химия и повсдневная жизнь человека. Химия и повседневная жизнь человека Работу выполнила ученица 11 класса Попова Наталья
Скачать 1.3 Mb.
|
Химия и повседневная жизнь человекаРаботу выполнила ученица 11 класса Попова НатальяХимия в повседневной жизниХимия, обладая огромными возможностями, создает не виданные ранее материалы, умножает плодородие почвы, облегчает труд человека, экономит его время, одевает, сохраняет его здоровье, создает ему уют и комфорт, изменяет внешность людей. Но та же химия может стать и опасной для здоровья человека, даже смертельно опасной. Писатель-фантаст и ученый-биохимик Айзек Азимов писал в одной из своих повестей: «Химия — это смерть, упакованная в банки и коробки». Сказанное справедливо не только по отношению к химии, но и по отношению к электричеству, радиоэлектронике, транспорте. Мы не можем жить без электричества, но оголенный провод смертельно опасен; мы любим смотреть телевизор, но за его задней панелью напряжение в тысячи вольт; автомобиль очень нам необходим, но под его колесами нередко погибают люди. Использование людьми достижений современной техники и химии требует высокой общей культуры, большой ответственности и, конечно, знаний. Домашняя аптечка-Пероксид водорода (Н202) — отличный антисептик. Однако если перепутать 1—2% -ный раствор нерокепда с пергидролем (30%-ным раствором), то можно получить сильные ожоги на коже, слизистых оболочках. -Нашатырный спирт (водный раствор аммиака) возбуждает дыхательный центр. Этим пользуются, чтобы вывести больного из состояния обморока. Есть аммиак и в нашатырно-анисовых каплях, которые известны как отхаркивающее средство. Однако большие дозы аммиака могут остановить дыхание. А попав в глаза, он быстро проникает в ткани, вплоть до зрительного нерва, и может нанести ему глубокие, иногда необратимые повреждения. -Аспирин, или ацетилсалициловая кислота— один из препаратов, который широко применяют как жаропонижающее, противовоспалительное, болеутоляющее и противоревматическое средство. Интересно, что это лекарство немного замедляет процесс свертывания крови. Ним нередко пользуются врачи для предотвращения образования тромбов после операции, а также при нарушении кровообращения. -Однако эти свойства аспирина могут вызвать п неприят ные последствия в случае приеми ею в больших дозах. Способность сдерживать свертывание крони может привести к кровотечениям. А так как аспирин — это кислота, то ею избыток может способствовать раздрпжению слизистой оболочки желудка н появлению язвы. -Лекарства для лечения сердечно-сосудистой системы — это валидол, корвалол, нитроглицерин. Последнее средство наиболее аффективно снимает спазмы сосудов сердца. Разумеется, если беспокоит боль в сердце, нельзя полагаться только на лекарства, необходимо обязательно обратиться к врачу! В аптечке, конечно, найдутся средства лечения пищеварительной системы. -В случае употребления несвежей пищи или при нарушении простейших гигиенических правил в кишечник могут попасть чужеродные организмы, которые, размножаясь, вызывают тяжелое состояние — диспепсию. -Наиболее популярным средством борьбы с этим заболеванием является самом в чистом виде или как компонент лекарственной смеси. В щелочной среде кишечника гидролизуется до салициловой кислоты. Оба эти вещества подавляют деятельность чужеродных микроорганизмов. Таким же действием обладают и другие средства: фталазол, сульгин. -Наряду с этими лекарствами, которые продаются бел рецепта, есть более сильные, борющиеся с микроорганнамами. Это антибиотики, их без рецепта не продают. Если не жалеть сильнейших антибиотиков, чтобы избавиться от насморка, то может случиться так, что они не помогут при более серьезных заболеваниях. Через достаточно большое число поколений — а их смена произойдет за 2—3 недели — в организме может остаться разновидность микробов, не только не боящаяся данного лекарства, но двже неплохо чувствующая себя и нем. Таким образом, появляется клан стрептококков или пневмококков, приученных к антибиотику. Моющие и чистящие средстваМы широко используем в быту различные моющие средства: для стирки белья, мытья носуды, стен, полов, раковин, окон, для чистки ковров и мягкой мебели. -Любое моющее средство должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с зш-рлзняющим веществом (чаще всего жиром) и переводить его в воду или водный раствор. Для этого молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную (водоотталкивающую) и гидрофильную (любящую удерживать воду) части. -В настоящее время мы широко используем синтетические моющие средства (CMC) — детергенты. Основой CMC являются синтетические поверхностно-активные вещества — ПАВ, в которых длинный углеводородный предельный (чаще всего неразветвленнын) радикал (как в мыле) соединен с сульфатной или сульфонатной группой. Их производство основано на продуктах переработки нефти. -Алкилбензолсульфонат натрия — основной компонент многих детергентов (стиральных порошков). В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани (забивают поры, делают ткань грубой, блеклой, плохо воздухопроницаемой), кальциевые и магниевые соли сульфокислот хорошо растворяются в воде. Следовательно, многие CMC одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. CMC действуют не только в горячей воде, но также в теплой и холодной воде, что важно, например, при стирке тканей из искусственных волокон. Да и их расход по сравнению с расходом мыла гораздо меньше (около 25% мыла идет на связывание ионов). -Но ПАВ очень медленно разлагаются и, попадая со сточными водами в водоемы, оказывают вредное воздействие на живые организмы. Поэтому желательна очистка сточных вод от ПАВ в отстойниках, а в естественных условиях (в водоемах) их частично «съедают» гетеротрофные бактерии, которые входят в состав активного ила. Можно произвести биохимическую очистку в присутствии ферментов. -Кроме ПАВ, в CMC входят и другие компоненты: отбеливатели, смягчители, пенообразователи, ароматические отдушки. -Оптические отбеливатели не воздействуют на структуру ткани, они поглощают ультрафиолетовые лучи, а излучают энергию в синей области видимого спектра. Ткань приобретает при этом и белизну, и яркость.Действующим началом химических отбеливателей служат атомарный кислород, атомарный хлор и оксид серы. Эти отбеливатели разрушают не поддавшиеся моющему раствору загрязнения и цветные пятна, а заодно и дезинфицируют ткань. -Из кислородсодержащих отбеливателей наиболее распространены перборат натрия и перкарбонат натрия (последний как отдельный препарат известен под названием «Персоль»). Хлорсодержащие и серосодержащие отбеливатели чаще используют как отдельные препараты, известные вам под названием «Белизна» и «Лилия» соответственно. При использовании этих средств нужно хорошо проветривать помещение и не отбеливать сразу много белья. Следует избегать и длительного кипячения, так как обрадуются ядовитые газы (как продукт разложения гидросульфита натрия). Средства для борьбы с бытовыми насекомымиРегулярно убирая помещение, сохраняя в идеальной чистоте посуду, плиту, полы, белье, вы все-таки не гарантированы от появления в доме вредных бытовых насекомых. Бели они появились, то на помощь приходят инсектициды — средства для борьбы с насекомыми. Инсектициды применяют в виде растворов, эмульсий, суспензий, аэрозолей. -Жилые помещения следует обрабатывать только препаратами, рекомендуемыми для этой цели. Сейчас в продаже их достаточно много. Это давно известные средства: хлорофос, дихлофос, хлорофосные карандаши, недавно полнившиеся с яркими названиями «Кобра», «Рептор» и др. Большинство из них высок ото ксичны и опасны для человека. Поэтому недопустимо применять эти препараты в больших количествах и часто, так как действие их сохраняется на сравнительно длительное время. Во время обработки помещения нельзя принимать пищу, пить воду, курить. Окна должны быть открыты, чтобы не создавалась высокая концентрация ядовитых веществ в воздухе. Необходимо убрать все продукты и посуду. Во избежание пожара нельзя распылять содержимое аэрозольных баллончиков при открытом огне. Следует помнить, что все деревянные предметы хорошо впитывают ядохимикаты, а лакированные поверхности могут испортиться. Многие инсектициды обладают аллергенным действием. Слабость, головная боль, тошнота, зуд кожи, сыпь, астматические приступы — признаки аллергической реакции. -Помещение после обработки препаратами надо хорошо проветрить, так как многие инсектициды не имеют запаха. Ну и, конечно, надо тщательно вымыть руки теплой водой с мылом, прополоскать рот водой. А для избавления домашних животных от насекомых используют специальные шампуни и ошейники. Химические средства гигиены и косметикиСлово «гигиена» происходит от греческого - «целебный, приносящий здоровье», а «косметика» — от греческого «искусство украшать себя». -В настоящее время термип «косметика» употребляется, прежде всего, в связи с уходом за кожей лица и тела. Гигиена — это раздел профилактической медицины, изучающий влияние внешней среды на здоровье человека. -Косметика и гигиена тесно соприкасаются, так как имеются косметические средства (лосьоны, кремы, шампуни, гели для душа и др.), которые выполняют и гигиеническую функцию. -К важнейшим гигиеническим средствам относят, прежде всего, мыла и моющие средства (см. выше). Здесь обратим внимание на некоторые другие средства, которые наиболее часто используют в обиходе. Средства ухода за зубамиСамое распространенное заболевание зубов — кариес. Сущность его состоит в том, что под влиянием микроорганизмов и вырабатываемых ими кислот происходит разрушение тканей зуба. -Самой прочной тканью зуба является эмаль. При разрушении эмали микроорганизмы попадают внутрь зуба и могут вызвать его воспаление. Закреплению микроорганизмов на эмали способствует зубной камень твердые пористые отложения на зубах; его появление связано с тем, что остатки пищи на зубах пропитываются слюной, содержащей ионы Са2+ и НРО2-4 , которые образуют малорастворимую соль. Слю-иа здорового человека имеет среду, близкую к центральной (рН - 6,75). А кислоты, которые вырабатываются в процессе расщепления микроорганизмами остатков нищи, особенно углеводной, снижают рН до 4,5—5,0. Разрушение эмали в этих условиях ускоряется. -Важнейшим средством ухода за зубами являются зубные пасты. Основные компоненты зубной пасты следующие: абразивные, связующие, пенообразующие вещества и загустители. Первые их них обеспечивают механическую очистку зубов от налета п полировку. Чаще всего в качестве абразива применяют химически осажденный карбонат кальция СаС03, а также фосфаты кальция СаКР04, Са3(Р04)г, Са2Р2О7 и полимерный метафосфат натрия (N|аРO3)n. Для превращения смеси абразивных порошков в стойкую пасту применяют связующие компоненты. Их часто выделяют из морских водорослей. Из искусственных веществ применяют производные целлюлозы. Для получения пластичной, выдавливающейся из тюбика массы в пасту добавляют загустители: глицерин, сорбит, по-лиэтиленгликоль. Они способствуют сохранению в пасте влаги при хранении, повышают температуру замерзания и улучшают вкусовые качества пасты. Для устранения разрушительного действия микробов на растительные составляющие в состав паст вводят антисептики: формальдегид, хлорированные фенолы. ДезодорантыДезодоранты бывают двух видов. Одни тормозят разложение выводимых с йотом продуктов метаболизма (делая неактивными микроорганизмы) или предотвращают их окисление. Другие частично подавляют выделение пота. Этими свойствами обладают соли алюминия, цинка, циркония, хрома, железа, а также формальдегид и этиловый спирт. -Эти вещества взаимодействуют с компонентами пота, образуя нерастворимые соединения, которые закуиоривают каналы потовых желез и тем самым уменьшают потовыделение. В оба типа дезодорантов входят отдушки. -Дезодоранты выпускают в твердом виде, шариковые и в аэрозольной упаковке. В аэрозольных баллонах используют сжиженные газы (препелленты), температура кипения которых очень низка. Они легко переходят в газовую фазу и не только выталкивают основу (дезодорант) из баллона, но, расширяясь, распыляют ее на мелкие капельки. Долгое время эту роль выполняли только фторхлоруглероды (фреоны). Все они кипят уже при -30 ºС. При распылеини надо держать баллон подальше от глаз: при интенсивном испарении температура жидкости резко падает и можно получить ожог. В настоящее время принято международное соглашение о сокращении производства аэрозольных баллонов, содержащих фреоны, поскольку установлено, что они разрушают озоновый слой Земли. Химии и пищаЧеловек — единственное существо на Земле, которое практически всю свою пищу подвергает химической или термической обработке. Попытаемся разобраться, что происходит с основными компонентами нашей инщи в процессе кулинарной обработки. 1Жиры Жиры составляют существенную часть нашей тпци. Они содержатся в мясе, рыбе, молочных продуктах, зерне.- Вы уже знаете, что главной составной частью всех жиров являются триглнцериды — сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и карбоновых кислот, имеющих в углеводородном радикале до 24 атомов углерода. Однако в любом природном жире есть и другие компоненты. -Лецитин служит прекрасным эмульгатором, поэтому его используют в производстве шампуней. -Стерины — природные полициклические соединения очень сложной конфигурации. Важнейшим представителем этого класса соединений является холестерин (провитамин D), который встречается только в жирах. -Витамины. Ими богата печень рыбы и морского зверя, растительные жиры (Е, К), а также сливочное масло (A, D). -Пигменты — вещества, придающие окраску жирам. Хлорофилл придает бледно-зеленый оттенок конопляному маслу, каротнноилы окрашивают сливочное масло в желтый цвет. -Носители запаха очень разнообразны и сложны по строению, их более 20 в составе сливочного масла. -С химической точки зрения из всех компонентов пищевого рациона жиры наименее окислены (содержат меньшее число атомов кислорода). Поэтому процессы превращения жиров (гидролиз и самое главное — окисление) растянуты во времени и сопровождаются выделением большого количества энергии. Если неосторожно поджаривать пищу на сковороде, то пары жира могут легко загореться. Углеводы Углеводы — главные поставщики энергии организму человека энергия накопилась в процессе их фотосинтеза из углекислого газа и воды на свет в зеленых клетках растении. Мы полаем углеводы из зерновых, гияюиых культур, картофеля, фруктов и овощей. В мясе их мало. -Специалисты в области питания считают, что 60% потребности человека в энергии должны обеспечиваться углеводами. Ведь при их недостатке начинают сгорать жиры, а затем белки. Человек вдень должен получать не менее 500 г углеводов. -Остановим вннимание на самых важных углеводах. Рассмотрим, как они попадают в наш организм и что с ними там происходит. -Глюкоза легко проникает в кровь и транспортируется внутри организма. В клетках происходит окисление глюкозы, этот процесс сопровождается выделением энергии. По отношению к фотосинтезу окисление глюкозы - обратный процесс. -Глюкоза лето усваивается организмом, ведь в ее молекуле атомы углерода и водорода частично окислены — соединены с кислородом. -Глюкоза поддерживает ослабленный организм, нормализует пищеварение. Большие таблетки глюкозы с витамином С вам должны быть знакомы с детства. Это медицинский препа рат. В природе глюкоза встречается в спелых фруктах, ягодах. Особенно мною ее в винограде, поэтому ее называют также виноградным сахаром. В крови человека содержится примерно 0.1% глюкозы. Анализ крови на сихар связан с определением ее содержания. Как избыток, так и недостаток глюкозы вредны для организма. -У фруктозы есть иное название — плодовый, или фруктовый, сахар. Ее можно назвать и цветочным сахаром: на нектара пчелы переносят углевод в мед (там его массовая доля достигнет 50%). Фруктоза удерживает волу лучше, чем обычный сахар, поэтому ее добавляют в джемы и конфеты, чтобы предотвратить кристаллизацию (засахаривание). -Фруктоза определяет и лекарственные свойства меда. Сахароза С22Н22О11 — дисахарид. В обычной жизни просто сахар. Белки — природные высокомолекулярные соединения Iбиополимеры), структурную основу которых составляют по л «пептидные цепи, построенные из остатков а-аминокислот. известно, что жиры и углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода, а в состав белков, кроме утих трех элементов, обязательно входит азот. Некоторые белки содержат серу, фосфор и а микродозих железо, иод, марганец, цинк, медь.-Белки налаются основой нсего живого на Земле и выполняют в организмах многообразные функции Белки Белки, поступающие в организм с животной (молоко, яйца, мясо и др.) и растительной пищей, гидролизуются в конечном счете до а-аминокислот. -Гидролиз белков и синтез новых из продуктов гидролиза позволяют уменьшить опасность белкового дефицита; организм создает то. что ему необходимо. Животные белки содержат все необходимые аминокислоты в достаточном количестве, а в растительных белках — некоторых аминокислот мяло или совсем нет. Поэтому приверженцам вегетарианства любителям растительной пищи — иужио немало потрудиться: надо составить меню так. чтобы обеспечить нужный для полиоцеиного питания минимум аминокислот. -Молекулы белка, имея активные функциональные группы, способны удерживать полярные молекулы воды. А водные системы — это благоприятные условия для микроорганизмов. В продуктах разложения белка встречаются соединения с неприятным запахом, появление которых является признаком пронесся гниения белка. Замедлить и прекратить деятельность микроорганизмов можно с помощью различных консервантов. -Прекрасным консервантом является сахар, используемый для приготовления варенья, компотов, джемов. Его важнейшее достоинство — сохранение витаминов в продуктах. -Известно, что брусника и клюква долго могут храниться даже без сахара, так как в этих ягодах содержится бензойная кислота. В настоящее время ее используют для консервирования сельди в банках (1% кислоты и 8% голи с сахаром). Соли Кроме поваренной соли, в кулинарии и пищевой промышленности находят применение гидрокарбонат натрия, нитрит и нитрат натрия. Нитрат натрия в определенной дозе восстанавливается некоторыми организмами до нитрита, который препятствует окислению и сохраняет розовый цвет колбас и других мясных изделий.-Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) используют в рецептуре мучных изделий. Дома готовят печенье, оладьи, замешанные на соде. При этом добавляют какой-либо кисломолочный продукт, например кефир. При повышении температуры начинает разлагаться питьевая сода. За счет выделяющегося газа грето разрыхляется. При выпечке хлеба в качестве разрыхлителя используют карбонат аммония, который при нагревании полностью разлагается ни летучие вещества.-Развитие пищевой промышленности В настоящее время продовольственные проблемы химия решает вместе с биотехнологией. Это отнюдь ае иовия отрасль знаний. Люди использовали микробиологические процессы для приготовления сыри. вин. хлеба и пива надолго до того, как был» создана химическая промышленность, и даже раньше, чем появились алхимики. Однако в настоящее время овя переживает возрождение. Многие отходы сельского хозяйства, а также целлюлоза древесины включаются в рацион питания человека либо непосредственно, либо в качестве кормов для домашних животных. Уже получены такие дрожжи, плесневые срибы. бактерии, которые, поедая малополезные для животных отходы производств (голому, древесину), быстро размножаются и набирают вес. Полученная биомасса содержит белки, лнпиды. углеводы, витамины, необходимые для питания. Остается только придан, им вид и вкус, что сегодня не составляет особого труда. -Медики рекомендуют для рационального и диетического □италня включать в меню хлеб из муки, содержащей тонкоиз-мельчеикые отруби. Ведь отруби содержат алейроновый слой (протеиновые зерне, белковые образования в семенах растений), оболочки, зародыш. Они богаты белками, витаминами и минеральными веществами. |