О чем наука химия?
Скорее всего, в твоем представлении ученый-химик — это человек в белом халате и перчатках, который только тем и занимается, что смешивает различные жидкости в лаборатории.
Да, перед проведением экспериментов химики действительно надевают халат и перчатки, а для работы с особо опасными и токсичными веществами — еще и специальный защитный костюм. Но кроме опытов химики большое внимание уделяют и теории, изучают свойства веществ и их превращения.
Химия нужна многим специалистам (врачам, фармацевтам, биологам и людям некоторых других профессий), но хотя бы общее представление об основных положениях этой науки должен иметь каждый из нас. Ведь с химическими процессами и реакциями мы сталкиваемся ежедневно.
Химия - везде!
Современная жизнь невозможна без химии, окружающий нас мир — это царство химических реакций. Благодаря химическим превращениям на Земле появились горы, вода, леса, почвы. Много позже люди стали использовать полезные ископаемые: выплавлять металлы из руды, превращать химическую энергию угля в электрический ток, перерабатывать нефть в топливо и т.д.
Большинство вещей, которые нас окружают и к которым мы так привыкли, также является результатом химических реакций. Это краски, стекло, бумага, резина, пластмасса, лекарства и многое другое.
Химия нашла широкое применение и в сельском хозяйстве: с ее помощью ученые создают удобрения для повышения урожаев различных культур, а также специальные витаминные добавки для улучшения питания животных
Как химия изменила мир?
Испокон веков химики проделывали огромное количество опытов и экспериментов, пытаясь изучить свойства веществ и получить новые полезные соединения. В ходе бесконечных исследований возникали идеи, которые изменили взгляды человечества на окружающую действительность и позволили дальнейшее развитие всего общества.
Результаты некоторых опытов приводили к важнейшим открытиям в области химии, которые оказали большое влияние на развитие других наук и техники.
Периодическая система элементов
Одно из самых выдающихся открытий в области химии — создание системы элементов. Многие химические элементы были открыты к середине XIX в. Однако к тому времени еще не существовало единой системы, при помощи которой можно было бы объяснить свойства всех известных на тот момент элементов.
К концу 60-х гг. XIX в. русский ученый Д.И. Менделеев проанализировал всю имеющуюся информацию и пришел к выводу, что свойства химических элементов и образуемых ими веществ зависят от атомной массы элементов. В 1869 г. он разработал периодическую систему химических элементов, расположив их в порядке возрастания атомных масс. Более того, Менделеев предсказал существование элементов, которые к тому времени еще не были обнаружены. Некоторые из этих элементов — галлий, скандий и германий — были открыты еще при жизни великого ученого.
Батарея вольта
Итальянский ученый Алессандро Вольта был первым, кто создал электрическую батарею — прибор, превращающий химическую энергию в электрическую. Действие батареи основано на разных химических реакциях металлов: последовательно соединенные цинковые и медные пластины в сосуде с разбавленной кислотой создавали электрический ток. Благодаря батарее Вольта люди смогли хранить электричество и использовать его в качестве одного из важнейших источников энергии.
Кислород
Во второй половине XVIII в. английский проповедники ученый Джозеф Пристли провел серию опытов, надеясь найти новые «воздухи» (сегодня мы называем такие вещества газами). Пристли обнаружил кислород и описал его роль в процессах дыхания всех живых существ и горения.
Ученому удалось доказать, что при фотосинтезе (образовании органических веществ на свету из углекислого газа и воды с выделением кислорода) растения поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород, на довольно простом опыте. В закрытый сосуд, поставленный на свет, Пристли поместил мышь и зеленое растение. Мышь могла довольно долго жить благодаря кислороду, который образовывался в результате фотосинтеза.
Пенициллин
Во время Первой мировой войны шотландский биохимик Александр Флеминг служил военным врачом в полевых госпиталях. Он всеми силами старался найти средство, которое смогло бы спасти раненых, умиравших от инфекций после успешно проведенных операций.
Однажды ученый обнаружил, что плесневый грибок, который он посадил в чашку Петри (специальный стеклянный цилиндр с невысокими стенками и крышкой), убил часть колонии бактерий стафилококка. Флеминг обратил внимание, что вокруг каждого пятна плесени была область, свободная от бактерий. Он сделал вывод о том, что плесень вырабатывает специальное вещество, способное убивать бактерии.
В 1945 г. Александр Флеминг получил Нобелевскую премию за открытие пенициллина.
Спички
Спички настолько глубоко вошли в нашу жизнь, что порой кажется, будто люди пользовались ими вечно. Однако это совсем не так: на создание спичек было потрачено очень много времени и сил. Когда-то для разжигания огня использовали огниво, затем — специальные зажигательные машины, а первые безопасные спички создал английский аптекарь и химик Джон Уокер, причем произошло это совершенно случайно. Он изучал различные способы получения огня без взрыва.
И как-то раз, смешав химикаты с помощью палки, он обнаружил, что на конце палки засохла капля этих химикатов. Чтобы снять ее, Уокер провел каплей по довольно шершавой поверхности, и при этом мгновенно вспыхнул огонь. Убедившись в результативности своего эксперимента, в 1827 г. Джон Уокер занялся производством безопасных спичек.
Радиоактивность
Рентгеновские снимки, атомная энергетика, теория зарождения Вселенной — все это стало возможным благодаря открытию радиоактивности супругами Кюри. Они обнаружили и извлекли радиоактивные материалы и описали их свойства. Мария Кюри после тщательного изучения урановой руды пришла к выводу, что помимо урана руда содержит другие элементы, которые также являются радиоактивными. Это предположение привело к открытию новых химических элементов: полония и радия.
Пластмассы
Разве можно представить современную жизнь без пластмассы? Вряд ли, а ведь еще около 200 лет назад люди и подумать не могли о пластиковых бутылках, различных контейнерах, одноразовой посуде, игрушках и тысяче других вещей из пластмассы, так прочно вошедших в наш быт.
Только во второй половине XIX в. ученые-химики начали активную работу над созданием искусственных материалов, а XX в. можно назвать настоящей революцией в области синтетических пластмасс. Синтетическая резина, полиэтилен, искусственный шелк, акрил, нейлон, жидкий, эластичный и твердый силикон — это лишь небольшой список синтетических материалов, а разработка и создание новых продолжаются и по сей день.