Хімія в народному господарстві

План

І.  Понеділок.

1. Створення лекторської групи з учнів 8-11 класів. Підбір повідомлень.

2. Створення редколегії серед учнів 8-11 класів.

II.   Вівторок.

Випуск стінгазет на тему: „Хімія в народному господарстві"

III.   Середа. Тематичні повідомлення.

IV.    Четвер. Проведення вікторини з учнями 8-9 кл.

V.  П'ятниця.

1. Проведення вікторини з учнями 10-11 класів.

2. Цікаві досліди.

3. Підведення підсумків тижня.

Хімія у побуті.

Протягом віків людина залежала від природи: шерсть росла на вівці, шовкову нитку "виробляла" гусінь. Проте, не дешево діставались людині так звані дари природи, без яких не можна було обійтися. Тут прийшла людині на допомогу наука хімія. Надзвичайними, дивовижними називають результати робіт, добуті вченими й інженерами-хіміками в лабораторіях науково-дослідних інститутів, заводів і фабрик. Хімія дала можливість створити синтетичні барвники, виготовити полімерні матеріали і хімічні волокна, замінити харчові сировини технічними.

Найбільш вживана в нашому побуті кислота є в той же час і найбільш давньою. Це оцтова кислота. Вона утворюється в природі "сама", без участі людських рук, коли закисає яка-небудь спиртна рідина, наприклад , неміцне вино. Спосіб добування оцтової кислоти скисанням спирту зберігся і до нашого часу. Але, звичайно, цей спосіб тепер науково вивчений, технічно удосконалений. Він застосовується для приготування оцту, що йде для харчових потреб. У великих же кількостях для технічних потреб, оцет добувають з продуктів сухої перегонки дерева.

Під назвою "столовий оцет" або просто "оцет" продають 6-8% розчин оцтової кислоти; 70-80% оцтову кислоту називають оцтовою есенцією.

Солі, які ми вживаємо в їжу. Щодня з їжею ми вживаємо тільки одну сіль - кухонну сіль (). Але для приготування харчових продуктів застосовують й деякі інші солі. Селітра () використовують в домашньому господарстві для солінь наприклад м'яса. Натрій нітрит застосовується для ковбасних виробів. Питна вода застосовується для виготовлення шипучих напоїв (виділяє вуглекислий газ), у хлібопеченні ( вуглекислий газ, що виділяється, розпушує тісто). Сіль, відома в продажу під назвою "амоній вуглекислий" ,- застосовується в кондитерському виробництві.

Порівняно з багатьма речами нашого вжитку сірникова головка дуже мала. Проте, до складу цієї маленької сірникової головки входить не менш як 6-7 речовин: бертолетова сіль, хром пік, сірка, сурик, цинкові білили, скло мелене, клей кістковий. Не менш різноманітний склад намазки на боковій поверхні сірникової коробки: червоний фосфор, три сірчиста сурма, сурик ,крейда, цинкові білила, мелене скло і клей кістковий. Яке призначення кожного з цих матеріалів? Бертолетова сіль, хром пік і сірка ті речовини, завдяки яким загоряється головка сірника. Решта матеріалів призначена для склеювання, підфарбовування всієї маси, що йде для намазування головок. Мелене скло, як речовина більш тверда, потрібна для кращого подрібнення бертолетової солі, що сприяє швидкому утворенню запалювальної суміші.

Який процес відбувається, коли черкають сірник? Червоний фосфор, що містить в намазці («шкурка»), від тертя переходить у мізерних кількостях в жовтий фосфор - горючий. При цьому він спричиняє займання багатих на кисень речовин, що входять до складу головки: бертолетової солі, хромпіку.

Кальцинована сода широко застосовується в багатьох галузях промисловості. Для виробництва скла потрібно в основному 3 сировинних матеріали: вапняк або крейда, кварцовий пісок і кальцинована сода. Великий споживач кальцинованої соди - миловарна промисловість. Для виробництва мила потрібні різні жири і та ж сама кальцинована сода, або каустична сода, яку виробляють знову ж таки з кальцинованої соди. Крім того, сода застосовується ще в цілому ряді інших виробництв, наприклад, у паперовому, текстильному виробництвах, а також для добування багатьох інших хімічних продуктів.

Які матеріали потрібно мати для виробництва кальцинованої соди? В основному два сировинних матеріали: звичайну кухонну сіль і вапняк (крейду).

Таким чином, виробництво величезної кількості соди потребує збільшення видобутку ряду сировинних матеріалів, але це не зустріне якихось труднощів. Запаси кухонної солі, вапняку, кам'яного вугілля у нас колосальні.

Хімія   в  житті  людини.

Всюди, куди не поглянеш, нас оточують предмети і вироби, виготовлені із речовин і матеріалів, які одержані на хімічних заводах і фабриках. Крім того, в повсякденному житті, сама того не підозрюючи, кожна людина здійснює хімічні реакції. Наприклад, вмивання з милом, прання з використанням миючих засобів. При опусканні шматочка лимона в чашку гарячого чаю відбувається послаблення кольору - чай тут виступає в ролі кислотного індикатора, подібного до лакмусу. Аналогічна 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 чи гасячи водою вапно, випалюючи цеглу, ми здійснюємо справжні, а деколи і досить складні хімічні реакції.

Приготування їжі - це також хімічні процеси. Не дарма говорять, що жінки - хіміки хороші кулінари. Дійсно, приготування їжі на кухні деколи нагадує виконання органічного синтезу в лабораторії тільки замість колб і різних пробірок на кухні використовують каструлі і сковорідки.

Вважається, що серед найбільш прибуткових галузей промисловості на одному з перших місць стоїть косметична. Природно, що в далекому минулому в якості косметичних препаратів використовують лише природні мінеральні та органічні речовини. З розвитком хімії з цією метою все частіше стали використовувати синтетичні продукти. Так, наприклад, в якості пігменту для губних помад використовують малиново-червоний біс - диметилгліоксімат нікелю.

Косметична промисловість випускає перламутрові губні помади і креми, а також шампуні з перламутровим блиском. Перламутровий ефект в косметичний засобах створюється солями бісмуту BiOCl і ВіО () або титанованою слюдою -перламутровим порошком, що містить близько 40% /

З давніх пір в якості інструменту для писання поряд з крейдою використовувались шматочки м'якого мінералу графіту   - одного із різновидів вуглеводів. В склад грифелів кольорових олівців входять каолін, тальк, кальцій, стеарин і кальцій стеарат (кальцієве мило). В якості зв’язуючого матеріалу використовують карбоксиметилцелюлозу. Це клей, який використовують для клеєння шпалер. Тут його також попередньо заливають водою для набухання. Крім того, в грифелі вводять відповідні барвники, як правило, це органічні речовини.

Без продуктів хімічної промисловості сучасній людині не обійтися, так само як неможливо обійтися без електрики.

Хіміки вже добули речовини, здатні в багато разів підвищувати врожаї пшениці, жита, бавовни, льону та інших сільськогосподарських культур.

Створено препарати, що знищують бур'яни і шкідників сільського господарства. Синтезовано ліки, перед якими відступають невиліковні раніше хвороби.

Хімія, мов добра фея з чарівної казки, одягає, годує, дає тепло і створює затишок у квартирі: будь-який предмет або річ, з якими нам доводиться мати справу в буденному житті, так чи інакше виготовлені за допомогою хімії. Телефонний апарат і шнур до нього, домашній холодильник і килим, червоний галстук і телевізор, автоматична ручка й олівець, гумка і клей і навіть книга, виготовлені за допомогою хімічних перетворень.

Хімія - це нові матеріали, підкорення атома, економія праці у всіх галузях виробництва, достаток продуктів харчування і товарів широкого вжитку. З досягненнями хімії ви зустрінетеся всюди - від космічного корабля до звичайного прального порошку.

Необхідно відмітити й те, що в будь-якому живому організмі у великих кількостях відбуваються різні хімічні реакції. Процеси засвоєння їжі, дихання тварин і людей основані на хімічних реакціях. В основі росту маленької травинки і могутнього дерева також лежать хімічні реакції.

І. Фейєрверк у рідині.

Дослід. У невеликий циліндр (на 250 мл ) наливають 50 мл концентрованої. Обережно по стінці циліндра ( щоб рідини не змішалися ) наливають зверху такий самий об'єм винного спирту. Всипають у рідину невеликими порціями кристали . На межі сульфатної кислоти із спиртом спалахують з тріском вогники у вигляді фейєрверку - це займається спирт від сильних окисників  та  що утворюються внаслідок реакції між   і концентрованою .

II. Хімічний "ВУЛКАН"

Дослід. У фарфоровій ступці ретельно розтирають 50 г оранжево-червоних кристалів дихромату амонію. Порошок  висипають на велику металеву пластинку або аркуш азбестового паперу, надаючи йому форму гірки. На вершині „вулкана" цвяхом або паличкою роблять лунку і вливають у неї 1-2 мл етилового спирту. Від тепла горіння спирту починає бурхливо розкладатись дихромат амонію. При цьому з „кратера" викидається сніп яскравих іскор і „вулканічний попіл" - брудно-зелений об'єм якого в багато разів перевищує об'єм взятого .

=

Даний розклад дуже нагадує виверження справжнього вулкану.

III. Плаваюче яйце

У скляний циліндр наливають міцного розсолу - розчину солі - до половини об'єму. Потім обережно по стінці в циліндр наливають чистої води і обережно опускають яйце в циліндр. Воно потоне у воді, але затримається в розсолі й після кількох коливань у гору й униз зупиниться на межі між водою і розсолом. Свіже яйце тоне у воді і плаває в розсолі. Несвіже, висохле яйце плаває навіть у воді. Таким способом можна визначити свіжість яєць.

Вікторина

1.   Чому хімія називається наукою достатку?

У нашій країні сільське господарство розвивається по шляху інтенсифікації, а найважливішим засобом його інтенсифікації є хімізації.

Хімічна промисловість - це одна з провідних галузей промисловості нашої країни, що сприяють створенню матеріальної бази народного господарства.

Могутні засоби створили наука хімія і хімічна промисловість у боротьбі за врожай: добрива, отрутохімікати, стимулятори росту.

Широко застосовуються також такі хімічні заходи, як протруювання зерна, обкурювання, хімічна дезинфекція грунту, хімічна меліорація, хімічне прополювання та ін.

2. Як впливає недостача мікроелементів у грунті на рослини і на організм тварин?

Мікроелементи ґрунту - це елементи, які містяться в ньому в незначній кількості, але необхідні для проростання і розвитку рослин, такими елементами є цинк, бор, йод, кобальт, молібден, марганець, мідь та ін. Мідь, наприклад, є каталізатором внутрішніх процесів окислення в рослинах, коли бракує міді в ґрунті, у рослин засихають і біліють кінчики листків. Недостача цинку спричинює руйнування ростових речовин і затримку росту рослин. При недостачі бору у ґрунті відмирають точки росту рослин, не розкриваються бутони, опадають квітки. Недостача мікроелементів у ґрунті також шкідливо впливає на організм тварин, що живляться рослинами, які виросли на цьому ґрунті. Наприклад, живлячись травою, що виросла на ґрунті, в якому немає міді, тварини захворюють на „лизуху": зникає апетит, з'являються симптоми недокрів'я.

У сільському господарстві широко застосовують комплексні органо-мінеральні мікродобрива, які добувають з відходів нафтоперегінних заводів і сірчанокислотних виробництв.

3. Чому молоко, хліб, овочі являються важливими продуктами харчування.

Молоко, крім білків і жирів, що легко засвоюються організмом, містить у собі більше двадцяти мікроелементів і серед них - залізо, мідь, стронцій, хром, титан, кобальт. У зернах пшениці, ячменю, фруктах і овочах також багато мікроелементів. Наприклад, картопля містить заліза  30 мг на 100г ваги, міді 16,5мг, бору 13 мг, соті частки грама йоду, миш'яку, тисячні частки грама нікелю і кобальту.

4. Чи можна за допомогою хімічних речовин регулювати ріст рослин?

Хіміки винайшли багато природних і штучно виготовлених хімічних речовин, які регулюють ріст рослин і достигання плодів. Такі речовини називають стимуляторами росту. До природних стимуляторів росту належить гіберелін. Це — фітогормон рослинного походження, формула якого С19Н22О6. Безбарвні кристали його добре розчиняються у воді і прискорюють ріст стебел, листя і дозрівання плодів.

Як стимулятор росту широко застосовується гетероауксин. Після одноразового поливання розчином гетероауксину урожайність цукрових буряків підвищується на 20%. Але при неправильному дозуванні стимулятор росту може уповільнити а й, навіть, припинити ріст рослини. При малих концентраціях він стимулює ріст рослин, при підвищених - гальмує, інгібує його, а при високих - зовсім знищує рослину.

5. Чи можна за допомогою хімії полегшити збирання бавовни?

Механізоване збирання бавовни утруднюється наявністю листя на рослині. Щоб викликати штучне опадання листя, застосовують хімічні речовини, які називаються дефоліантами.

 Для дефоліації рослин бавовнику і деяких інших культур використовують такі речовини: хлорат магнію, пентахлорфенол, ціанамід кальцію, ціанамід натрію, ендотал та ін.

Дія дефоліантів полягає в тому, що вони прискорюють утворення біля основи листкового черешка відокремлюваного прошарку і відплив пластичних речовин з листя в плоди, насіння, стебла, тобто прискорюють достигання рослин.

6. Які хімічні речовини використовують для захисту сільськогосподарських рослин від шкідників?

Хімічні речовини, що використовуються для захисту сільськогосподарських рослин від шкідників, називаються пестицидами. Створено нешкідливі для тварин і людей ефективні препарати: симазин, цірам, бутифос, карбофос, поліхлорпінен та ін.

7. Як хімія допомагає тваринництву?

Хімія збільшує врожаї кормових культур і підвищує поживність кормів. Потреба жуйних тварин у білках іноді частково забезпечується синтетичними речовинами: бікарбонатом амонію і сечовиною.

Застосування амінокислот у раціонах кормів може на 30% підвищити продуктивність птахівництва І свинарства.

Хімічна промисловість випускає для потреб тваринництва у вигляді брикетів мінеральні речовини, що містять потрібні макроелементи (кальцій, фосфор, магній, натрій, хлор, калій, сірку і залізо), і у вигляді таблеток - що містять потрібні мікроелементи (мідь, цинк, кобальт, молібден, фтор, йод).

Застосування вітамінів у тваринництві підвищує продуктивність і зменшує затрату кормів.

8. Що таке хімічна меліорація?

Хімічна меліорація — це поліпшення властивостей ґрунтів хімічним способом. Кислі ґрунти перетворюють на родючі вапнуванням, засолені ґрунти - гіпсуванням, торфові болота - внесенням у ґрунт солей міді.

9. Що таке гідропоніка?

Це метод безгрунтовного вирощування овочевих та інших рослин у розчинах поживних солей у теплицях. Рослини при цьому висаджують не в ґрунт, а в гравій або пісок. На ділянки подають автоматично по трубах розчин поживних солей, концентрація яких регулюється також автоматично. Розчин має такий склад: азотнокислого калію - 200г, суперфосфату -550, сірчанокислого магнію - 330, хлорного заліза - 6, борної кислоти - 0,72, сірчанокислої міді - 0,45, води - 100л.

Цей метод економить добрива, підвищує врожайність, дає можливість вирощувати кілька врожаїв на рік.

Гідропоніка дає можливість освоїти пустелі й забезпечувати населення далекої півночі овочами протягом цілого року.

10. Що таке аеропоніка?

Це метод вирощування рослин без ґрунту в повітряному середовищі.

За цим методом рослини закріплюються на сітці, їх коріння висить у повітрі і обприскується поживним розчином з пульверизатора. Аеропоніка може бути використана в далеких міжпланетних рейсах. Водорості, капуста, помідори - увійдуть до космічного меню.

Вікторина

1. Солі якого елемента є отрутою і одночасно зміцнюють організм?

Солі миш'яку є сильною, смертельною отрутою, але невеликі дози сполук миш'яку зміцнюють організм. Люди, які регулярно вживають сполуки миш'яку, відзначаються добрим здоров'ям. Для зміцнення здоров'я кволих людей лікарі часто приписують їм сполуки миш'яку у вигляді пілюль, крапель та підшкірної ін'єкції.

Жителі Штірії, які живуть у районі, де добувають миш'як, відзначаються міцним здоров'ям.

2.    Яку   сполуку   застосовують   для   просочування   тканин,   щоб   зробити   їх вогнестійкими?

Вогнестійка тканина утворюється внаслідок просочування сполукою, що складається з 30 частин фосфорнокислого амонію і 70 частин сірчанокислого амонію. З цієї суміші приготовляють 15-процентний розчин, який використовують з розрахунку 10кг розчину на 1кг тканини.

Тканину або спецодяг занурюють у ванну з розчином, нагрітим до 50°С, тривалість просочування 20 хв. Після цього тканину виймають, віджимають і сушать, а потім прасують при температурі 100°С.

Чим пояснюється вогнезахисна дія зазначених солей?

Під час згоряння дерева, бавовни, паперу, тобто целюлози, виділяються гази - метан, етилен, метиловий спирт, ацетон тощо. Солі, якими просочена тканина, під час горіння розкладаються і вступають у взаємодію з целюлозою. При цьому вихід продуктів горіння знижується, і горіння припиняється.

3.   Чому газове опалення зволожує повітря в приміщеннях?

Під час згоряння сполук, що містять у собі водень, наприклад метану, утворюється водяна пара.

Від згоряння їм3 природного газу утворюється 1,5л води. У газовій плиті за місяць згоряє 50 газу. При цьому утворюється 75л води.

4.   Яку роль відіграє залізо в організмі людини?

З їжею організм людини одержує щодня близько 15мг, а за рік - від 3 до 5,5г заліза. Залізо входить до складу гемоглобіну крові і є каталізатором у процесі дихання. Найбагатші на залізо такі продукти харчування: шпинат - 3% заліза; петрушка — 8; горох — 4,8; квасоля — 6,8; вівсяна мука - 3,8; пшеничне борошно І сорту - 2,4; сушені абрикоси з кісточками або урюк - 12,3; сушені абрикоси (курага) - 11,8; персики (курага) -23; сушені яблука — 14,8; гриби білі сушені - 35; волова кров — 52,6, а печінка - 9; свиняча печінка - 12, а нирки - 8; яйце куряче - 2,5, жовток курячого яйця - 5,8.

5.   Які метали є в складі різних органів людського організму?

До складу кісток входить кальцій, у печінці є мідь, у серці — марганець, в язиці - олово, до складу зубів входить цинк, а в нирках зустрічається миш'як. Цікаво, що хоч цих елементів в організмі міститься й мало, проте в деяких органах вони концентруються у досить помітній кількості.

6.   Чому люди іноді отруюються персиковою або вишневою наливкою чи олією з гіркого мигдалю?

Усі зазначені продукти містять (у кісточках) сильну кислоту, яка є сильною отрутою. Вона спричиняє загальний параліч і смерть. Тому не можна багато їсти кісточок персиків, вишень і мигдалю.

7.   Скільки солі споживає щороку людина і які запаси и на земній кулі?

Людина щороку споживає від 5 до 10кг солі. Сіль міститься в рідинах організму, наприклад у крові, сльозах, поті тощо. В органах переважають сполуки калію.

Потреба в кухонній солі дуже велика. Деякі народи в Центральній Африці в минулому за сіль платили ціну, що дорівнює ціні золота, тобто за 1кг солі віддавали 1кг золота.

Головне джерело солі - вода морів і океанів. У воді всіх морів і океанів міститься стільки солі, що нею можна було б покрити площу Європейської частини Землі, шаром завтовшки 4-5км.

8.   Чи корисно пити дистильовану воду?

Дистильована вода не містить солей і тому має неприємний смак. Пити таку воду шкідливо, бо вона вилучає солі з клітин організму, що призводить до їх відмирання.

9.   В якому вигляді ми використовуємо декстрин?

Людина з'їдає декстрини у вигляді хліба. Процес випікання хліба полягає в максимальному переведенні крохмалю в декстрини, які краще засвоюються організмом людини, ніж крохмаль. Крохмаль - це вуглевод складу (СбНюО5)п, де п - велике число. Під впливом високої температури крохмаль переходить у декстрин, який зумовлює блиск на поверхні накрохмаленої тканини. Підсмажена картопля з поверхні вкрита кіркою, що також являє собою декстрин.

10. Що являє собою піна, що утворюється, коли варять суп або варення?

Піна являє собою білки, що зсілися від впливу на них високої температури. Знімаючи піну, ми тим самим видаляємо з бульйону поживну речовину - білки.

11. Чому чорний хліб черствіє не так швидко, як білий?

Тут важливе значення має кількість зв'язаної з борошном води. Житній крохмаль, набухаючи, зв'язує вдвічі більше води, ніж пшеничний, тому чорний хліб залишається м'яким довше, ніж білий.

12. Чому запахи поширюються повільно?

Якби молекула водню рухалась без перешкод, то по екватору вона могла б облетіти всю Землю за б год. Запах залежить від поширення молекул речовин у повітрі. Молекули речовин рухаються з величезною швидкістю, але запахи поширюються повільно, що залежить від співударів молекул. Хоч молекули рухаються і дуже швидко, але вони весь час змінюють свій напрям, стикаючись з іншими молекулами.

13. Чи можна виготовити кольорові дощові плащі і скатерки з нафти і кухонної солі?

Плащі і скатерки можна виготовити з кольорової полівінілхлоридної плівки. Полівінілхлоридні смоли утворюються при взаємодії газів крекінгу і пролізу нафти з хлором, який добувають з хлористого натрію.