Лекция 1. Предмет прикладной химии. Химизация

• Название: Предмет прикладной химии. Химизация
• Дата: 01.03.2022
• Размер: 30.78 Kb.
• Имя файла: Лекция 1.docx
• Тип: Лекция; #378352

ЛЕКЦИЯ

ПРЕДМЕТ ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ. ХИМИЗАЦИЯ

Цель: Систематизировать знания о значении химичес­кой науки и промышленности.

План

1. 
   Введение.
   

Современное состояние развития общества характеризуется про­никновением химии во все сферы жизни. Фактически люди на производстве, в учебных, медицинских и правовых заведениях, в учреждениях культуры и спорта, а также в быту используют прин­ципы и методы химии и разнообразные химические вещества (препараты и материалы). В-це­лом, это вызвано научно-техническим прогрессом и повышает уровень жизни людей.

Ошибки в применении этих продуктов могут привести к печальным последствиям, что особенно заметно, когда речь идет о загрязнении окружающей среды и приготовлении пищи. Поэтому ориентироваться в том, как правиль­но применять химические препараты, необходимо каждому совре­менному человеку. Однако, ошибки в вопросах химизации могут приводить к различным неприятностям, а иногда — к значительным трагедиям. Это особенно заметно в сфере экологии. Химизация не­обходима, однако ее развитие должно базироваться на прочных хи­мических знаниях. Эти знания большая часть населения России может получить только в средней школе, следовательно, учитель должен обладать необходимой подготовкой для глубокого препо­давания своего предмета.

В связи с этим введен курс с названием «При­кладная химия», дающий возможность получить знания о ведущих направлениях химизации и приобрести полезный опыт реализации дидактического принципа связи обучения с жизнью.

Прикладная химия — явление многоаспектное, поэтому опреде­лить предмет соответствующей дисциплины непросто. Вероятно, суть предмета можно сформулировать как практические результа­ты использования химических законов, закономерностей, принци­пов, экспериментальных методов, технологических приемов, а также химических продуктов в различных отраслях экономики и социаль­но-бытовой сфере.

Курс «Прикладная химия», изучающий главнейшие направления химизации экономики и сферы быта, опирается на межпредметные связи с дисциплинами химического цикла, экономикой, экологией. Этот обобщающий курс располага­ет большими возможностями для расширения профессионального кругозора, эрудиции, повышения общей образованности и куль­туры. Он включает четыре ос­новных раздела:

1. 
   Химизация энергетики.
   
2. 
   Химические основы создания и эксплуатации материалов.
   
3. 
   Химические аспекты решения продовольственной проблемы.
   
4. 
   Химизация сферы быта.
   

Целями изучения курса «Прикладная химия» являются:

1. 
   Формирование знаний об основных направлениях химизации экономики и социально-бытовой сферы на различных уровнях ус­воения (обучения) в зависимости от категории материала:
   
   2. 
      уровень и факты, понятия, материал описательного характе­ра) — воспроизведение информации по памяти или смыслу, опре­деление понятий, работа с литературой на уровне реферирования;
      
   3. 
      уровень (теоретический материал, материал проблемного ха­рактера) — аналитическое описание явлений, работа с литературой оценочного характера;
      
   4. 
      уровень — применение знаний для выполнения профессио­нальных умений;
      
2. 
   Развитие профессиональных умений:
   

информационных — умение работать с различными источника­ми информации, осуществлять дидактическую переработку научной, научно-популярной и другой литературы в материал для преподавания, библиографические умения:

развитие конструктивных умений — проектирование содержа­ния и композиции информации, форм и методов обучения, осуще­ствление связи прикладного материала со знаниями фундаменталь­ных химических дисциплин;

развитие гностических умений — изучение содержания, средств, форм, методов обучения прикладной химии;

3. 
   Развитие профессиональной активности.
   

2. 
   Прикладная химия и фундаментальные химические дисцип­лины.
   
   1. 
      Какие дисциплины химического цикла относятся к фундамен­тальным?
      
   2. 
      Есть ли среди изученных химических дисциплин прикладные?
      
   3. 
      Определение прикладной химии. Прикладная химия изучает практические результаты использования химических законов, прин­ципов, методов, технологических приемов, а также химических про­дуктов в различных отраслях экономики и социально-бытовой сфере.
      
3. 
   Химизация как один из аспектов прикладной химии. Сущ­ность процесса химизации.
   
   1. 
      Что означает понятие «химизация»? Впервые ввел это поня­тие Д.Н. Прянишников (1924). Два значения термина:
      

• 
  в узком смысле — развитие химии и химической промышлен­ности;
  
• 
  в широком смысле слова — применение химии и химических методов почти во всех областях народного хозяйства.
  
  2. 
     В чем проявляются процессы химизации в экономике? В сфе­ре нематериального производства? В быту?
     
  3. 
     Понятия темы:
     
• 
  химикоемкость — потребление общего объема продукции хи­мической и нефтехимической промышленности в расчете на 1000 руб­лей валового общественного продукта (1988 г.);
  
• 
  эргономическая эффективность химизации выражается, во-первых, в том, что за счет использования средств химизации расширя­ются масштабы материального производства; во-вторых, в результате высвобождения более дорогих природных материалов, а также затрат труда и энергии при использовании химических материалов и технологии, снижается ресурсоемкость производства;
  

— химическая продукция представляет собой преимущественно предмет труда — сырье, материалы, полуфабрикаты, используемые в материальном производстве и непосредственно населением:

химические продукты сельскохозяйственного назначения, кото­рые выступают в качестве своеобразных средств труда; готовые из­делия из пластмасс, которые могут быть элементами орудий труда или товарами народного потребления.

Классификация химической продукции (в зависимости от на­правлений использования): потребляемая внутри химической про­мышленности; применяемая за ее пределами (отраслевая товарная продукция).

4. 
   История химизации
   

Условия осуществления химизации (развитая химическая нау­ка, химическая промышленность, химическое машиностроение, под­готовка специалистов)

4. 
   Основные направления химизации в мире.
   

Тенденции химизации.

4. 
   Задачи химизации в нашей стране.
   

О программе химизации.

Проблемы, решаемые на современном этапе:

• 
  получение полимеров из мономеров;
  
• 
  комплексное использование углей и руд;
  
• 
  изменение структуры лакокрасочного производства с целью исключения природного сырья;
  
• 
  разработка методов бескоксовой металлургии;
  
• 
  разработка эффективных процессов обессеривания твердого и жидкого топлив;
  
• 
  разработка методов применения микробиологических про­цессов добычи полезных ископаемых и способов борьбы с загрязнением окружающей среды;
  
• 
  создание биологически разлагаемых пластмасс;
  
• 
  широкое применение ферментов как катализаторов;
  
• 
  создание производств с новыми технологическими реше­ниями, связанными с использованием принципиально но­вых процессов.
  

1. 
   Выводы:
   
   1. 
      Одни проблемы химизации являются объективными (научные). Их решение определяется степенью выявления теоре­тических закономерностей. Этому способствуют прикладные иссле­дования.
      
   2. 
      Другие относятся к субъективным (социальные, эколо­гические), их возникновение чаще связано с производственной дея­тельностью людей. В их решении немалую роль играют химическое образование, экологическое просвещение.
      
   3. 
      Общий вывод; химизация — объективный процесс и при пра­вильной организации является благом, обуславливает обществен­ный прогресс. Негативные последствия химизации чаще связаны с химической безграмотностью или нарушением этических и нравст­венных принципов.
      

Химическая технология – научная основа химического производства

Современное химическое производство представляет многотоннажное, автоматизированное производство, основой которого является химическая технология (от techno – искусство, мастерство +logos – учение), т.е. химическая технология – наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства. Объекты химической технологии – вещества и системы веществ, участвующих в химическом производстве; процессы химической технологии – совокупность разнообразных операций, осуществляемых в ходе производства с целью превращения этих веществ в другие.

Современная общая химическая технология возникла в результате закономерного, свойственного на определенном этапе развития всем отраслям науки, процесса интеграции ранее самостоятельных технологий производства отдельных продуктов в результате обобщения эмпирических правил их получения.

Современная химическая технология, используя достижения естественных и технических наук, изучает и разрабатывает совокупность физических и химических процессов, машин и аппаратов, оптимальные пути осуществления этих процессов и управления ими при промышленном производстве различных веществ. Химическая технология базируется на химических науках, таких как физическая химия, химическая термодинамика и химическая кинетика. Выдающийся физ.-химик акад. Коновалов считал одной из главных задач химической технологии, отличающих ее предмет от чистой химии, установление наивыгоднейшего хода операции и проектирование ему соответствующих заводских приборов и вспомогательных устройств. Поэтому химическая технология немыслима без тесной взаимосвязи с экономикой, физикой, математикой и другими техническими науками. Химическая технология на заре своего существования была описательной наукой. Многие первые учебники по технологии служили энциклопедиями технологических процессов. Развитие науки и промышленности привело к значительному росту числа химических производств.

Рост химического производства с одной стороны и развитие химических и технических наук с другой стороны позволили разработать теоретические основы химико-технологических процессов. Современное химическое производство перерабатывает гигантские объемы сырья, использует большое количество энергии различных видов, осуществляющихся при больших объемах капитальных и эксплуатационных затрат. Отсюда вытекает одно из основополагающих требований к современному производству – его экономичность. Эту особенность технологии отметил еще Менделеев, определив ее как: «Учение о выгодных приемах переработки природных продуктов в продукты потребления». Технология должна изучать выгоднейшие способы, выбрать из возможных наиболее приемлемую по выгодности данным условиям времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых свойствах и формах.

Следовательно, технология это наука о наиболее экономичных методах и средствах переработки сырых природных веществ в продукты потребления. Технологии делятся на механические и химические. В механических технологиях рассматриваются процессы, в которых изменяется форма или внешний вид и физические свойства материалов, а в химической технологии- процессы коренного изменения состава, свойств и внутреннего строения вещества.

Особенности химической технологии как науки

Химическая технология отличается от теоретической химии не только необходимостью учитывать экономические требования к изучаемому ею производству. Между задачами, целями и содержанием теоретической химии и химической технологий существуют принципиальные различия, вызванные спецификой производственных процессов, что накладывает ряд дополнительных условий на метод изучения.

Химик – технолог должен учитывать другие факторы:

доступность и стоимость сырья и энергии, конструкцию реактора и коррозионно-стойкие материалы для изготовления, меры по защите окружающей среды и т.д. Таким образом, как химическое производство не может рассматриваться в виде некой укрупненной лабораторной колбы, так и химическая технология не может быть сведена к теоретической химии.