20 видов химии и ее значение

Основные задачи химии

Какие же задачи сегодня стоят перед химической наукой и химиками? Наиболее важной задачей является получение новых веществ, с полезными для человечества свойствами. Например, сегодня не существует лекарств от многих болезней, и химики работают над созданием препаратов от таких болезней как сахарный диабет, грипп, онкологические заболевания

Человечество пока не может покорять другие планеты, но со временем, при изобретении более совершенных средств передвижения в пространстве, это станет возможным, здесь так же не обойдется без химии, ведь для создания космических кораблей необходимо множество химических веществ и материалов.

Десятилетиями человечество использовало ресурсы планеты не очень эффективно. Результатом этого стало существенное загрязнение окружающей среды. Кроме того, возникла проблема нехватки природных ресурсов. Сегодня химики пытаются решить эти проблемы: сделать промышленные производства безопасными для окружающей среды, и создать альтернативу невозобновляемым природным ресурсам.

Одним из решений данной проблемы является безотходное химическое производство. За относительно небольшой промежуток времени человечество изучило свойства множества веществ и создало на их основе множество материалов. Нельзя однозначно сказать, какие вещества полезны, а какие вредны

Важно лишь то, с какой целью и как эти вещества будут использоваться: для пользы, или во вред человечеству, природе и нашей планете

Подведем итоги

  • Химия – наука о веществах, их свойствах и превращениях
  • Вещество – совокупность атомов, молекул или других частиц, находящихся в определенном агрегатном состоянии
  • Физическое тело – материальный объект, имеющий постоянные массу, форму, а так же соответствующий ей объем и отделенный от других тел
  • Современное слово для обозначения науки химии произошло от позднелатинского chimia и является интернациональным: например, в английском языке – chemistry, в немецком – Chemie, французском – chimie
  • Органическая химия – раздел химии, изучающий вещества живой природы, а так же вещества, полученные из веществ природного происхождения, и их свойства
  • Неорганическая химия – раздел химии, изучающий вещества неживой природы (минералы, горные породы и т.д.), а также их свойства
  • Физическая химия – раздел химии об общих законах строения, структуры и превращениях химических веществ
  • Аналитическая химия – раздел химии, изучающий методы анализа и идентификации химических веществ

Преимущества и недостатки

Химическая завивка, как и любые процедуры, проводимые с волосами, имеет положительные и отрицательные особенности. К ее плюсам стоит отнести такие моменты:

  • при помощи химии удастся кардинально преобразить любой образ, стрижку и имидж в целом;
  • в сравнении с другими процедурами создания локонов, эффект волн либо кудрей продержится очень долго;
  • химия является универсальной услугой, поэтому ее можно выполнять на волосах любой длины;
  • сегодня мастера в салонах предлагают клиентам множество видов химической завивки;
  • после процедуры на укладку потребуется в разы меньше времени, в некоторых случаях без нее можно и вовсе обойтись.

При всех своих плюсах химия не лишена ряда отрицательных особенностей. К минусам процедуры нужно отнести такие моменты:

  • как уже стало понятно из названия, технология завивки волос проводится при помощи агрессивных средств, которые наносят вред здоровью волос;
  • после контакта с препаратами локоны будут обезвоженными, что отрицательно скажется на внешнем виде, приведет к ломкости, а также потребует приобретения специализированных средств по уходу;
  • завивка имеет ряд противопоказаний, которые сокращают возможности ее выполнения в тот или иной период.

Развитие химии, как науки

Исторические этапы прогресса учения о атомах и молекулах:

  • Сезон «зарождения» (III столетие нашей эры). Характеризуется слабым, относительно независимым друг от друга улучшением. Изучала античная натурфилософия.
  • Столетья алхимии (III – XVII вв.). Попытки изобретения философского камня, транс мутировавшего металлы. Состоит из александрийского, арабского, египетского подпериода.
  • «Объединение» (XVII – XVIII века). Конструирования целостной науки — Химии. Завершился революционными открытиями.
  • Отрытие «Количественных законов» (1769 – 1860 года). Характерно выражения атомно-моллекулярной теории.
  • Золотой век (1860 – 1899). Стремительное формирование в научном плане: складывание периодической системы, появление химической термодинамики, кинетики (в аспектах учения).
  • Наши времена. Полное изучение органических соединений, зарождение «Физхимии».

Мне нравитсяНе нравится

Что такое «химия»?

По сути, «химия» – это ограничение свободы. Термин пришел к нам из СССР, где таких осужденных часто направляли на вредные производства.

Казалось бы, если люди не в тюрьме – это уже хорошо. Но все не так просто: у осужденных на «химию» мало прав и очень много обязанностей. А еще есть запреты – вот некоторые из них:

  • нельзя пить алкоголь;
  • нельзя посещать места, где «распивают», и чужие дома (но инспекция может разрешить посещать родственников);
  • нельзя увольняться без разрешения инспекции;
  • нельзя отказываться от работы, предложенной биржей труда;
  • нельзя самостоятельно снимать электронные средства контроля.

Вещество. Классификация веществ

От активности химических элементов зависит — будут они существовать в свободном виде или будут частью вещества.

Вещество – это совокупность атомов, атомных частиц или молекул, находящаяся в определённом агрегатном состоянии.

Вещества делятся: простые и сложные.

Определение достаточно несложное и легко запоминается.

 

Закономерно возникает вопрос: чем сложное вещество отличается от смеси простых и сложных веществ?

На рисунке обозначено:

А) молекулы простого вещества кислород О2;

Б) молекулы простого вещества водород Н2;

В) смесь простых веществ О2 и Н2;

Г) молекула сложного вещества вода Н2О;

Д) смесь молекул простого вещества водород Н2 и сложного вещества Н2О.

Смеси образуются в результате физического воздействия, например, смешивание железных опилок и воды, а сложные вещества – с помощью химического воздействия, например, ржавчина на железе, вызванная взаимодействием железа и воды.

В зависимости от того, какими частицами образованы вещества, их различают молекулярного и немолекулярного строения.

Какие бывают виды «химии»?

Есть два вида «химии»: с направлением в исправительное учреждение и без направления. Если «химия» с направлением, то осужденные живут в общежитиях или казармах и обязаны соблюдать все правила внутреннего распорядка. Работу им подбирают по месту направления.

«Обычно это низкоквалифицированный труд, профпригодность никого не интересует», – пишут в инстаграме.

Если «химия» без направления («домашняя»), то осужденные живут у себя дома. Конкретные условия (сколько раз отмечаться, во сколько быть дома и т.д.) определяет уголовно-исполнительная инспекция.

Учтите, что даже с домашней «химией» осужденный может выходить за пределы места отбывания наказания только в установленное время и только в пределах маршрута до работы.

При этом осужденный обязан:

  • встать на учет;
  • приходить для проведения бесед, воспитательных мероприятий, дачи объяснений;
  • проходить освидетельствование на предмет употребления алкоголя или наркотиков;
  • уведомлять об изменении места работы или учебы;
  • в свободное время постоянно быть дома или на придомовой территории, а с 19:00 до 6:00 – в своем жилище (при этом можно общаться с другими людьми);
  • впускать в дом сотрудников инспекции и других служб;
  • постоянно носить электронные средства контроля своего местонахождения.

Если осужденный не работает, то ему дается 15 дней на трудоустройство. Дальше – принудительное отправление на биржу труда, и отказаться от предложенной там работы нельзя.

«Если подытожить, то “химия” – это как жестокая смесь коронавирусного карантина, когда никуда нельзя, а если и можно, то только по пропускам, плюс комендантский час и низкоквалифицированный труд, отказаться от которого невозможно», – объясняют в инстаграм-аккаунте.

Перепечатка материалов CityDog.by возможна только с письменного разрешения редакции. Подробности здесь.

Какой бывает химия?

Достоверно неизвестно откуда и когда появился термин «химия». По одной из версий термин «химия» произошел от египетского слова «хем» – арабского названия этой страны. Таким образом, дословно «химия» переводится как египетская наука. Это же слово означало «черный» – видимо, по цвету почвы в долине реки Нил, протекающей по территории Египта. «Кем», или «Хем» (Khemia – «Черная страна», «страна с черной землей») – так называли в древней Греции Египет. В таком варианте слово «химия» переводится как «черная наука» или «наука черной земли». Вторая версия выводит слово «химия» из греческого χυμος («хюмос»), которое можно перевести как «сок растения». Этот термин встречается в рукописях, содержащих сведения по медицине и фармакологии. Согласно же третьей версии, слово «химия» происходит от другого греческого слова – χυμα («хюма»), означающего «литье», «сплав».

В таком случае «химия» – это искусство литья выплавки металлов, то есть металлургии.

Термин «химия» впервые употребил греческий алхимик Зосима Панополитанский в V веке н. э. Он использовал этот термин в смысле «настаивание», «наливание». Современное слово для обозначения науки химии произошло от позднелатинского chimia и является интернациональным: например,

  • в английском языке – chemistry
  • немецком – Chemie
  • французском – chimie

В русском языке этот термин появился в эпоху Петра I. Современная химическая наука развивается стремительно и активно. Постоянно открываются новые, ранее неизвестные вещества, с разнообразными интересными свойствами. В наши дни химию принято делить на отдельные химические области. Рассмотрим самые главные «ветви» химической науки:

  • Органическая химия – раздел химии, изучающий вещества живой природы, а так же вещества, полученные из веществ природного происхождения, и их свойства
  • Неорганическая химия – раздел химии, изучающий вещества неживой природы (минералы, горные породы и т.д.), а так же их свойства
  • Физическая химия – раздел химии об общих законах строения, структуры и превращениях химических веществ
  • Аналитическая химия – раздел химии, изучающий методы анализа и идентификации химических веществ

Категории методов анализа в химии

Такие способы применяются для различных целей и задач. Исходя из этого, они классифицируются на определенные категории.

Так, выделяют следующие количественные методы анализа в химии:

  • физические;
  • классические;
  • физико-химические.

Физические методы в химии

Первая категория предполагает проведение анализа, который базируется на измерении физических параметров веществ или растворов, что подвергаются конкретному исследованию. Такой метод имеет три направления. Это:

  1. Рефрактометрия. Ее суть заключается в измерении величин показателя преломления.
  2. Поляриметрия. В данном случае производится измерение показателей оптического вращения.
  3. Флуориметрия. Такой метод способствует установлению интенсивности выделения излучения.

Данная категория отличается экспрессностью, низким пределом определения, объективностью полученных данных и возможностью автоматизации процесса. Применение подобных методов не всегда возможно, так как для этого требуется эксплуатация сложной аппаратуры.

Классические методы в химии

Вторая категория способов заключается в том, что при их использовании предполагается прохождение различных видов реакций. Они могут образовываться в различных составах. Это, к примеру, растворы, газы, тела. Данная группа также имеет свою классификацию.

Так, необходимо выделить следующие методы:

  1. Гравиметрический метод. Такой способ еще получил название весового. В данном случае предполагается точное определение массы отдельного компонента в составе или веществе, которые подвергаются исследованию.
  2. Титриметрический или, как его еще называют, объемный метод. Проводятся строгие измерения количества реагента, имеющего известную концентрацию. Он непосредственно взаимодействует с определяемым веществом. Стоит отметить, что при этом их количества являются эквивалентными.
  3. Газовый метод. Суть данного анализа заключается в следующем. Осуществляется измерение объема газа. При этом образование последнего происходит в результате химической реакции. Следует отметить, что он также может поглощаться.

Это наиболее популярные методы, которые и на сегодняшний день продолжают развиваться и совершенствоваться.

Физико-химические методы в химии

Что касается третьей группы, то в данном случае задачи такого анализа сводятся к измерению величин физических параметров исследуемых систем, которые появляются или изменяются в ходе химических реакций. Для них свойственен низкий предел обнаружения, но при этом скорость их исполнения является очень высокой.

Практически все количественные методы анализа в химии требуют применения определенных приборов.

Основные процессы и аппараты химической технологииСистемы водоочистки и водоподготовкиКакие отрасли входят в состав химической промышленности

Основные разделы химии

Поговорим о разделах «Великой науки». Вот пятерка базовых:

Органика

Органическая химия изучает фундаментальные группы веществ, имеющихся в теле человека, остатках древней растительности и не только. Исследуют разновидности, белков, углеводов, липидов (жиров), аминокислот, карбоновых кислот и остального. Факт — все эмульгаторы помог создать данный раздел. Было исследовано множество растений: их строение, особенности; потом, человек начал сам создавать похожее. Так и появились «Синтанолы» («ешки»). Арсенал: соединение по кратным связям, разложение, обмен (этерификация, нейтрализация), изомеризация. Рассматривают базу о понятиях на уроках предмета.

Неорганика

Неорганическая химия является опорной ветвью развития, давшей немало новых направлений. Исследует основы, луги, щелочи, оксиды и другое. Применение: сталеварение, минералогии, строительстве, создание керамики и других материалов, нужных для людей. Реакции: те же что и в предыдущей заметке, но с материалом данной классификации (изомеризация отсутствует). Хорошо объясняют во время учёбы

Аналитика

Аналитическая химия — это рай для мыслителей. Учит методом систематического анализа определять любое вещество: от титана до ионов Fe3+. Практики: растворная и сухая. Преподаётся в школах почти полностью.

«Физхимия»

Нудные списания количества распавшихся ядер после «бомбардировки», длинные преобразования под воздействием радиации — о ней. Физическая химия построена на теоретике, экспериментальных приёмах физики. Поверхностно «пробегаются» на уроках физики.

«Технохимия»

Слишком сложна для школы. Объясняет, как делать оборудование для промышленности. Опять пересчёты, анализ, моделирование — полная скука.

Сложность выполнения в домашних условиях

Чтобы сделать красивую прическу, которая не развалится в первый же день, стоит практически в совершенстве овладеть техникой выполнения. Для проведения обеих манипуляций лучше всего позвать кого-либо на помощь, поскольку они достаточно трудны, и легче предотвратить негативные последствия, чем потом устранять их.

Потребуются следующие инструменты и приспособления:

  • бигуди (любого типа или формы — в зависимости от желаемого результата и длины прядей);
  • пара кухонных губок;
  • несколько расчесок;
  • перчатки, мерная емкость, несколько мисок из металла;
  • специальная шапочка или полиэтиленовый пакет;
  • полотенце;
  • резинки и ватный жгут;
  • 5% раствор уксуса.

Первым делом следует приобрести в специализированном магазине химическую смесь для укладки и фиксаж. Составы для карвинга более инновационные и деликатные, нежели растворы для классической химии, основным компонентом которых является тиогликолевая кислота или щелочь.

Этапы проведения процедур в домашних условиях:

  1. Волосы должны быть вымытыми, а кожа головы — жирной. Чтобы добиться такого эффекта, при мытье стоит избегать массирования кожи.
  2. Влажные локоны стоит расчесать редким гребнем.
  3. Пряди нужно накрутить на бигуди очень туго, при этом они не должны отличаться по толщине.
  4. После закрепления всех бигуди стоит обработать корни и кожу головы жирным кремом, чтобы позаботиться о дополнительной защите от вредного воздействия агрессивных веществ.
  5. Изучите инструкцию к средству для карвинга и вылейте в миску положенное количество раствора. Приступайте к нанесению.
  6. Выдержав около 15 минут, проведите небольшой тест: раскрутите одну из прядей и оцените результат. Если он вас не устраивает, накрутите бигуди снова и выждите время, указанное в инструкции. Если все в порядке, и локон смотрится великолепно, то раствор можно смывать.
  7. Химический раствор смывается теплой проточной водой, бигуди при этом остаются закрепленными на волосах.
  8. После смывания раствора наносится фиксаж. Через 5 минут локоны освобождаются от бигуди и смываются теплой водой.
  9. Затем пряди ополаскиваются водой с добавлением уксусного раствора и снова накручиваются на бигуди до полного высыхания.

Рекомендуем прочесть: как правильно сделать химию в домашних условиях.

Неорганическая

Неорганическая химия изучает такие вещества и газы в состав которых не входит углерод.
Раздел науки изучает металлы и неметаллы, оксиды и соли, гидроксиды и кислоты, нитриды и гидриды, а также технологии применения в производстве, защите и использовании сельскохозяйственных культур и скота.

Химическая технология

Инженеры-химики исследуют и разрабатывают новые материалы или процессы, связанные с химическими реакциями. Химическая инженерия сочетает в себе основы науки с инженерными и экономическими концепциями для решения технологических проблем.
Химическое машиностроение представляет базовую отрасль экономики как химическая и нефтехимическая промышленность и делится на две основные группы: промышленное применение и разработка новых продуктов.
Отрасли промышленности требуют от инженеров-химиков разработки новых способов сделать производство своей продукции более легким и экономически эффективным. Ученые-химики участвуют в проектировании и эксплуатации перерабатывающих предприятий, разрабатывают процедуры безопасности при обращении с опасными материалами и контролируют производство почти каждого продукта, который мы используем. Ученые-химики работают над разработкой новых продуктов и процессов в любой области-от фармацевтики до топлива и компьютерных компонентов.

Геохимия

Геохимики объединяют химию и геологию для изучения состава и взаимодействия между веществами, находящимися в земле.

Геохимики могут тратить больше времени на полевые исследования, чем другие ученые. Многие работают в службах по охране окружающей среды, определяя, как горнодобывающие операции и отходы могут повлиять на качество воды и окружающую среду. Они могут направляться в отдаленные заброшенные шахты для сбора проб и проведения грубых полевых оценок, а затем следовать за потоком через его водосбор, чтобы оценить, как загрязняющие вещества перемещаются через систему. Ученые раздела нефтяной геологии занимаются вопросами химического изучения состава нефти и связанных с ней природных образований. Они работают в нефтегазовых компаниях, чтобы помочь найти новые запасы энергии. Ученые этой науки также могут работать на трубопроводах и нефтяных вышках, чтобы предотвратить химические реакции, которые могут вызвать взрывы или разливы.

Судебная химия

Судебно-медицинские химики собирают и анализируют вещественные доказательства, оставленные на месте происшествия, чтобы помочь установить личности причастных лиц, а также ответить на другие жизненно важные вопросы, касающиеся того, как и почему было совершено событие. Судебно-медицинские химики используют широкий спектр методов анализа, таких как хроматография, спектрометрия и спектроскопия.
Например, химики разработали систему, которая выходит за рамки идентификации отпечатков пальцев. Этот метод может захватывать молекулы, содержащиеся в отпечатке пальца, включая липиды, белки, генетический материал или даже следовые количества взрывчатых веществ, которые могут быть дополнительно проанализированы. Новый инструмент по существу снимает тайну с определения химического состава отпечатков пальцев на местах событий.

Агрохимия

Агрохимия как неорганическая наука связана с веществами и химическими реакциями, которые участвуют в производстве, защите и использовании сельскохозяйственных культур и скота. Это междисциплинарная область которая опирается на связи со многими другими науками. Сельскохозяйственные химики необходимы в сельском хозяйстве, агентствах по охране окружающей среды, управлениях по контролю за продуктами питания и лекарствами или в частном секторе.

Агрохимия как наука разрабатывает удобрения, инсектициды и гербициды, необходимые для крупномасштабного растениеводства. Ученые занимающиеся этой наукой следят за тем, как используются продукты и как они влияют на окружающую среду. Они также разрабатывают пищевые добавки для повышения продуктивности мясных и молочных стад.
Сельскохозяйственная биотехнология является быстро растущим направлением в науке. Генетически манипулирующие культуры, чтобы быть устойчивыми к гербицидам, используемым для борьбы с сорняками на полях, требуют детального понимания как самих растений, так и химических веществ на молекулярном уровне. Биохимия как наука должна понимать генетику и потребности бизнеса в разработке культур, которые легче транспортировать или которые имеют более длительный срок хранения.

Атомно-молекулярное учение. Мельчайшие частицы

Как и каждая наука, химия имеет свои термины и понятия, которые изучаются на протяжении всего курса. Эти термины для вас будут не новыми, вы с ними знакомились на уроках физики и природоведения. А речь пойдёт об атомах, молекулах, химических элементах и веществах. Эти понятия являются основой атомно-молекулярного учения.

Рассмотрим подробно каждое понятие.

Атом

Наверняка вы в учебнике или кабинете химии видели периодическую систему химических элементов (ПСХЭ). Она имеет разный вид и структуру, с которой вы позже подробно познакомитесь. Классический вид периодической системы химических элементов изображён на рисунке.

 

С уроков природоведения вам известно, что атомы это кирпичики мироздания.

Атом – мельчайшая частица химического элемента, которая отвечает за его свойства и химически неделима.

На данный момент известно 126 видов атомов – химических элементов. Какая связь между химическим элементом и атомом? Химический элемент состоит из атомов определённого вида. В чём состоит отличие этих понятий. Почему алхимики не могли найти философский камень? Почему железо или медь не превращаются в золото? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо рассмотреть строение атома.

Абсолютно каждый атом имеет положительно заряженное ядро и, вращающиеся вокруг него, отрицательные электроны.

 

Самое тяжёлое в атоме – это ядро, которое состоит с протонов (имеют заряд +) и нейтронов (заряд 0).

Атом не имеет никакого заряда, иными словами нейтрален.

Число протонов = число электронов

Чтобы узнать количество частиц, необходимо определить порядковый номер элемента в ПСХЭ.

Например, если в состав атома входит 10 электронов и 10 протонов, посмотрев в периодическую систему, увидим, что данный набор частиц отвечает химическому элементу – Неон. Химический элемент Золото имеет 79 протонов и 79 электронов. Состав атомов, а точнее, количество протонов, не изменяется в ходе химических реакций. Именно по этой причине, алхимики не смогли найти рецепт философского камня.

Атомы (подобно буквам, которые соединяются в слоги, а потом в слова) соединяются в молекулы.

Молекула

Молекула – наименьшая частица вещества

Как образуются молекулы? Снова проведём аналогию с буквами. Чтобы получилось читаемое и со смыслом слово, необходима определённая комбинация букв и чёткие правила. Также происходит и при образовании молекулы. Атомы соединяются в молекулу с помощью химических связей. Свойства молекул зависят от того, атомы каких элементов входят в их состав, а также каким образом они соединены между собой.

Рассмотрим на примере молекул веществ, которые образованные атомами кислорода, это кислород и озон. Обе эти молекулы образованы атомами химического элемента Кислород, но в состав озона, химическая формула которого О3, входит 3 атома Кислорода, а в молекулу кислорода, формула вещества О2 – два атома химического элемента Кислород.

 

Данное явление называется аллотропией. Это явление существования простых веществ, образованных одинаковым химическим элементом, но различным по свойствам и строению.

Рекордсменом по образованию аллотропных форм является углерод, который существует в виде алмаза, графита, карбина, фуллеренов, углеродных нанотрубок.

Как видно из определения, атомы и молекулы – это частицы, но в чём их разница? Снова проведём аналогию с буквами и словами. Буквы – это атомы, слова – это молекулы. Буквы не могут состоять из слов, так же как и атомы не могут состоять из молекул.

 

Молекула сернистого газа SOсостоит из одного атома Серы и двух атомов Кислорода. Молекула аммиака состоит из одного атома Азота и трёх атомов Водорода и т. д.

Таким образом, мы видим, что все вещества состоят из атомов химических элементов. Живая и неживая природа – это также комбинация химических элементов.

Ионы

Что происходит с атомом, если он присоединяет или отдаёт электроны? Он становится заряженной частицей.

 

Ионы – частицы, которые положительно или отрицательно заряжены.

Обобщив все вышесказанное, выделим основные постулаты атомно-молекулярного учения, которое является фундаментом в химии, физике и естествознании:

  • Вещества состоят из молекул;
  • Атомы являются частью молекулы;
  • Атомам и молекулам характерно самопроизвольное движение;
  • Во время химических реакций происходит изменение состава молекулы и образуются новые вещества.