Хімія навколо нас

Вступ

Всюди, куди б не звернув свій погляд, нас оточують предмети та вироби,

виготовлені з речовин і матеріалів, які отримані на хімічних заводах 

і фабриках. Крім того, у повсякденному  житті, сам того не підозрюючи, кожна

людина здійснює хімічні реакції. Наприклад, умивання з милом, прання з

використанням миючих засобів та ін. При опусканні шматочка лимона в склянку

гарячого чаю відбувається ослаблення забарвлення - чай тут виступає в  ролі

кислотного індикатора, подібного  лакмусу. Аналогічно кислотно-основна

взаємодія проявляється при змочуванні оцтом нарізаної синьої капусти.

Господині знають, що капуста при  цьому рожевіє. Запалюючи сірник, замішуючи пісок 

і цемент з водою або гасячи водою вапно, обпікаючи цеглу, ми здійснюємо

справжні, а іноді і досить складні хімічні реакції. Пояснення цих та

інших широко поширених в житті  людини хімічних процесів - доля

фахівців.

Приготування їжі - це теж хімічні  процеси. Не дарма кажуть, що

жінки-хіміки часто дуже хороші кулінари. Дійсно, приготування

їжі на кухні іноді нагадує виконання органічного синтезу в

лабораторії. Тільки замість колб і реторт на кухні використовують каструлі і 

сковорідки.Не варто далі перераховувати хімічні процеси, які проводить людина у повсякденному

житті. Необхідно лише відзначити, що в будь-якому живому організмі у величезних

кількостях здійснюються різні  хімічні реакції. Процеси засвоєння 

їжі, дихання тварини і людини засновані на хімічних реакціях. В  основі

зростання маленької травинки і  могутнього дерева також лежать хімічні реакції.

Хімія - це наука, важлива частина  природознавства. Строго кажучи, наука  не може

оточувати людину. ЇЇ можуть оточувати результати практичного застосування

науки. Це уточнення досить істотне. В даний час часто можна 

чути слова: «хімія зіпсувала природу»,«Хімія забруднила водойми і зробила

їх непридатним для використання »і т. д. Насправді ж наука хімія тут

зовсім непричетна. Люди, використовуючи результати науки, погано оформили їх у

технологічний процес, безвідповідально поставилися до вимог правил

безпеки і до екологічно допустимим нормам промислових викидів, невміло

і не в міру використовували добрива  на сільськогосподарських угіддях  та засоби

захисту рослин від бур'янів і шкідників  рослин. Будь-яка наука, особливо

природознавство, не може бути гарною чи поганою. Наука - накопичення і

систематизація знань. Інша справа, як і в яких цілях використовуються ці

знання. Однак це вже залежить від  культури, кваліфікації, моральної 

відповідальності і моральності  людей.Без продуктів хімічної промисловості сучасній людині не обійтися,

так само як не можна обійтися без  електрики. Така ж ситуація і з 

продуктами хімічної промисловості. Потрібно протестувати не проти деяких

хімічних виробництв, а проти  їх низької культури.

Культура людини - складне і різнопланове поняття, при якому виникають

такі категорії, як уміння людини вести  себе в суспільстві, правильно володіти

рідною мовою, стежити за охайністю  свого одягу і зовнішнім виглядом і т. д.

Однак ми часто говоримо і чуємо  про культуру будівництва, культуру

виробництва культуру ведення сільського господарства і т. д. Дійсно,

коли мова заходить про культуру Стародавньої Греції або ще більш  ранніх

цивілізаціях, то перш за все згадують про ремесла, якими володіли люди

тієї епохи, які знаряддя праці вони використовували, що вміли будувати, як уміли

прикрашати будівлі та окремі предмети.

Багато важливих для людини хімічних процесів були відкриті задовго до того,

як хімія оформилася в науку. Значна кількість хімічних відкриттів

було зроблено наглядовими і допитливими ремісниками.

Але частина з них була втрачена для людства. Доводилося і доводиться

витрачати величезну працю, створювати лабораторії, а іноді й інституції для 

розкриття секретів стародавніх майстрів та їх наукового тлумачення.

Багато хто не знає, як влаштований  телевізор, але успішно користуються ним. Однак 

знання пристрою телевізора ніколи і нікому не перешкодить у правильній його

експлуатації. Так і з хімією. Розуміння сутності хімічних процесів, з

якими ми зустрічаємося в повсякденному житті, може принести людині тільки

користь.

 

 

Вода 

 

Вода в масштабі планети. Людство здавна приділяло більше уваги

воді, оскільки було добре відомо, що там, де немає води, немає і  життя. У 

сухій землі зерно може лежати багато років і проростає лише у присутності

вологи. Незважаючи на те, що вода - саме розповсюдження транение речовина, на Землі

вона розподілена дуже нерівномірно. На африканському континенті і в  Азії

є величезні простору, позбавлені води, - пустелі. Ціла країна - Алжир -

живе на привозній воді. Воду доставляють  на суднах у деякі прибережні райони

і на острови Греції. Іноді там  вода коштує дорожче вина. За даними Організації 

Об'єднаних Націй, в 1985 р. 2,5 млрд. населення  земної кулі зазнавали 

брак чистої питної води.

Поверхня земної кулі на 3 / 4 покрита  водою - це

океани, моря; озера, льодовики. У досить великих кількостях вода знаходиться  в 

атмосфері, а також у зем ¬  ної корі. Загальні запаси вільної  води на Землі 

становлять 1,4 млрд. км3. Основна кількість води со ¬ тримається в

океанах (близько 97,6%), у вигляді  льоду на нашій планеті води є 2,14%.

Вода річок і озер складає  всього лише 0,29% і атмосферна вода - 0,0005

%.

Таким чином, вода знаходиться на Землі  у постійному збільшенні ¬ ном  русі. Середній час

її перебування в атмосфе  ¬ ре оцінюється 10 цілодобово, хоча і змінюється з широтою 

місцевості. Дляполярних широт  воно може досягати 15, а в середніх - 7 діб.

Зміна води в річках відбувається в середньому 30 разів на рік, тобто  кожні 12 днів.

Волога, що міститься в грунті, оновлюється за 1 рік. Води проточних озер

обмінюються за десятки років, а  непроточ ¬ них за 200-300 років. Води Світового 

океану оновлюють ¬ ся в середньому за 3000 років. З цих цифр можна отримати

уявлення про те, скільки часу необхідно для самоочищення водойм.

Потрібно лише мати на увазі, що якщо річка витікає із забрудненого озера, то

час її самоочищення визначається часом  самоочищення озера.

Вода в організмі людини. Не дуже легко представ ¬ вити, що людина

приблизно на 65% складається з води. З віком вміст води в організмі

людини зменшується. Ембріон складається  з води на 97%, у тілі немовляти 

міститься 75%, а у дорослого чоло ¬ століття - близько 60%.

У здоровому організмі дорослої людини спостерігає ¬ ся стан водного

рівноваги або водного балансу. Воно полягає в тому, що кількість  води,

потреб ¬ неушкодженої людиною, дорівнює кількості води, що виводиться з організму. Водний

обмін є важливою складовою частиною загального обміну речовин живих  організмів,

в тому числі і людини. Водний обмін включає процеси всмоктування води, яка

надходить у шлунок при питті  і з харчовими продуктами, розподіл їх у 

організмі, виділення через нирки, сечовивідні пу ¬ ти, легені, шкіру  і кишечник.

Слід зазначити, що вода також утворюється в організмі внаслідок оксиді ¬ ня

жирів, вуглеводів і білків, прийнятих  з їжею. Таку воду називають 

метаболічної. Слово метаболізм ¬  лізм походить від грецького, що означає 

зміна, перетворення. У медицині та біологічній науці мета ¬ болізмом називають

процеси перетворення речовин і  енергії, що лежать в основі життєдіяльності 

організ ¬ мів. Білки, жири і вуглеводи  окиснюються в організмі з  утворенням води

Н2О і вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) СО2

. При окисленні 100 г жирів  утворюється 107г води, а при окисленні 100 г

вуглеводів - 55,5 г води. Деякі організми  обходяться лише метаболіт ¬ логічній

водою і не споживають її ззовні. Прикладом  є килимова міль. Не потребують

воді в природ ¬ них умовах тушканчики, які водяться в Європі та Азії, і

американська кенгуровий щур. Багато хто знає, що в умовах виключно

жаркого й сухого клімату верблюд  має феноменальну здатність довгий

час обходитися без їжі і води. Наприклад, при масі 450 кг за восьмиденний

перехід по пустелі верблюд може втратити 100 кг в масі, а потім

віднов ¬ новить їх без наслідків  для організму. Встановлено, що його організм

використовує воду, що міститься  в рідинах тканин і зв'язок, а  не крові, як це

відбувається з людиною. Крім того, в горбах верблюда содер ¬ жітся  жир, який

служить одночасно запасом їжі  і джерелом метаболічної води.

Загальний об'єм води, що споживається людиною на добу при питті і  з їжею, становить 

2-2,5 л. Завдяки водного балансу  стільки ж води і виводиться  з організму. 

Через нирки і сечовивідні шляхи  видаляється близько 50-60% води. При

втрати організмом людини 6-8% вологи понад звичайної норми підвищується

темпі ¬ ратура тіла, червоніє шкіра, частішає серцебиття і дихання, з'являється 

м'язова слабкість і запаморочення  ¬ ня, починається головний біль. Втрата 10% води

може призвести до незворотних  змін в організмі, а поті ¬ ря 15-20% призводить

до смерті, оскільки кров на ¬ стільки  густіє, що з її перекачуванням НЕ

справляється серце. У добу серцю  доводиться перекачувати близько 10 000 л 

крові. Без їжі людина може прожити близько місяця, а без води - усього лише

кілька діб. Реакцією організму  на брак води є спрага. У цьому 

І тут відчуття спраги пояснюють  раздраже ¬ ням слизової оболонки рота і глотки

з-за великого зниження вологості. Існує  й інша точка зре ¬ ня на

механізм формування цього відчуття. У відповід ¬ но з нею сигнал про зниження

концентрації води в крові на клітини кори головного мозку  подають нервові центри,

закладені в кровоносних судинах.

Водний обмін в організмі  людини регулюється центральною нервовою системою та

гормонами. Порушення функції цих  регуляторних систем викликає порушення 

водного обміну, що може призводити до набряків тіла. Звичайно, різні тканини 

людського організму со ¬ тримають різну кількість води. Найбагатша

водою тканину - склоподібне тіло очі, що містить 99%. Сама ж бідна -

емаль зуба. У ній води всього лише 0,2%. Багато води міститься в речовині

мозку.

Важливою функцією океанів і  морів є регулювання вмісту в  атмосфері 

вуглекислого газу (діоксиду вуглецю). Його відносний вміст в атмосфері

невелика і складає всього лише 0,03 - 0,04%, Однак загальна маса,

полягає в атмо ¬ сфері, дуже велика - 2000-2500 млрд. т. У зв'язку з 

розвитком енергетики, промисловості  і транспорту спалюється величезна  кількість 

вугілля і нафтопродуктів. Основним продуктом їх окислення є СО2

. Вченими встановлено, що атмосферний  СО2 має 

здатністю затримувати, тобто не пропускати в косми ¬ тичне простір,

теплове випромінювання Землі («пар ¬  ників ефект»). Чим більше СО2

в атмосфері, тим тепліше клімат Землі. Загальне потепління клімату може призвести до

катастрофічних наслідків. У результаті потепління посилиться танення льодів на

полюсах планети і в гірських районах, що призведе до підвищення рівня  Світового 

океану і до затоплення величезних площ су ¬ ши. Підраховано, що якщо розплавити

всі льодовики Гренлан ¬ дии  і Антарктиди, то рівень океану підніметься  майже на 60

м. Неважко здогадатися, що тоді Санкт-Петербург  і багато приморські міста 

опиняться під водою. Важливим регулятором вмісту СО2 в

атмосфері є рослинний покрив Землі. У результаті фотосинтезу рослини 

перетворюють СО2 в клітковину і  звільняють кисень:

CO2 + 6H2O-> C6H12O6 + 6O2

Доречно зазначити, що рослининя - основні  постачальники атмосферного кисню,

а його джерелом прямо або опосередковано є вода. Щорічне продукування

киць ¬ лорода земної рослинністю  планети становить 300 млрд. т.

Основну роль у регулюванні змісту СО2 в атмосфері 

відіграють океани. Між Світовим океаном і атмосферою Землі встановлюється

рівновага: углекис ¬ лий газ  СО2 розчиняється у воді,

перетворюючись у вугільну кислоту  Н2СО3, і далі

перетворюється на донні карбо  ¬ кімнатної опади. Справа в тому, що в морській воді

содер ¬ жатся іони кальцію і  магнію, які з карбонатним іоном  можуть

перетворюватися на малорозчинний  карбонат кальцію СаСО3 і 

магнію MgCO3. Багато морських орга ¬  нізми витягують першу 

сіль з морської води і будують  з неї панцири. При відмирання цих організмів за

біль ¬ ли періоди часу на дні  утворюються величезні скоп ¬ лення панцирів. Так

формуються поклади крейди, а  в результаті вторинних геологічних  перетворень -

за ¬ лежи вапняків, часто у  вигляді бутових плит. Як крейда, так і бутовий камінь

широко використовують в будівництві  ¬ ном справі.

Зеленому покриву Землі неможливо впоратися із завданням утримання приблизно на

одному і тому ж рівні вмісту СО2 в атмосфері.

Підраховано, що наземні рослини  для побудови свого тіла щорічно 

споживають з атмосфери 20 млрд. т СО2, а мешканці океанів 

і морів витягують з води 155 млрд. т в перерахунку на СО2.

Не менш важливою речовиною у  створенні «парникових ¬ вого ефекту», ніж СО2

, Є атмосферна вода. Вона також  перехоплює і поглинає теплове 

випромінювання ¬ ня Землі. Проте  в атмосфері її набагато більше, ніж вуглекислого газу.

Атмосферну вологу, особливо у вигляді  хмар, іноді порівнюють з «ковдрою»