Реферат химия как наука и производство

Обновлено: 05.07.2024

Современное химическое производство представляет многотоннажное, автоматизированное производство, основой которого является химическая технология (от techno - искусство, мастерство + logos - учение), т.е. химическая технология - наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства. Объекты химической технологии - вещества и системы веществ, участвующих в химическом производстве; процессы химической технологии - совокупность разнообразных операций, осуществляемых в ходе производства с целью превращения этих веществ в другие. Современная общая химическая технология возникла в результате закономерного, свойственного на определенном этапе развития всем отраслям науки, процесса интеграции ранее самостоятельных технологий производства отдельных продуктов в результате обобщения эмпирических правил их получения.

Особенности химической технологии как науки

Химическая технология отличается от теоретической химии не только необходимостью учитывать экономические требования к изучаемому ею производству. Между задачами, целями и содержанием теоретической химии и химической технологий существуют принципиальные различия, вызванные спецификой производственных процессов, что накладывает ряд дополнительных условий на метод изучения. Рассмотрим пример промышленного синтеза хлористого водорода из С1 2 и Н 2 и влияние различных факторов на синтез.

Для осуществления этого синтеза в промышленных условиях химик - неорганик учитывает саму возможность подобного синтеза, применяя методы физической химии управлять синтезом за счет изменения температуры, давления концентрации компонентов, т.е. влиять на кинетику и термодинамику процесса в масштабе лабораторного эксперимента. Химик - технолог должен учитывать другие факторы: доступность и стоимость сырья и энергии, конструкцию реактора и коррозионно-стойкие материалы для изготовления, меры по защите окружающей среды и т.д. Таким образом, как химическое производство не может рассматриваться в виде некой укрупненной лабораторной колбы, так и химическая технология не может быть сведена к теоретической химии.

Сложность такой системы как химическое производство сделало целесообразным применение для ее исследования системного подхода и введения понятия уровень протекания процесса. При подобном подходе в химическом производстве выделяются несколько последовательно возрастающей сложности подсистем - уровней, каждому из которых свойственен свой метод изучения явления. Такими уровнями в химическом производстве являются:

молекулярный уровень, на котором механизм и кинетика химических превращений описывается как молекулярное взаимодействие (микрокинетика);

уровень малого объема, на котором явления описываются как взаимодействие макрочастиц (гранул, капель, зерен катализатора). Для анализа явлений на этом уровне и описания химического процесса введено понятие - макрокинетика, задачей которой является изучение влияния на скорость химических превращений процессов переноса масс исходных веществ и продуктов реакции, процессов теплопередачи и влияние состава катализатора.

уровень потока, на котором описание явлений дается как взаимодействие совокупности частиц. С учетом характера движения их в потоке и изменения температуры, концентраций реагентов по потоку;

уровень реактора, на котором описание явления дается с учетом конструкций аппарата, в котором реализован процесс;

— уровень системы, на котором при рассмотрении явлений учитываются взаимосвязи между технологическими узлами промышленной установки и производства в целом.

Таким образом, проблема различия между теоретической химией и химической технологией есть проблема различия между фундаментальными научными исследованиями и реальным промышленным производством, на нем основанном.

Связь химической технологии с другими науками

Химическая технология как наука о крупномасштабном производстве имеет дело со значительными массами и объемами перерабатываемой и производимой продукции.

С химией тесно связаны элементы стихий древнегреческой натурфилософии, атомистика Левкиппа и Демокрита. Наибольший вклад в становление этой науки внесли египтяне. Имя первого из дошедших до нас химиков – Болос из Менда, жившего в дельте Нила на рубеже III и II вв. до н.э. К 300 г. н.э. египтянин Зосима написал энциклопедию, которая охватывала все собранные к тому времени знания по химии. Химию (химиков) искореняли и преследовали древнеримские императоры, фанатики христианства: ученые изгонялись, книги их сжигались, сама наука запрещалась. Развитие химии в этот период шло вслед за развитием техники, однако, с другой стороны, она оставалась тесно связанной с религиозно-философской мыслью. В тот период химия существовала главным образом как алхимия.

В химии используется индуктивный и дедуктивный подход. При дедуктивном подходе вся совокупность известных естественно-научных фактов (не только химических, но и физических, биологических) представляется вытекающей из ряда основных законов. Такой подход, как правило, оказывается достаточно эффективным в физике и там, где могут быть использованы физические идеи (в химии). Индуктивный подход – это движение в обратном направлении, когда на основе химической фактологии выявляются более или менее общие закономерности (правила, законы), а затем уже создаются обобщенные модели, составляющие основу современной теоретической химии.

Важнейшие особенности современной химии таковы. Химия активно интегрируется с остальными науками, результатом чего было появление биохимии, молекулярной биологии, космохимии, геохимии, биогеохимии. Первые изучают химические процессы в живых организмах, геохимия – закономерности поведения химических элементов в земной коре. Биогеохимия – это наука о процессах перемещения, распределения, рассеяния и концентрации химических элементов в биосфере при участии организмов. Основоположником биогеохимии является В.И. Вернадский. Космохимия изучает химический состав вещества во Вселенной, его распространенность и распределение по отдельным космическим телам. Появляются принципиально новые методы исследования (рентгеновский структурный анализ, масс-спектроскопия, радиоспектроскопия и др.).

Химия способствовала интенсивному развитию некоторых направлений человеческой деятельности. Например, хирургии химия дала три главных средства, благодаря которым современные операции стали безболезненными и вообще возможными.

В химии отчетливо проявляется неравноценность отдельных химических элементов. Подавляющее большинство химических соединений (96% из более 8,5 тыс. известных в настоящее время) – это органические соединения, в силу того, что, во-первых, химические связи прочны (энергоемки) и, во-вторых, они еще и лабильны. Углерод как никакой другой элемент отвечает всем этим требованиям энергоемкости и лабильности связей. Он совмещает в себе химические противоположности, реализуя их единство.

Материальная основа жизни не сводится ни к каким, даже самым сложным, химическим образованиям. Она не просто агрегат определенного химического состава, но одновременно и структура, имеющая функции и осуществляющая процессы. Поэтому невозможно дать жизни только функциональное определение. В последнее время химия все более и более вторгается в биологию, пытаясь объяснить основы жизни.

Актуальность темы данного реферата заключается в том, что мы живем в мире веществ, а они окружают нас повсюду. Из них состоят звезды и планеты, моря и горы, растения и животные. Из разнообразных веществ построены и наши организмы. Мы дышим кислородом воздуха, пьем воду, принимаем пищу.
Вещества постоянно изменяются. Каждую секунду в мире происходит не счисленное множество процессов, в результате которых одни вещества превращаются в другие. В закрытом помещении, в котором находятся люди, воздух изменяет свой состав. Кислород, расходуемый на дыхание, постепенно заменяется углекислым газом – диоксидом углерода. Одновременно в организмах людей происходит окисление органических веществ.

Содержание

Введение 3
1.Зарождение и развитие химического искусства с древнейших времен. 4
2.Химия как наука 7
3. Основные этапы развития химии 9
4. Алхимия как феномен средневековой культуры. 11
5. Возникновение и развитие научной химии. Истоки химии 12
6. Лавуазье: революция в химии 14
7. Зарождение современной химии и ее проблемы в 21 веке 15
8.Роль химии в современном мире 20
Заключение 22
Список литературы 23

Прикрепленные файлы: 1 файл

реферат химия.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Выполнил студент 1 курса Лаптандер А.В

1.Зарождение и развитие химического искусства с древнейших времен. 4

2.Химия как наука 7

3. Основные этапы развития химии 9

4. Алхимия как феномен средневековой культуры. 11

5. Возникновение и развитие научной химии. Истоки химии 12

6. Лавуазье: революция в химии 14

7. Зарождение современной химии и ее проблемы в 21 веке 15

8.Роль химии в современном мире 20

Список литературы 23

Вещества постоянно изменяются. Каждую секунду в мире происходит не счисленное множество процессов, в результате которых одни вещества превращаются в другие. В закрытом помещении, в котором находятся люди, воздух изменяет свой состав. Кислород, расходуемый на дыхание, постепенно заменяется углекислым газом – диоксидом углерода. Одновременно в организмах людей происходит окисление органических веществ.

На нашей планете постоянно образуются одни вещества и расходуются другие. Эти процессы происходят сравнительно медленно по сравнению со временем жизни человека. Тем не менее, за миллиарды лет существование земли состав её атмосферы и других геосфер не раз существенно менялся.

Постепенное превращение семечка в цветущее, а затем плодоносящее растение; изменение организмов животных; рост, развитие и старение человека сопровождается разнообразными превращениями веществ. Все это изучает химия.

Целью написания реферата является исследование науки химии.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- зарождение и развитие химического искусства с древнейших времен.

- химия как наука

- основные этапы развития химии

- алхимия как феномен средневековой культуры..

- возникновение и развитие научной химии. Истоки химии

- лавуазье: революция в химии

- зарождение современной химии и ее проблемы в 21 веке

- роль химии в современном мире.

Методом исследования в данной работе является теоретический: анализ, синтез, классификация.

Методологической основой для написания реферата послужили труды следующих авторов: Азимов А., Джуа М., Рабинович В.Л., Соловьев Ю.И., Фигуровский Н.А., Фигуровский Н.А. и других авторов.

Зарождение и развитие химического искусства с древнейших времен

Химия относится к естественным наукам, которые изучают окружающий нас материальный мир. Материальные объекты, составляющие предмет изучения химии – это химические элементы и их разнообразные соединения. Изначально основными проблемами химии были получение веществ с полезными свойствами, позднее – объяснение причин происхождения и обусловленности различных свойств веществ.

Первыми металлами, которые использовались человечеством, были медь, свинец, золото и серебро. В древности широко использовался также сплав золота с серебром (егип. – азем, греч. – электрон).

Ртуть стала использоваться позже – в III-II вв. до н.э., хотя есть данные о находках ртути, относящихся к XVI-XV вв. до н.э. Ртуть получали нагреванием киновари (HgS). На рубеже новой эры был разработан способ извлечения золота из руды ртутным методом (из амальгамы путем выпаривания ртути).

По свидетельству дошедших до нас письменных источников, в начале I тысячелетия н.э. широкое распространение получило искусство подделки металлов – изготовление сплавов, похожих на золото, серебро или электрон. Подобные подделки делали обычно на основе меди с самыми разнообразными добавками, в числе которых были олово, ртуть, свинец, окись цинка, мышьяк и др. Тогда же получило распространение изготовление изделий из латуни (сплава меди с цинком).

Помимо прямого, в древности существовали и протравные способы крашения. Последний предполагал использование специальных закрепляющих краситель веществ – протрав, в качестве которых употребляли алюминиевые квасцы, сульфат и ацетат железа, танниды из плодов и древесины различных растений и проч. Мыловарение, получение клея, скипидара, выделение смол и масел и множество других ремесел стали первым опытом химического производства.

К числу наиболее древних ремесленных производств относится изготовление стекла и керамики, в том числе и глазурованной. В состав глазури входила глина, растертая с поваренной солью, а позднее и сода, и окрашивающие добавки окислов металлов. Вероятно, именно смеси для глазуровки керамических изделий послужили исходным материалом для приготовления стекла. Самые древние стеклянные бусины были сделаны в Древнем Египте. около 2500 г. до н.э., хотя широкое распространение стекло (в основном окрашенное соединениями металлов) получило примерно к XV в. до н.э.

К достижениям древних химиков-практиков следует отнести изобретенные в Китае способы изготовления бумаги и фарфора, а также пороха. Составные части пороха – селитра, сера и уголь – были известны, по-видимому, задолго до нашей эры, однако первые описания его образцов относятся лишь к середине I тысячелетия н.э.

Итак, в древности были развиты многие ремесленно-химические производства, а круг используемых человечеством веществ был довольно широк. Однако, несмотря на весьма обширные навыки оперирования с веществами, практики, занимавшиеся ремесленными производствами, по-видимому, не задумывались над сущностью производимых ими операций и часто не замечали ни какой связи между отдельными процессами.

В древности не существовало понятия об определенных, обладающих неизменными свойствами веществах, а химики-ремесленники обычно отличали одно вещество от другого (и соответственно давали ему обозначение) на основании наблюдаемых различий или сходства внешнего вида (цвета, блеска) и устойчивости веществ. По эти признакам, например, многие сплавы золота принимались за разновидности самого золота, а некоторые минералы, блестящие или окрашенные, принимались за металлы. Одно и тоже вещество, полученное разными способами, могло восприниматься как разные вещества. Например, самородную ртуть (живое серебро) отличали от искусственной, получаемой из киновари (гидраргирум). Эти примеры показывают, что восприятие эмпирических фактов химиками-практиками в древности происходило лишь на уровне обыденного сознания без попытки осмысления и обобщения приобретенных практических навыков. Однако накопленный в течение многих веков богатейший практический опыт послужил основой для знакомства наших предков с разнообразными веществами и их свойствами, что явилось важной в историческом отношении ступенью в возникновении и развитии химических знаний.

Химия как наука

Химия - наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях. В широком понимании, вещество - это любой вид материи, обладающий собственной массой, например элементарные частицы. В химии понятие вещества более узкое, а именно: вещество - это любая совокупность атомов и молекул.

Превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава молекул, называются химическими реакциями. Традиционная химия изучает реакции, которые происходят на макроскопическом уровне (в лаборатории или в окружающем мире), и интерпретирует их на атомно-молекулярном уровне. Известно, например, что сера горит на воздухе голубым пламенем, давая резкий запах. Это - макроскопическое явление.

Современная химия способна изучать химические реакции с участием отдельных молекул, обладающих строго определенной энергией. Пользуясь этим, можно управлять течением химических реакций, подавая энергию в определенные участки молекулы. Управление химическими процессами на молекулярном уровне - одна из основных особенностей современной химии.

Химия как метод изучения химических свойств и строения веществ является чрезвычайно многогранной и плодотворной наукой. На сегодняшний день известно около 15 млн. органических и около полумиллиона неорганических веществ, причем каждое из этих веществ может вступать в десятки реакций, и каждое из них имеет внутреннее строение. Внутреннее строение определяет химические свойства; в свою очередь, по химическим свойствам мы часто можем судить о строении вещества.

Современная химия настолько разнообразна как по объектам, так и по методам их исследования, что многие ее разделы представляют собой самостоятельные науки. Взаимодействие химии и физики дало сразу две науки: физическую химию и химическую физику, причем эти науки, несмотря на сходство названий, изучают совершенно разные объекты. Физическая химия исследует вещества, состоящие из большого числа атомов и молекул, с помощью физических методов и на основе законов физики. Химическая физика основной упор делает на физическом исследовании элементарных химических процессов и строения молекул, ее предметом являются отдельные частицы вещества.

Одним из передовых направлений химии является биохимия - наука, изучающая химические основы жизни.

Чрезвычайно интересные результаты получены в области космической химии, которая занимается химическими процессами, протекающими на планетах и звездах, а также в межзвездном пространстве.

Самой молодой областью химии является возникшая буквально в последнее десятилетие математическая химия. Ее задача - применение математических методов для обработки химических закономерностей, поиска связей между строением и свойствами веществ, кодирования веществ по их молекулярной структуре, подсчета числа изомеров органических веществ. Современная химия самым тесным образом взаимодействует со всеми другими областями естествознания. Ни одно серьезное химическое исследование не обходится без использования физических методов для установления структуры веществ и математических методов для анализа результатов.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное Агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Кавказскии государственный технический университет
Реферат
По дисциплине: Концепции современного естествознания.
Тема: Химия как наука. Основные проблемы современной химии.
Выполнила: студентка 1 курса, спец. - юриспруденция

Проверил: доцент кафедры ФиЭ………………………

БеляеваЕ. Н
План.
Введение

1.Зарождение и развитие химического искусства с древнейших времен.

2.Химия как наука

3. Основные этапы развития химии

4. Алхимия как феномен средневековой культуры..

5. Возникновение и развитие научной химии. Истоки химии

6. Лавуазье: революция в химии

7. Зарождение современной химии и ее проблемы в 21 веке

8.Роль химии в современном мире

Химия - наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях. В широком понимании, вещество - это любой вид материи, обладающий собственной массой, например элементарные частицы. В химии понятие вещества более узкое, а именно: вещество - это любая совокупность атомов и молекул.
Превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава молекул, называются химическими реакциями. Традиционная химия изучает реакции, которые происходят на макроскопическом уровне (в лаборатории или в окружающем мире), и интерпретирует их на атомно-молекулярном уровне. Известно, например, что сера горит на воздухе голубым пламенем, давая резкий запах. Это - макроскопическое явление.
Современная химия способна изучать химические реакции с участием отдельных молекул, обладающих строго определенной энергией. Пользуясь этим, можно управлять течением химических реакций, подавая энергию в определенные участки молекулы. Управление химическими процессами на молекулярном уровне - одна из основных особенностей современной химии.
Химия как метод изучения химических свойств и строения веществ является чрезвычайно многогранной и плодотворной наукой. На сегодняшний день известно около 15 млн. органических и около полумиллиона неорганических веществ, причем каждое из этих веществ может вступать в десятки реакций, и каждое из них имеет внутреннее строение. Внутреннее строение определяет химические свойства; в свою очередь, по химическим свойствам мы часто можем судить о строении вещества.
Современная химия настолько разнообразна как по объектам, так и по методам их исследования, что многие ее разделы представляют собой самостоятельные науки. Взаимодействие химии и физики дало сразу две науки: физическую химию и химическую физику, причем эти науки, несмотря на сходство названий, изучают совершенно разные объекты. Физическая химия исследует вещества, состоящие из большого числа атомов и молекул, с помощью физических методов и на основе законов физики. Химическая физика основной упор делает на физическом исследовании элементарных химических процессов и строения молекул, ее предметом являются отдельные частицы вещества.
Одним из передовых направлений химии является биохимия - наука, изучающая химические основы жизни.
Чрезвычайно интересные результаты получены в области космической химии, которая занимается химическими процессами, протекающими на планетах и звездах, а также в межзвездном пространстве.
Самой молодой областью химии является возникшая буквально в последнее десятилетие математическая химия. Ее задача - применение математических методов для обработки химических закономерностей, поиска связей между строением и свойствами веществ, кодирования веществ по их молекулярной структуре, подсчета числа изомеров органических веществ. Современная химия самым тесным образом взаимодействует со всеми другими областями естествознания. Ни одно серьезное химическое исследование не обходится без использования физических методов для установления структуры веществ и математических методов для анализа результатов.
Основу химии составляют атомно-молекулярная теория, теория строения атомов и молекул, закон сохранения массы и энергии и периодический закон.
Химия как наука

Читайте также: