Полезные и вредные превращения в химии
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.
Источник
Цель урока:
- ты научишься объяснять химическое превращение веществ в природе.
Для достижения цели необходимо узнать:
- какие виды химических превращений существуют;
- в чём заключаются особенности химических превращений в природе.
Гниение | Фотосинтез | Дыхание | Озон | Горение |
Химическое явление (превращение)
Внимательно рассмотри изображения. Раздели их на группы.
- Сколько групп у тебя образовалось?
- Что объединяет эти группы?
- Как ты думаешь, физические или химические процессы смогли бы изменить эти предметы?
- К какому процессу ты можешь отнести изменения, происходящие с этими предметами? Почему?
Химическое явление (превращение) происходит тогда, когда одни вещества превращаются в другие. У новых веществ другой состав и новые свойства. Ты, конечно, понимаешь, что химия происходит не только в пробирках школьной лаборатории. Самые впечатляющие химические явления ты можешь наблюдать в природе. И значение их так велико, что жизнь на Земле была бы невозможна без происходящих в природе химических явлений.
Фотосинтез
Первое химическое превращение веществ, происходящее в природе, о котором стоит поговорить, это фотосинтез. Это процесс, во время которого растения поглощают углекислый газ из атмосферы и под воздействием солнечного света вырабатывают кислород и органические вещества. Этим кислородом ты и дышишь.
Задание 1
В тетради схематически покажи процесс фотосинтеза.
- Отметь, какое происходит превращение.
- Какие факторы влияют на это превращение?
Ученые проводили различные опыты и выяснили, что фотосинтез протекает даже при слабом освещении. С увеличением количества света процесс значительно ускоряется. А если одновременно прибавить освещению яркость и повысить температуру, скорость фотосинтеза увеличивается еще больше.
При фотосинтезе происходит цепочка превращений, результатом которых являются кислород, вода и углеводы в качестве запаса энергии.
Дыхание
Ещё одно химическое превращение веществ в природе происходит в процессе дыхания. Ты вдыхаешь выработанный растениями кислород, а выдыхаешь углекислый газ.
Но не только углекислый газ образуется в результате дыхания. Главное в этом процессе то, что благодаря дыханию выделяется большое количество энергии, и этот способ её получения очень эффективен.
Задание 3
Используя схему дыхания, нарисуй в тетради схему процесса дыхания.
- Обозначь, какое вещество поступает в организм при вдыхании и выходит из организма во время выдоха.
В результате химических реакций, которые сопровождают дыхание, образуется большое количество промежуточных соединений. А они, в свою очередь, служат основой для образования аминокислот, белков, витаминов, жиров и жирных кислот.
Процесс дыхания сложный и разбит на несколько этапов. Более подробно об этом ты будешь говорить на уроках биологии. Принцип химических превращений, происходящих в процессе дыхания, практически одинаков у животных, растений и даже бактерий.
Горение
Горение тоже происходит при участии кислорода, в результате которого древесина (или другое твердое топливо) превращается в золу. А это уже вещество с совершенно другим составом и свойствами. В процессе горения выделяется большое количество теплоты и света.
Чаще всего горение – это химическое превращение, которое протекает с очень большой скоростью. А при огромной скорости может произойти взрыв.
Схематически химическую реакцию превращения одного вещества в природе в другое с помощью горения можно записать так, как на схеме:
Гниение
Одним из природных химических превращений является процесс гниения.
По сути, это тот же процесс, что и горение, только протекает он гораздо медленнее. Гниение представляет собой взаимодействие сложных веществ, содержащих азот, с кислородом при участии микроорганизмов. Наличие влаги является одним из факторов, способствующих возникновению гниения.
В результате химических превращений образуется множество различных веществ, к которым можно отнести аммиак, жирные летучие кислоты, спирты, сероводород и многие другие. Часть из образованных в результате гниения азотосодержащих соединений ядовито. Характерным признаком гниения является выделение теплоты, сильнопахнущих газов, изменение цвета.
Для круговорота веществ в природе гниение имеет очень большое значение: позволяет перерабатывать белки погибших организмов в соединения, пригодные к усвоению растениями. И круг начинается сначала.
Образование озона
Ты когда-нибудь замечал, как легко дышится летом после грозы? Воздух становится особенно свежим и приобретает характерный запах. Каждый раз после летней грозы ты можешь наблюдать еще одно распространенное в природе химическое превращение – образование озона.
Озон (О3) в чистом виде представляет собой газ синего цвета. В природе наибольшая концентрация озона – в верхних слоях атмосферы. Там он выполняет роль щита нашей планеты, который защищает ее от солнечной радиации из космоса и не дает Земле остывать, поскольку поглощает и ее инфракрасное излучение.
В природе озон в большинстве своем образуется благодаря облучению воздуха ультрафиолетовыми лучами Солнца, а также при электрических разрядах молний во время грозы.
Что делать в грозу?
Когда начинается гроза, нужно найти укрытие и спрятаться от непогоды: удар молнии нередко бывает смертелен. Если человек в это время находится в поле, здесь одно правило: надо лечь на землю и ждать окончания грозы. В лесу для укрытия следует выбрать низкорослые кустарники, так как молния обычно метит в самое высокое дерево. Самые опасные места – возвышенности, холмы, одиноко стоящие деревья, столбы.
В грозу под воздействием молний часть молекул кислорода распадается на атомы, молекулярный и атомарный кислород соединяются и образуется О3 – озон.
После грозы тебе легче дышится, воздух кажется более
прозрачным. В небольшой концентрации (как после грозы) озон безопасен и даже полезен, так как разлагает вредные вещества в воздухе. Однако в больших дозах озон очень опасен для людей, животных и даже растений, для них он ядовит.
Озон хороший и плохой
Плохой озон или хороший? | Объяснение | |
А | Плохой | Образуется при плохой погоде. |
Б | Плохой | Образуется в тропосфере. |
В | Хороший | Образуется в стратосфере. |
Г | Хороший | Хорошо пахнет. |
Дезинфицирующие свойства полученного лабораторным путем озона широко используются для озонирования воды, сохранения продуктов, в медицине и косметологии.
Но это не полный список удивительных химических превращений в природе, которые делают жизнь на планете такой разнообразной и прекрасной.
Проверь себя!
Задание 6
Предположим, у тебя есть дядюшка, который пытается понять, что изображено на рисунках. Однако он не получил в школе никакого естественно-научного образования и не понимает объяснения автора рисунков.
Он знает, что в атмосфере нет никаких маленьких человечков, но его интересует, что изображают маленькие человечки комикса, что означают эти странные надписи O2 и O3 и какой процесс представлен на рисунках.
Он просит тебя объяснить комикс. Предположим, что твой дядюшка знает:
- что O – обозначение кислорода;
- что такое атомы и молекулы.
Опиши ему, что показано на каждом из рисунков комикса.
- В своём объяснении используй слова «атомы» и «молекулы», также, как они используются в тексте «Озон».
Химические превращения – это неотъемлемая часть нашей повседневной жизни. Некоторые из них совсем простые и очевидные, любой может наблюдать их на своей кухне: например, заваривание чая. Нагретые кипятком чаинки меняют свои свойства, в результате меняется и состав воды: она приобретает другой цвет, вкус и свойства. То есть получается новое вещество. Другие – довольно сложные, но они двигают нашу жизнь вперёд (например, сгорание топлива в двигателе).
Оценка достижений
Правила составления синквейна
1-я строка – существительное
2-я строка – два прилагательных, описывающих основную мысль
3-я строка – три глагола, описывающих действия в рамках темы
4-я строка – предложение из 4 слов (выражающее чувство)
5-я строка – существительное, одно слово
Синквейн
Источник