Предмет химии. Роль химии в жизни человека

В этом уроке вы узнаете, что изучает химия, в чем заключается различие между физическими телами и веществами, а также рассмотрите двойственное значение химических процессов в жизни современного общества.

Вещества и физические тела

Посмотрите на вещи, которые окружают вас: смартфон в руке, ключи в кармане или упаковка чипсов из шуршащей фольги. Все это — конкретные осязаемые предметы, или, говоря научным языком, физические тела. Но задумывались ли вы, почему они ведут себя так по-разному? Почему экран смартфона не гнется, а фольга легко сминается в шарик?

Представьте, что перед вами на столе стоит лабораторная посуда: пузатая колба, тонкая пробирка и широкая воронка. По форме они совершенно разные. Но если вы прикоснетесь к ним, то почувствуете прохладную, гладкую и хрупкую поверхность — почти все они сделаны из одного и того же вещества (стекла). И лишь одна воронка рядом может оказаться мягкой и гнущейся, потому что она сделана из другого вещества — пластика.

У каждого вещества есть свой уникальный паспорт — его индивидуальные физические свойства (цвет, запах, плотность, температура кипения). Люди научились использовать эти свойства как идеальные эталоны для жизни:

• Шведский ученый Андерс Цельсий взял за эталон свойства воды. Температуру, при которой она превращается в лед, он назвал $0\,{}^\circ\text{C}$, а температуру кипения — $100\,{}^\circ\text{C}$.
• По шкале немецкого геолога Фридриха Мооса ученые определяют прочность любых материалов, сравнивая их с $10$ эталонами. Мягкий тальк можно легко поцарапать обычным ногтем, а самый твердый минерал — алмаз — сам режет и царапает прочное оконное стекло.

Когда люди берут вещество или смесь веществ и начинают делать из него полезные изделия, оно официально становится материалом. Изучением этого процесса занимается целая наука — материаловедение.

{"questions":[{"content":"<strong>Разделите понятия на две группы — физические тела (предметы) и вещества (то, из чего они сделаны)</strong> [[grouper-1]]","widgets":{"grouper-1":{"type":"grouper","displayMode":"drag","labels":["Физические тела (предметы)","Вещества (то, из чего они сделаны)"],"items":[["стеклянный стакан","пластмассовая линейка","железный гвоздь"],["медь","вода","золото"]]}},"hints":["Физическое тело всегда имеет четкую форму и границы, его можно взять в руку как отдельный предмет.","Вещество — это материал. Один и тот же материал может использоваться для создания самых разных предметов."],"explanation":"Стакан, линейка и гвоздь представляют собой предметы с конкретной формой, поэтому относятся к физическим телам. Медь, вода и золото — это материалы, из которых состоят тела, то есть вещества."}],"mix":0}

Сущность и признаки химических явлений

Химия начинается там, где вещество перестает быть просто материалом и начинает превращаться во что-то совершенно иное.

Вспомните новогодний бенгальский огонь или праздничный салют. Внутри них находится серебристый порошок металла — алюминия. Но стоит поднести к нему огонек спички, как происходит ослепительная вспышка. Алюминий сгорает ярким пламенем и мгновенно перестает быть металлом — он превращается в совершенно новое вещество (оксид алюминия, который мы видим в виде пепла и дыма).

{"questions":[{"content":"<strong>Какое из этих явлений является химическим (то есть превращает одно вещество в другое)?</strong> [[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Кусочек льда растаял и превратился в жидкую воду.","Обычный сахар при сильном нагревании на сковороде потемнел и превратился в черный уголь.","Большой кусок мела растолкли в мелкую пыль."],"answer":[1]}},"hints":["Обратите внимание, меняется ли состав самого вещества во время процесса или изменяется только его внешняя форма.","При химических явлениях всегда образуются новые вещества с совершенно другими свойствами, которые нельзя вернуть в исходное состояние простым охлаждением или собиранием."],"explanation":"Когда сахар сгорает и превращается в уголь, возникает совершенно новое вещество. А вот тающий лед остается водой, как и растолченный мел остается мелом — изменилась только их форма или состояние, поэтому это физические явления."}],"mix":0}

Значение химии в жизни современного общества

Химия и созданные ею материалы окружают нас повсюду. Но если вы спросите разных людей, полезна химия или вредна, вы услышите совершенно противоположные мнения. Из-за этого в обществе даже появились два специальных термина:

• Хемофилия — это искренняя любовь к химии и доверие к ней. Люди с таким взглядом замечают прежде всего пользу: то, как химические открытия делают нашу жизнь комфортнее, безопаснее и дольше.
• Хемофобия — это, наоборот, настороженность или страх перед химией. Часто этот страх рождается из-за новостей об экологических проблемах или вредных добавках.

На самом деле, спорить здесь сложно. У любого химического открытия и у самих свойств веществ всегда есть две стороны.

Практическое применение и польза химических открытий

Без достижений химии невозможно представить существование современного общества. Оглянитесь вокруг: разнообразные пластмассы позволяют делать наши компьютеры, телефоны, автомобили, а также привычные предметы быта и упаковку. Мы пользуемся гигиеническими и косметическими средствами, даже не задумываясь, что они созданы благодаря химии.

Своими успехами современная медицина тоже во многом обязана этой науке. Именно химики синтезируют лекарственные средства и витамины, а также создают материалы для сложной медицинской аппаратуры и приборов. Сельское хозяйство сегодня немыслимо без применения удобрений и средств защиты растений и животных, которые помогают обеспечивать людей едой. Даже носители информации, средства для ее хранения и передачи создаются на основе химических технологий.

Негативные последствия химических процессов и производств

Однако у роста производства и комфорта есть оборотная сторона, которая превратилась в глобальную проблему человечества — химическое загрязнение окружающей среды.

Когда на планете ежегодно сжигается более миллиарда тонн топлива, в атмосферу выбрасываются огромные объемы газов. Эти промышленные газы соединяются с атмосферной влагой и превращаются в кислотные дожди. Такой дождь оказывает губительное воздействие на живую природу. Но страдает не только она: агрессивная среда осадков постепенно разрушает объекты культурного наследия — старинные памятники архитектуры и скульптуры.

Большую опасность для природы представляют и разливы нефти, которые становятся смертельной угрозой для морских и пресноводных организмов. Кроме того, обычные бытовые отходы загрязняют ландшафты вокруг нас. Оставленные в лесу или по берегам водоемов пластиковые пакеты и бутылки не могут быстро исчезнуть, они обезображивают природу на целые десятилетия.

Сама по себе химия не является доброй или злой, а свойства веществ остаются неизменными. Безопасность их применения зависит только от нашей грамотности.

Как утверждал еще в 1751 году великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие…».

Знание законов этой науки — основа бережного и ответственного отношения к природе и безопасного обращения с окружающим миром.

{"questions":[{"content":"<strong>В каком случае человек проявляет хемофобию?</strong> [[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Ученый разрабатывает новое лекарственное средство для медицины.","Покупатель в магазине отказывается от полезного продукта только потому, что на упаковке упомянуты химические вещества.","Фермер использует удобрения на поле для защиты урожая от вредителей."],"answer":[1]}},"hints":["Вспомните, какой из терминов означает именно боязнь или настороженность по отношению к химическим процессам.","Это слово происходит от греческого «фобос», что переводится как страх."],"explanation":"Необоснованный страх перед упоминанием любых химических компонентов на упаковке товара является классическим проявлением хемофобии. В остальных случаях люди используют химические технологии во благо."}],"mix":0}

Часто задаваемые вопросы