Хімія як наука, основні поняття.
Федеральне агентство з освіти РФ
1. Розв'язання задач.
1.1. Хімічна термодинаміка.
1.2. Хімічна кінетика.
1.3. Розчини та їх властивості.
1.4. Дисперсні системи. Колоїдні розчини та їх властивості.
2. Реферат на тему: «Використання законів хімії у світі – нові відкриття, створення нових будівельних матеріалів, нові досягнення економіки, техніці, медицині.
2.2. Розвиток хімії.
2.3. Роль хімії у світі.
2.4. Хімія у будівництві.
3. Список літератури.
1. Розрахувати теплоту утворення ацетилену, якщо при згорянні 1 моль виділяється 1300 кДж теплоти.
2. Константа рівноваги гомогенної системи СО (г) + О (г) = (г) + (г) при С дорівнює 1. Обчисліть концентрації всіх речовин при рівновазі, якщо вихідні всі концентрації: [CO] = 3 моль/л; [] = 2 моль/л.
3. Обчисліть молярну та еквівалентну концентрації 20%-ного розчину хлориду кальцію щільністю 1,178 г/мл.
4. Який обсяг 0,005 н розчину нітрату срібла потрібно додати до 25 мл 0,0016 н розчину хлориду калію, щоб отримати негативну золь хлориду срібла? Напишіть будову міцели золю.
2. Реферат на тему: «Використання законів хімії у сучасному світі – нові відкриття, створення нових будівельних матеріалів, нові досягнення в економіці, техніці, медицині
Що ж таке хімія і навіщо вона потрібна? Хімія – наука, вивчає склад, будова, властивості речовин, і навіть перетворення цих речовин і закони, яким підпорядковуються ці перетворення. Вік, у якому ми живемо, називають “століття хімії”. Це пов'язано з тим, що саме в останні роки розвиток цієї галузі досяг піка порівняно з попереднімиперіодами.
Сучасна хімія дуже тісно пов'язана з усіма галузями народного господарства. Майже жодна наука не обходиться без досягнень хімії. Вона дедалі глибше проникає у всі галузі як наукової, і господарську діяльність. Якщо розглядати взаємозв'язок хімії та інших наук, можна виділити проміжні (перехідні) науки: фізична хімія, геохімія, біохімія та багато інших. Медицина, парфумерія, металургійна та паливна промисловість – це лише мала частина галузей, які просто не зможуть існувати без розвитку хімії.
В даний час виділяють два основні напрямки хімії: органічна та неорганічна. Органічна хімія вивчає сполуки вуглецю з іншими елементами (ці знання широко використовуються у паливній промисловості, при виробництві полімерів та пластмас). Неорганічна хімія вивчає інші сполуки.
2.2. Розвиток хімії.
Розвиток хімії розпочалося задовго до початку нашої ери. Найдавніший її напрямок – металургія. Саме тоді люди почали вивчати перетворення різних речовин за різних умов і почали використовувати хімію для своїх потреб. Спочатку навчилися отримувати метали (насамперед мідь) та змішувати її з оловом для отримання бронзи. Пізніше було отримано з руди та залізо.
Оскільки хімія в ті давні часи була абсолютно новим етапом розвитку знань людства, багато хто надавав науці різних неймовірних якостей. Так було в III-IV століттях до нашої ери виник новий напрямок хімії – алхімія. Сотні вчених билися у пошуках “філософського каменю”, який мав перетворювати неблагородні метали (наприклад, залізо), на шляхетні (срібло, золото).
Після початку епохи Відродження розвиток хімії набув другого життя. Вона почала набувати практичногозастосування у багатьох галузях промисловості. Окрім металургії, почали бурхливо розвиватися склоробство, медицина, виробництво кераміки та безліч інших видів діяльності. І першій половині XVII століття хімія плавно переросла окрему науку.
Відкриття великої кількості нових хімічних елементів змусило задуматися про їхню систематизацію. У 1869 р. великим українським вченим Д. І. Менделєєвим було виявлено взаємозв'язок цих елементів, результатом чого стала поява періодичної системи елементів. Результатом відкриття стала поява багатьох законів хімії, що дало різкий поштовх розвитку інших напрямів діяльності людства.
Друга половина ХХ століття ознаменувала новий виток розвитку хімії. Швидкий розвиток математики, електроніки та появи в арсеналі хіміків точних вимірювальних приладів та комп'ютерів дозволили вести розрахунки, які раніше були дуже скрутними, а часом і неможливими. Моделювання хімічних процесів, обробка великих обсягів даних, розрахунки структур складних речовин дозволили вченим значно розширити значущість хімії. Здешевлення досліджень та експериментів, а також підвищення їх точності дозволило застосувати їх і для менш наукомістких галузей. Почалося розвиток комерційної хімії.
Сьогодні тисячі хімічних лабораторій проводять дослідження для різних галузей народного господарства, розвиваючи комерційну хімію. Парфумерія, виробництво найрізноманітніших полімерних речовин, пластмас, будівельних матеріалів із заданими параметрами та безліч інших галузей застосування хімії – основні споживачі цих досліджень.
Розвиток хімії має і стратегічний характер. Важливий напрямок – отримання дешевого альтернативного палива. Не секрет, що запаси нафти та газу, основних на сьогоднідень джерел енергії зменшується з кожним днем. Тому саме на хімію покладено проблему енергії майбутнього.
Подальший розвиток хімії передбачає також розробку екологічно безпечних аналогів для застосовуваних сьогодні технологій, які негативно впливають на навколишнє середовище.
Безперечно, що сьогодні хімія займає значну частину в житті людства, ще очевидніше, що вона — наука майбутнього.
Досить сказати, що 92% енергії, яку споживає зараз суспільство, ми отримуємо, здійснюючи хімічні процеси. І якщо сучасна енергетика створює екологічні проблеми, то винна в цьому не хімія, а неписьменне чи недобросовісне використання продуктів її діяльності (хім. процеси, продукти, матеріали).
Треба пам'ятати, що хімія – це не лише ДДТ, дефоліанти, нітрати та діоксини. Але й цукор та сіль, повітря та валідол, молоко та магній, поліетилен та пеніцилін.
Все, що ми користуємося, що носимо, у чому живемо, пересуваємося, чим граємо, виробляється за допомогою керованих хімічних реакцій.
Заняття хіміка – винахід реакцій, що перетворюють речовини, що нас оточують, у ті, що служать задоволенню наших потреб.
Нам необхідно мати ефективний засіб проти хвороби Паркінсона. Хіміки синтезують карбідофу – сполуку, яка відсутня в природі, але має високу терапевтичну активність.
Мільйони автомобілів забруднюють атмосферу. Це завдання частково допомагає вирішити автомобільний каталітичний конвертор вихлопних газів.
Нині налічується понад 8 мільйонів синтезованих сполук. Хімія відіграє роль у вирішенні проблем забезпечення людей продовольством, одягом і житлом, нових джерел енергії, у створенні відновлюваних замінників, що виснажуються або рідкіснихматеріалів, у зміцненні здоров'я людини, у контролі за станом довкілля та її захист.
Оскільки всі життєві процеси викликаються хім. змінами, знання про хімічні реакції забезпечують необхідний фундамент для розуміння сутності життя. Таким чином, хімія робить внесок у вирішення проблем універсальної філософської значущості.
Трагедія у Бхопалі (Індія) яскраво показує дві сторони хімії. Тисячі отруєних токсичними речовинами, що застосовуються для виробництва продуктів харчування, які щорічно рятували мільйони людей від голодної смерті.
2.3. Роль хімії у світі.
Хімічна промисловість виробляє десятки тисяч найменувань продуктів, багато з яких за технологічними та економічними характеристиками успішно конкурують із традиційними матеріалами, а частина є унікальними за своїми параметрами. Хімія дає матеріали із заздалегідь заданими властивостями, у тому числі й такими, що не зустрічаються в природі. Подібні матеріали дозволяють проводити технологічні процеси з великими швидкостями, температурами, тисками в умовах агресивних середовищ. Для промисловості хімія постачає такі продукти, як кислоти та луги, фарби, синтетичні волокна тощо. Для сільського господарства хімічна промисловість випускає мінеральні добрива, засоби захисту від шкідників, хімічні добавки та консерванти до кормів для тварин. Для домашнього господарства та побуту хімія постачає миючі засоби, фарби, аерозолі та інші продукти.
Хімія характерна як тим, що забезпечує виробництво багатьох необхідних продуктів, матеріалів, ліків. У багатьох галузях промисловості та сільськогосподарського виробництва широко використовуються також хімічні методи обробки: біління, фарбування, друкування у текстильнійпромисловості; знежирення, травлення, ціанування у машинобудуванні; кисневе дуття у металургії; консервація, синтезування вітамінів та амінокислот — у харчовій та фармацевтичній промисловості тощо. буд. Впровадження хімічних методів веде до інтенсифікації технологічних процесів, збільшення виходу корисної речовини, зниження відходів, підвищення якості продукції.
До твердих відходів відносяться відходи гірничодобувної промисловості, будівельне та побутове сміття. Стічні води містять багато неорганічних сполук - іони ртуті, цинку, кадмію, міді, нікелю і т. д. П'ята частина вод Світового океану забруднена нафтою і нафтопродуктами. Значних збитків водойм внаслідок вимивання добрив із ґрунту завдають забруднення, пов'язані з сільськогосподарським виробництвом. Шкідливі речовини з повітря та води потрапляють у ґрунт, у якому накопичуються важкі метали, радіоактивні елементи. В організм людини шкідливі речовини потрапляють через повітря, воду та їжу. Таким чином, людство, пройшовши низку етапів розвитку — від вогню багаття до термоядерної бомби, — на початку XXI століття опинилося в умовах, коли вкотре постало питання про його виживання. Загроза екологічної катастрофи потребує рішучого перегляду відносин сучасної «хімічної» цивілізації та природи у бік оптимізації цих відносин. Завдання полягає в тому, щоб через нові технології гармонізувати відносини «суспільство — природа» таким чином, щоб компенсаторних можливостей навколишнього середовища було достатньо для нейтралізації антропогенних впливів на неї.
Нові технології за своїми параметрами повинні наближатися до природних процесів, відрізнятися від промислових своєю безвідходністю або маловідходністю. У безвідходному виробництві технологічний цикл «сировина – виробництво –використання готового продукту — «вторинна сировина» вписується в довкілля, не порушуючи економічного розвитку. Нині намітилися такі шляхи вирішення складних екологічних проблем: комплексна переробка сировини; перегляд традиційних процесів та схем отримання відомих продуктів; впровадження безстічних та замкнутих схем водоспоживання; очищення газів, що викидаються; використання промислових комплексів із замкнутою структурою матеріальних та енергетичних потоків.
3.1. Хімія у будівництві.
Хімія і будівництво, дві великі і давні галузі діяльності, протягом багатьох століть розвиваються в тісному контакті, взаємопроникаючи один в одного. Можна з упевненістю сказати, що характерна риса будівництва — це швидке освоєння та продуктивне використання всього нового, що з'являлося у хімічній науці. Сучасний розвиток будівництва важко уявити без використання продукції хімічної промисловості: застосування та впровадження нових конструкційних полімерних матеріалів, пластичних мас, синтетичних волокон, каучуків, в'яжучих та оздоблювальних речовин та багатьох інших корисних продуктів великої та малої хімії. Техніка будівництва реконструюється за напрямом не лише інтенсифікації та модернізації самих процесів будівельного виробництва, а й підвищення значущості ролі хімічних та фізико-хімічних процесів. Впровадження таких процесів, як склеювання, зварювання, формування – це результат хімізації будівництва. Використання швидкотвердіючих бетонів та розчинів стало можливим після ретельного та продуктивного дослідження хімічних реакцій їх компонентів. Застосування в'яжучих речовин удосконалюється в ході вивчення процесів, що реалізуються при їх твердінні.
Вище було викладено основніуявлення про хімію, її закони, місце в людській цивілізації.
На закінчення слід ще раз підкреслити, що хімія — «палиця з двома кінцями». З одного боку, це благо для людини, без якої немислимий розвиток суспільства, з іншого — лихо для навколишнього середовища. Очевидно, що ідеал підкорення природи, який супроводжував науково-технічну революцію в XIX столітті, має бути докорінно переглянутий, що передбачає формування екологічної свідомості у всіх людей, молодого покоління в першу чергу. Молодим доведеться вирішувати важкі завдання запобігання природі від негативного впливу людини — щоб уникнути глобальної екологічної катастрофи.