Для чего нужно изучать свойства веществ
Какую роль играет химия в жизни человека и зачем она нужна
Развитие химической промышленности переносит жизнь человека на совершенно новый качественный уровень. Однако, большинство людей считают химию очень сложной и непрактичной наукой, занимающейся отвлеченными вещами, совершенно ненужными в жизни. Попробуем развеять этот миф….
Зачем человечеству химия
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.
Внимание! Как фундаментальная наука, химия занимается формированием представлений о мире, о взаимосвязях в нем, единстве дискретного и непрерывного.
Химия в быту
Химия в быту человека присутствует ежедневно, мы сталкиваемся с осуществлением целой цепочки химических превращений при:
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.
Внимание! Косметология практически полностью построена на достижениях химиков. Она позволяет продлить молодость и красоту человека, параллельно принося солидные доходы косметическим компаниям.
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:
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:
Химия в жизни человека
Если бы химии не существовала. Зачем изучать химию
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.
для чего нужно знать химические свойства веществ
Нужно обязательно знать разницу между чистыми веществами и смесями. Также есть два понятия чистоты веществ – бытовое и лабораторное. В первом случае чистота относительна, во втором имеется ввиду вещетво без примесей иных веществ. В природе абсолютно чистых веществ нет, их можно получить лишь искусственно.
Смеси веществ состоят из двух и более компонентов. Смеси делят, в свою очередь, на неоднородные и однородные. Неоднородные смеси отличаются тем, что можно увидеть отдельные компоненты. К таким смесям относятся: чернила, паста, камни, бетон, молоко и многие другие.
Однородные смеси характеризуются тем, что их компоненты визуально неотделимы друг от друга. Это минеральные воды, морская вода, воздух, всевозможные растворы и т. д.
Смеси часто разделяют для получения отдельных компонентов. Методы разделения многочисленны, их для удобства разделяют по видам разделяемых смесей.
Неоднородные смеси разделяют отстаиванием и фильтрованием. Это самые легкодоступные методы. Отстаивание основано на разных плотностях компонентов и довольно длительно. Фильтрование основано на разных размерах компонентов и применяет фильтры для их разделения.
Однородные смеси чаще разделяют выпариванием – когда важен компонент, обладающий более высокой температурой кипения, и дистилляцией, когда нужно собрать испаряющийся сразу компонент. Дистилляцией часто пользуются для получения очищенной воды в лабораториях.
Вещества и их свойства. Физические и химические явления.
Разнообразие веществ
За последние 200 лет человечество изучило свойства веществ лучше, чем за всю историю развития химии. Естественно, количество веществ так же стремительно растет, это связано, прежде всего, с освоением различных методов получения веществ.
В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством веществ. Среди них – вода, железо, алюминий, пластмасса, сода, соль и множество других. Вещества, существующие в природе, например, кислород и азот, содержащиеся в воздухе, вещества, растворенные в воде, и имеющие природное происхождение, называются природными веществами. Алюминия, цинка, ацетона, извести, мыла, аспирина, полиэтилена и многих других веществ в природе не существует.
Их получают в лаборатории, и производит промышленность. Искусственные вещества не встречаются в природе, их создают из природных веществ. Некоторые вещества, существующие в природе, можно получить и в химической лаборатории.
Так, при нагревании марганцовки выделяется кислород, а при нагревании мела – углекислый газ. Ученые научились превращать графит в алмаз, выращивают кристаллы рубина, сапфира и малахита. Итак, наряду с веществами природного происхождения существует огромное множество и искусственно созданных веществ, не встречающихся в природе.
Вещества, не встречающиеся в природе, производятся на различных предприятиях: фабриках, заводах, комбинатах и т.п.
В условиях исчерпания природных ресурсов нашей планеты, сейчас перед химиками стоит важная задача: разработать и внедрить методы, при помощи которых можно искусственно, в условиях лаборатории, или промышленного производства, получать вещества, являющиеся аналогами природных веществ. Например, запасы топливных ископаемых в природе на исходе.
Может настать тот момент, когда нефть и природный газ закончатся. Уже сейчас ведутся разработки новых видов топлива, которые были бы такими же эффективными, но не загрязняли окружающую среду. На сегодняшний день человечество научилось искусственно получать различные драгоценные камни, например, алмазы, изумруды, бериллы.
Агрегатное состояние вещества
Вещества могут существовать в нескольких агрегатных состояниях, три из которых вам известны: твердое, жидкое, газообразное. Например, вода в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом (в виде льда и снега), жидком (жидкая вода) и газообразном (водяной пар). Известны вещества, которые не могут существовать в обычных условиях во всех трех агрегатных состояниях. Например, таким веществом является углекислый газ. При комнатной температуре это газ без запаха и цвета. При температуре –79°С данное вещество «замерзает» и переходит в твердое агрегатное состояние. Бытовое (тривиальное) название такого вещества «сухой лед». Такое название дано этому веществу из-за того, что «сухой лед» превращается в углекислый газ без плавления, то есть, без перехода в жидкое агрегатное состояние, которое присутствует, например, у воды.
Таким образом, можно сделать важный вывод. Вещество при переходе из одного агрегатного состояния в другое не превращается в другие вещества. Сам процесс некоего изменения, превращения, называется явлением.
Физические явления. Физические свойства веществ.
Явления, при которых вещества изменяют агрегатное состояние, но при этом не превращаются в другие вещества, называют физическими. Каждое индивидуальное вещество обладает определенными свойствами. Свойства веществ могут быть различными или сходными друг с другом. Каждое вещество описывают при помощи набора физических и химических свойств. Рассмотрим в качестве примера воду. Вода замерзает и превращается в лед при температуре 0°С, а закипает и превращается в пар при температуре +100°С. Данные явления относятся к физическим, так как вода не превратилась в другие вещества, происходит только изменение агрегатного состояния. Данные температуры замерзания и кипения – это физические свойства, характерные именно для воды.
Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими
Испарение спирта, как и испарение воды – физические явления, вещества при этом изменяют агрегатное состояние. После проведения опыта можно убедиться, что спирт испаряется быстрее, чем вода – это физические свойства этих веществ.
К основным физическим свойствам веществ можно отнести следующие: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, температура кипения, температура плавления, теплопроводность, электропроводность. Такие физические свойства как цвет, запах, вкус, форма кристаллов, можно определить визуально, с помощью органов чувств, а плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения определяют измерением. Сведения о физических свойствах многих веществ собраны в специальной литературе, например, в справочниках. Физические свойства вещества зависят от его агрегатного состояния. Например, плотность льда, воды и водяного пара различна.
Газообразный кислород бесцветный, а жидкий – голубой Знание физических свойств помогает «узнавать» немало веществ. Например, медь – единственный металл красного цвета. Соленый вкус имеет только поваренная соль. Иод – почти черное твердое вещество, которое при нагревании превращается в фиолетовый пар. В большинстве случаев для определения вещества нужно рассматривать несколько его свойств. В качестве примера охарактеризуем физические свойства воды:
Кристаллические и аморфные вещества
При описании физических свойств твердых веществ принято описывать структуру вещества. Если рассмотреть образец поваренной соли под увеличительным стеклом, можно заметить, что соль состоит из множества мельчайших кристаллов. В соляных месторождениях можно встретить и весьма крупные кристаллы. Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников Кристаллы могут иметь различную форму и размер. Кристаллы некоторых веществ, таких как поваренная соль – хрупкие, их легко разрушить. Существуют кристаллы довольно твердые. Например, одним из самых твердых минералов считается алмаз. Если рассматривать кристаллы поваренной соли под микроскопом, можно заметить, что все они имеют похожее строение. Если же рассмотреть, например, частицы стекла, то все они будут иметь различное строение – такие вещества называют аморфными. К аморфным веществам относят стекло, крахмал, янтарь, пчелиный воск. Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строения
Химические явления. Химическая реакция.
Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества. Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества. Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета Химические явления – явления превращений одних веществ в другие Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.
Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.
Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века. В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.
Итог статьи:
Химия как часть естествознания. Понятие о веществе. Свойства веществ
Разделы: Химия
Данный урок применяется при инклюзивном обучении детей-инвалидов. (Приложение Презентация к уроку, Файл «Домашнее задание» (учебник Г.Е. Рудзитис, ФГ. Фельдман «Химия 8 класс)
Цель урока: Сформировать представления о химии как науке, о месте химии среди других наук, о роли химии в жизни и хозяйственной деятельности человека.
Основные понятия. Химия, вещество, тело, свойства веществ.
Планируемые результаты обучения. Знать определение предмета химии. Уметь различать вещества и физические тела.
Демонстрации. Примеры тел и веществ.
Лабораторный опыт. Рассмотрение веществ с различными физическими свойствами.
Инструментарий: дистанционные технологии, материалы ЦОР, презентации PowerPoint
| Этап урока | Содержание деятельности учителя | Содержание деятельности учащегося | |
| I. Мобилизующее начало урока | Мотивация к обучению химии | ||
Показ красочных опытов
Изложение требований, объяснение как пользоваться учебником, требования к рабочему месту, ведению тетради
— что такое естественные науки?
— какие естественные науки?
— Что они изучают?
(рассказ учителя, слайд 2-4)
2. Роль химии в современной жизни (беседа, слайд 5)
? Назови тела, которые тебя окружают
Какими свойствами обладают тела
? Из чего сделаны названные тела
?Сделай вывод, что такое вещество
а) рассмотреть тела, состоящие из одного вещества (н-р, из дерева)(слайд 6,7)
б) рассмотреть одни и те же тела, сделанные из разных материалов (слайд 8,9)
3. Свойства веществ
? Чем отличаются вещества друг от друга
Поясняет, зачем нужно знать свойства веществ
2. Предполагает области применения химии
Отвечает на вопросы
Тела обладают формой, их можно потрогать и нарисовать
Делает вывод: разные тела могут состоять из одного вещества, из одного и того же вещества могут делать разные тела
Вывод: отличаются по свойствам
Читает в учебнике определение
Знакомиться со схемой 1 (стр.5)
(слайд 10-13)
— чему ты научился на уроке?
— освоены ли понятия: тело, вещество, свойства веществ?
— были ли моменты непонимания?
— смогли ли мы их разрешить в ходе разговора?
— что тебе понравилось или не понравилось на уроке и почему?
Предмет изучения химии. Физические и химические свойства веществ.
Итак, начинаем знакомиться с новой наукой — Химией! Что же это такое и что она изучает? Наверняка вы уже слышали, что это связано с превращением веществ, вам знакомы разноцветные колбочки хотя бы по картинкам, а может быть Вы сами проводили простейшие химические опыты дома или на мероприятиях по популяризации науки. Тем не менее, химия располагается немного глубже всего вышесказанного и, безусловно, важна для формирования мировоззрения современного человека.
Что такое вещество?
В окружающем нас мире мы имеем дело с телами — так нас научили в курсе физики называть предметы. Действительно, для большинства задач по физике школьного курса не так важны параметры самого предмета, поэтому для удобства используют понятие «тело». Так вот в химии совсем наоборот! Нам абсолютно не важно, куда движется или где расположено наше вещество, нас интересует его состав на молекулярном уровне и способность взаимодействовать с другими веществами (это и есть предмет изучения химии) на молекулярном уровне, то есть с превращением в другое вещество.
Вещество — это вид материи, обладающий определенными химическими свойствами, то есть способами превращения.
Что это значит? Это означает, что бумага является веществом, так как обладает определенным свойством, например, может гореть на воздухе. Все окружающие нас предметы состоят из веществ, все они разные и обладают разными свойствами. Что же тогда состоит не из вещества? Например, электромагнитное поле Вашего мобильного телефона!
Свойства веществ
Вернемся к веществу. Оно обладает двумя видами свойств:
Химия — это наука о веществах и их способностях изменять свой состав, а также о явлениях сопровождающих данные превращения.
Алхимик в древности изучает свойства веществ. Большинство алхимиков пытались либо получать золото, либо искали лекарства от болезней.
Зачем необходима химия?
Химия необходима нам для прогнозирования свойств тех или иных веществ. Кроме этого благодаря знаниям в области химии человек может получать новые вещества, обладающие необходимыми ему свойствами. Задача химии — именно создавать вещества, обладающие необходимыми нам свойствами! Например, особо прочная ткань, не пропускающая пули.