История химии и ее польза
Роль химии в современном мире очень велика. На самом деле, химические процессы окружают нас постоянно, это касается не только промышленного производства или бытовых моментов. Химические реакции в нашем собственном организме протекают ежесекундно, разлагая органические вещества до простых соединений вроде углекислого газа и воды, в результате чего мы получаем энергию на совершение элементарных действий.
Параллельно создаем новые вещества, необходимые для жизнедеятельности и работы всех органов. Останавливаются процессы только после смерти человека и его полного разложения. Источником питания для многих организмов, в том числе и человека, являются растения, обладающие способностью вырабатывать органические вещества из воды и углекислого газа. Этот процесс включает цепь сложных химических превращений, итогом которой становится образование биополимеров: клетчатки, крахмала, целлюлозы.
Химия в быту
Химия в быту человека присутствует ежедневно, мы сталкиваемся с осуществлением целой цепочки химических превращений при:
– использовании мыла;
– приготовлении чая с лимоном; гашении соды;
– поджигании спички или газовой конфорки;
-приготовлении квашеной капусты; -использовании порошков и других моющих средств.
Все это химические реакции, в ходе которых из одних веществ образуются другие, а человек получает от этого процесса какую-то пользу. Современные порошки содержат ферменты, которые при высоких температурах разлагаются, поэтому стирка в горячей воде нецелесообразна. Эффект отъедания пятен будет минимальным. Действие мыла в жесткой воде тоже значительно снижается, зато появляются хлопья на поверхности. Смягчить воду можно кипячением, но иногда это возможно только с помощью химических веществ, которые как раз и добавляют в средства для стиральной машины, снижающие процесс образования накипи.
Все это химические реакции, в ходе которых из одних веществ образуются другие, а человек получает от этого процесса какую-то пользу. Современные порошки содержат ферменты, которые при высоких температурах разлагаются, поэтому стирка в горячей воде нецелесообразна. Эффект отъедания пятен будет минимальным. Действие мыла в жесткой воде тоже значительно снижается, зато появляются хлопья на поверхности. Смягчить воду можно кипячением, но иногда это возможно только с помощью химических веществ, которые как раз и добавляют в средства для стиральной машины, снижающие процесс образования накипи.
Химия и организм человека.
Роль химии в жизни человека начинается с дыхания и переваривания пищи. Все процессы, происходящие в нашем организме, осуществляются в растворенном виде, а универсальным растворителем выступает вода. Ее волшебные свойства позволили когда-то возникнуть жизни на Земле, и сейчас очень важны. Основой химического строения человека выступает пища, которую он потребляет. Чем она качественнее и полноценнее, тем лучше работает слаженный механизм жизнедеятельности. При недостатке какого-либо вещества в питании, тормозятся протекающие процессы, и работа организма нарушается. Чаще всего, такими важными веществами мы считаем витамины. Но это наиболее заметные вещества, недостаток которых проявляется быстро. Нехватка других компонентов может быть не так видна.
К примеру, вегетарианство имеет негативные стороны, связанные с непоступлением с пищей некоторых полноценных белков и, содержащихся в них, аминокислот. В такой ситуации организм не может синтезировать некоторые собственные белки, что приводит к различным нарушениям. Даже поваренная соль должна обязательно входить в рацион, поскольку ее ионы помогают осуществлять осмотическое давление, входят в состав желудочного сока, помогают работе сердца. При различных отклонениях в деятельности органов и систем человек в первую очередь, обращается в аптеку, выступающую в качестве главного пропагандиста достижений человечества в области химии.
Более 90 процентов медикаментов, выставленных на полках аптек, являются искусственно синтезированными, даже если они присутствуют в природе, сегодня проще создать их на заводе из отдельных компонентов, чем вырастить в естественных условиях. И хотя многие из них имеют побочный эффект, положительное значение от устранения заболевания намного выше.
Химия на службе промышленности.
Изначально науку химию двигали люди любопытные, а также жадные. Первым было интересно узнать из чего все состоит и как превращается во что-то новое, вторым хотелось научиться создавать нечто ценное, позволяющее приобрести материальные блага. Одним из самых ценных веществ является золото, а за ним идут и другие металлы. Именно добыча и переработка руды для получения металлов – первые направления развития химии, они и сегодня очень важны. Поскольку позволяют получать новые сплавы, использовать более эффективные способы очистки металлов и так далее. Производство керамики и фарфора тоже очень древнее, оно постепенно совершенствуется, хотя превзойти некоторых старинных мастеров сложно. Переработка нефти сегодня показывает огромное значение химии, ведь помимо бензина и других видов топлива, из этого природного сырья создается несколько сотен различных веществ:
- каучуки и резины;
- синтетические ткани, такие как нейлон, лайкра, полиэстер;
- детали автомобилей;
- пластмассы;
- моющие средства и бытовая химия;
- сантехника;
- канцелярские товары;
- мебель;
- игрушки;
и даже пища.
Лакокрасочная промышленность полностью основана на достижениях химии, все ее разнообразие создается учеными, синтезирующими новые вещества. Даже строительство сегодня вовсю применяет новые материалы, обладающие свойствами, нехарактерными природным веществам. Их качество постепенно улучшается, доказывая, что химия в жизни человека необходима.
Две стороны медали.
Роль химии в современном мире огромна, жить без нее мы уже не сможем, она дает нам массу полезных веществ и явлений, но в то же время и наносит определенный вред.
Вредное воздействие химии.
Как негативный фактор, химия в жизни человека появляется постоянно. Чаще всего мы отмечаем последствия в экологической сфере и здоровье населения. Изобилие материалов, чужеродных нашей планете приводит к тому, что они засоряют почву и воду, не подвергаясь естественным процессам гниения. При этом в ходе разложения или горения они выделяют большое количество токсичных веществ, дополнительно отравляющих окружающую среду. И тем не менее, вопрос этот вполне разрешим с помощью той же самой химии. Значительную часть веществ можно повторно переработать, снова превратив в нужные товары. Проблема, скорее, связана не с недостатками химии как науки, а с ленью человека, и его нежеланием потратить дополнительные усилия на переработку продуктов жизнедеятельности.
Такая же проблема связана и с отходами промышленного производства, которые сегодня редко перерабатываются качественно, отравляя окружающую среду и здоровье человека. Второй момент, говорящий, что химия и организм человека несовместимы, это искусственная пища, которой нас пытаются пичкать многие производители. Но здесь вопрос не столько достижений химии, сколько жадности людей. Химические успехи позволяют сделать жизнь человека проще и возможно, роль химии в решении продовольственной проблемы окажется бесценной, особенно в сочетании с достижениями генетики. Неумение пользоваться этими достижениями и желание заработать – вот главные враги здоровья человека, а вовсе не химическая промышленность.
Применение большого количества консервантов в пище стало проблемой в некоторых странах, где жители настолько пропитались этими веществами, что после смерти процессы разложения в них сильно заторможены, в результате умершие просто не сгнивают, а долгие годы лежат в земле. Бытовая химия часто становится источником аллергических реакций и отравлений организма. Минеральные удобрения и средства для обработки растений от вредителей тоже опасны для человека, да и на природу они оказывают негативное воздействие, постепенно разрушая ее.
Польза химии.
В психологии существует такое понятие – сублимация, заключающееся в снятии внутреннего напряжения через перераспределение энергии, для достижения результата в какой-то доступной области. В химии этот термин используют как обозначение процесса получения из твердого вещества газообразного без жидкой стадии. Однако и в данной отрасли можно применить подход психологии. Перенаправление энергии на достижения в разных отраслях, связанных с химией приносит много пользы обществу.
Говоря о том, зачем нужна химия в быту человека или промышленном производстве мы вспоминаем многие ее достижения, сделавшие нашу жизнь комфортной и более долгой:
-лекарства;
-современные материалы с уникальными свойствами;
– удобрения;
-источники энергии;
-источники пищи и многое другое.
Заключение.
Роль химии в современном мире неоспорима, она заняла важное место в системе знаний человечества, накопленных в течение тысячелетий. Ее активное развитие в 20 веке несколько пугает и заставляет людей задуматься о конечной цели применения своих знаний. Но без знания человечество – только отдельная группа индивидуумов, обладающая не самыми лучшими характеристиками.
Нередко учащимся 8 класса задают написать сочинение, сообщение, эссе, выполнить проект на тему «Химия в жизни человека»? Это неслучайно. Уже не одно столетие химия занимает важное место в жизни людей.
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;
шампуни;
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.
Так, благодаря промышленной химии, получают:
лекарства;
продукты питания;
пластиковые, резинотехнические изделия;
бензин;
бумажные изделия;
синтетические ткани;
строительные и отделочные материалы;
металлы и сплавы с новыми свойствами для медицины, космоса, электроники;
кисломолочную продукцию и многое другое.
Как отдельный комплекс выделяют химическую промышленность, состоящую из фармацевтической, нефтехимической, горно-химической отраслей. Общество получает от них значительный объем продукции.
Значение химии в нашей жизни
Влияние химии на качество жизни человека двояко. Она способна как помогать, так и наносить вред человеку и окружающей среде.
Вредное воздействие
Несмотря на огромную пользу, химия способна причинить вред. От стиральных порошков может возникнуть раздражение на коже, особенно у детей.
Лаки и некоторые краски при продолжительном вдыхании способны привести к интоксикации с головокружением, тошнотой, слабостью.
Удобрения при передозировке накапливаются в плодах и зелени, приводя к поражению желудочно-кишечного тракта.
Но наибольший вред способны привести пищевые химические добавки с кодом «Е», особенно если они не прошли длительного изучения или если их употреблять в больших количествах с едой.
Пример: модифицированный крахмал в йогуртах способен пагубно влиять на поджелудочную железу. А волокна, обработанные специальными химикатами для прочности и сохранения яркой окраски, вызывают аллергические дерматиты. Особенно это характерно для продукции одной из азиатских стран.
Чтобы оградить свой организм от вредного воздействия, следует:
соблюдать меры предосторожности, если используются такие вещества;
не приобретать продукцию, производитель которой неизвестен;
питаться полезной натуральной едой, ограничивая вкусные, но вредные продукты.
Эти простые правила позволят без риска для здоровья пользоваться всеми достижениями современной химии.
Польза химии
Вещества, полученные химическим путем, используют в медицине. Они помогают сохранить больным людям жизнь, поддерживают здоровье.
Одно из достижений – способность улучшать вкусовые качества: сахар, ванилин – тому наглядный пример.
В доме химические вещества убивают микробов, поддерживают комфортный микроклимат в квартире, дают тепло.
Сельским жителям и сельскохозяйственным предприятиям помогают обезопасить поле, сад, огород, приусадебное хозяйство, птицефабрику, повысить урожайность или надои. Это дает возможность обеспечивать едой жителей планеты.
Интересные факты о химии в повседневной жизни
Несколько любопытных фактов, где еще мы можем наблюдать химические реакции:
Абсорбция – это способность поглощать что-либо. Например, активированный уголь захватывает вредные, болезнетворные соединения. Однако такими же способностями обладает обычный рис. Если в слишком соленый суп опустить мешочек с этим злаком, то соль впитается в него, и суп будет спасен.
Мозг – это минилаборатория, в которой ежеминутно происходит около ста тысяч химических реакций.
Садовые и дикие яблоки, оставленные в разрезанном виде, через 5-10 минут становятся буроватыми. Но они не испортились. Это произошла реакция окисления железа, содержащегося в мякоти. Но в воздухе железо соединилось с кислородом, и произошло образование оксида.
Зарождение науки о веществах можно отнести к эпохе античности. Древние греки знали семь металлов и еще несколько сплавов. Золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть – вот вещества, которые были известны в то время. История химии началась с практических знаний. Их теоретическое осмысление было впервые предпринято различными учеными и философами – Аристотелем, Платоном и Эмпедоклом. Первый из них считал, что каждое из этих веществ может преобразовываться в другое. Он объяснял это существованием первоматерии, которая послужила началом всех начал.
Античная философия
Также распространенным было мнение о том, что в основе каждого вещества в мире лежит сочетание четырех стихий – воды, огня, земли и воздуха. Именно эти силы природы отвечают за трансмутацию металлов. Одновременно с этим в V в. до н. э. появилась теория атомизма, основоположниками которой были Левкипп и его ученик Демокрит. Это учение утверждало, что все предметы состоят из мельчайших частиц. Их назвали атомами. И хотя данная теория не нашла научного подтверждения в античности, именно это учение стало подспорьем современной химии в новейшее время.
Египетская алхимия
Примерно во II веке до н. э. новым центром науки стала египетская Александрия. Там же возникла алхимия. Эта дисциплина зародилась как синтез теоретических идей Платона и практических знаний эллинов. История химии этого периода характеризуется повышенным интересом к металлам. Для них было придумано классическое обозначение в виде известных тогда планет и небесных тел. Например, серебро изображалось в виде Луны, а железо – в виде Марса. Так как наука в то время была неотделима от религии, то и у алхимии, как у любой другой научной дисциплины, был свой бог-покровитель (Тот).
Одним из самых значимых исследователей того времени являлся Болос из Мендеса, который написал трактат «Физика и мистика». В нем он описал металлы и драгоценные камни (их свойства и ценность). Другой алхимик Зосим Панополит в своих работах исследовал искусственные способы получения золота. Вообще история возникновения химии началась с поиска этого благородного металла. Алхимики пытались получить золото с помощью экспериментов или магии.
Египетские алхимики изучали не только сами металлы, но и руды, из которых те добывались. Так была открыта амальгама. Это вид сплава металлов с ртутью, который занял особенное место в мировоззрении алхимиков. Некоторые считали его первичным веществом. К этому же периоду можно отнести открытие способа очистки золота с помощью свинца и селитры.
Арабские открытия
Если в эллинистических странах история химии началась, то продолжилась она несколько веков спустя во время арабского золотого века, когда ученые молодой исламской религии были в авангарде человеческой науки. Эти исследователи открыли множество новых веществ, например сурьму или фосфор. Большая часть уникальных знаний применялась в медицине и фармации для разработки лекарств и снадобий. Очерк истории развития химии без упоминания о философском камне – мифической субстанции, позволяющей превращать любое вещество в золото, невозможен.
Около 815 года арабский алхимик Джабир ибн Хайян сформулировал ртутно-серную теорию. Она по-новому объясняла происхождение металлов. Эти принципы стали основополагающими для алхимии не только арабской, но и европейской школы.
Европейские алхимики Средневековья
Благодаря Крестовым походам и большему соприкосновению Запада и Востока христианские ученые наконец узнали об открытиях мусульман. С XIII века именно европейцы заняли уверенную лидерскую позицию в исследованиях веществ. История химии Средневековья многим обязана Роджеру Бэкону, Альберту Великому, Раймунду Луллию и т. д.
В отличие от арабской науки европейские исследования были пропитаны духом христианской мифологии и религии. Основными центрами изучения веществ стали монастыри. Одним из первых серьезных достижений монахов стало открытие нашатыря. Его получил знаменитый теолог Бонавентура. Открытия алхимиков мало затрагивали общество до тех пор, пока не Роджер Бэкон не описал порох в 1249 году. Со временем это вещество произвело революцию на полях сражений и в амуниции армий.
В XVI веке алхимия получила толчок в качестве медицинской дисциплины. Больше всего известны труды Паральцеса, который открыл множество лекарств.
Новое время
Реформация и наступление Нового времени не могло не затронуть и химию. Она все больше избавлялась от религиозных оттенков, становясь эмпирической и экспериментальной наукой. Пионером этого направления стал Роберт Бойль, который поставил перед химией конкретную цель – найти как можно больше химических элементов, а также изучить их состав и свойства.
В 1777 году Антуан Лавуазье сформулировал кислородную теорию горения. Она стала фундаментом для создания новой научной номенклатуры. История химии, кратко описанная в его учебнике «Элементарный курс химии», сделала рывок. Лавуазье составил новую таблицу простейших элементов, основываясь на законе сохранения массы. Изменились представления и понятия о природе веществ. Теперь химия стала самостоятельной рациональной наукой, основывающейся только на экспериментах и реальных доказательствах.
XIX век
В начале XIX века Джон Дальтон сформулировал атомную теорию строения веществ. По сути, он повторил и углубил учение античного философа Демокрита. В обиходе появился такой термин, как атомная масса.
С открытием новых законов получила новый импульс история развития химии. Кратко говоря, на рубеже XVIII и XIX вв. появились математические и физические теории, которые легко и логично объясняли многообразие веществ на планете. Открытие Дальтона было подтверждено, когда шведский ученый Йенс Якоб Берцелиус связал атомы с полярностью электричества. Также он ввел в обиход привычные сегодня обозначения веществ в виде латинских литер.
Атомная масса
В 1860 году химики всего мира на конгрессе в Крлсруэ признали основополагающей атомно-молекулярную теорию, которую предложил Станислао Канниццаро. С ее помощью была вычислена относительная масса кислорода. Так история химии (кратко ее описать очень сложно) за несколько десятков лет прошла огромный путь.
Относительная атомная масса позволила систематизировать все элементы. В XIX веке было предложено множество вариантов того, как это сделать наиболее удобно и практично. Но лучше всего это удалось русскому ученому Дмитрию Менделееву. Его периодическая система элементов, предложенная в 1869 году, стала фундаментом для современной химии.
Современная химия
Через несколько десятков лет был открыт электрон и явление радиоактивности. Это подтвердило давние предположения о делимости атома. Кроме того, данные открытия дали толчок к развитию пограничной дисциплины между химией и физикой. Появились макеты строения атома.
Краткий очерк истории развития химии не может обойтись без упоминания о квантовой механике. Эта дисциплина повлияла на представления о связях внутри вещества. Появились новые методы анализа научных знаний и теорий. Это были различные вариации спектроскопии и использование рентгена.
В последние годы история развития химии, кратко описанная выше, ознаменовалась большими результатами в связке с биологией и медициной. Новые вещества активно используются в современных лекарствах и т. д. Была исследована структура белков, ДНК и других важных элементов внутри живых организмов. Краткий очерк истории развития химии можно закончить открытием все новых веществ в таблице Менделеева, которые получают экспериментальным путем.