Реферат химия в природе

Обновлено: 05.07.2024

С другой стороны общество влияет на естественную среду обитания человека. История человечества свидетельствует как о благотворном влиянии деятельности людей на естественную среду обитания, так и пагубных её последствиях.

Рост масштабов хозяйственной деятельности человека, бурное развитие научно-технической революции усилили отрицательное воздействие на природу, привели к нарушению экологического равновесия на планете.

Промышленное производство является основой экономического развития, а следовательно, и подъёма социально-экономического уровня жизни общества. Однако промышленное развитие во всём мире шло без должного учёта исчерпаемости многих видов невозобновляемых ресурсов и понимания того обстоятельства, что восстановительные средообразующие способности природы не беспредельны. Не так много времени прошло, которое отделяет нас от первых пятилеток (30-е годы) и послевоенного восстановления хозяйства (50-е годы), когда в общественном сознании господствовало упоение индустриализацией. Клубы густого чёрного дыма над заводскими трубами или валящий деревья трактор воспринимались символами технического и социального прогресса.

Научно-технический прогресс принёс много положительного в жизнь людей: разум человека открыл новые виды энергии, улучшились условия труда, и увеличилась его производительность в тяжелых и трудоёмких отраслях добывающей промышленности (горнодобывающей, лесной, океаническом рыболовстве и др.), возросли темпы строительства, повысилась продуктивность сельского хозяйства, изобретены высокоэффективные технологии, появились новые материалы, медицинские препараты, уменьшилась детская смертность и выросла продолжительность жизни, выросла скорость получения и переработки информации и многое другое.

Значительная часть принципиально новых технических и технологических решений последних десятилетий XX века родилась в ходе фантастической по масштабам гонки вооружений. Однако сегодня угроза выживания для большинства государств связана не с агрессией потенциального противника, а с состоянием окружающей среды, быстро деградирующей под натиском человеческой деятельности.

Несмотря на усилия и огромные затраты, направленные на предотвращение отрицательных последствий антропогенного воздействия на природу, общий тренд неблагоприятных изменений сохраняется.

То, что современный экологический кризис является обратной стороной научно-технической революции, подтверждает тот факт, что именно не достижения научно-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления о наступлении НТР, привели и к самым мощным экологическим катастрофам на нашей планете.

К чему же привело бурное развитие экономики и человеческая деятельность? Загрязнение всего земного пространства, - океана, воздуха и воды, “парниковый эффект”, вырубка лесов, исчезновение многих видов растений и животных - вот лишь некоторые основные формы антропогенного воздействия на окружающую среду. Только в течение последних 4-х десятилетий на Земле произвели столько же продукции, сколько за весь период существования цивилизации до 1950г.

В сфере материального производства возросло потребление природных ресурсов. За годы после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья, сколько за всю предыдущую историю человечества.

Поскольку запасы угля, нефти, газа, железа и других полезных ископаемых не возобновляемы, они будут исчерпаны, по расчётам учёных, через несколько десятилетий. Но даже если и ресурсы, которые постоянно возобновляются, на деле быстро убывают. Вырубка леса в мировом масштабе в 18 раз превышает его прирост. Площадь лесов, дающих Земле кислород, уменьшается с каждым годом. Лесные пространства занимали в 1950 г. 15% суши, сейчас - 7%; ежегодно уничтожается более 11млн. гектаров леса. Каждый год сжигается 20кв. км влажных тропических лесов (половина Франции). Планета может лишиться своего главного источника кислорода уже в следующем десятилетии.

Деградирует жизненно важный для людей плодородный слой почвы - и это происходит повсюду на Земле. В то время как Земля накапливает один сантиметр чернозёма за 300 лет, а погибает один сантиметр почвы за 3 года. По данным Всемирной комиссии ООН по окружающей среде и развитию, в настоящее время ежегодно превращается в пустыню 6 млн. гектаров обрабатываемых земель, 20 млрд. теряет свою продуктивность. Кроме того, расширяются территории пустынь: Сахара ежегодно продвигается к югу на 30 миль (48 км).

Не меньшую опасность, чем безудержная эксплуатация ресурсов Земли, представляет собой возросшее за последние десятилетия загрязнение планеты - и мирового океана, и атмосферного воздуха. Мировой океан постоянно загрязняется в основном из-за расширения добычи нефти на морских промыслах. Огромные нефтяные пятна губительны для жизни океана. По данным ООН, ежегодно в мировой океан попадает 30 млрд. тонн нефтепродуктов, 50 000 тонн пестицидов, 5 000 тонн ртути. В океан сбрасываются также миллионы тонн фосфора, свинца, только США сбрасывают в океан до 50 млн. т. отходов. На каждый квадратный километр океанского пространства сейчас приходится 17 тонн различных вредных отбросов с суши. Огромное количество воды используется в промышленности. На выплавку 1 тонны стали необходимо 200 м 3 воды. На производство 1тонны бумаги требуется 100 м 3 , на изготовление 1тонны синтетического волокна - от 2500 до 5000 м 3 .

Самой уязвимой частью природы стала пресная вода. Сточные воды, пестициды, удобрения, ртуть, мышьяк, свинец и многое другое в огромных количествах попадают в реки и озёра. Сильно загрязнены Дунай, Волга, Рейн, Миссисипи, Великие Американские озёра. Запасы пресной воды на земном шаре велики, однако потребности в них промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства возрастают с огромной быстротой. В современных домах со всеми удобствами расход воды намного больше, чем в домах, необорудованных водопроводом. Интенсивная добыча воды приводит (особенно в больших городах, где плотная застройка препятствует естественному стоку и, следовательно, естественному пополнению самых ценных для человека верхних горизонтов подземных вод) к понижению уровня и постепенному истощению запасов. Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара, например в Бельгии, Германии, Швейцарии. Такая же ситуация в некоторых районах России и может распространиться на другие. По заключению специалистов, в некоторых районах Земли 80% всех болезней вызваны недоброкачественной водой, которую вынуждены потреблять люди. Известно, что без пищи человек может жить пять недель, без воды - пять дней, без воздуха - пять минут. Между тем загрязнение атмосферного воздуха давно превзошло допустимые пределы. Запыленность, содержание углекислоты в атмосфере ряда крупных городов возросли в десятки раз по сравнению с началом XX века.

Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, электростанции, предприятия чёрной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд. тонн углекислого газа. Содержание углекислого газа в атмосфере постепенно возрастает и за последние 100 лет увеличилось более чем на 10%. Углекислый газ препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая так называемый “парниковый эффект”, что приводит к потеплению климата. По прогнозам климатологов, оно составит к середине века 2-5 градусов.

Выбросы газа в атмосферу уже разрушили 9% озонового слоя, главного защитника земли от ультрафиолетовых лучей. “Озоновая дыра” занимает площадь, равную территории США.

Сжигание топлива при работе угольных ТЭЦ, промышленных предприятий сопровождается образованием диоксида серы и оксидов азота; реагируя с парами воды, они образуют серную и азотную кислоты. В результате в отдельных регионах выпадают осадки, кислотность которых в 10-1000 раз превышает нормальную. На территории России в 1996г. вместе с осадками выпало более 4 млн. тонн серы и 1,25 млн. тонн нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Чернозёмном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае, в Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км 2 . Заметно меньше кислотность осадков в прибрежной зоне северных, западно- и восточносибирских морей. Самым благоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).

Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. Попадая на листья и хвою деревьев, кислоты нарушают защитный восковой покров, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов. Всё больше ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причём их доля в загрязнении воздуха постоянно растёт; в России - более 30%, а в США - более 60% от общего выброса вредных веществ в атмосферу.

Серьёзной проблемой стал бытовой мусор: твёрдые отбросы, полиэтиленовые пакеты, синтетические моющие средства и т.п.

Окружающую среду активно загрязняют отходы, выбросы и продукты химических производств.

Существуют разные источники химических загрязнителей окружающей среды: источники металлических токсикантов (Hg, Pb, и др.) и неметаллических загрязнителей воздуха (NO₂ и другие оксиды азота, SO₂, H₂S и прочие вещества), выбрасываемые сернокислотными и металлургическими заводами, процессы сжигания природного газа и т.д. К загрязнителям окружающей среды относятся многие продукты химических производств: хлорорганические соединения (ДДТ и др.), фосфорорганические (карбофос, хлорофос и др.), активные вещества, фенол, неорганические соединения ртути. Причины производственного загрязнения окружающей среды состоят в том, что ряд химических производств использует уже морально устаревшие технологии. В их работе не всегда соблюдаются допустимые технологические режимы и предельно допустимые концентрации выбросов, неэффективно работают очистительные сооружения. Часто непродуманным нерентабельным является размещение производств и использование сырья и энергии. Главным источником разрушительных для природы процессов – экстенсивный путь развития производств, технократическое мышление людей.

Экологические проблемы, обусловленные химическими производствами можно разделить на три группы:

- загрязнение окружающей среды из-за несовершенства технологий и оборудования, несоблюдение режимов химико-технологических процессов и связанных с этим отходов, аварий, выбросов;

- загрязняющее воздействие продуктов производства при их транспортировке и производственном и бытовом использовании;

- проблема утилизация промышленных и бытовых отходов.

Вместе с тем, важно обратить внимание на то, что химическая природа возникновения многих экологических проблем, широкое участие химии в разных областях жизни часто делают её в глазах людей главной виновницей загрязнения окружающей среды и ухудшения здоровья населения, вызывая боязнь ко всему химическому (хемофобию) и убежденность многих людей, что химия – основной источник экологических бед.

Обвиняя химию и химические производства, и их продукты в загрязнении окружающей среды, люди забывают о двойственной роли химии и химической промышленности. С одной стороны, химические производства загрязняют окружающую среду своими отходами, выбросами, опасными продуктами производства. С другой стороны, наука и химическая промышленность, используя уникальную возможность синтезировать вещества, не существующие в природе, создают средства защиты окружающей среды и здоровья человека, средства утилизации отходов. Решается проблема вторичной переработки бытовых отходов, замены опасных, но важных (для промышленности, медицины, сельского хозяйства и других отраслей) веществ более безопасными.

В свою очередь, выхлопные и отработавшие газы тепловых двигателей выбрасывают в воздушный бассейн более 70 процентов
оксидов углерода и углеводородов (бензолы, формальдегиды, бенз(а)пирен), около 55 процентов оксидов азота, до 5,5 процента воды, а также сажу (тяжелые металлы), гарь, копоть и т.д.
Дымовые газы установок и двигателей содержат десятки тысяч химических веществ, соединений и элементов, более двухсот из
которых являются высокотоксичными и ядовитыми.
При выходе в атмосферу выбросы содержат продукты реакций в твердой, жидкой и газовой фазах. Изменения состава выбросов
после их выхода могут проявляться в виде: осаждения тяжелых фракций; распада на компоненты по массе и размерам; химические реакции с компонентами воздуха; взаимодействия с воздушными
течениями, облаками, атмосферными осадками, солнечным излучением различной частоты (фотохимические реакции) и др.
В результате состав выбросов может существенно измениться, могут образоваться новые компоненты, поведение и свойства
которых (в частности, токсичность, активность, способность к новым реакциям) могут значительно отличаться от исходных. Не все эти процессы в настоящее время изучены с достаточной
полнотой, но по наиболее важным имеются общие представления, касающиеся газообразных, жидких и твердых веществ.
Наибольший экологический ущерб атмосфере и окружающей природной среде в целом наносят такие вещества, как оксиды азота и углерода, альдегиды, формальдегиды, бенз(а)пирен и другие ароматические соединения, которые относятся к отравляющим веществам.
Кроме того, при работе любой установки и двигателя выбрасывается около 1,0-2,0 процента потребляемого топлива, которое оседает на поверхностях (земли, воды, деревьев и т.п.) в виде несгоревших углеводородов, сажи, пыли и золы.

В основе жизни, как и в основе изменения химического состава биосферы, лежат химические процессы, для описания и управления динамическим равновесием в биосфере необходимо знание химических механизмов взаимодействия между отдельными подсистемами. Эта область экологии оформилась в отдельную научную дисциплину – химическую экологию, под которой понимается наука о химических взаимодействиях между живыми организмами и неживой природой. В задачи химической экологии входят вопросы о степени влияния отдельных видов антропогенных воздействий на живую природу, предсказания возможных экологических последствий химических загрязнений. Доминирующим аспектом здесь является биологический.

В настоящее время экология представляет собой сложный интегрированный комплекс наук. Специалисты-химики должны иметь достаточно ясное понимание вопросов взаимоотношения современного технизированного общества и окружающей среды, функционирования биосферы в условиях все усиливающегося антропогенного давления, методов анализа природных объектов, контроля качества окружающей среды и места химии в экологической науке.

Целью данного реферата является рассмотрение взаимосвязи химии и экологии в аспекте химических процессов, протекающих в биосфере, как глобальной экосистеме Земли.

На основе цели можно выделить ряд задач реферата: рассмотреть роль и место химии в науке экологии, проанализировать строение биосферы и химические процессы, протекающие в ее компонентах: атмосфере, гидросфере, литосфере и почве.

Для выполнения реферата были использованы учебные пособия по химической экологии, химии окружающей среды и статьи из периодических изданий по теме реферата.

Роль и место химии в науке экологии

Экология – это наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Экология – это раздел биологии, изучающий взаимосвязи между организмами и их средой обитания, о круговороте веществ в природе и потоках энергии, делающих возможной саму жизнь на Земле. Главная задача современной экологии – изучение и прогнозирование антропогенных изменений в среде обитания, обоснование и разработка методов ее сохранения и улучшения в интересах человечества.

Современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук таких, как география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агрономия, архитектура. Приставка эко- появляется у многих естественных и общественных наук.

- вещества, входящие в состав организма, их структуру, распределение, превращение и функции изучает наука биохимия;

- с точки зрения биологии в рамках экосистемы существует понятие химической экологии – это наука о химических взаимоотношениях живых организмов между собой и с живой и неживой природой.

Предмет химической экологии – это химизм и принципы взаимодействия животных и растительных организмов между собой и неорганической средой посредством взаимно перекрещивающегося действия различных молекул.

Природные вещества в биосфере, их превращение и транспорт в естественных условиях и под воздействием антропогенного фактора изучает экологическая химия. Однако иногда особо выделяется антропогенное химическое воздействие на процессы в биосфере посредством действия любых химических веществ – продуктов деятельности человека, например, СО₂, и действия веществ не свойственных природе, например, пестициды, и называют этот раздел экологической химией, однако такое представление слишком узко.

На рисунке 1 схематически представлены области исследования химической, биологической и экологической наук и их взаимосвязь.

Рис. 1. Связь химических, биологических и экологических наук 1

Роль химической экологии в общей системе экологических знаний и природоохранной деятельности возрастает по нескольким причинам.

1. Среди факторов, нарушающих природные равновесия, химические вещества различного происхождения имеют первостепенное значение.

2. Химические факторы более заметны и легче поддаются анализу, чем, например, изменения биологического или географического фактора.

3. Химическим методам и средствам (химической технологии) принадлежит ведущая роль в охране окружающей среды.

Задачи химической экологии как любой науки – это описание, объяснение тех или иных процессов в системе и предсказание поведения системы в заданных условиях. В случае химической экологии объектом внимания является конкретная экосистема или биосфера в целом. 2

Строение и химический состав биосферы

Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой) как и любая экосистема, состоит из биотической и абиотической частей. Биотическая часть состоит из живых организмов таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов.

Абиотическая часть представлена:

- почвой и подстилающими ее породами до глубины, где еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород, и физической средой порового пространства.

- атмосферным воздухом до высоты, на которой возможны еще проявления жизни.

- водной средой океанов, рек, озер.

Биосферу слагают три категории субстанций.

1. Живое вещество – совокупность всех живых организмов: микроорганизмы, растения и животные, их активная биомасса.

Под живым веществом В.И. Вернадский, автор учения о биосфере, понимает все количество живых организмов планеты как единое целое. Его химический состав подтверждает единство природы – он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов различное и строение молекул другое.

Общим свойством жизни является присутствие в живом веществе активных белковых молекул. С химической точки зрения, живое и биогенное вещество биосферы представлено 3 :

- аминокислотами, составляющими основу белка

Последние являются составными частями нуклеиновых кислот, содержащихся в каждой клетке (дезоксирибонуклеиновые кислоты – ДНК – в ядре клетки и рибонуклеиновые – РНК – в цитоплазме). Из названных органических соединений образуются сложные молекулы углеводов, белков, жиров, и нуклеиновых кислот.

2. Биогенное вещество – мертвая органика, все формы детрита, а также биогенные горные породы, включая часть ископаемого топлива. Биогенными элементами называют растворимые элементы, жизненно необходимые организмам.

Макробиогенными элементами называют элементы, требующиеся организмам в сравнительно больших количествах.

Микробиогенными элементами называют элементы и их соединения, которые хотя и необходимы для жизнедеятельности биосистем, но требуются в крайне малых количествах. Для растений, например, наиболее важны 10 микроэлементов: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, Co, V.

Для фотосинтеза необходимы: Fe, Mn, Cl, V.

Для азотного обмена необходимы: Fe, Mо, В.

Для других метаболических функций необходимы: Mn, В, Co, Cu, Si.

Все эти элементы кроме бора необходимы и животным, кроме того им может требоваться Se, Cr, Ni, F, I, Sn.

Между макро- и микроэлементами нельзя провести четкую границу, так же как и между различными группами организмов.

3. Биокосное вещество – смеси живого вещества и биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески, часть осадочных пород; сюда же можно отнести и земную атмосферу).

Биогеохимические принципы Вернадского включают в себя следующие положения:

1) биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Этот принцип в наши дни нарушен человеком.

2) эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Этот принцип при антропогенном измельчении средних размеров особей биоты земли, к примеру, когда лес сменяется лугом, а крупные животные мелкими, начинает действовать аномально интенсивно.

3) живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей средой, создающейся и поддерживающейся не Земле космической энергией Солнца.

Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.

Для того, чтобы понять роль химических элементов в функционировании биосферы, необходимо также рассмотреть явление биогеохимических циклов, которые совершают химические элементы в биосфере.

Биогеохимические циклы химических элементов

Чтобы жизнь продолжала существовать, химические элементы должны постоянно циркулировать из внешней среды в живые организмы и обратно, переходя из протоплазмы одних организмов в усвояемую для других организмов форму. Таким образом, перемещения и превращения веществ и элементов в природе под действием биологических и геологических факторов, сопровождающиеся перераспределением энергии, поступающей от Солнца, образуют биогеохимические циклы.

Существование биогеохимических циклов создает возможность для саморегуляции системы, что придает экосистеме устойчивость – постоянство процентного состава различных элементов в ней или так называемый гомеостаз. Механизмы, обеспечивающие восстановление равновесия в круговороте, возвращение элементов в круговорот, во многих случаях основаны на биологических процессах. Вещества в круговоротах постоянно трансформируются, перестраиваются, обмениваясь атомами, а сами атомы остаются неизменными.

В науке выделяются большой и малый круговороты веществ.

В основе большого или геологического (абиотического) круговорота веществ лежит процесс переноса минеральных соединений из одного места в другое в масштабах планеты. Около половины падающей на Землю лучистой энергии расходуется на перемещение воздуха, выветривание горных пород, испарение воды, растворение минералов. Движение воды и ветра приводит к эрозии, транспорту, перераспределению, осаждению и накоплению механических и химических осадков на суше и в океане. В течение длительного времени образующиеся в море напластования могут возвращаться на сушу – и процессы возобновляются.

В основе малого или биологического (биотического) круговорота веществ в природе лежат процессы синтеза и разрушения органических соединений. Все организмы экосистемы связаны между собой и абиотическим окружением потоками вещества и энергии. В отличие от геологического, биологический круговорот характеризуется ничтожным количеством энергии. На создание органического вещества затрачивается всего около 1 % падающей на Землю лучистой энергии. Однако эта энергия, вовлеченная в биологический круговорот, совершает огромную работу по созиданию живого вещества.

Большой и малый круговорот веществ составляют биогеохимические циклы элементов – это перемещения и превращения элементов через косную и органическую природу при активном участии живого вещества. Эти процессы обеспечивают жизнь и составляют одну из главных ее особенностей. Общая схема и взаимосвязь потоков в глобальном круговороте веществ представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема круговорота веществ в природе (биогеохимических циклов элементов) 4

В каждом биогеохимическом цикле, то есть для каждого отдельного элемента, можно выделить два фонда:

1) резервный – большая масса медленно движущихся веществ, содержащих данный элемент, в основном в составе абиотического компонента;

2) обменный (подвижный) – меньший фонд, но более активный. Для него характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением. Цикл представлен пищевой цепью и связан с резервным фондом.

Среди биогеохимических циклов элементов выделяют циклы двух типов: циклы газообразных веществ и цикл осадочных веществ. Такое деление основано на проявлении склонности химических элементов образовывать газообразные соединения (С, О, N, S) и не газообразные вещества (Р, Са, Fe) в условиях Земли.

Самоконтроль циклов второго типа затруднен, они легче нарушаются в результате местных перетрубаций, поскольку в этих циклах основная масса вещества сосредоточена в малоактивном резервном фонде. В связи с хозяйственной деятельностью человека и вовлечением в биосферный поток техногенных продуктов этой деятельности возникли проблемы, обусловленные нарушением природных биогеохимических циклов. Циклы некоторых элементов, например, азота, серы, фосфора, калия, стали природно-антропогенными, характеризующимися значительной незамкнутостью. Некоторые же соединения и материалы, созданные человеком, например, пластмассы, вообще не способны включаться в природные или природно-антропогенные циклы, так как не перерабатываются в экосистемах, загрязняя их.

Для более подробного изучения вопроса круговорота химических веществ в биосфере можно рассмотреть особенности химических реакций, протекающих в отдельных ее компонентах, а именно атмосфере, гидросфере, литосфере и почве.

Экологическая химия атмосферы и гидросферы

Общий состав атмосферы почти одинаков по всей Земле в результате высокой степени перемешивания в пределах атмосферы и представлен в табл. 1.

Таблица 1 – Валовой состав незагрязненного воздуха 5

С развитием промышленности все больше растет спрос на материалы, которых в свободном состоянии в природе не существует. Ученые-химики изучают природные и искусственные вещества, процессы превращения веществ. Они выявляют причины и закономерности таких преобразований, исследуют особенности их течения в зависимости от состава, строения и свойств веществ, температуры, давления и других факторов. Открытие законов превращения одних веществ в другие дает возможность управлять этими процессами, добывать необходимые вещества с заданными свойствами.

Итак, предметом изучения химии являются химические элементы, их соединения, химические превращения различных соединений и те закономерности, которым эти преобразования связаны.

В наше время без развития химии невозможно развитие топливно-энергетического комплекса, металлургии, транспорта, связи, строительства, сферы быта и тому подобное. Химическая индустрия поставляет народному хозяйству большое количество самых разнообразных материалов. Развитие современного химического производства тесно связан с развитием электроники, измерительной техники и приборостроения. Химия позволяет решать многие проблемы хозяйственной жизни общества в целом и каждого человека в частности. Без химии современная цивилизация просто невозможна.

Однако следует помнить, что только разумное использование знаний по химии способствовать росту народного богатства. Наоборот, бесконтрольное применение химических веществ часто приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно влияет на жизнь растений, животных и людей.

Значение химии для человека вытекает из тех задач, которые она решает.

Химия занимает центральное место среди естественных наук.

Современная наука разработала настолько совершенны способы распознавания веществ, последние можно обнаружить даже на других планетах, звездах, кометах. Таким образом было обнаружено водород на Солнце, углекислый газ – на Марсе, воду – на Юпитере. На современных химических заводах за работой аппаратов следят компьютеры. Химия оказывает помощь биологическим наукам, медицине в решении их проблем. Природа едина, поэтому мы всегда должны помнить о том, что невозможно разобраться в устройстве окружающего мира, погрузившись только в одну из отраслей человеческого знания.

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

Роль химии в жизни человека _ 2

Вода в масштабе планеты _ 2

Поваренная соль 2

Бумага и карандаши _ 2

Строительные материалы _ 2

Мыла и моющие средства 2

Химические средства гигиены и косметики _ 2

Химия в фотографии _ 2

Введение

Роль химии в современной жизни обозначена очень четко: химия – это энергия, тепло, бытовая химия.

Химия как наука и одновременно как область приложения знаний очень эффектна. Без использования химических технологий невозможно материальное производство. Новые материалы постоянно входят в нашу жизнь. Много столетий химия развивалась как алхимия- поиск философского камня. Ныне это одна из самых фундаментальных наук о веществах и их свойствах, без которых сама жизнь невозможна.

Химия как компонент культуры наполняет содержанием ряд фундаментальных представлений о мире связь между структурой и свойствами сложной системы, вероятностные представления и представления о симметрии, хаосе и упорядоченности; законы сохранения; единство дискретного и непрерывного; эволюция вещества, - все это на фактическом материале химии находит наглядное выражение, дает пищу для размышлений об окружающем мире, для гармоничного развития личности.

Роль химии в жизни человека

Повсюду, куда бы ни обратил 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, подобного лакмусу. 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, но 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.

Это ознакомительная версия работы. Удалено 70% главы. Для получения полной версии обратитесь к рекомендациям по покупке работы на сайте

Вода в масштабе планеты

Человечество издавна уделяло большое внимание воде, поскольку было хорошо известно, что там, где нет воды, нет и жизни. В сухой земле зерно может лежать многие годы и прорастает лишь в присутствии влаги. Несмотря на то, что вода – самое распространенное вещество, на Земле она распределена весьма неравномерно. На африканском континенте и в Азии имеются огромные пространства, лишенные воды, – пустыни. Целая страна – Алжир – живет на привозной воде. Воду доставляют на судах в некоторые прибрежные районы и на острова Греции. Иногда там вода стоит дороже вина. По данным Организации Объединенных Наций, в 1985 г. 2,5 млрд населения земного шара испытывали недостаток в чистой питьевой воде [1] .

Поверхность земного шара на 3/4 покрыта водой – это океаны, моря; озера, ледники. В довольно больших количествах вода находится в атмосфере, а также в земной коре. Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1,4 млрд км3. Основное количество воды содержится в океанах (около 97,6%), в виде льда на нашей планете воды имеется 2,14%. Вода рек и озер составляет всего лишь 0,29% и атмосферная вода – 0,0005%.

Вода находится в постоянном и активном кругообороте. Его движущей силой является Солнце, а основным источником воды – Мировой океан. Почти четверть всей падающей на Землю солнечной энергии расходуется на испарение воды с поверхностей водоемов. Ежегодно таким образом в атмосферу поднимается 511 тыс. км3 воды, из них с поверхности океана 411 тыс. км3. Примерно 2/3 атмосферной воды возвращается в виде осадков обратно в океан, а 1/3 выпадает на сушу. Годовое количество осадков в 40 раз превышает содержание водяного пара в атмосфере. Выпав сразу, они могли бы образовать на Земле слой толщиной 1 м. Эта вода пополняет ледники, реки и озера. В свою очередь, материковые поверхностные воды снова стекают в моря и океаны, растворяя встречающиеся

Поваренная соль

С уверенностью можно сказать, что, по крайней мере, одно химическое соединение в довольно чистом виде имеется в каждом доме, в каждой семье. Это – поваренная соль или как ее называют химики – хлорид натрия NaCl. Известно, что, уходя из таежного приюта, для случайных путников охотники непременно оставляют спички и соль. Поваренная соль

Спички

Человек давно уже был знаком с чудодейственными свойствами огня, стихийно возникающего в результате удара молнии. Поэтому отыскание способов добывания огня было предпринято еще первобытным человеком. Энергичное трение двух кусков дерева – один из таких способов. Самовоспламенение древесины происходит при температуре выше 300°C [2] .

Понятно, какие мускульные усилия необходимо приложить для локального разогревания древесины до такой температуры. И тем не менее в свое время овладение этим способом было величайшим достижением, так как использование огня позволило человеку в значительной мере снять с себя зависимость от климата, а значит, расширить пространство для существования. Высекание искр при ударе камня о кусок пирита FeS2 и поджигание ими обуглившихся кусков дерева или растительных

Бумага и карандаши

Без преувеличения можно сказать, что каждый человек ежедневно и в большом количестве использует бумагу или изделия из нее. Неоценима роль бумаги в истории культуры. Письменная история человечества насчитывает около шести тысячелетий и началась

Стекло

История стекла уходит в глубокую древность. Известно, что в Египте и Месопотамии его умели делать уже 6000 лет назад. Вероятно, стекло начали изготавливать все же позже, чем первые керамические изделия, так как для его производства требовались более

Керамика

Керамические изделия широко представлены в быту и строительстве. Слово керамика настолько прочно вошло в русский язык, что мы удивляемся, когда узнаем, что оно иностранного происхождения. На самом же деле слово

Строительные материалы

Природные или искусственные вещества, в состав которых входит кремнезем SiO2, называют силикатами. Это слово происходит от лат. silex – кремень. Современная силикатная промышленность – важнейшая отрасль народного хозяйства. Она обеспечивает основные потребности страны в строительных материалах. Стекло является типичным представителем силикатных материалов, но о нем уже была речь.

Известь как связующий материал

Известь – один из древнейших связующих материалов. Археологические раскопки показали, что во дворцах древнего города Кносса, в центральной части острова Крит – в одном из центров эгейской культуры, имелись росписи стен пигментами, закрепленными гашеной

В настоящее время в быту и промышленности используют очень большое число различных клеев. Их можно разделить на минеральные, растительные, животные и синтетические. К минеральным клеям иногда относят и такие связующие материалы, как известь и гипс, но у них отсутствует одно из основных свойств клеев

Мыла и моющие средства

Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Ученые не располагают информацией о начале приготовления мыла в арабских странах и Китае. Самое раннее письменное упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя

Химические средства гигиены и косметики

Химия в фотографии

Стремление сохранить визуальную память об окружающем нас мире и дорогих сердцу людях всегда было свойственно человеку. Однако для широких масс людей это стало возможным лишь после изобретения фотографии. В настоящее время вряд ли можно найти человека, который не имеет своего фотографического изображения. Семейные альбомы хранят в фотографиях события прошлого и портреты родных и близких людей. Родители особенно часто фотографируют своих детей в первые годы их жизни. Эти фотографии впоследствии воскрешают массу воспоминаний о невозвратимом прошлом.

Заключение

Роль химии как науки очень важна в основопологающих областях естествознания, предметом химии являются химические элементы, образованные ими простые и сложные вещества, превращение веществ друг в друга и законы химических превращений.

Обитая в непрерывно и все быстрее изменяющемся материальном мире, человек взаимодействует с множеством материалов и веществ природного и антропогенного происхождения

Литература

1. Быстров Г.П. Технология спичечного производства. – М. – Л.: Гослесбумиздат, 1961.

2. Войцеховская А.Л., Вольфензон И.И. Косметика сегодня. – М.: Химия, 1998.

3. Козловский А.Л. Клеи и склеивание. – М.: Знание, 1996.

4. Козмал Ф. Производство бумаги в теории и на практике. – М.: Лесная промышленность, 1994.

5. Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. – Л.: Химия, 2001.

6. Кульский Л.А., Даль В.В. Проблема чистой воды. – Киев: Наукова думка, 1984.

7. Советский энциклопедический словарь. – М.: Сов. энциклопедия, 1983.

8. Теддер Дж., Нехватал А., Джубб А. Промышленная органическая химия. – М.: Мир, 1997.

9. Чалмерс Л. Химические средства в быту и промышленности. – Л.: Химия, 1999.

10. Энгельгардт Г., Гранич К., Риттер К. Проклейка бумаги. – М.: Лесная промышленность, 1995.

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: