Što proučava znanost kemija? Opća kemija Povijesne etape u razvoju kemijske znanosti
Tema: Kemija je prirodna znanost. Kemija u okolišu.
Cilj: zainteresirati učenike za za njih novi predmet - kemiju;
otkriti ulogu kemije u životu čovjeka; obrazovati djecu
odgovoran odnos prema prirodi.
Zadaci: 1. razmotriti značenje riječi kemija, kao jedan od prirodnih
2. odrediti značenje i odnos kemije s drugima
3. saznati kakav učinak kemija ima na čovjeka i
Oprema i materijali:„Kemija u Guinnessovoj knjizi rekorda“;
Kemijsko tržište: povezani članci; izjava znanstvenika o
kemija; mineralna voda; kruh, jod; šampon, tablete, pasta za zube
pasta, lak itd.
Termini i pojmovi: kemija; tvari: jednostavne i složene; kemijski
element; atom, molekula.
Vrsta lekcije: učenje novog gradiva.
Tijekom nastave
ja organizacijska faza.
Zvonilo je
Počela je lekcija. Došli smo ovdje učiti
Ne budi lijen, nego marljivo radi.
Marljivo radimo
Pažljivo slušamo.
bok dečki
II. Aktualizacija i motivacija obrazovnih aktivnosti. Danas počinjete učiti novi predmet - kemiju.
Već ste se upoznali s nekim pojmovima kemije na satovima prirodoslovlja. . Navedite primjere
(Tijelo, tvar, kemijski element, molekula, atom).Koje tvari koristite kod kuće? (voda, šećer, sol, ocat, soda, alkohol itd.) Na što vas asocira riječ kemija??(Hrana, odjeća, voda, kozmetika, dom). Ne možemo zamisliti svoj život bez takvih sredstava: paste za zube, šampona, praškova, higijenskih proizvoda koji održavaju naše tijelo i odjeću čistima i urednima Predmeti koji nas okružuju sastoje se od tvari: jednostavnih ili složenih, a one, pak, od kemijskih elementi jednog ili više. Naše tijelo također uključuje gotovo cijeli periodni sustav, na primjer: krv sadrži kemijski element Ferum (željezo), koji u kombinaciji s kisikom ulazi u sastav hemoglobina, tvoreći crvena krvna zrnca - eritrocite, želudac sadrži klorovodičnu kiselinu, koja doprinosi bržoj razgradnji hrane, naše tijelo se sastoji od 70% vode, bez koje ljudski život nije moguć.. S ovom i drugim tvarima upoznat ćemo se kroz tečaj kemije.
Naravno, u kemiji, kao i u svakoj znanosti, osim zabavnih, bit će i onih teških. Ali teško je i zanimljivo - upravo to treba mislećem čovjeku, da nam um ne bude u besposličarenju i lijenosti, nego neprestano radi i radi. Stoga je tema prvog sata uvod u kemiju kao jednu od prirodnih znanosti.
Zapisujemo u bilježnicu:
Školski rad.
Tema: Kemija je prirodna znanost. Kemija u okolišu.
III. Učenje novog gradiva.
Epigraf:
O ti sretne nauke!
Marljivo ispružite ruke
I gledaj u najudaljenija mjesta.
Prođi zemlju i bezdan,
I stepe, i duboke šume,
I sama visina neba.
Svugdje istražuj cijelo vrijeme,
Što je veliko i lijepo
Što svijet još nije vidio.....
U utrobi zemlje ti, Kemija,
Pronio oštrinu pogleda,
I što Rusija sadrži u sebi,
Otvorite blago blaga...
M.V. Lomonosov "Oda zahvalnosti"
Fiz minuta
Ručke povučene prema nebu (povuci gore)
Kralježnica je bila istegnuta (raširena)
Svi smo imali vremena za odmor (rukujte se)
I ponovno sjeo za stol.
Riječ "kemija" dolazi od riječi "himi" ili "huma" iz starog Egipta, kao crna zemlja, odnosno crna kao zemlja, koja se bavi raznim mineralima.
U svakodnevnom životu često se susrećete s kemijskim reakcijama. Na primjer:
Iskustvo: 1. Kapnite kap joda na kruh, krumpir - plave boje, što je kvalitativna reakcija na škrob. Možete se testirati na sadržaj škroba na drugim predmetima.
2. Otvorite bocu gazirane vode. Dolazi do reakcije razgradnje ugljične ili karbonatne kiseline na ugljikov dioksid i vodu.
H2CO3 CO2 +H2O
3. Octena kiselina + soda ugljikov dioksid + natrijev acetat. Bake i mame vam peku pite. Kako bi tijesto bilo mekano i pahuljasto, u njega se dodaje soda pogašena octom.
Sve te pojave objašnjava kemija.
Nekoliko zanimljivih činjenica vezanih uz kemiju:
Zašto se stidljiva mimoza tako zove?
Sramežljiva biljka mimoza poznata je po tome što joj se listovi savijaju kad je netko dodirne, a nakon nekog vremena ponovno se isprave. Ovaj mehanizam je zbog činjenice da određena područja na stabljici biljke, kada se stimuliraju izvana, oslobađaju kemikalije, uključujući ione kalija. Djeluju na stanice lišća, iz kojih počinje istjecanje vode. Zbog toga opada unutarnji tlak u stanicama, pa se peteljka i latice na lišću uvijaju prema gore, a taj se učinak može lancem prenijeti na druge listove.
Upotreba paste za zube: uklanja naslage od čaja na šalici jer sadrži sodu koja ga čisti.
Istraga o smrti cara Napoleona .
Zarobljeni Napoleon je u pratnji svoje pratnje 1815. stigao na otok Sveta Helena, dobrog zavidnog zdravlja, ali je 1821. umro. Dijagnosticiran mu je rak želuca. Pramenovi pokojnikove kose su odrezani i podijeljeni carevim odanim pristašama. Tako su došli do našeg vremena. Godine 1961. objavljena su istraživanja Napoleonove kose na arsen. Ispostavilo se da je kosa sadržavala povećani udio arsena i antimona koji su postupno umiješani u hranu, što je uzrokovalo postupno trovanje. Tako je kemija, stoljeće i pol nakon smrti, pomogla u rješavanju nekih zločina.
Rad s udžbenikom 5 pronađite i zapišite definiciju pojma kemija.
Kemija je znanost o tvarima i njihovim pretvorbama. Kao znanost ona je egzaktna i eksperimentalna, budući da je popraćena pokusima, odnosno pokusom, ujedno se provode potrebni izračuni i nakon toga samo zaključci.
Kemičari proučavaju raznolikost tvari i njihova svojstva; pojave koje se događaju s tvarima; sastav tvari; struktura; Svojstva; uvjeti transformacije; mogućnosti korištenja.
Raspodjela tvari u prirodi. Razmotrite sliku 1. Koji se zaključak može izvući iz ovoga.(Supstance ne postoje samo na Zemlji, već i izvan nje.) Ali sve tvari sastoje se od kemijskih elemenata. Navedene su neke informacije o kemijskim elementima i tvarima u Guinnessovoj knjizi rekorda: na primjer
Najčešći element: u litosferi - kisik (47%), u atmosferi - dušik (78%), izvan Zemlje - vodik (90%), najskuplji - Kalifornija.
Najkovniji metal - zlato od 1 g može se uvući u žicu dugu 2,4 km (2400 m), najtvrđi - krom, najtoplije - i električki vodljivo - srebro. Najskuplja tvar je interferon: milijunti mikrogram čistog lijeka košta 10 dolara.
Kemija je usko povezana s drugim prirodnim znanostima. Koje prirodne znanosti možete navesti?
Razmotrite dijagram 1. 6
Ekologija Poljoprivreda Agrokemija
Fischemistry
Fizika Kemija Biologija Biokemija Medicina
Matematika Geografija Astronomija Kozmokemija
farmaceutska kemija
Ali osim toga, sama se kemija također može klasificirati:
Klasifikacija kemije
Anorganska organska analitička
opća kemija
Sve će se to proučavati tijekom školskog tečaja kemije.
Čovjek mora postojati u skladu s prirodom, ali je pritom sam uništava. Svatko od vas može zaštititi i zagaditi prirodu. Papir, polietilen, plastika - trebate bacati samo u posebne kante, a ne razbacivati gdje ste jer se ne razgrađuju. Prilikom izgaranja plastike i polietilena oslobađaju se vrlo otrovne tvari koje utječu na ljude. U jesen, spaljivanjem lišća, stvaraju se i otrovne tvari, iako se mogu gomilati za proces truljenja, a zatim koristiti kao biološka gnojiva. Korištenje kućanskih kemikalija dovodi do zagađenja vode. Dakle, očuvanje prirode za buduće generacije ovisi o pažljivom odnosu svakoga od nas prema njoj, o razini kulture, kemijskog znanja.
IV. Generalizacija i sistematizacija znanja.
1. Nastavi definiciju:
Kemija je…………………………………………………………………………..
2. Odaberi točne tvrdnje:
a. Kemija - Humanističke znanosti
b. Kemija je prirodna znanost.
u. Poznavanje kemije potrebno je samo biolozima.
d. Kemikalije se nalaze samo na Zemlji.
e. Za život, disanje, osoba treba ugljični dioksid.
e. Život na Planeti nije moguć bez kisika.
3. Od navedenih znanosti koje su međusobno povezane s kemijom odaberite one koje se odnose na definicije.
Biokemija, Ekologija, Fizikalna kemija, Geologija, Agrokemija
1. Kemijske procese koji se odvijaju u ljudskom tijelu proučava znanost - biokemija.
2. Znanost o zaštiti okoliša zove se Ekologija
3. Istraživanje minerala - Geologija
4. Pretvorbu jednih tvari u druge prati apsorpcija ili oslobađanje topline, proučava fizikalna kemija
5. Proučavanje utjecaja gnojiva na tlo i biljke je znanost agrokemija.
4. Kakav utjecaj ima kemija na prirodu.
V. Sažimanje lekcije.
Iz izloženog gradiva proizlazi da je kemija znanost o tvarima i njihovim pretvorbama. U suvremenom svijetu osoba ne može zamisliti svoj život bez kemikalija. Praktično nema industrije u kojoj kemijsko znanje ne bi bilo potrebno. Utjecaj kemije i kemikalija na čovjeka i okoliš, pozitivan i negativan. Svatko od nas može spasiti dio prirode, onakvu kakva jest. Zaštita okoliša.
VI. Domaća zadaća.
2. Odgovorite na pitanja na str. deset . 1- usmeno, 2-4 pismeno.
3. Pripremite izvješća na temu: "Povijest razvoja kemije kao znanosti"
Kemija je prirodna znanost. Kemija u okolišu. Kratki podaci iz povijesti kemije
Kemija spada u prirodne znanosti. Kemija je znanost o tvarima, njihovim svojstvima i pretvorbama. Predmet kemije su kemijski elementi i njihovi spojevi, kao i obrasci po kojima se odvijaju kemijske reakcije. Moderna kemija vrlo je raznolika iu pogledu objekata i metoda njihovog proučavanja, stoga su mnogi njezini dijelovi samostalne znanosti. Sada su glavne grane kemije anorganska kemija, organska kemija i fizikalna kemija. Istodobno su značajni dijelovi kemije nastali na granici s drugim znanostima. Tako je međudjelovanje kemije i fizike uz fizikalnu kemiju dalo i kemijsku fiziku. Jedno od naprednih područja kemije je biokemija – znanost koja proučava kemijske temelje života. Gotovo svako znanstveno istraživanje zahtijeva korištenje fizikalnih metoda za utvrđivanje strukture materije i matematičkih metoda za analizu rezultata.
Kemija ima važnu ulogu u znanstvenom i tehnološkom napretku. Našao je primjenu u svim granama znanosti, tehnike i proizvodnje. Kemija osigurava preradu minerala u vrijedne proizvode. Kemija ima značajan utjecaj na produktivnost poljoprivredne proizvodnje. Jednako je značajna uloga kemije u proizvodnji plastike, boja, građevinskih materijala, sintetičkih tkanina, sintetičkih deterdženata, parfema i lijekova. Proučavanje kemije pomaže osobi ne samo da poveća opću erudiciju, već i da upozna sebe i svijet oko sebe.
Pojam "kemija" prvi put se pojavio u raspravi egipatskog Grka Zosima 400. godine nove ere, u kojoj Zosim kaže da su "kemiju" ljude poučavali demoni koji su se s neba spustili na zemlju. Naziv "kemija" dolazi od riječi "Khemi" ili "Humana", kojom su stari Egipćani nazivali svoju zemlju, kao i crnicu Nila.
Prvi kemičari bili su egipatski svećenici. Već je u trećem stoljeću pr. Kr. bio prikupljen i opisan značajan eksperimentalni materijal. U poznatoj Aleksandrijskoj knjižnici bilo je oko sedam stotina rukom pisanih knjiga, čuvana su mnoga djela iz kemije. Grčki filozof Demokrit, koji je živio u petom stoljeću prije Krista, prvi je sugerirao da su sva tijela sastavljena od malih, nevidljivih, nedjeljivih čestica čvrste materije koje se kreću. On je te čestice nazvao "atomi". Od trećeg stoljeća nove ere u povijesti kemije počinje razdoblje alkemije, čija je svrha bila pronalaženje načina pretvaranja osnovnih metala u plemenite (srebro i zlato) pomoću kamena mudraca. U Rusiji alkemija nije bila raširena, iako su rasprave alkemičara bile poznate. Početkom šestog stoljeća alkemičari su svoja znanja počeli primjenjivati za potrebe proizvodnje i liječenja. Tijekom sedamnaestog i osamnaestog stoljeća u kemijskim istraživanjima počinju se koristiti eksperimentalne metode.
Prva teorija znanstvene kemije bila je teorija flogistona (bez težine tvari koja se oslobađa iz tvari tijekom izgaranja tvari), koju je predložio G. Stahl u osamnaestom stoljeću. Ta se teorija pokazala pogrešnom, iako je trajala gotovo cijelo stoljeće. Francuski kemičar A. Lavoisier i ruski kemičar M. V. Lomonosov upotrijebili su precizna mjerenja u proučavanju kemijskih reakcija, opovrgli teoriju o flogistonu i formulirali zakon o održanju mase. Od 1789. do 1860. nastavlja se razdoblje kvantitativnih kemijskih zakona (atomske i molekularne znanosti). Moderna etapa u razvoju kemijske znanosti, koja je započela u dvadesetom stoljeću, traje do danas. Svaki napredak praktične kemije danas se temelji na dostignućima fundamentalne znanosti.
Cijeli raznolik svijet oko nas je materija koji se pojavljuje u dva oblika: tvari i polja. Supstanca sastoji se od čestica koje imaju vlastitu masu. Polje- oblik postojanja materije, koji karakterizira energija.
Svojstvo materije je promet. Oblici kretanja materije proučavaju različite prirodne znanosti: fizika, kemija, biologija itd.
Ne treba pretpostaviti da postoji nedvosmislena stroga korespondencija između znanosti s jedne strane i oblika kretanja materije s druge strane. Mora se imati na umu da općenito ne postoji takav oblik gibanja materije koji bi postojao u svom čistom obliku, odvojeno od drugih oblika. Sve ovo naglašava poteškoće klasifikacije znanosti.
x imyu može definirati kao znanost koja proučava kemijski oblik gibanja tvari, koji se razumijeva kao kvalitativna promjena tvari: Kemija proučava strukturu, svojstva i pretvorbe tvari.
Do kemijske pojave odnosi se na pojave u kojima se jedna tvar pretvara u drugu. Kemijski fenomeni inače su poznati kao kemijske reakcije. Fizičke pojave nisu popraćene transformacijom jedne tvari u drugu.
U središtu svake znanosti je neki skup prethodnih uvjerenja, temeljnih filozofija i odgovora na pitanje o prirodi stvarnosti i ljudskog znanja. Ovaj skup uvjerenja, vrijednosti koje dijele članovi određene znanstvene zajednice naziva se paradigmama.
Glavne paradigme moderne kemije:
1. Atomska i molekularna struktura tvari
2. Zakon očuvanja materije
3. Elektronička priroda kemijske veze
4. Jednoznačan odnos između strukture tvari i njezinih kemijskih svojstava (periodički zakon)
Kemija, fizika, biologija samo na prvi pogled mogu se činiti da su znanosti udaljene jedna od druge. Iako su laboratoriji fizičara, kemičara i biologa vrlo različiti, svi ovi istraživači bave se prirodnim (prirodnim) objektima. Time se prirodne znanosti razlikuju od matematike, povijesti, ekonomije i mnogih drugih znanosti koje proučavaju ono što nije stvorila priroda, već prvenstveno čovjek sam.
Ekologija je bliska prirodnim znanostima. Ne treba misliti da je ekologija "dobra" kemija, za razliku od klasične "loše" kemije koja zagađuje okoliš. Ne postoji "loša" kemija ili "loša" nuklearna fizika - postoji znanstveni i tehnološki napredak ili njegov nedostatak u nekom području djelovanja. Zadaća ekologa je korištenje novih dostignuća prirodnih znanosti kako bi se rizik od narušavanja staništa živih bića sveo na najmanju moguću mjeru uz najveću korist. Ravnoteža "rizik-koristi" je predmet proučavanja ekologa.
Ne postoje stroge granice između prirodnih znanosti. Na primjer, otkrivanje i proučavanje svojstava novih vrsta atoma nekoć se smatralo zadaćom kemičara. Međutim, pokazalo se da su od trenutno poznatih vrsta atoma neke otkrili kemičari, a neke fizičari. Ovo je samo jedan od mnogih primjera "otvorenih granica" između fizike i kemije.
Život je složen lanac kemijskih transformacija. Svi živi organizmi apsorbiraju neke tvari iz okoliša, a oslobađaju druge. To znači da ozbiljan biolog (botaničar, zoolog, liječnik) ne može bez znanja iz kemije.
Kasnije ćemo vidjeti da ne postoji apsolutno precizna granica između fizikalnih i kemijskih transformacija. Priroda je jedna, pa se uvijek moramo sjetiti da je nemoguće razumjeti strukturu svijeta oko nas, zalazeći samo u jedno od područja ljudskog znanja.
Disciplina "Kemija" interdisciplinarnim je vezama povezana s drugim prirodoslovnim disciplinama: prethodnim - s matematikom, fizikom, biologijom, geologijom i drugim disciplinama.
Suvremena kemija je razgranat sustav mnogih znanosti: anorganske, organske, fizikalne, analitičke kemije, elektrokemije, biokemije, koje studenti svladavaju u narednim kolegijima.
Poznavanje kolegija kemije nužno je za uspješan studij drugih općeznanstvenih i posebnih disciplina.
Slika 1.2.1 - Mjesto kemije u sustavu prirodnih znanosti
Usavršavanje istraživačkih metoda, prvenstveno eksperimentalne tehnologije, dovelo je do podjele znanosti na sve uža područja. Kao rezultat toga, količina i "kvaliteta", t.j. povećala se pouzdanost informacija. Međutim, nemogućnost da jedna osoba ima cjelovito znanje čak i za srodna znanstvena područja stvorila je nove probleme. Kao što su u vojnoj strategiji najslabije točke obrane i ofenzive na spoju frontova, u znanosti ostaju najmanje razvijena područja koja se ne mogu jednoznačno klasificirati. Među ostalim razlozima, može se istaknuti i poteškoća u stjecanju odgovarajuće razine kvalifikacije (akademskog stupnja) za znanstvenike koji rade u područjima “spojišta znanosti”. Ali tamo se također stvaraju glavna otkrića našeg vremena.
Kemija kao znanost
Kemija- znanost koja proučava strukturu tvari i njihove transformacije, popraćene promjenom sastava i (ili) strukture. Suvremena kemija suočava se s tri glavna zadatka:
- Prvo, temeljni smjer u razvoju kemije je proučavanje strukture tvari, razvoj teorije o strukturi i svojstvima molekula i materijala. Važno je uspostaviti vezu između strukture i različitih svojstava tvari te na temelju toga izgraditi teorije o reaktivnosti tvari, kinetici i mehanizmu kemijskih reakcija i katalitičkih pojava. Provedba kemijskih transformacija u jednom ili drugom smjeru određena je sastavom i strukturom molekula, iona, radikala i drugih kratkotrajnih formacija. Poznavanje toga omogućuje pronalaženje načina za dobivanje novih proizvoda koji imaju kvalitativno ili kvantitativno drugačija svojstva od postojećih.
- drugo, provedba usmjerene sinteze novih tvari sa željenim svojstvima. Ovdje je također važno pronaći nove reakcije i katalizatore za učinkovitiju sintezu već poznatih i komercijalno važnih spojeva.
- treći – analiza. Ovaj tradicionalni problem kemije dobio je posebno značenje. Povezan je kako s povećanjem broja kemijskih objekata i proučavanih svojstava, tako i s potrebom utvrđivanja i smanjivanja posljedica ljudskog utjecaja na prirodu.
Kemijska svojstva tvari određena su uglavnom stanjem vanjskih elektronskih ljuski atoma i molekula koje tvore tvari; stanja jezgri i unutarnjih elektrona u kemijskim procesima gotovo se ne mijenjaju. Predmet kemijskih istraživanja su kemijski elementi i njihove kombinacije, tj. atomi, jednostavni (jednoelementni) i složeni (molekule, ioni, ioni radikali, karbei, slobodni radikali) kemijski spojevi, njihove asocijacije (asocijacije, klasteri, solvati, klatrati itd.), materijali i dr.
Suvremena kemija dosegla je takav stupanj razvoja da postoji niz njezinih posebnih dijelova koji su samostalne znanosti. Ovisno o atomskoj prirodi tvari koja se proučava, razlikuju se vrste kemijskih veza između atoma, anorganska, organska i organoelementna kemija. Predmet anorganske kemije su svi kemijski elementi i njihovi spojevi, druge tvari koje se temelje na njima. Organska kemija proučava svojstva široke klase spojeva nastalih kemijskim vezama ugljika s ugljikom i drugim organogenim elementima: vodikom, dušikom, kisikom, sumporom, klorom, bromom i jodom. Kemija organoelemenata nalazi se na granici između anorganske i organske kemije. Ova "treća" kemija odnosi se na spojeve koji uključuju kemijske veze ugljika s ostatkom neorganogenih elemenata u periodnom sustavu elemenata. Molekularna struktura, stupanj agregacije (kombinacije) atoma u sastavu molekula i velike molekule - makromolekule unose svoja karakteristična obilježja u kemijski oblik gibanja tvari. Stoga postoje kemija makromolekulskih spojeva, kristalokemija, geokemija, biokemija i druge znanosti. Oni proučavaju velike asocijacije atoma i divovske polimerne formacije različite prirode. Posvuda je središnje pitanje kemije pitanje kemijskih svojstava. Predmet proučavanja su i fizikalna, fizikalno-kemijska i biokemijska svojstva tvari. Stoga se ne samo da se intenzivno razvijaju vlastite metode, već se u proučavanje tvari uključuju i druge znanosti. Tako su važne sastavnice kemije fizikalna kemija i kemijska fizika, koje proučavaju kemijske objekte, procese i popratne pojave uz pomoć računskog aparata fizike i fizikalnih eksperimentalnih metoda. Danas te znanosti objedinjuju niz drugih: kvantnu kemiju, kemijsku termodinamiku (termokemiju), kemijsku kinetiku, elektrokemiju, fotokemiju, kemiju visokih energija, kompjutorsku kemiju itd. njihov utjecaj na naš svakodnevni život. Postoji mnogo smjerova u razvoju primijenjene kemije, dizajniranih za rješavanje specifičnih problema ljudske praktične djelatnosti. Kemijska je znanost dosegla takav stupanj razvoja da je počela stvarati nove industrije i tehnologije.
Kemija kao sustav znanja
Kemija kao sustav znanja o tvarima i njihovim pretvorbama sadržana je u zalihama činjenica - pouzdano utvrđenih i provjerenih podataka o kemijskim elementima i spojevima, njihovim reakcijama i ponašanju u prirodnom i umjetnom okolišu. Kriteriji za pouzdanost činjenica i načini njihova sistematiziranja stalno se razvijaju. Velike generalizacije koje pouzdano povezuju velike skupove činjenica postaju znanstveni zakoni, čija formulacija otvara nove stupnjeve u kemiji (primjerice, zakoni održanja mase i energije, Daltonovi zakoni, Mendeljejevljev periodički zakon). Teorije, koristeći specifične koncepte, objašnjavaju i predviđaju činjenice određenog predmetnog područja. Naime, iskustveno znanje postaje činjenica tek kada dobije teoretsku interpretaciju. Dakle, prva kemijska teorija - teorija flogistona, budući da je netočna, pridonijela je nastanku kemije, jer. povezivao činjenice u sustav i omogućavao formuliranje novih pitanja. Strukturna teorija (Butlerov, Kekule) je racionalizirala i objasnila ogromnu građu organske kemije i dovela do brzog razvoja kemijske sinteze i proučavanja strukture organskih spojeva.
Kemija kao znanje vrlo je dinamičan sustav. Evolucijska akumulacija znanja prekinuta je revolucijama - dubokim restrukturiranjem sustava činjenica, teorija i metoda, s pojavom novog skupa koncepata ili čak novog stila mišljenja. Tako su revoluciju izazvali Lavoisierovi radovi (materijalistička teorija oksidacije, uvođenje veličina, eksperimentalne metode, razvoj kemijske nomenklature), otkriće Mendeljejevljeva periodičkog zakona, stvaranje novih analitičkih metoda početkom 20. st. (mikroanaliza, kromatografija). Revolucijom se može smatrati i pojava novih područja koja razvijaju novu viziju predmeta kemije i utječu na sva njezina područja (primjerice, pojava fizikalne kemije temeljene na kemijskoj termodinamici i kemijskoj kinetici).
Kemija kao akademska disciplina
Kemija je opća teorijska disciplina. Osmišljen je da studentima pruži suvremeno znanstveno razumijevanje materije kao jedne od vrsta pokretne materije, o načinima, mehanizmima i metodama transformacije jedne tvari u drugu. Poznavanje temeljnih kemijskih zakona, poznavanje tehnike kemijskih proračuna, razumijevanje mogućnosti koje pruža kemija uz pomoć drugih stručnjaka koji rade na njezinim pojedinačnim i užim područjima, značajno ubrzavaju dobivanje željenog rezultata u različitim područjima tehnike i tehnike. znanstvena djelatnost. Kemija upoznaje budućeg stručnjaka sa specifičnim manifestacijama tvari, omogućuje "osjetiti" tvar uz pomoć laboratorijskog pokusa, naučiti njezine nove vrste i svojstva. Značajka kemije kao discipline za studente nekemijskih specijalnosti je da je u malom kolegiju potrebno imati informacije iz gotovo svih grana kemije koje su se oblikovale kao samostalne znanosti i proučavaju ih kemičari i kemičari-tehnolozi u posebnim disciplinama. Osim toga, različitost interesa predstavnika različitih specijalnosti često dovodi do stvaranja specijaliziranih kolegija iz kemije. Uz sve pozitivne aspekte takve orijentacije, postoji i ozbiljan nedostatak - specijalistov svjetonazor se sužava, smanjuje se sloboda njegove orijentacije u svojstvima tvari i metodama njezine proizvodnje i primjene. Stoga bi kolegij kemije za buduće stručnjake koji nisu iz područja kemije i kemijske tehnologije trebao biti dovoljno širok i, u mjeri u kojoj je to potrebno, temeljit da pruži cjelovit pogled na mogućnosti kemije kao znanosti, kao grane industrije, kao osnova za znanstveni i tehnološki napredak. Teorijske temelje za razumijevanje raznolike i složene slike kemijskih pojava postavlja opća kemija. Kemija elemenata uvodi u konkretan svijet tvari koje tvore kemijski elementi. Suvremeni inženjer koji nema posebnu kemijsku izobrazbu mora razumjeti svojstva različitih vrsta materijala, sastava i spojeva. Često, na ovaj ili onaj način, ima posla s gorivima, uljima, mazivima, deterdžentima, vezivima, keramičkim, konstrukcijskim, električnim materijalima, vlaknima, tkaninama, biološkim objektima, mineralnim gnojivima i mnogim drugim. Drugi tečajevi možda neće uvijek dati prvi dojam o tome. Ovu prazninu treba popuniti. Ovaj odjeljak spada u dio kemije koji se najdinamičnije mijenja i, naravno, brzo zastarijeva. Stoga je pravodoban i pažljiv odabir materijala ovdje neophodan za redovito obnavljanje discipline. Sve to dovodi do svrsishodnosti uvođenja zasebnog dijela primijenjene kemije u kolegij kemije za studente nekemijskih specijalnosti.
Kemija kao društveni sustav
Kemija kao društveni sustav najveći je dio cjelokupne zajednice znanstvenika. Na formiranje kemičara kao tipa znanstvenika utjecale su značajke predmeta njegove znanosti i način djelovanja (kemijski eksperiment). Teškoće matematičke formalizacije predmeta (u usporedbi s fizikom) i istodobno raznolikost osjetilnih manifestacija (miris, boja, biološka i druga aktivnost) od samog su početka ograničili dominaciju mehanizma u razmišljanju kemičara i ostavio je, dakle, polje za intuiciju i umjetnost. Osim toga, kemičar je uvijek koristio instrument nemehaničke prirode - vatru. S druge strane, za razliku od stabilnih objekata biologa koje daje priroda, svijet kemičara ima neiscrpnu i brzo rastuću raznolikost. Neuklonjiva tajanstvenost nove tvari davala je kemičarevom odnosu prema svijetu odgovornost i oprez (kao društveni tip, kemičar je konzervativan). Kemijski laboratorij razvio je kruti mehanizam "prirodne selekcije", odbacivanja preuzetnih i pogreškama sklonih ljudi. To daje originalnost ne samo stilu razmišljanja, već i duhovnoj i moralnoj organizaciji kemičara.
Zajednicu kemičara čine ljudi koji se profesionalno bave kemijom i koji se identificiraju s tim područjem. Otprilike polovica njih radi, međutim, u drugim područjima, pružajući im kemijska znanja. Osim toga, mnogi znanstvenici i tehnolozi im se pridružuju - u velikoj mjeri kemičari, iako se više ne smatraju kemičarima (ovladavanje vještinama i sposobnostima kemičara od strane znanstvenika u drugim područjima teško je zbog gore navedenih značajki predmeta).
Kao i svaka druga bliska zajednica, kemičari imaju svoj profesionalni jezik, sustav kadrovske reprodukcije, komunikacijski sustav [časopisi, kongresi i sl.], svoju povijest, svoje kulturne norme i stil ponašanja.
Kemija kao industrija
Suvremeni životni standard čovječanstva jednostavno je nemoguć bez proizvoda i metoda kemije. Oni odlučujuće određuju suvremeno lice svijeta oko nas. Potrebno je toliko mnogo kemijskih proizvoda da u razvijenim zemljama postoje kemijske industrije. Kemijska industrija jedna je od najvažnijih industrija u našoj zemlji. Kemijski spojevi koje proizvodi, različiti sastavi i materijali koriste se posvuda: u strojarstvu, metalurgiji, poljoprivredi, građevinarstvu, elektro i elektroničkoj industriji, komunikacijama, transportu, svemirskoj tehnologiji, medicini, svakodnevnom životu itd. Oko tisuću različitih kemijskih spojeva , a ukupno za praktične potrebe industrija proizvodi više od milijun tvari. Ekonomsko blagostanje i obrambena sposobnost zemlje uvelike ovisi o kemiji. Stoga, kako ne bi ometali razvoj drugih industrija i kako bi im pravovremeno osigurali nove spojeve i materijale s potrebnim skupom svojstava, kemijska znanost i kemijska industrija moraju se razvijati bržim tempom, proširujući asortiman proizvoda , poboljšanje njihove kvalitete i povećanje obujma proizvodnje. U našoj zemlji postoje:
- anorganska proizvodnja bazične kemije, proizvodnja kiselina, lužina, soli i drugih spojeva, gnojiva;
- petrokemijska proizvodnja: proizvodnja goriva, ulja, otapala, monomera organske kemije (ugljikovodici, alkoholi, aldehidi, kiseline), raznih polimera i materijala na njihovoj osnovi, sintetičkog kaučuka, kemijskih vlakana, sredstava za zaštitu bilja, hrane za životinje i dodataka hrani za životinje, predmeta za kućanstvo kemija;
- mala kemija, kada su količine proizvedenih proizvoda male, ali je njezin raspon vrlo širok. Takvi proizvodi uključuju pomoćna sredstva za proizvodnju polimernih materijala (katalizatori, stabilizatori, plastifikatori, usporivači gorenja), bojila, lijekove, dezinficijense i druge sanitarne i higijenske proizvode, kemikalije za poljoprivredu - herbicide, insekticide, fungicide, defolijante itd.
Glavni pravci razvoja suvremene kemijske industrije su: proizvodnja novih spojeva i materijala te povećanje učinkovitosti postojećih industrija. Za to je važno pronaći nove reakcije i katalizatore, razjasniti mehanizme tekućih procesa. To određuje kemijski pristup u rješavanju inženjerskih problema povećanja učinkovitosti proizvodnje. Tipično obilježje kemijske industrije je relativno mali broj zaposlenih i visoki zahtjevi za njihovom stručnom spremom, a relativni broj kemijskih stručnjaka je malen, a više je predstavnika drugih specijalnosti (strojara, termoenergetičara, stručnjaka za automatizaciju proizvodnje). , itd.). Karakterizira ga velika potrošnja energije i vode, visoki ekološki zahtjevi za proizvodnju. U nekemijskim industrijama mnoge tehnološke operacije povezane su s pripremom i čišćenjem sirovina i materijala, bojanjem, lijepljenjem i drugim kemijskim procesima.
Kemija je osnova znanstvenog i tehnološkog napretka
Spojevi, sastavi i materijali stvoreni kemijom igraju ključnu ulogu u povećanju produktivnosti rada, smanjenju troškova energije za proizvodnju potrebnih proizvoda i ovladavanju novim tehnologijama i opremom. Brojni su primjeri uspješnog utjecaja kemije na metode tehnologije gradnje strojeva, načine upravljanja strojevima i uređajima, razvoj elektroničke industrije, svemirske tehnike i mlaznog zrakoplovstva te mnoga druga područja znanstvenog i tehnološkog napretka:
- uvođenjem kemijskih i elektrokemijskih metoda obrade metala dramatično se smanjuje količina otpada koji je neizbježan pri rezanju metala. Istodobno se uklanjaju ograničenja čvrstoće i tvrdoće metala i legura, oblika dijela, postiže se visoka čistoća površine i točnost dimenzija dijelova.
- materijali kao što su sintetski grafit (koji je jači od metala na visokim temperaturama), korund (na bazi glinice) i kvarc (na bazi silicija) keramika, sintetski polimerni materijali i stakla mogu pokazivati jedinstvena svojstva.
- kristalizirana stakla (sitale) dobivaju se uvođenjem tvari u rastaljeno staklo koje potiču nastanak centara kristalizacije i naknadni rast kristala. Takva staklokeramika kao što je "pyroceram" je devet puta jača od valjanog stakla, tvrđa od visokougljičnog čelika, lakša od aluminija i blizu kvarca u smislu otpornosti na toplinu.
- moderna maziva mogu značajno smanjiti koeficijent trenja i povećati otpornost materijala na habanje. Korištenje ulja i maziva koji sadrže molibden disulfid povećava vijek trajanja komponenti i dijelova vozila za 1,5 puta, pojedinih dijelova - do dva puta, dok se koeficijent trenja može smanjiti za više od 5 puta.
- organoelementne tvari - poliorganosiloksane karakterizira fleksibilnost i spiralna struktura molekula koje snižavanjem temperature oblikuju zavojnice. Stoga zadržavaju blago promjenjivu viskoznost u širokom temperaturnom rasponu. To im omogućuje da se koriste kao hidraulične tekućine u raznim uvjetima.
- Zaštita metala od korozije dobiva svrhovitost djelovanja nakon stvaranja elektrokemijske teorije korozije i omogućuje izbjegavanje značajnih ekonomskih troškova za obnovu metalnih proizvoda.
Danas se kemija, zajedno s drugim znanostima, tehnologijom i industrijom, suočava s brojnim hitnim i složenim zadaćama. Sinteza i praktična primjena odgovarajućih visokotemperaturnih i nadalje toplih supravodiča značajno će promijeniti metode pohrane i prijenosa energije. Potrebni su novi materijali među kojima se ističu materijali na bazi metala, polimeri, keramika i kompoziti. Dakle, problem stvaranja ekološki prihvatljivog motora, koji se temelji na reakciji izgaranja vodika u kisiku, je stvaranje materijala ili procesa koji sprječavaju prodor vodika kroz stijenke spremnika vodika. Stvaranje novih kemijskih tehnologija također je važno područje znanstvenog i tehnološkog napretka. Dakle, zadatak je osigurati nove vrste tekućih i plinovitih goriva dobivenih preradom ugljena, škriljevca, treseta i drva. To je moguće na temelju novih katalitičkih procesa.
