Сделать конспект и ответить на вопросы 1. предмет химии. роль химии в жизни человека Что изучают известные вам естественные науки и какова этимология (происхождение) их названий? Окружающую природу раньше называли естеством. Отсюда произошло название области знаний о природе - естествознание. Оно объединяет такие науки, как химия, физика, география, биология, астрономия. С физикой, фи зической географией и биологией вы знакомились ранее. А что изучает химия? Лабораторный опыт 1 Ознакомьтесь с химической лабораторной посудой. Подумайте, для чего предназначен каждый её образец: пробирка, колба, химический стакан, мерный цилиндр, воронки (пластиковая и стеклянная). Что общего между образцами посуды? Чем различаются воронки? Все окружающие нас объекты (в том числе лабораторная посуда) - это физические тела. Вы, конечно, заметили, что лабораторная посуда для опыта, за исключением одной пластмассовой воронки, изготовлена из стекла. То, из чего состоят физические тела, называется веществом. Каждое вещество характеризуется индивидуальными физическими свойствами: цветом, запахом, агрегатным состоянием (при определённых условиях), температурой плавления, температурой кипения, плотностью, теплопроводностью, электропроводностью и др. А что такое свойства веществ? Признаки, которыми характеризуется каждое конкретное вещество, называются свойствами веществ. Свойства самых известных веществ выступают в роли эталонных (от фр. etalon - образец, мерило). Так, на свойствах воды основана температурная шкала, которую предложил шведский астроном и метеоролог Андерс Цельсий (шкала Цельсия). В этой шкале за 0 °С принята температура замерзания воды, а за 100 °С - температура её кипения. За единицу измерения теплоты принята 1 калория -- это количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1 г воды на 1 °C. Твёрдость веществ определяют по минералогической шкале твёрдости, предложенной немецким минералогом и геологом Фридрихом Моосом (шкала Мооса). Эталонами в ней являются 10 распространённых минералов (от талька до алмаза), расположенных в порядке возрастания твёрдости, значения шкалы от 1 до 10 (табл. 1). Таблица 1 Шкала твёрдости Мооса Твёрдость по Моосу Эталонный минерал Изображение Тест на твёрдость 1 Тальк Царапается ногтем Гипс Царапается ногтем Кальцит Царапается медью Флюорит Легко царапается ножом, оконным стеклом Апатит С усилием царапается ножом, оконным стеклом Ортоклаз Царапает стекло. Обрабатывается напильником Кварц Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло Топаз Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло 9 Корунд Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло 10 Алмаз Царапает стекло Измерять атмосферное давление по высоте столбика ртути в качестве эталона предложил в XVII в. итальянский математик и физик Эванджелиста Торричелли. Проведя опыт, он доказал, что атмосферное давление уравновешивается весом столбика ртути, имеющей очень высокую плотность. Позднее на осно ве этого открытия был создан прибор для измерения атмосферного давления - барометр (рис. 1). Жидкую ртуть используют также и в термометрах. Свойства веществ обусловливают их применение. Например, стекло и пластмасса - это материалы для изготовления самых разных изделий. Материал - вещество или смесь веществ, из которых изготавливается изделие. Изучением свойств и созданием материалов занимается раздел науки - материаловедение. Важная цель материаловедения - получать материалы с заранее заданными свойствами. Изделия изготавливают с учётом свойств материала. Рассмотрим в качестве примера физические свойства материалов на основе алюминия. Лёгкость и прочность таких материалов позволяют использовать их в авиационной технике, транспортном машиностроении (судостроении и т. д.). А простота механической обработки позволяет изготавливать из алюминия самые разные изделия (рис. 2): детали машин и приборов, архитектурные сооружения, конструкции мостов, линии электропередачи (ЛЭП), трубы, железнодорожные цистерны и т. д. Поскольку материалы на основе алюминия безвредны, их Рис. 1. Прибор на основе широко применяют для изготовления посуды. Алю- ртути - барометр миний незаменим для изготовления упаковочной фольги. Серебристый порошок алюминия применяется для получения декоративной краски. Используются и химические свойства алюминия: - он не взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотами, поэтому их перевозят в алюминиевых цистернах; - способность алюминия гореть ослепительно ярким пламенем широко используется при производстве фейерверков, салютов, бенгальских огней, осветительных ракет. При этом алюминий превращается в другие вещества. Явления, при которых из одних веществ образуются новые вещества, называются химическими явлениями. Изучением таких явлений и занимается химия. Химия - это наука о веществах, их свойствах и превращениях. Сегодня химия и химическая промышленность развиваются гораздо быстрее многих наук и отраслей производства. Почему же слово «химия» вызывает у нас как положительные, так и отрицательные эмоции? Положительные потому, что без достижений химии немыслимо существование современного общества (рис. 3). Это самые разнообразные пластмассы для изготовления компьютеров, телефонов и автомобилей; предметы быта, упаковка и т. д. Это гигиенические и косметические средства. Своими успехами современная медицина во многом обязана химии: синтетические витамины и лекарственные средства, материа лы для изготовления медицинской аппаратуры и приборов. Сельское хозяйство Рис. 2. Применение алюминия на основе его свойств: а - самолётостроение; б - ракетостроение; в - ЛЭП; - производство фольги Рис. 3. Примеры использования химии в жизни: а - фарфоровая посуда; б - косметика; в - удобрения; г - синтетические ткани; д - компьютер; е - лекарства немыслимо без применения удобрений, средств защиты растений и животных. На основе химических техноло гий создаются материалы для носителей информации, а также средства для её хранения и передачи. Прав был великий Михаил Васильевич Ломоносов, который ещё в 1747 г. утверждал: «Широко распрости рает химия руки свои в дела человеческие…» Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) вот что в ХХ в. сказал о химии Н. Н. Семёнов, учёный, лауреат Нобелевской премии: «Всё мы свя зываем с химической наукой: прогресс в познании окружающего мира, новые методы его перестройки и усовершенствования. И не может быть в наши дни специалиста, который мог бы обойтись без знания хи мии». Положительное отношение к химии называют одним словом - хемофилия. Антоним хемофилии - хемофобия. Отрицательное отношение к химии тоже имеет свою аргументацию. Николай Николаевич Семёнов (1896-1986) Химическое загрязнение окружающей среды от носится к глобальным проблемам человечества. Рост промышленного производства и сельского хозяйства, развитие энергетики и транспорта, совершенствование современных технологий и средств коммуникации при водят к тому, что ежегодно сжигается более 1 млрд т топлива, выбрасывается в атмосферу несколько мил лиардов тонн угарного и углекислого газов, десятки миллионов тонн оксидов азота и серы. Они образуют с атмосферной влагой растворы кислот, которые, выпа дая в виде дождей (так называемые кислотные дожди), 10 a б Рис. 4. Последствия воздействия агрессивной среды: а - некроз листьев растений; б - разрушающаяся мраморная скульптура a Рис. 5. Загрязнённый природный ландшафт: а - на опушке леса; б - на берегу реки оказывают губительное воздействие на природу, разрушают памятники архитектуры и скульптуры (рис. 4). Разливы нефти представляют собой смертельную опасность для морских и пресноводных организмов. Бытовые отходы загрязняют природные ландшафты, превращая живописные уголки в мусорные свалки. Часто этому способствуют химическая безграмотность и безответственное поведение людей: выбрасывая пластиковые пакеты и бутылки в лесу или по берегам водоёмов, они обезображивают природу на десятилетия (рис. 5). Знание химии - это основа бережного и ответственного отношения людей к природе, их безопасного и экологически грамотного обращения с веществами, материалами и химическими процессами. Вещества. Свойства веществ. Эталонные физические свойства веществ. Материалы и материаловедение. Химические явления. Значение химии в жизни современного человека. Хемофилия и хемофобия Проверьте свои знания 1. Что вы понимаете под веществом и материалом? 2. Что такое свойства веществ? Как взаимосвязаны свойства веществ и материалов с их применением? 3. Приведите примеры физических свойств веществ, которые используются в ка - честве эталонных. 4. Раскройте положительное и отрицательное значения химии в жизни современ - ного общества. Примените свои знания 5. Изучите физические свойства: а) сахара и соли; б) лимонной кислоты и соды. Для определения температуры плавления и кипения веществ используйте Интернет. Результаты проведённого анализа оформите в виде таблицы. 6. Предложите свои примеры применения конкретных веществ и материалов в за - висимости от их физических свойств. За информацией обратитесь к Интернету. Используйте дополнительную информацию 7. Подготовьте сообщение об истории усовершенствования приборов для измерения температуры тела человека. 8. Сторонником какой позиции - хемофилии или хемофобии - вы являетесь? Ар - гументируйте свою точку зрения. 9. Какой деятельностью вы хотели бы заниматься после окончания школы? Какую роль играет в ней химия? 10. Подготовьте сообщение о вкладе одного из отечественных химиков в мировую химическую науку.