Keemia - teadus ainete muundumisest, mis on seotud aatomituumade elektroonilise keskkonna muutumisega. Selles määratluses on vaja täiendavalt selgitada mõisteid "aine" ja "teadus".
Vastavalt Chemical Encyclopediale:
Aine Ainetüüp, millel on puhkemass. See koosneb elementaarosakestest: elektronid, prootonid, neutronid, mesonid jne. Keemia uurib peamiselt ainet, mis on organiseeritud aatomiteks, molekulideks, ioonideks ja radikaalideks. Sellised ained jagunevad tavaliselt lihtsateks ja keerukateks (keemilisteks ühenditeks). Lihtained moodustuvad ühe kemikaali aatomitest. element ja seetõttu on selle olemasolu vabas olekus, näiteks väävel, raud, osoon, teemant. Komplekssed ained moodustuvad erinevatest elementidest ja neil võib olla konstantne koostis.
Mõiste "teadus" tõlgendamisel on palju erinevusi. René Descartes'i (1596-1650) väide on siinkohal üsna rakendatav: "Määratle sõnade tähendus ja sa päästad inimkonna pooltest selle pettekujutelmadest." Teadus on tavaks nimetada inimtegevuse sfääri, mille ülesandeks on reaalsuse kohta objektiivsete teadmiste arendamine ja teoreetiline skematiseerimine; kultuuriharu, mida ei eksisteerinud kogu aeg ja mitte kõigi rahvaste seas. Kanada filosoof William Hatcher määratleb kaasaegset teadust kui "viisi, kuidas tunda tegelikku maailma, sealhulgas nii inimmeeltega tajutavat reaalsust kui ka nähtamatut reaalsust, teadmisviisi, mis põhineb selle reaalsuse testitavate mudelite ehitamisel". Selline määratlus on lähedane akadeemik V. I. Vernadsky, inglise matemaatiku A. Whiteheadi ja teiste kuulsate teadlaste arusaamale teadusest.
Maailma teaduslikes mudelites eristatakse tavaliselt kolme taset, mida konkreetses distsipliinis saab esindada erinevas vahekorras:
* empiiriline materjal (katseandmed);
* idealiseeritud kujutised (füüsilised mudelid);
*matemaatiline kirjeldus (valemid ja võrrandid).
Maailma visuaalmudeliline arvestamine viib paratamatult iga mudeli lähendamiseni. A. Einstein (1879-1955) ütles: "Seni, kuni matemaatilised seadused kirjeldavad tegelikkust, on nad määramatud ja kui nad lakkavad olemast määramatud, kaotavad nad sideme reaalsusega."
Keemia on üks loodusteadusi, mis uurib meid ümbritsevat maailma koos selle vormide rikkuse ja selles esinevate nähtuste mitmekesisusega. Loodusteaduslike teadmiste spetsiifikat saab defineerida kolme tunnusega: tõde, intersubjektiivsus ja järjepidevus. Teaduslike tõdede tõesuse määrab piisava mõistuse printsiip: iga õige mõte peab olema põhjendatud teiste mõtetega, mille tõesus on tõestatud. Intersubjektiivsus tähendab, et iga uurija peaks sama objekti samades tingimustes uurides saama samad tulemused. Teaduslike teadmiste süstemaatiline olemus eeldab nende ranget induktiiv-deduktiivset struktuuri.
Keemia on ainete muundamise teadus. Uuritakse ainete koostist ja struktuuri, ainete omaduste sõltuvust koostisest ja struktuurist, ühe aine teiseks muutumise tingimusi ja viise. Keemilised muutused on alati seotud füüsiliste muutustega. Seetõttu on keemia füüsikaga tihedalt seotud. Keemia on seotud ka bioloogiaga, kuna bioloogiliste protsessidega kaasnevad pidevad keemilised transformatsioonid.
Uurimismeetodite, eelkõige eksperimentaaltehnoloogia täiustamine tõi kaasa teaduse jagunemise üha kitsamateks valdkondadeks. Sellest tulenevalt on kvantiteet ja "kvaliteet", s.o. info usaldusväärsus on suurenenud. Uusi probleeme on aga tekitanud see, et ühel inimesel ei ole võimalik omada täielikke teadmisi isegi seotud teadusvaldkondade kohta. Nii nagu sõjalises strateegias on kaitse ja pealetungi nõrgimad kohad rinnete ristumiskohas, jäävad ka teaduses kõige vähem arenenud valdkonnad need, mida ei saa üheselt liigitada. Muude põhjuste hulgas võib välja tuua ka raskusi vastava kvalifikatsioonitaseme (akadeemilise kraadi) saamisel “teaduste ristmiku” valdkondades töötavate teadlaste jaoks. Kuid seal tehakse ka meie aja põhiavastusi.
Kaasaegses elus, eriti inimese tootmistegevuses, on keemial äärmiselt oluline roll. Peaaegu pole tööstust, mis poleks keemia kasutamisega seotud. Loodus annab meile ainult toorainet - puitu, maaki, õli jne. Looduslikke materjale keemilisele töötlemisele allutades saavad nad mitmesuguseid põllumajanduse, tööstusliku tootmise, meditsiini, igapäevaelu jaoks vajalikke aineid - väetisi, metalle, plastmassi, lakke, värve, ravimeid ained, seep jne. Loodusliku tooraine töötlemiseks on vaja teada ainete muundumise seaduspärasusi ja need teadmised annab keemia. Keemiatööstuse areng on tehnoloogilise progressi üks olulisemaid tingimusi.
Keemilised süsteemid
Keemia õppeobjekt - keemiline süsteem . Keemiline süsteem on ainete kogum, mis interakteeruvad ja on vaimselt või tegelikult keskkonnast eraldatud. Süsteemi näideteks võivad olla täiesti erinevad objektid.
Lihtsaim keemiliste omaduste kandja on aatom – süsteem, mis koosneb tuumast ja selle ümber liikuvatest elektronidest. Aatomite keemilise vastasmõju tulemusena tekivad molekulid (radikaalid, ioonid, aatomikristallid) - mitmest tuumast koosnevad süsteemid, mille üldväljas elektronid liiguvad. Makrosüsteemid koosnevad suure hulga molekulide kombinatsioonist – erinevate soolade lahustest, keemilises reaktsioonis katalüsaatori pinna kohal olevatest gaaside segust jne.
Sõltuvalt süsteemi interaktsiooni iseloomust keskkonnaga eristatakse avatud, suletud ja isoleeritud süsteeme. avatud süsteem Süsteemi nimetatakse süsteemiks, mis on võimeline keskkonnaga energiat ja massi vahetama. Näiteks kui sooda segatakse avatud anumas vesinikkloriidhappe lahusega, toimub reaktsioon:
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O.
Selle süsteemi mass väheneb (süsinikdioksiid ja osaliselt veeaur väljuvad), osa eralduvast soojusest kulub ümbritseva õhu soojendamiseks.
Suletud Süsteemi nimetatakse süsteemiks, mis suudab energiat vahetada ainult keskkonnaga. Eespool käsitletud süsteem, mis asub suletud anumas, on suletud süsteemi näide. Sel juhul on massivahetus võimatu ja süsteemi mass jääb konstantseks, kuid reaktsioonisoojus kandub läbi katseklaasi seinte keskkonda.
isoleeritud Süsteem on konstantse mahuga süsteem, milles ei toimu massi- ega energiavahetust keskkonnaga. Isoleeritud süsteemi mõiste on abstraktne, sest Praktikas täiesti isoleeritud süsteemi ei eksisteeri.
Kutsutakse välja süsteemi eraldi osa, mis on teistest piiratud vähemalt ühe liidesega faas . Näiteks veest, jääst ja aurust koosnev süsteem sisaldab kolme faasi ja kahte liidest (joonis 1.1). Faasi saab mehaaniliselt süsteemi teistest faasidest eraldada.Joon.1.1 – Mitmefaasiline süsteem.
Faas ei ole alati samade füüsikaliste omaduste ja ühtlase keemilise koostisega. Näiteks võib tuua maa atmosfääri. Atmosfääri alumistes kihtides on gaaside kontsentratsioon kõrgem ja õhutemperatuur kõrgem, ülemistes kihtides aga õhk harveneb ja temperatuur langeb. Need. keemilise koostise ja füüsikaliste omaduste homogeensust kogu faasis sel juhul ei täheldata. Samuti võib faas olla katkendlik, näiteks veepinnal hõljuvad jäätükid, udu, suits, vaht – kahefaasilised süsteemid, milles üks faas on katkendlik.
Ühes faasis ainetest koosnevat süsteemi nimetatakse homogeenne . Nimetatakse süsteemi, mis koosneb erinevates faasides olevatest ainetest ja millel on vähemalt üks liides heterogeenne .
Ained, mis moodustavad keemilise süsteemi, on komponendid. Komponent saab süsteemist isoleerida ja eksisteerida väljaspool seda. Näiteks on teada, et naatriumkloriidi lahustamisel vees laguneb see Na + ja Cl - ioonideks, kuid neid ioone ei saa pidada süsteemi komponentideks - soolalahuseks vees, sest neid ei saa antud lahendusest eraldada ja nad eksisteerivad eraldi. Koostisained on vesi ja naatriumkloriid.
Süsteemi olek määratakse selle parameetrite järgi. Parameetreid saab määrata nii molekulaarsel tasemel (koordinaadid, iga molekuli impulss, sidemenurgad jne) kui ka makrotasandil (näiteks rõhk, temperatuur).
Aatomi struktuur.
Sarnane teave.
Selle peatüki õppimise tulemusena peaks õpilane: tea
- maailma keemilise pildi põhimõisted ja eripärad;
- alkeemia roll keemia kui teaduse arengus;
- keemia kui teaduse arengu ajaloolised etapid;
- ainete koostise ja struktuuri õpetuse juhtpõhimõtted;
- keemiliste reaktsioonide kulgemise peamised tegurid ja nende kontrollimise tingimused;
- evolutsioonilise keemia põhiprintsiibid ja roll biogeneesi selgitamisel; suutma
- paljastada mikromaailma füüsika roll keemiateaduse aluste mõistmisel;
- viia läbi keemia arengu põhietappide võrdlev analüüs;
- väitis, et näitab keemia rolli aine süsteemse korralduse struktuuritasandite selgitamisel;
oma
- teadmiste omandamise ja rakendamise oskused, et kujundada maailmast keemiline pilt;
- keemia mõisteaparaadi kasutamise oskused keemiliste protsesside iseloomustamiseks.
Keemiateaduse arengu ajaloolised etapid
Keemial on palju definitsioone, mis iseloomustavad seda kui teadust:
- keemiliste elementide ja nende ühendite kohta;
- ained, nende koostis ja struktuur;
- ainete kvalitatiivse muundamise protsessid;
- keemilised reaktsioonid, samuti seadused ja seaduspärasused, millele need reaktsioonid järgivad.
Ilmselgelt peegeldab igaüks neist vaid ühte ulatuslike keemiateadmiste aspektidest ja keemia ise toimib kõrgelt korrastatud, pidevalt areneva teadmiste süsteemina. Siin on definitsioon klassikalisest õpikust: „Keemia on teadus ainete muundumisest. Uuritakse ainete koostist ja struktuuri, ainete omaduste sõltuvust koostisest ja struktuurist, ühe aine teiseks muutumise tingimusi ja viise.
Keemia on teadus ainete muundumisest.
Keemia kõige olulisem eristav tunnus on see, et see on mitmel viisil moodustab iseseisvalt uurimisobjekt, luues aineid, mida looduses ei eksisteerinud. Nagu ükski teine teadus, toimib keemia samaaegselt nii teaduse kui ka tootmisena. Kuna kaasaegne keemia lahendab oma probleeme aatom-molekulaarsel tasandil, on see tihedalt seotud nii füüsika, bioloogia kui ka selliste teadustega nagu geoloogia, mineraloogia jne. Nende teaduste vahelisi piirialasid uurivad kvantkeemia, keemiline füüsika, füüsika keemia, geokeemia, biokeemia jne.
Rohkem kui 200 aastat tagasi esines suur M. V. Lomonosov Peterburi Teaduste Akadeemia avalikul koosolekul. aruandes "Sõna keemia eelistest" loeme prohvetlikke ridu: "Keemia laiutab oma käed inimlikes asjades ... Kuhu iganes me vaatame, kuhu me vaatame, kõikjal, kus me pöörame oma silme ette tema töökuse õnnestumisi." Keemia hakkas oma "hoolsust" levitama isegi Egiptuses - iidse maailma arenenud riigis. Sellised tootmisharud nagu metallurgia, keraamika, klaasi valmistamine, värvimine, parfümeeria, kosmeetika jõudsid seal märkimisväärse arenguni juba ammu enne meie ajastut.
Võrdleme keemiateaduse nimetust erinevates keeltes:
Kõik need sõnad sisaldavad juurt "keemia" või " chem”, mis on kooskõlas vanakreeka keele sõnadega: "himos" või "hyumos" tähendasid "mahla". Seda nimetust leidub käsikirjades, mis sisaldavad teavet meditsiini ja farmaatsia kohta.
On ka teisi seisukohti. Plutarchose sõnul pärineb termin "keemia" ühest Egiptuse iidsest nimest - Hemi ("maa joonistamine"). Selle algses tähenduses tähendas see termin "Egiptuse kunsti". Keemiat kui teadust ainetest ja nende vastastikmõjudest peeti Egiptuses jumalikuks teaduseks ja see oli täielikult preestrite kätes.
Üks vanimaid keemiaharusid on metallurgia. 4-3 tuhat aastat eKr. hakkas maakidest sulatama vaske ning hiljem tootma vase ja tina sulamit (pronksi). II aastatuhandel eKr. õppis, kuidas toorpuhumismeetodil maakidest rauda saada. 1600 aastat eKr. nad hakkasid kangaste värvimiseks kasutama looduslikku indigovärvi ja veidi hiljem lillat ja alisariini, samuti valmistama äädikat, taimsetest materjalidest ravimeid ja muid tooteid, mille tootmine on seotud keemiliste protsessidega.
Araabia idas V-VI sajandil. termin "alkeemia" ilmneb, lisades kreeka-egiptuse "keemiale" osakese "al-". Alkeemikute eesmärk oli luua "filosoofi kivi", mis oleks võimeline muutma kõik mitteväärismetallid kullaks. Selle aluseks oli praktiline tellimus: kuld
Euroopas oli vajalik kaubanduse arendamiseks ja kullamaardlaid oli vähe teada.
Fakt teaduse ajaloost
Vanimaid avastatud keemilisi tekste peetakse praegu Vana-Egiptuseks "Ebersi papüürus"(nimetatud selle leidnud Saksa egüptoloogi järgi) - retseptide kogumik 16. sajandi ravimite valmistamiseks. eKr, samuti Memphisest leitud “Brugschi papüürus” koos ravimiretseptidega (XIV sajand eKr).
Eeldused keemia kui iseseisva teadusharu kujunemiseks kujunesid järk-järgult 17. sajandi - 18. sajandi esimese poole jooksul. Samal ajal, vaatamata empiirilise materjali mitmekesisusele, ei olnud selles teaduses kuni D. I. Mendelejevi (1834-1907) keemiliste elementide perioodilise süsteemi avastamiseni 1869. aastal üldist teooriat, mida saaks kasutada kogunenud kogunemise selgitamiseks. tegelik materjal.
Keemiaalaseid teadmisi üritati periodiseerida juba 19. sajandil. Saksa teadlase G. Koppi järgi - neljaköitelise monograafia autor "Keemia ajalugu"(1843-1847) toimus keemia areng teatud mõjul suunav idee. Ta tuvastas viis etappi:
- empiiriliste teadmiste kogunemise ajastu ilma katseteta neid teoreetiliselt seletada (iidsetest aegadest kuni 4. sajandini pKr);
- alkeemiline periood (IV - 16. sajandi algus);
- iatrokeemia periood, s.o. "tervendamise keemia" (16. sajandi teine veerand – 17. sajandi keskpaik);
- esimese keemilise teooria – flogistoni teooria loomise ja domineerimise periood (17. keskpaik – 18. sajandi III veerand);
- kvantitatiivse uurimistöö periood (18.–1840. aastate viimane veerand) 1 .
Kuid tänapäevaste kontseptsioonide kohaselt viitab see klassifikatsioon neile etappidele, mil keemiateadust ei ole veel süsteemse teoreetilise teadmisena konstitueeritud.
Kodumaised keemiaajaloolased eristavad nelja kontseptuaalset tasandit, mis põhinevad viisil lahendada keemia kui teaduse ja kui produktsiooni keskne probleem (joonis 13.1).
Esimene kontseptuaalne tase - keemilise aine struktuuri uurimine. Sellel tasemel uuriti ainete erinevaid omadusi ja muundumisi sõltuvalt nende keemilisest koostisest.
Riis. 13.1.
Selle kontseptsiooni analoogiat atomismi füüsikalise kontseptsiooniga on lihtne näha. Nii füüsikud kui ka keemikud püüdsid leida algset alust, mille abil oleks võimalik selgitada kõigi lihtsate ja keerukate ainete omadusi. See kontseptsioon sõnastati üsna hilja – 1860. aastal Saksamaal Karlsruhes toimunud esimesel rahvusvahelisel keemikute kongressil. Keemikud lähtusid sellest, et Kõik ained koosnevad molekulidest ja kõigist molekulidest, koosnevad omakorda aatomitest. Nii aatomid kui ka molekulid on pidevas liikumises, samas kui aatomid on molekulide väikseimad ja seejärel jagamatud osad 1.
Kongressi tähtsust väljendas selgelt D. I. Mendelejev: G. A.), kõigi riikide keemikud aktsepteerisid unitaarsüsteemi algust; nüüd oleks see suur ebakõla, tunnistades algust, mitte tunnistades selle tagajärgi.
Teine kontseptuaalne tase - kemikaalide struktuuri uurimine, elementide spetsiifilise interaktsiooni meetodi väljaselgitamine konkreetsete kemikaalide koostises. Leiti, et ainete omadused ei sõltu ainult nende koostises olevatest keemilistest elementidest, vaid ka nende elementide suhtest ja vastastikmõjust keemilise reaktsiooni käigus. Niisiis on teemandil ja kivisöel erinevad omadused just struktuuride erinevuse tõttu, kuigi nende keemiline koostis on sarnane.
Kolmas kontseptuaalne tasand Keemia tekib keemiatööstuse tootlikkuse tõstmise vajadustest ning uurib keemiliste protsesside toimumise sisemisi mehhanisme ja välistingimusi: temperatuuri, rõhku, reaktsioonikiirust jne.
Neljas kontseptuaalne tase - evolutsioonilise keemia tase. Sellel tasemel uuritakse põhjalikumalt keemilistes reaktsioonides osalevate reagentide olemust, katalüsaatorite toime spetsiifikat, mis kiirendavad oluliselt nende kiirust. Sellel tasandil mõistetakse päritolu protsessi. elus aine inertsest ainest.
- Glinka II. L. Üldine keemia. 2b ed. L .: Keemia: Leningradi filiaal, 1987. S. 13.
- Cit. Tsiteeritud: Koltun M. World of Chemistry. M .: Lastekirjandus, 1988. S. 7.
- Mendelejev D. I. Op. 25 köites L. - M.: ENSV Teaduste Akadeemia Kirjastus, 1949. T. 15. S. 171-172.
1. tund
Teema: Keemia on loodusteadus.
Sihtmärk: anda mõiste keemiast kui teadusest; näidata keemia kohta loodusteaduste seas; tutvustada keemia tekkelugu; arvestama keemia tähtsusega inimese elus; õppida keemiaklassis käitumisreegleid; tutvuda keemia teadmiste teaduslike meetoditega; arendada mõtlemisloogikat, vaatlemisvõimet; kasvatada huvi õpitava aine vastu, visadust, töökust aine õppimisel.
Tundide ajal.
IKlassikorraldus.
IIAlgteadmiste uuendamine.
Milliseid loodusteadusi sa valdad, õpid?
Miks neid nimetatakse looduslikeks?
IIITeema sõnum, tunni eesmärgid, õppetegevuse motivatsioon.
Pärast tunni teema ja eesmärgi teatamist esitab õpetaja probleemse küsimuse.
Mis sa arvad, et keemia õpib? (Õpilased väljendavad oma oletusi, kõik need on tahvlile kirjas). Siis ütleb õpetaja, et tunni jooksul saame teada, millised eeldused on õiged.
IIIUue materjali õppimine.
Enne tunni alustamist peame õppima keemiaruumi käitumisreegleid. Vaata enda ette seinastendile, millel need reeglid kirjas on. Iga kord, kui sisenete kontorisse, peate neid reegleid kordama, teadma ja neid rangelt järgima.
(Lugesime ette keemiaruumi käitumisreeglid.)
Õpilaste käitumisreeglid keemiaklassis.
Keemiatuppa pääseb ainult õpetaja loal
Keemiaruumis peate kõndima mõõdetud sammuga. Ärge mingil juhul liigutage järsult, kuna võite laudadel seisvad seadmed ja reaktiivid ümber lükata
Keemiakabineti eksperimentaaltöö ajal on vaja olla hommikumantlis.
Katsetööde läbiviimisel saab tööle asuda alles õpetaja loal.
Katsete tegemisel töötage rahulikult, ilma kärata. Ära suru oma toakaaslast peale. Pea meeles! Täpsus on edu võti!
Pärast katsete lõpetamist on vaja töökoht korda teha ning käsi põhjalikult seebi ja veega pesta.
Keemia on loodusteadus, keemia koht loodusteaduste seas.
Loodusteaduste hulka kuuluvad füüsiline geograafia, astronoomia, füüsika, bioloogia, ökoloogia jt. Nad uurivad loodusobjekte ja -nähtusi.
Mõelgem, millise koha hõivab keemia teiste teaduste seas. See varustab neid ainete, materjalide ja kaasaegsete tehnoloogiatega. Ja samas kasutab ta enda edasiseks arenguks matemaatika, füüsika, bioloogia, ökoloogia saavutusi. Seetõttu on keemia keskne fundamentaalteadus.
Piirid keemia ja teiste loodusteaduste vahel hägustuvad üha enam. Füüsikaline keemia ja keemiline füüsika tekkisid füüsikaliste ja keemiliste nähtuste uurimise piiril. Biokeemia – bioloogiline keemia – uurib elusorganismides leiduvate ühendite keemilist koostist ja struktuuri.
Keemia tekkelugu.
Teadus ainetest ja nende muundumisest sai alguse Egiptusest, antiikmaailma tehniliselt kõige arenenumast riigist. Egiptuse preestrid olid esimesed keemikud. Neil oli palju seni lahendamata keemilisi saladusi. Näiteks surnud vaaraode ja aadlike kehade palsameerimise tehnikad, samuti mõne värvi saamine.
Sellised tootmisharud nagu keraamika, klaasi valmistamine, värvimine, parfümeeria jõudsid Egiptuses märkimisväärse arenguni juba ammu enne meie ajastut. Keemiat peeti "jumalikuks" teaduseks, see oli täielikult preestrite käes ja varjati seda hoolikalt kõigi asjasse mittevastavate inimeste eest. Mõni teave jõudis siiski Egiptusest väljapoole.
Umbes 7. sajandil. AD Araablased võtsid üle Egiptuse preestrite vara ja töömeetodid ning rikastasid inimkonda uute teadmistega. Araablased lisasid sõnale Hemi eesliite al ja juhtroll ainete uurimisel, mida hakati nimetama alkeemiaks, läks araablastele üle. Tuleb märkida, et alkeemia polnud Venemaal laialt levinud, kuigi alkeemikute teosed olid tuntud ja tõlgitud isegi kirikuslaavi keelde. Alkeemia on keskaegne kunst erinevate ainete hankimiseks ja töötlemiseks praktilisteks vajadusteks.Erinevalt Vana-Kreeka filosoofidest, kes ainult vaatlesid maailma ning seletus põhines oletustel ja mõtisklustel, tegutsesid, katsetasid alkeemikud, tehes ootamatuid avastusi ja täiustades katsemetoodikat. . Alkeemikud uskusid, et metallid on ained, mis koosnevad kolmest põhielemendist: sool – kõvaduse ja lahustumisvõime sümbolina; väävel - ainena, mis võib kõrgel temperatuuril kuumeneda ja põleda; elavhõbe - kui aine, mis on võimeline aurustuma ja millel on sära. Sellega seoses eeldati, et näiteks kullas, mis oli väärismetall, on täpselt samad elemendid, mis tähendab, et seda on võimalik saada igast metallist! Usuti, et kulla saamist mis tahes muust metallist seostatakse filosoofi kivi tegevusega, mida alkeemikud ebaõnnestunult leida püüdsid. Lisaks uskusid nad, et kui joote filosoofi kivist valmistatud eliksiiri, saate igavese nooruse! Kuid alkeemikutel ei õnnestunud leida ega hankida ei filosoofi kivi ega kulda teistest metallidest.
Keemia roll inimese elus.
Õpilased loetlevad kõik keemia positiivse mõju aspektid inimelule. Õpetaja aitab ja suunab õpilaste mõtteid.
Õpetaja: Aga kas keemiast on ühiskonnas ainult kasu? Millised probleemid tekivad seoses keemiatoodete kasutamisega?
(Sellele küsimusele püüavad vastust leida ka õpilased.)
Keemia tundmise meetodid.
Inimene saab teadmisi loodusest sellise olulise meetodi nagu vaatlus abil.
Vaatlus- see on tähelepanu koondamine äratuntavatele objektidele, et neid uurida.
Vaatluse abil kogub inimene teavet ümbritseva maailma kohta, mille ta seejärel süstematiseerib, paljastades vaatlustulemuste üldised mustrid. Järgmine oluline samm on otsida põhjuseid, mis selgitavad leitud mustreid.
Selleks, et vaatlus oleks viljakas, peavad olema täidetud mitmed tingimused:
määratlege selgelt vaatlusobjekt, st see, millele vaatleja tähelepanu juhitakse - konkreetne aine, selle omadused või mõne ainete muundumine teisteks, nende teisenduste läbiviimise tingimused jne;
vaatluse eesmärgi sõnastamiseks peab vaatleja teadma, miks ta vaatlust läbi viib;
töötada välja vaatlusplaan eesmärgi saavutamiseks. Selleks on parem esitada oletus, see tähendab hüpotees (kreeka keelest. Hüpotees - alus, oletus) selle kohta, kuidas vaadeldav nähtus ilmneb. Hüpoteesi saab püstitada ka vaatluse tulemusena ehk siis, kui saadakse tulemus, mis vajab selgitamist.
Teaduslik vaatlus erineb vaatlusest selle sõna igapäevases tähenduses. Reeglina toimub teaduslik vaatlus rangelt kontrollitud tingimustes ja neid tingimusi saab vaatleja soovil muuta. Enamasti viiakse selline vaatlus läbi spetsiaalses ruumis - laboris.
Katse- nähtuse teaduslik reprodutseerimine selle uurimise eesmärgil, katsetamine teatud tingimustel.
Eksperiment (ladina keelest experimentum - kogemus, test) võimaldab kinnitada või ümber lükata vaatluse käigus tekkinud hüpoteesi ja sõnastada järelduse.
Teeme väikese katse leegi struktuuri uurimiseks.
Süütage küünal ja uurige hoolikalt leeki. See on heterogeense värviga, sellel on kolm tsooni. Tume tsoon (1) on leegi põhjas. Ta on teiste seas kõige külmem. Tumedat tsooni piirab leegi hele osa (2), mille temperatuur on kõrgem kui pimedas. Kõrgeim temperatuur on aga leegi ülemises värvitu osas (tsoon 3).
Veendumaks, et leegi erinevatel tsoonidel on erinev temperatuur, võite läbi viia sellise katse. Asetame kilu või tiku leeki nii, et see ületaks kõiki kolme tsooni. Näete, et kild on söestunud tsoonides 2 ja 3. See tähendab, et leegi temperatuur on seal kõrgeim.
Tekib küsimus, kas piirituslambi või kuiva kütuse leegil on sama struktuur kui küünla leegil? Sellele küsimusele saab vastata kahel eeldusel – hüpoteesil: 1) leegi struktuur on sama, mis küünla leegil, kuna see põhineb samal protsessil – põlemisel; 2) leegi struktuur on erinev, kuna see tekib erinevate ainete põlemisel. Selleks, et ühte neist hüpoteesidest kinnitada või ümber lükata, pöördume katse poole – viime läbi katse.
Uurime tiku või kilu abil piirituslambi leegi ehitust.
Vaatamata kuju, suuruse ja ühtlase värvi erinevustele on leegil mõlemal juhul sama struktuur – samad kolm tsooni: sisemine tume (kõige külmem), keskmine helendav (kuum) ja välimine värvitu (kõige kuumem).
Seetõttu võime katse põhjal järeldada, et mis tahes leegi struktuur on sama. Selle järelduse praktiline tähendus on järgmine: mis tahes objekti leegis kuumutamiseks tuleb see viia leegi ülemisse, st kõige kuumemasse ossa.
Katseandmed on tavaks koostada spetsiaalsesse laboripäevikusse, mille jaoks sobib tavaline märkmik, kuid sinna tehakse rangelt piiritletud sissekanded. Nad märgivad katse kuupäeva, selle nime, katse käigu, mis on sageli koostatud tabeli kujul.
Proovige sel viisil kirjeldada katset leegi struktuuri kohta.
Kõik loodusteadused on eksperimentaalsed. Ja eksperimendi seadistamiseks on sageli vaja spetsiaalset varustust. Näiteks bioloogias kasutatakse laialdaselt optilisi instrumente, mis võimaldavad vaadeldava objekti pilti mitmekordselt suurendada: luup, mikroskoop.
Elektriahelaid uurivad füüsikud kasutavad pinge, voolu ja elektritakistuse mõõtmiseks instrumente.
Teadlased-geograafid on relvastatud spetsiaalsete instrumentidega – alates kõige lihtsamatest (kompass, meteoroloogilised sondid) kuni uurimislaevade, ainulaadsete kosmoseorbitaaljaamadeni.
Keemikud kasutavad oma uurimistöös ka spetsiaalset varustust. Lihtsaim neist on näiteks teile juba tuttav kütteseade - alkoholilamp ja mitmesugused keemilised riistad, milles viiakse läbi ainete muundumisi ehk keemilisi reaktsioone.
IV Omandatud teadmiste üldistamine ja süstematiseerimine.
Mida siis keemia uurib? (Õpetaja pööras tunnis tähelepanu laste oletuste õigsusele või ebaõigsusele keemia aine kohta. Ja nüüd on kätte jõudnud aeg teha kokkuvõte ja anda lõplik vastus. Tuletame keemia definitsiooni).
Millist rolli mängib keemia inimese elus ja ühiskonnas?
Milliseid keemia teadmiste meetodeid te nüüd teate.
Mis on vaatlus? Millised tingimused peavad olema täidetud, et vaatlus oleks tõhus?
Mis vahe on hüpoteesil ja järeldusel?
Mis on eksperiment?
Mis on leegi struktuur?
Kuidas peaks kütma hakkama?
V Refleksioon, tunni kokkuvõtte tegemine, hinde panemine.
VI Kodutööde edastamine, briifing selle täitmisest.
Õpetaja: Peate:
Õppige selle õppetunni põhimärkmeid.
Kirjeldage katset leegi struktuuri uurimiseks alloleva tabeli abil.
Keemia kui teadus
Keemia- teadus, mis uurib ainete struktuuri ja nende muundumisi, millega kaasneb koostise ja (või) struktuuri muutus. Kaasaegsel keemial on kolm peamist ülesannet:
- Esiteks on keemia arengu põhisuund aine struktuuri uurimine, molekulide ja materjalide struktuuri ja omaduste teooria arendamine. Oluline on luua seos ainete struktuuri ja erinevate omaduste vahel ning selle põhjal konstrueerida teooriad aine reaktsioonivõime, keemiliste reaktsioonide ja katalüütiliste nähtuste kineetika ja mehhanismi kohta. Keemiliste transformatsioonide teostamise ühes või teises suunas määravad molekulide, ioonide, radikaalide ja muude lühiajaliste moodustiste koostis ja struktuur. Seda teades on võimalik leida võimalusi saada uusi tooteid, millel on olemasolevatest kvalitatiivselt või kvantitatiivselt erinevad omadused.
- teiseks soovitud omadustega uute ainete suunatud sünteesi rakendamine. Siin on oluline ka uute reaktsioonide ja katalüsaatorite leidmine juba tuntud ja kaubanduslikult oluliste ühendite tõhusamaks sünteesiks.
- kolmas - analüüs. See traditsiooniline keemiaprobleem on omandanud erilise tähenduse. Seda seostatakse nii keemiliste objektide ja uuritavate omaduste arvu suurenemisega kui ka vajadusega määrata ja vähendada inimmõjude tagajärgi loodusele.
Ainete keemilised omadused määratakse peamiselt aineid moodustavate aatomite ja molekulide välise elektronkestade seisundi järgi; tuumade ja siseelektronide olekud keemilistes protsessides peaaegu ei muutu. Keemilise uurimistöö objektiks on keemilised elemendid ja nende kombinatsioonid, s.o. aatomid, lihtsad (üheelemendilised) ja komplekssed (molekulid, ioonid, radikaalioonid, karbiid, vabad radikaalid) keemilised ühendid, nende ühendused (assotsiaadid, klastrid, solvaadid, klatraadid jne), materjalid jne.
Kaasaegne keemia on jõudnud sellisele arengutasemele, et on olemas hulk selle erisektsioone, mis on iseseisvad teadused. Sõltuvalt uuritava aine aatomilisusest eristatakse aatomitevaheliste keemiliste sidemete tüüpe, anorgaanilist, orgaanilist ja organoelementide keemiat. Anorgaanilise keemia objektiks on kõik keemilised elemendid ja nende ühendid, muud nendel põhinevad ained. Orgaaniline keemia uurib suure hulga ühendite omadusi, mis moodustuvad süsiniku keemiliste sidemete kaudu süsiniku ja teiste organogeensete elementidega: vesinik, lämmastik, hapnik, väävel, kloor, broom ja jood. Organoelementide keemia on anorgaanilise ja orgaanilise keemia liides. See "kolmas" keemia viitab ühenditele, mis hõlmavad süsiniku keemilisi sidemeid perioodilises tabelis ülejäänud mitteorgaaniliste elementidega. Molekulaarne struktuur, aatomite agregatsiooni (kombinatsiooni) aste molekulide ja suurte molekulide koostises - makromolekulid toovad aine liikumise keemilisele vormile oma iseloomulikud tunnused. Seetõttu on olemas makromolekulaarsete ühendite keemia, kristallkeemia, geokeemia, biokeemia ja teised teadused. Nad uurivad suuri aatomite ühendusi ja erineva iseloomuga hiiglaslikke polümeermoodustisi. Kõikjal on keemia keskne küsimus keemiliste omaduste küsimus. Õppeaineks on ka ainete füüsikalised, füüsikalis-keemilised ja biokeemilised omadused. Seetõttu ei arendata intensiivselt mitte ainult oma meetodeid, vaid ainete uurimisega tegelevad ka teised teadused. Nii et keemia olulisteks komponentideks on füüsikaline keemia ja keemiline füüsika, mis uurivad füüsika arvutusaparaadi ja füüsikaliste katsemeetodite abil keemilisi objekte, protsesse ja nendega kaasnevaid nähtusi. Tänapäeval ühendavad need teadused mitmeid teisi: kvantkeemia, keemiline termodünaamika (termokeemia), keemiline kineetika, elektrokeemia, fotokeemia, suure energiaga keemia, arvutikeemia jne selle mõju meie igapäevaelule. Rakenduskeemia arendamisel on palju suundi, mis on mõeldud inimese praktilise tegevuse spetsiifiliste probleemide lahendamiseks. Keemiateadus on jõudnud sellisele arengutasemele, et hakkas looma uusi tööstusharusid ja tehnoloogiaid.
Keemia kui teadmiste süsteem
Keemia kui teadmiste süsteem ainete ja nende muundumiste kohta sisaldub faktide kogus - usaldusväärselt kindlaks tehtud ja kontrollitud teabes keemiliste elementide ja ühendite, nende reaktsioonide ja käitumise kohta looduslikus ja tehiskeskkonnas. Faktide usaldusväärsuse kriteeriumid ja viisid nende süstematiseerimiseks arenevad pidevalt. Suured üldistused, mis usaldusväärselt ühendavad suuri faktide kogumeid, muutuvad teaduslikeks seadusteks, mille sõnastamine avab keemias uusi etappe (näiteks massi ja energia jäävuse seadused, Daltoni seadused, Mendelejevi perioodiline seadus). Teooriad, kasutades konkreetseid mõisteid, selgitavad ja ennustavad konkreetse ainevaldkonna fakte. Tegelikult muutub kogemuslik teadmine faktiks alles siis, kui see saab teoreetilise tõlgenduse. Niisiis, esimene keemiline teooria - flogistoni teooria, mis oli vale, aitas kaasa keemia kujunemisele, kuna. ühendas faktid süsteemi ja võimaldas sõnastada uusi küsimusi. Struktuuriteooria (Butlerov, Kekule) korrastas ja selgitas orgaanilise keemia tohutut materjali ning viis keemilise sünteesi ja orgaaniliste ühendite struktuuri uurimise kiire arenguni.
Keemia kui teadmine on väga dünaamiline süsteem. Teadmiste evolutsioonilist kogunemist katkestavad revolutsioonid – faktide, teooriate ja meetodite süsteemi sügav ümberstruktureerimine koos uue mõistekogumi või isegi uue mõtlemisstiili esilekerkimisega. Seega põhjustasid revolutsiooni Lavoisier’ teosed (materialistlik oksüdatsiooniteooria, suuruste juurutamine, katsemeetodid, keemilise nomenklatuuri arendamine), Mendelejevi perioodilise seaduse avastamine, uute analüüsimeetodite loomine aasta alguses. 20. sajand (mikroanalüüs, kromatograafia). Revolutsiooniks võib pidada ka uute valdkondade tekkimist, mis kujundavad keemiaainest uut nägemust ja mõjutavad kõiki selle valdkondi (näiteks keemilise termodünaamika ja keemilise kineetika alusel põhineva füüsikalise keemia tekkimist).
Keemia kui akadeemiline distsipliin
Keemia on üldteoreetiline distsipliin. Selle eesmärk on anda õpilastele kaasaegne teaduslik arusaam ainest kui ühest liikuva aine liigist, ühe aine teiseks muutmise viisidest, mehhanismidest ja meetoditest. Põhiliste keemiaseaduste tundmine, keemiaarvutuste tehnika tundmine, keemia pakutavate võimaluste mõistmine teiste oma individuaalsetes ja kitsastes valdkondades töötavate spetsialistide abiga kiirendavad oluliselt soovitud tulemuse saamist erinevates inseneri- ja tehnikavaldkondades. teaduslik tegevus. Keemia tutvustab tulevast spetsialisti aine spetsiifiliste ilmingutega, võimaldab laborikatse abil ainet “tunnetada”, õppida tundma selle uusi tüüpe ja omadusi. Keemia kui mittekeemia erialade üliõpilaste distsipliini eripäraks on see, et väikesel kursusel on vaja infot peaaegu kõigist iseseisvate teadustena kujunenud keemiaharudest, mida keemikud ja keemikud-tehnoloogid õpivad erialal. distsipliinid. Lisaks toob erinevate erialade esindajate huvide mitmekesisus sageli kaasa keemia erialakursuste loomise. Sellise orientatsiooni kõigi positiivsete külgede juures on ka tõsine puudus - spetsialisti maailmavaade kitseneb, väheneb tema orienteerumisvabadus aine omadustes ning selle tootmis- ja rakendusmeetodites. Seetõttu peaks keemiakursus tulevastele spetsialistidele, kes ei ole keemia ja keemiatehnoloogia erialal, olema piisavalt lai ja vajalikul määral põhjalik, et anda terviklik ülevaade keemia kui teaduse, kui tööstusharu, kui ka keemia võimalustest. teaduse ja tehnoloogia arengu alus. Teoreetilise aluse keemiliste nähtuste mitmekesise ja keeruka pildi mõistmiseks paneb paika üldkeemia. Elementide keemia toob keemiliste elementide moodustatud ainete konkreetsesse maailma. Kaasaegne insener, kellel pole spetsiaalset keemiaalast ettevalmistust, peab mõistma erinevat tüüpi materjalide, koostiste ja ühendite omadusi. Tihti tuleb tal ühel või teisel viisil tegemist teha kütuste, õlide, määrdeainete, pesuainete, sideainete, keraamiliste, konstruktsiooni-, elektrimaterjalide, kiudude, kangaste, bioloogiliste objektide, mineraalväetiste ja paljude teistega. Teised kursused ei pruugi sellest alati esmamuljet anda. See tühimik tuleb täita. See osa kuulub keemia kõige dünaamilisemalt muutuvasse osasse ja loomulikult vananeb kiiresti. Seetõttu on õigeaegne ja hoolikas materjali valik siin distsipliini korrapäraseks uuendamiseks hädavajalik. Kõik see toob kaasa otstarbekuse tuua keemiakursusse mittekeemia erialade üliõpilastele eraldi rakenduskeemia osa.
Keemia kui sotsiaalne süsteem
Keemia kui sotsiaalne süsteem moodustab suurima osa kogu teadlaste kogukonnast. Keemiku kui teadlase tüübi kujunemist mõjutasid tema teaduse objekti tunnused ja tegevusviis (keemiline eksperiment). Objekti matemaatilise vormistamise raskused (võrreldes füüsikaga) ja samal ajal sensoorsete ilmingute (lõhn, värvus, bioloogiline ja muu tegevus) mitmekesisus piirasid algusest peale mehhanismi domineerimist keemiku ja mõtlemises. jättis seega välja intuitsiooni ja kunstilisuse. Lisaks on keemik alati kasutanud mittemehaanilist vahendit – tuld. Teisest küljest on keemikumaailmas erinevalt bioloogile looduse antud stabiilsetest objektidest ammendamatu ja kiiresti kasvav mitmekesisus. Uue aine eemaldamatu salapära andis keemikule maailma suhtumise vastutustunde ja ettevaatlikkuse (sotsiaalse tüübina on keemik konservatiivne). Keemialabor on välja töötanud jäiga "loodusliku valiku" mehhanismi, tõrjuda ülbeid ja eksimisohtlikke inimesi. See ei anna originaalsust mitte ainult mõtlemisstiilile, vaid ka keemiku vaimsele ja moraalsele organisatsioonile.
Keemikute kogukond koosneb inimestest, kes on professionaalselt keemiaga seotud ja samastavad end selle valdkonnaga. Ligikaudu pooled neist töötavad aga muudel aladel, andes neile keemiaalaseid teadmisi. Lisaks külgnevad nendega paljud teadlased ja tehnoloogid - suures osas keemikud, kuigi nad ei pea end enam keemikuteks (keemiku oskuste ja võimete valdamine muude valdkondade teadlastel on aine ülaltoodud tunnuste tõttu keeruline).
Nagu igal teiselgi tihedalt seotud kogukonnal, on ka keemikutel oma erialakeel, personali taastootmise süsteem, suhtlussüsteem [ajakirjad, kongressid jne], oma ajalugu, oma kultuurinormid ja käitumisstiil.
Keemia kui tööstus
Inimkonna kaasaegne elatustase on lihtsalt võimatu ilma keemiatoodete ja meetoditeta. Need määravad otsustavalt meid ümbritseva maailma kaasaegse näo. Vaja on nii palju keemiatooteid, et arenenud riikides on keemiatööstus. Keemiatööstus on meie riigi üks olulisemaid tööstusharusid. Selle toodetud keemilisi ühendeid, erinevaid koostisi ja materjale kasutatakse kõikjal: masinaehituses, metallurgias, põllumajanduses, ehituses, elektri- ja elektroonikatööstuses, sides, transpordis, kosmosetehnoloogias, meditsiinis, igapäevaelus jne. Umbes tuhat erinevat keemilist ühendit , ja kokku toodab tööstus praktiliste vajaduste jaoks üle miljoni aine. Keemiast sõltub suuresti riigi majanduslik heaolu ja kaitsevõime. Seetõttu peavad keemiateadus ja keemiatööstus arenema kiiremas tempos, et mitte takistada teiste tööstusharude arengut ja varustada neid õigeaegselt uute ühendite ja materjalidega, millel on nõutav omadus. , parandades nende kvaliteeti ja suurendades tootmismahtusid. Meie riigis on:
- aluselise keemia anorgaaniline tootmine, hapete, leeliste, soolade ja muude ühendite, väetiste tootmine;
- naftakeemia tootmine: kütuse, õlide, lahustite, orgaanilise keemia monomeeride (süsivesinikud, alkoholid, aldehüüdid, happed), erinevate polümeeride ja nende baasil valmistatud materjalide tootmine, sünteetiline kautšuk, keemilised kiud, taimekaitsevahendid, sööt ja söödalisandid, majapidamistarbed keemia;
- väike keemia, kui toodetavate toodete mahud on väikesed, kuid selle valik on väga lai. Selliste toodete hulka kuuluvad polümeersete materjalide (katalüsaatorid, stabilisaatorid, plastifikaatorid, leegiaeglustid), värvainete, ravimite, desinfektsioonivahendite ja muude sanitaar- ja hügieenitoodete, põllumajanduskemikaalide - herbitsiidid, insektitsiidid, fungitsiidid, defoliandid jne tootmiseks kasutatavad abiained.
Kaasaegse keemiatööstuse peamised arengusuunad on: uute ühendite ja materjalide tootmine ning olemasolevate tööstusharude efektiivsuse tõstmine. Selleks on oluline leida uusi reaktsioone ja katalüsaatoreid, selgitada välja käimasolevate protsesside mehhanismid. See määrab keemilise lähenemisviisi tootmise efektiivsuse tõstmise inseneriprobleemide lahendamisel. Keemiatööstuse tüüpiline tunnus on suhteliselt väike töötajate arv ja kõrged nõuded nende kvalifikatsioonile ning keemiaspetsialistide suhteline arv on väike ning rohkem on teiste erialade esindajaid (mehaanikud, soojusenergeetikud, tootmisautomaatika spetsialistid). , jne.). Iseloomustab suur energia- ja veetarbimine, kõrged keskkonnanõuded tootmisele. Mittekeemiatööstuses on paljud tehnoloogilised toimingud seotud tooraine ja materjalide ettevalmistamise ja puhastamisega, värvimise, liimimise ja muude keemiliste protsessidega.
Keemia on teaduse ja tehnika arengu alus
Keemia abil loodud ühendid, koostised ja materjalid mängivad üliolulist rolli tööviljakuse tõstmisel, vajalike toodete tootmiseks vajalike energiakulude vähendamisel ning uute tehnoloogiate ja seadmete valdamisel. On palju näiteid keemia edukast mõjust masinaehitustehnoloogia meetoditele, masinate ja seadmete töömeetoditele, elektroonikatööstuse, kosmosetehnoloogia ja reaktiivlennunduse arengule ning paljudele teistele teaduse ja tehnoloogia arengu valdkondadele:
- metalli töötlemise keemiliste ja elektrokeemiliste meetodite kasutuselevõtt vähendab dramaatiliselt metalli lõikamisel vältimatute jäätmete hulka. Samal ajal eemaldatakse metallide ja sulamite tugevuse ja kõvaduse piirangud, detaili kuju, saavutatakse kõrge pinnapuhtus ja detailide mõõtmete täpsus.
- Sellised materjalid nagu sünteetiline grafiit (mis on kõrgel temperatuuril tugevam kui metallid), korund (alumiiniumoksiidil põhinev) ja kvarts (ränidioksiid) keraamika, sünteetilised polümeermaterjalid ja klaasid võivad avaldada ainulaadseid omadusi.
- kristalliseerunud klaasid (sitallid) saadakse sulaklaasi ainete sisseviimisel, mis soodustavad kristallisatsioonikeskuste teket ja sellele järgnevat kristallide kasvu. Selline klaaskeraamika nagu "pürokeraam" on üheksa korda tugevam kui valtsklaas, kõvem kui kõrge süsinikusisaldusega teras, kergem kui alumiinium ja kuumuskindluselt lähedane kvartsile.
- kaasaegsed määrdeained võivad oluliselt vähendada hõõrdetegurit ja tõsta materjalide kulumiskindlust. Molübdeendisulfiidi sisaldavate õlide ja määrdeainete kasutamine pikendab sõiduki komponentide ja osade kasutusiga 1,5 korda, üksikute osade kasutusiga kuni kaks korda, samas kui hõõrdetegurit saab vähendada rohkem kui 5 korda.
- orgaanilised elemendid - polüorganosiloksaanidele on iseloomulik painduvus ja molekulide spiraalne struktuur, mis temperatuuri langedes moodustavad pooli. Seega säilitavad nad laias temperatuurivahemikus veidi erineva viskoossuse. See võimaldab neid kasutada hüdraulikavedelikuna väga erinevates tingimustes.
- Metallide kaitse korrosiooni eest on omandanud pärast korrosiooni elektrokeemilise teooria loomist oma tegevuse eesmärgipärasuse ja võimaldab vältida olulisi majanduslikke kulutusi metalltoodete uuendamisel.
Praegu seisab keemia koos teiste teaduste, tehnoloogia ja tööstusega silmitsi paljude kiireloomuliste ja keerukate ülesannetega. Sobivate kõrgtemperatuursete ja lisaks kuumade ülijuhtide süntees ja praktiline rakendamine muudab oluliselt energia salvestamise ja edastamise meetodeid. Vaja on uusi materjale, mille hulgast paistavad silma metallipõhised materjalid, polümeerid, keraamika ja komposiidid. Seega on keskkonnasõbraliku mootori loomise probleem, mis põhineb vesiniku põlemisel hapnikus, luua materjale või protsesse, mis takistavad vesiniku tungimist läbi vesinikupaakide seinte. Uute keemiatehnoloogiate loomine on ka oluline teaduse ja tehnoloogia arengu valdkond. Seega on ülesandeks pakkuda söe, põlevkivi, turba ja puidu töötlemisel saadud uut tüüpi vedel- ja gaaskütuseid. See on võimalik uute katalüütiliste protsesside põhjal.
Teema: Keemia on loodusteadus. Keemia keskkonnas.
Sihtmärk: huvitada õpilasi nende jaoks uue aine - keemia vastu;
paljastada keemia roll inimese elus; lapsi harida
vastutustundlik suhtumine loodusesse.
Ülesanded: 1. pidada sõna keemia tähendust üheks loomulikuks
2. määrata keemia tähendus ja seos teistega
3. saada teada, millist mõju avaldab keemia inimesele ja
Varustus ja materjalid:"Keemia Guinnessi rekordite raamatus";
Keemiaturg: seotud artiklid; teadlaste avaldus selle kohta
keemia; mineraalvesi; leib, jood; šampoon, tabletid, hambapasta
pasta, lakk jne.
Terminid ja mõisted: keemia; ained: lihtsad ja keerulised; keemiline
element; aatom, molekul.
Tunni tüüp: uue materjali õppimine.
Tundide ajal
I. korralduslik etapp.
Kell helises
Õppetund on alanud. Tulime siia õppima
Ära ole laisk, vaid tee kõvasti tööd.
Töötame usinasti
Kuulame tähelepanelikult.
Tere kutid
II. Õppetegevuse aktualiseerimine ja motiveerimine. Täna hakkad õppima uut ainet – keemiat.
Mõne keemia mõistega tutvusite juba loodusloo tundides. . Too näiteid
(Keha, aine, keemiline element, molekul, aatom).Milliseid aineid kodus kasutate? (vesi, suhkur, sool, äädikas, sooda, alkohol jne) Millega seostub sõna keemia?? (Toit, riided, vesi, kosmeetika, kodu). Me ei kujuta oma elu ette ilma selliste vahenditeta: nagu hambapasta, šampoon, puudrid, hügieenitooted, mis hoiavad meie keha ja riided puhtad ja korras. Meid ümbritsevad esemed koosnevad ainetest: lihtsatest või keerukatest ja need omakorda kemikaalidest elemendid ühest või mitmest. Meie keha hõlmab ka peaaegu kogu perioodilisustabelit, näiteks: veri sisaldab keemilist elementi Ferum (raud), mis hapnikuga kombineerituna on osa hemoglobiinist, moodustades punaseid vereliblesid - erütrotsüüte, magu sisaldab vesinikkloriidhapet, mis aitab kaasa toidu kiiremale lagunemisele, meie keha koosneb 70% ulatuses veest, ilma milleta pole inimese elu võimalik .. Selle ja teiste ainetega tutvume keemia kursuse jooksul.
Muidugi, keemias, nagu igas teaduses, välja arvatud meelelahutus, on ka raskeid. Aga see on raske ja huvitav - just seda vajab mõtlev inimene, et meie mõistus ei oleks jõude ja laiskuses, vaid pidevalt töötaks ja töötaks. Seetõttu on esimese tunni teemaks sissejuhatus keemiasse kui ühte loodusteadustesse.
Kirjutame vihikusse:
Klassitöö.
Teema: Keemia on loodusteadus. Keemia keskkonnas.
III. Uue materjali õppimine.
Epigraaf:
Oh teie õnnelikud teadused!
Siruta käed usinalt välja
Ja vaadake kaugemaid kohti.
Mööduge maast ja kuristikust,
Ja stepid ja sügav mets,
Ja taeva kõrgus.
Uurige kogu aeg kõikjal,
Mis on suurepärane ja ilus
Mida maailm pole veel näinud ......
Maa sisikonnas sina, keemia,
Tungis pilgu teravust,
Ja mida Venemaa selles sisaldab,
Avage aarded ...
M.V. Lomonosov "Tänulikkuse ood"
Fiz minut
Käepidemed tõmmatud taeva poole (tõmmake üles)
Selg oli venitatud (laiali)
Meil kõigil oli aega puhata (kätt suruda)
Ja istus uuesti laua taha.
Sõna "keemia" pärineb Vana-Egiptuse sõnast "himi" või "huma", kui must maa, see tähendab must nagu maa, mis käsitleb erinevaid mineraale.
Igapäevaelus kohtate sageli keemilisi reaktsioone. Näiteks:
Kogemus: 1. Tilgutage tilk joodi leivale, kartulile - sinine värv, mis on kvalitatiivne reaktsioon tärklisele. Saate katsetada end teistel objektidel nende tärklisesisalduse osas.
2. Ava gaseeritud vee pudel. Toimub süsi- või karbonaathappe lagunemisreaktsioon süsinikdioksiidiks ja veeks.
H2CO3 CO2 + H2O
3. Äädikhape + sooda süsinikdioksiid + naatriumatsetaat. Vanaemad ja emad küpsetavad sulle pirukaid. Selleks, et tainas oleks pehme ja kohev, lisatakse sellele äädikaga kustutatud soodat.
Kõik need nähtused on seletatavad keemiaga.
Mõned huvitavad faktid keemia kohta:
Miks seda häbematut mimoosi nii kutsutakse?
Mimoositaim on tuntud selle poolest, et tema lehed tõmbuvad kokku, kui keegi teda puudutab, ja mõne aja pärast sirguvad uuesti. See mehhanism on tingitud asjaolust, et taimevarre teatud alad vabastavad välise stimuleerimise korral kemikaale, sealhulgas kaaliumiioone. Need toimivad lehtede rakkudele, millest algab vee väljavool. Seetõttu langeb siserõhk rakkudes ning selle tulemusena kõverduvad lehtedel olevad vars ja kroonlehed kokku ning see mõju võib ahelat mööda teistele lehtedele edasi kanduda.
Hambapasta kasutamine: eemaldab tassil olevalt teelt hambakatu, kuna see sisaldab soodat, mis seda puhastab.
Keiser Napoleoni surma uurimine .
Vangi võetud Napoleon saabus 1815. aastal saatja saatel kadestamisväärse tervise juures Püha Helena saarele, kuid suri 1821. aastal. Tal diagnoositi maovähk. Lahkunu juuksesalgud lõigati ja jagati keisri pühendunud poolehoidjatele. Nii et nad on jõudnud meie aega. 1961. aastal avaldati uurimused Napoleoni juuste kohta arseeni leidmiseks. Selgus, et juustes oli suurenenud arseeni ja antimoni sisaldus, mida järk-järgult toidu sisse segati, mis põhjustas järk-järgult mürgistuse. Nii aitas keemia poolteist sajandit pärast surma lahendada mõningaid kuritegusid.
Töö õpikuga 5 leida ja kirja panna keemia mõiste definitsioon.
Keemia on teadus ainetest ja nende muundumisest. Teadusena on see täpne ja eksperimentaalne, kuna sellega kaasnevad eksperimendid ehk eksperiment, samal ajal tehakse vajalikud arvutused ja peale seda tehakse vaid järeldused.
Keemikud uurivad ainete mitmekesisust ja nende omadusi; ainetega esinevad nähtused; ainete koostis; struktuur; omadused; ümberkujundamise tingimused; kasutusvõimalusi.
Ainete levik looduses. Vaatleme joonist 1. Millise järelduse saab sellest teha.(Ained ei eksisteeri mitte ainult Maal, vaid ka väljaspool seda.) Kuid kõik ained koosnevad keemilistest elementidest. Teatud teave keemiliste elementide ja ainete kohta on loetletud Guinnessi rekordite raamatus: näiteks
Kõige tavalisem element: litosfääris - hapnik (47%), atmosfääris - lämmastik (78%), väljaspool Maad - vesinik (90%), kõige kallim - California.
Kõige tempermalmist metallist - 1 grammist kulda saab tõmmata 2,4 km pikkuseks (2400 m) traadiks, kõige kõvem - kroom, kõige soojem - ja elektrit juhtiv - hõbe. Kõige kallim aine on interferoon: miljondik mikrogramm puhtast ravimist maksab 10 dollarit.
Keemia on tihedalt seotud teiste loodusteadustega. Milliseid loodusteadusi oskate nimetada?
Mõelge diagrammile 1. 6
Ökoloogia Põllumajandus Agrokeemia
Füüsika
Füüsika Keemia Bioloogia Biokeemia Meditsiin
Matemaatika Geograafia Astronoomia Kosmokeemia
farmatseutiline keemia
Kuid peale selle võib keemiat ennast ka klassifitseerida:
Keemia klassifikatsioon
Anorgaaniline orgaaniline analüütiline
üldine keemia
Seda kõike õpitakse kogu kooli keemiakursuse jooksul.
Inimene peab eksisteerima kooskõlas loodusega, kuid samas ta ise hävitab seda. Igaüks teist saab loodust nii kaitsta kui ka reostada. Paber, polüetüleen, plast - peate viskama ainult spetsiaalsetesse prügikastidesse ja mitte puistama sinna, kus olete, kuna need ei lagune. Plasti ja polüetüleeni põletamisel eralduvad väga mürgised ained, mis mõjutavad inimest. Sügisel, kui lehed põletatakse, tekivad ka mürgised ained, kuigi neid võib mädanemisprotsessiks kuhjata ja seejärel kasutada bioloogilise väetisena. Kodukeemia kasutamine põhjustab vee saastumist. Seetõttu sõltub looduse säilimine tulevastele põlvedele meie igaühe hoolikast suhtumisest sellesse, kultuuri, keemiateadmiste tasemest.
IV. Teadmiste üldistamine ja süstematiseerimine.
1. Jätkake määratlust:
Keemia on ……………………………………………………………………….
2. Valige õiged väited:
a. Keemia – humanitaarteadused
b. Keemia on loodusteadus.
sisse. Keemiateadmised on vajalikud ainult bioloogidele.
d) Kemikaale leidub ainult Maal.
e. Inimene vajab eluks, hingamiseks süsihappegaasi.
e. Elu planeedil pole võimalik ilma hapnikuta.
3. Antud teaduste hulgast, mis on omavahel keemiaga seotud, vali definitsioonidega seotud.
Biokeemia, ökoloogia, füüsikaline keemia, geoloogia, agrokeemia
1. Inimkehas toimuvaid keemilisi protsesse uurib teadus – Biokeemia.
2. Keskkonnakaitse teadust nimetatakse ökoloogiaks
3. Maavarade uurimine – geoloogia
4. Ühtede ainete muutumisega teisteks kaasneb soojuse neeldumine või eraldumine, uurib füüsikalise keemia teadus
5. Väetiste mõju uurimine mullale ja taimedele on agrokeemia teadus.
4. Millist mõju avaldab keemia loodusele?
V. Õppetunni kokkuvõtte tegemine.
Esitatud materjalist järeldub, et keemia on teadus ainetest ja nende muundumisest. Kaasaegses maailmas ei kujuta inimene oma elu ilma kemikaalideta ette. Praktiliselt pole tööstust, kus keemiaalaseid teadmisi poleks vaja. Keemia ja kemikaalide mõju inimestele ja keskkonnale, nii positiivne kui ka negatiivne. Igaüks meist saab päästa killukese loodusest, nagu see on. Kaitse keskkonda.
VI. Kodutöö.
2. Vasta küsimustele lk. kümme . 1- suuliselt, 2-4 kirjalikult.
3. Koostada ettekanded teemal: "Keemia kui teaduse arengulugu"
