый корм по содержанию витаминов, минералов и незаменимых аминокислот. Оптимальным решением является балансирование корма с помощью премиксов.

Премиксы — это витаминно-минеральные добавки к комбикорму, которые содержат все необходимые для организма животных витамины, микро- и макроэлементы. Помимо биологически активных веществ, премиксы включают наполнитель — отруби, дроблёное зерно или продукты его переработки, жмых, кормовые дрожжи и тому подобное. Качественный и количественный состав кормовых добавок регулируют в зависимости от вида животных, их породы, возраста, местного сырья для наполнителя.

Химизация сельского хозяйства — это внедрение продукции химической промышленности в сельскохозяйственное производство с целью повышения его эффективности.

В сельском хозяйстве широко используют минеральные удобрения, кормовые добавки, пестициды (инсектициды, феромоны, фунгициды, гербициды и др.), дезинфицирующие препараты.

Вопросы, задачи, задания

1. Приведите три примера химических веществ, которые используются в средствах ухода за животными и растениями в вашей семье.

2. Объясните необходимость и назовите средства борьбы с повышенной кислотностью почвы. Предложите способ определения кислотности почвы.

3. Объясните, на чём основано дезинфицирующее действие хлорной извести, перманганата калия, гидроксида натрия.

4. Ежегодно во всём мире вместе с урожаем с полей уносится больше 3 млн тонн фосфора. Рассчитайте, сколько тонн фосфорсодержащей руды надо переработать, чтобы восполнить потери фосфора. Содержание фосфора в руде по Р₂О₅ примите равным 41 %. Потери при переработке руды не учитывайте.

6. Для эффективной борьбы с паршой яблони используют бордоскую жидкость (смесь медного купороса и свежегашёной извести в массовом соотношении 1 : 0,75 ). Нормы её расхода по медному купоросу составляют 20 кг/га яблоневого сада. Рассчитайте массу компонентов для приготовления бордоской жидкости с целью обработки 2 га яблоневого сада. Можно ли готовить бордоскую жидкость в баках:

а) из алюминия;
б) из оцинкованной жести?

7. Общепринято, что содержание питательного элемента в азотных удобрениях пересчитывают на элементарный азот, в фосфорных — на Р₂О₅, в калийных — на K₂O. Оцените в процентах содержание питательных элементов в чистых:

а) хлориде калия;
б) фосфате аммония;
в) калиевой селитре.

8. В каком массовом соотношении следует использовать азотные удобрения (NH₄NO₃, (NH₂)₂CO, KNO₃), чтобы содержание в них азота было одинаковым?

9. Эффективным способом повышения урожайности различных культур является использование комплексных удобрений, содержащих два или три питательных элемента. Рассчитайте, в каком массовом соотношении требуется смешать аммиачную селитру (NH₄NO₃), двойной суперфосфат ( Ca(H₂PO₄)₂ · H₂O ) и хлористый калий (KCl), чтобы в смешанном удобрении соотношение масс питательных элементов составляло: m(N) : m(P₂O₅) : m(K₂O) = 1 : 2 : 2. В каком массовом соотношении надо смешать аммофос (NH₄H₂PO₄), карбамид ((NH₂)₂CO) и хлористый калий KCl, чтобы соотношение питательных элементов осталось тем же?

10. Бор, молибден и марганец являются микроэлементами, необходимыми для питания растений. Их содержание (по массе) в выпускаемом промышленностью суперфосфате (Ca(H₂PO₄)₂ · H₂O) составляет: 0,2 % B, 0,13 Mo %, 1,5 % Mn. Рассчитайте массы H₃BO₃, (NH₄)₂MoO₄, MnSO₄ · 5H₂O, которые необходимо внести в 500 кг суперфосфата для получения указанного содержания в нём микроэлементов.

___
Сельское хозяйство и химия.
Исключительно большое значение химия имеет в сельском хозяйстве, которое использует минеральные удобрения, средства защиты растений от вредителей, регуляторы роста растений, химические добавки и консерванты к кормам для животных и другие продукты. Использование химических методов в сельском хозяйстве привело к возникновению ряда смежных наук, например, агрохимии и биотехнологии, достижения которых в настоящее время широко применяются в производстве сельскохозяйственной продукции.

Этот видеоурок является обобщающим уроком по всему курсу химии и рассказывает об основных областях применения химии, значении химии в жизни человека и последствиях химического производства.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Химия в сельском хозяйстве, быту, медицине"

Весь окружающий нас мир состоит из химических элементов. Миллионы химических реакций на Земле происходят каждую минуту.

Например, в морской воде содержится более шестидесяти химических элементов.

Живая клетка – это целая химическая лаборатория.

В каждом цветке постоянно происходит процесс фотосинтеза. Миллионы лет в недрах Земли протекали сложные химические процессы, прежде чем образовались залежи угля, каменноугольных руд.

В лаборатории учёные моделируют различные химические реакции.

С древних времён человеку необходимо было заботиться о своём жилище, еде, одежде и даже об украшениях. Уже тогда людям нужны были всевозможные химические вещества, которых в готовом виде нет в природе.

Первые бытовые химические вещества были созданы неизвестными изобретателями.

Люди окрашивали ткань пурпуром, нашли цветную глину и различные минералы, изобрели свечи. Нередко эти первые открытия терялись или передавались по наследству.

Постепенно возник культ косметики и гигиены тела.

Например, в Египте широко применялись эфирные масла, духи, а также абразивные составы для полировки дерева и камня.

В настоящее время химия и продукты её производства есть повсюду: в быту, сельском хозяйстве, медицине, по всех отраслях промышленности.

Нефть – ценнейшее химическое сырьё. Из неё получают более двухсот химических продуктов.

Искусственный белок из нефти используется как высококачественный комбинированный корм.

Синтетический каучук, полиэтилен, который используется в пищевой и лёгкой промышленности, сельском хозяйстве и быту – всё это продукты нефтехимии.

Нефтехимия также дала жизнь синтетическим волокнам: они прочные, устойчивы к свету и воде, по сравнению с натуральными.

Нас окружает множество изделий из синтетических материалов: шторы, линолеум, пластмассы и другие.

Пластмассы не имеют аналогов в природе: они превосходят по своим качествам многие металлы. Они лёгкие, прочные, не поддаются коррозии.

Например, проект Эдэм, расположенный в графстве Корнуолл в Соединённом королевстве, представляет собой четыре соединённых купола, сконструированных из стальных шестиугольных рам, а на рамы натянут прозрачный тэрмопластик.

Этот пластик лёгкий, обладает тэрмоизоляционными свойствами, лучше пропускает свет по сравнению со стеклом.

Люди выращивают множество растений, которые снабжают нас строительным материалом, одеждой, едой.

К почве, в которой растут растения, предъявляются особые требования – она должна быть плодородной. Поэтому полям постоянно нужны миллионы тонн удобрений и в этом сельскому хозяйству помогает химия. Химики также постоянно создают средства защиты растений.

С помощью химии создаются новые строительные материалы. Например, добавляя в бетон синтетические смолы, пластмассы получают лёгкие материалы для зданий. В настоящее время широко используют сайдинг, пенополиуретан, блок-хауз и другие.

Строители, смешивая порошок цемента с водой и песком, получают цементный раствор, которым скрепляет кирпичи или блоки при строительстве различных сооружений.

Химические процессы лежат в основе получения стекла. С помощью добавок получают стекло с заданными свойствами. Из стекла делают объективы, химическую посуду, хрусталь, даже архитектурные конструкции.

Например, дом-фортепиано, который расположен в провинции Китая, сделан из стекла. Скрипка здесь выполняет функцию эскалатора и входа в здание.

Учёные постоянно работают над созданием лекарственных препаратов. Каждый день в мире выпускается множество лекарственных средств. В результате многочисленных исследований болезни, которые раньше считались смертельными, перешли в разряд излечимых.

Синтез новых лекарственных средств и их последующее внедрение в медицинскую практику, спасли от смерти на протяжении двадцатого века сотни миллионов человеческих жизней.

Издавна учёные-химики изучали превращения веществ, происходящие в организме человека. Благодаря этому врачи знают, какие препараты следует применять для лечения той или иной болезни, для обезболивания, дэзинфекции и так далее.

С помощью химии производят заменители крови, искусственные суставы, сердечные клапаны, зубные протезы и прочее.

Широко использует химические процессы пищевая промышленность, перерабатывается сельскохозяйственное сырье. Например, при производстве крахмала, сахара, уксуса, спирта, маргарина.

Развитие электротехники невозможно без особо чистых веществ. Даже небольшие примеси в стали и меди снижают электротехнические свойства приборов.

Методы исследования усложнились, поэтому на помощь химии приходят другие науки.

Промышленности нужны металлы с заданными свойствами, поэтому на помощь металлургии приходит химия. Металлург в результате превращения руды в металл добывает материал, необходимый для постройки машин, станков и других металлических изделий.

Особые условия диктует учёным космос, создаются материалы, работающие в условиях высоких температур, космического холода, огромных перегрузок.

Однако следует помнить, что химия может приносить не только пользу, но и наносить вред, если неправильно пользоваться веществами и плохо представлять себе особенности их химических превращений.

Именно поэтому каждый человек должен овладевать химическими знаниями и уметь пользоваться ими практически. Предприятия также дают отходы, опасные для жизни человека и всех экосистем. Поэтому химиками создаются ферменты, поверхностно-активные и другие вещества, помогающие очистить водоёмы и воздух от вредных примесей.

Таким образом, продукты химии и химические процессы используются повсюду: в промышленности и сельском хозяйстве, в медицине, в строительстве и быту. Сегодня нельзя назвать ни одной сферы производства, где бы человек не сталкивалась с химией. Практически вся наша жизнь тесно связанна с многочисленными веществами, которые нас окружают, и химическими процессами, происходящими вокруг нас и внутри нас.

Лекарства, косметика, бытовая химия, многие пищевые добавки, вещи первой необходимости – все это получено с помощью химических веществ и их реакций. Роль этой науки большей частью положительна. И лишь бесконтрольное ее использование в отраслях потребительского рынка может нанести вред.

Роль химии в жизни человека

Химия – не только научно-теоретическая дисциплина. Это одна из самых применимых на практике наук. Ее открытиями пользуются промышленность, сфера услуг и просто любая семья.

Химия в быту

Каждая современная семья использует огромное количество средств бытовой химии – на кухне, в ванной, гостиной, спальне. Они помогают экономить время, сохранять здоровье, поддерживать чистоту, создавать красивый интерьер, выращивать растения, ухаживать за автомобилями.

Вот только некоторые из этих средств:

стиральные порошки, мыло;

клеи, краски, лаки;

пятновыводители, очистители, крема для обуви;

удобрения, вещества для защиты домашних растений от насекомых, болезней.

Так, при стирке активные вещества вступают в реакцию с грязью, в результате чего она как бы отталкивается от ткани. В хозяйственном мыле – это обычная щелочь природного происхождения, в порошках – синтетические ПАВ. Для создания красок тоже используют химию: едкий натр в гуаши, олифа – в масляных разновидностях.

Однако химия оставила свой след и в привычных операциях. Когда готовят пирог, то смешивают соду и лимонный сок. Происходит процесс растворения соды и выделения углекислого газа СО₂. Он пробивает себе выходы, и тесто поднимается.

Очистка металлической посуды от накипи с помощью лимонной кислоты производится в результате растворения твердых карбонатных пленок (накипи) в кислой среде.

Химия и человеческий организм

Человек – это сложная система, состоящая из различных элементов и органических веществ. Но требуется постоянное их пополнение. Кальций, калий, кислород, фосфор, аминокислоты – все это должно поступать в организм с едой.

Влияние внешних веществ по-разному воздействует на человека. Так, принятие аспирина с помощью химических реакции разжижает кровь. Для одного человека, с густой кровью и склонностью к тромбам, - это спасение. Для другого, с нарушением свертываемости крови, применение этого лекарства может довести до летального исхода.

Поэтому химические вещества или продукты с ними сопровождаются инструкциями, как обезопасить себя.

Пример: уксусную кислоту нельзя употреблять, не разбавив большим количеством воды. При работе с чистящими гелями, пастами, надо надевать перчатки. Нельзя употреблять слишком много соли из-за накопления натрия, ведущего к отекам.

Химия в промышленности

На химических реакциях основано большинство промышленных производств мира.

Читайте также: