Теория:
Химия играет ключевую роль в обеспечении пищевой и энергетической безопасности, в развитии медицины. Она предоставляет широкий спектр веществ, необходимых для различных секторов экономики. Рассмотрим несколько основных направлений, в которых химия имеет важное значение.
Химия и сельское хозяйство
В сельском хозяйстве химические вещества широко применяются в растениеводстве и животноводстве. Это:
- минеральные удобрения;
- средства защиты растений;
- кормовые добавки для откорма животных.
Использование минеральных удобрений и пестицидов способствует увеличению урожайности растений. Применение кормовых добавок обеспечивает высокую продуктивность животноводства.
Рис. \(1\). Минеральное удобрение
Химия и медицина
В медицине химия занимает важное место, так как только на основе химических исследований можно объяснять причины многих заболеваний и находить пути их лечения. В медицинской практике используется огромное количество органических и неорганических веществ. Это лекарства, обеззараживающие и дезинфицирующие вещества, материалы для протезирования и производства медицинских инструментов.
Для предупреждения заражения болезнетворными микроорганизмами в медицинских учреждениях применяют обеззараживающие средства: пероксид водорода, этанол, раствор иода в этаноле или в глицерине и т. д., а для уничтожения микробов в помещениях (перевязочных, операционных и др.) их обрабатывают озоном.
Большое значение имеет создание материалов для протезирования зубов, изношенных суставов и конечностей после травм и ранений.
Химики обеспечивают медицину также материалами для производства инструментов. Из полимеров изготавливают одноразовые шприцы, капельницы, хирургические перчатки и другие приспособления, а из сплавов металлов — хирургические инструменты.
Рис. \(1\). Капельница
Химия и строительство
Химия обеспечивает строительную отрасль стройматериалами, пластмассами, красками.
Сырьём для производства строительных материалов служат глина, песок, известняк, гипс.
При сооружении зданий используют вяжущие материалы, к которым относятся известь, цемент и бетон, гипс. Их смешивают с водой и получают тестообразную массу, превращающуюся при высыхании в твёрдый материал.
Один из таких материалов — гашёная известь. Её смешивают с песком и водой. Полученный известковый раствор используют при кладке стен из кирпича, а также в качестве штукатурки. Гидроксид кальция реагирует с углекислым газом из воздуха с образованием нерастворимого карбоната.
Цемент тоже применяется для скрепления кирпичей при кладке стен. Из цемента и воды готовят тестообразную смесь (раствор), которая при высыхании затвердевает и превращается в камень.
Для увеличения объёма и прочности в цементный раствор добавляют песок, щебень и другие наполнители. Получается бетон. В бетон часто вводят железную арматуру и получают более прочный железобетон. Бетон и железобетон используют для строительства массивных сооружений.
Рис. \(3\). Приготовление бетона
Одним из необходимых материалов для постройки зданий является стекло. Сырьём для производства обычного оконного стекла служат известняк, песок и сода.
В современном строительстве широко используются полимерные материалы. Так, снаружи дома утепляют пенопластом (вспененным полистиролом), а двери и окна изготавливают из ПВХ (поливинилхлорида). Полимеры входят в состав плиточных клеев, смесей для затирки швов. Из них изготавливают трубы для водопровода и канализации.
Химические вещества входят в состав красок. Краски — это жидкие смеси, содержащие пигменты (красители). В тонком слое краски затвердевают и образуют прочную плёнку, покрывающую поверхность.
Химия и энергетика
Некоторые отрасли энергетики используют для производства энергии химические реакции.
Тепло и энергию для приготовления пищи мы получаем, сжигая разные виды топлива. С древних времён люди используют твёрдое топливо. Это древесина, а также каменный уголь и торф.
Более удобным бытовым топливом является газ. Используется природный газ, состоящий из метана, этана, пропана и бутана, а также сжиженный газ (пропан-бутановая смесь). При сгорании газа выделяется много тепла.
Для работы транспорта тоже нужно топливо. В основном транспорт работает на жидком топливе, которое получают переработкой нефти. Это бензин, керосин, дизельное топливо. Они состоят из жидких нециклических и циклических углеводородов. При сгорании этих веществ в двигателях выделяется энергия
Важное направление энергетики — создание источников энергии, работающих без топлива. Широкое распространение получили гальванические элементы и солнечные батареи.
Рис. \(4\). Солнечная батарея
Качества, необходимые людям химических профессий
Возможно, именно тебе предстоит стать в будущем химиком.
Для этого нужно не только хорошо знать теоретический учебный материал, но и развивать личностные качества и способности, необходимые для человека, выбравшего своей специализацией химию. Вот некоторые из этих качеств.
- Технические навыки: умение работать с лабораторным оборудованием, понимание химических процессов.
- Аналитическое мышление: способность анализировать данные, выявлять закономерности и делать выводы на основе экспериментальных результатов.
- Внимание к деталям: точность и аккуратность в лабораторных исследованиях и производственных процессах.
- Коммуникативные навыки: умение чётко и эффективно передавать информацию при взаимодействии с коллегами.
- Командная работа: способность работать в команде, так как многие проекты требуют согласованных усилий многих специалистов.
- Соблюдение норм безопасности: знание и выполнение правил техники безопасности в лаборатории и на производстве.
Эти качества помогают химиками эффективно выполнять свои обязанности и достигать успешных результатов в профессиональной деятельности.
Источники:
Рис. 1. Минеральное удобрение, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/hands-holding-fertilizer-seeds-mixed-chemical-1917708458. Дата обращения: 27.09.2023.
Рис. 2. Капельница, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/medical-dropper-on-wooden-table-health-639439321. Дата обращения: 27.09.2023.
Рис. 3. Приготовление бетона, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/worker-pours-cement-mortar-concrete-mixer-2199800179. Дата обращения: 27.09.2023.
Рис. 4. Солнечная батарея на МКС. Автор: NASA. http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/station/crew-17/html/iss017e012652.html (direct link). Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4934248. Дата обращения: 26.09.2023.