Химия на: что это такое, виды химии, 30 фото с идеями – Alfa Prof – Estel

Содержание

Экологичная бытовая химия на розлив теперь во ВкусВилле

Москва и областьСанкт-ПетербургАрхангельскБелгородБрянскВеликий НовгородВладимирВолгоградВологдаВоронежЕкатеринбургИвановоКазаньКалугаКостромаКраснодарКурскЛипецкМурманскНижний НовгородОрёлОренбургПензаПермьПетрозаводскПсковРостов-на-ДонуРязаньСамараСаранскСаратовСмоленскСочиСтавропольТамбовТверьТулаУльяновскУфаЧебоксарыЧелябинскЯрославль

Сервисы

Расширенный ассортимент

Экология и благотворительность

Зеленая химия на страже экологии

Андрей Лештаев

03. 06.2017 – 14:38 — Наука и техника

Сегодня, 3 июня, в Горном университете в рамках третьего дня работы Петербургского международного экономического форума прошёл научный семинар «Зеленая химия для жизни, окружающей среды и устойчивого развития». Накануне ЮНЕСКО, Группа «ФосАгро» и Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) торжественно вручили лучшим молодым ученым со всего мира гранты на исследования в области Зеленой химии .

Проект «Зеленая химия для жизни» утвердили в штаб-квартире ЮНЕСКО в 2013 году. Его основная задача — дать возможность молодым и перспективным ученым проводить разработки для решения важных и серьезных экологических проблем в условиях глобализации. Ими проводятся инновационные исследования, направленные на сохранение природных ресурсов, окружающей среды и здоровья людей, а также внедрения энергоэффективных и экологически безопасных технологий.

На семинаре собрались русские и зарубежные учёные, руководство ПАО «ФосАгро» и Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC). Главной темой мероприятия стал вопрос применения зелёной химии для устойчивого экономического развития. Участники конференции отмечали необходимость проведения научных изысканий в области химии, которые позволили бы минимизировать ущерб окружающей среде от работы промышленности.

– В нашей отрасли происходят серьёзные преобразования, основанные на внедрении «чистых» фундаментальных технологий, – заявил советник генерального директора ПАО «ФосАгро», заместитель генерального директора АО «ФосАгро-Череповец» Борис Левин. – Мы должны соответствовать веяниям времени. Именно поэтому мы поддерживаем молодых талантливых ученых, занимающихся исследованиями в области зеленой химии. Более того, мы выступили с инициативой о продлении нашей программы «Зеленая химия для жизни» еще на 3 года, увеличив номинал грантов.

Проект уже показал свою состоятельность и эффективность, поэтому его продлили до 2021 года. Программа уникальна еще и в том, что это первый прецедент в истории как ЮНЕСКО, так и всей системы ООН, когда финансирование осуществляется российским бизнесом, а не на бюджетной основе.

Всего в 2017 году гранты получили 7 человек из Аргентины, Испании, Бельгии, Боснии и Герцеговины, Туниса, Пакистана и Нигерии. Все они принимали участие в конференции и выступали с докладами, в которых рассказывали о своих успехах в области зеленой химии. Майя Станисавлевич из Боснии и Герцеговины рассказывала о проекте применения шлаков горной промышленности для производства гибридных металлокарбонатовых наноматериалов:

– Очень рада, что получила грант – он станет отличной мотивацией для меня и моих коллег продолжать работу по развитию моего исследования. Надеюсь, это также стимулирует молодых ученых из моей страны подавать больше заявок на международные гранты, в том числе и на грант «ФосАгро»/ЮНЕСКО/IUPAC.

С докладами выступили и молодые ученые Горного университета, которые рассказали, в частности, о применении гидрокарбоалюмината кальция для очистки стоков от тяжёлых металлов и перспективах использования экстрагентов природного происхождения для извлечения и разделения редкоземельных металлов.

Напомним, что 2017 год объявлен Годом экологии в России. 2 июня во время Пленарного заседания Петербургского международного экономического форума Президент РФ Владимир Путин отметил необходимость объединения усилий для решения глобальных экологических проблем и расширения практики интеграции бизнеса и научного сообщества с целью снижения нагрузки на экосистему планеты:

– Мы сталкиваемся с большими цивилизационными вызовами и только совместными усилиями можно добиться гармоничного глобального развития.

Изучайте химию с помощью онлайн-курсов, занятий и уроков

Что такое химия?

Общая химия изучает атомы и молекулы и их взаимодействия. Химия изучает реакции и физические изменения, происходящие при создании или преобразовании соединений. Поддисциплины химии включают органическую химию, неорганическую химию, аналитическую химию, электрохимию, нуклеиновые кислоты, молекулярную структуру, металлоорганическую химию и физическую химию. Другие формы химических исследований включают квантовую химию, ядерную химию, термохимию, вычислительную химию, химию твердого тела, передовую неорганическую химию и физическую органическую химию.

Изучите основы химии для начинающих с помощью онлайн-курсов

Пройдите курсы фундаментальной химии на edX, чтобы узнать об основных понятиях, включая периодическую таблицу, электроны, протоны, химические связи и т. д. Общая химия Массачусетского технологического института I: атомы, молекулы и связи научит вас фундаментальное понимание химии является основой, на которой покоятся передовые исследования во многих областях. Вы научитесь строить модели для описания электронной структуры атомов, изучать, как атомы могут объединяться в молекулы с помощью различных моделей химических связей, предсказывать структуру и геометрию молекул и многое другое.

Онлайн-курсы и программы по химии

Познакомьтесь с химией на онлайн-курсах крупных университетов и институтов по всему миру. Edx предлагает как индивидуальные курсы, так и расширенные программы, разработанные, чтобы помочь вам узнать об основных понятиях химии и основах химических наук в увлекательной и эффективной онлайн-среде обучения, дополненной видеоуроками, викторинами и многим другим.

Кроме того, edX предлагает возможность получить проверенные сертификаты на курсах химии. В сертификате указаны edX и название университета или учреждения, предлагающего курс, и его можно загрузить в свой профиль LinkedIn. Это доказательство для работодателей и других лиц, что вы успешно прошли курс. Начните с одного из следующих курсов или программ.

Узнайте, как генерировать новые идеи на стыке химии и биологии, с помощью курса для самостоятельного изучения Киотского университета. «Химия жизни» научит вас биохимии: как читать и записывать химические структуры, как использовать химию в биологии и как генерировать новые идеи для исследований и бизнеса. Узнайте об атомной теории, методах решения задач, химических формулах, электронной структуре и многом другом на онлайн-курсах по химии.

Медицинская химия предлагает почти беспрецедентный потенциал для развития человеческой жизни. Прорывные лекарства улучшают и продлевают жизнь людей так, как мы никогда не считали возможным. Взгляните с научной точки зрения на молекулярную основу открытия лекарств в курсе Дэвидсон-колледжа. Узнайте, как ученые-исследователи находят молекулы с желаемой биологической активностью, и какие подходы используются для превращения этих молекул в безопасные и эффективные лекарства.

Изучите эти и другие бесплатные онлайн-курсы по химии на edX. Получите представление и опыт работы с механизмами реакций, стехиометрией, органическим синтезом, химической кинетикой, стереохимией, масс-спектрометрией, химической связью и молекулярной спектроскопией.

1.1 Химия в контексте — Химия 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Описать историческое развитие химии
Приведите примеры важности химии в повседневной жизни
Опишите научный метод
Различать гипотезы, теории и законы
Приведите примеры, иллюстрирующие макроскопические, микроскопические и символические домены

На протяжении всей истории человечества люди пытались преобразовать материю в более полезные формы. Наши предки каменного века вырезали из кусочков кремня полезные инструменты и вырезали из дерева статуи и игрушки. Эти усилия включали изменение формы вещества без изменения самого вещества. Но по мере того, как наши знания увеличивались, люди также начали изменять состав веществ: глину превращали в гончарные изделия, шкуры обрабатывали для изготовления одежды, медные руды превращали в медные инструменты и оружие, а зерно превращали в хлеб.

Люди начали заниматься химией, когда научились управлять огнем и использовать его для приготовления пищи, гончарного дела и плавки металлов. Впоследствии стали разделять и использовать отдельные компоненты материи. Из растений были выделены различные лекарства, такие как алоэ, мирра и опиум. Красители, такие как индиго и тирский пурпур, извлекались из растительного и животного сырья. Металлы объединяли для образования сплавов — например, медь и олово смешивали вместе, чтобы получить бронзу, — а более сложные методы плавки давали железо. Из золы извлекали щелочи и готовили мыла, соединяя эти щелочи с жирами.

Спирт получают путем брожения и очищают перегонкой.

Попытки понять поведение материи насчитывают более 2500 лет. Еще в шестом веке до нашей эры греческие философы обсуждали систему, в которой вода была основой всего сущего. Возможно, вы слышали о греческом постулате о том, что материя состоит из четырех элементов: земли, воздуха, огня и воды. Впоследствии смесь химических технологий и философских спекуляций распространилась из Египта, Китая и восточного Средиземноморья алхимиками, которые стремились превратить «неблагородные металлы», такие как свинец, в «благородные металлы», такие как золото, и создать эликсиры для лечения болезней. и продлить срок службы (рис. 1.2).

Рисунок 1,2 (а) На этом изображении показана мастерская алхимика около 1580 года. Хотя алхимия внесла некоторый полезный вклад в то, как манипулировать материей, она не была научной по современным стандартам. (b) Хотя оборудование, использованное Альмой Левант Хайден на этом снимке 1952 года, может показаться не таким изящным, как сегодня в лаборатории, ее подход был очень методичным и тщательно задокументированным.

Глава отдела FDA, Хейден наиболее известен тем, что разоблачил агрессивно продвигаемый противораковый препарат как не более чем бесполезный раствор обычных веществ. (кредит a: Фонд химического наследия; b: Управление истории NIH)

Из алхимии произошли исторические достижения, которые привели к современной химии: выделение лекарств из природных источников, таких как растения и животные. Но хотя многие из веществ, извлеченных или обработанных из этих природных источников, имели решающее значение для лечения болезней, многие из них были дефицитными. Например, прогестерон, который имеет решающее значение для здоровья женщин, стал доступен в качестве лекарства в 1935 году, но его животные источники производились в очень малых количествах, что ограничивало его доступность и увеличивало его стоимость. Так же и в 19В 40-х годах кортизон стал использоваться для лечения артрита и других заболеваний и травм, но для его синтеза потребовался 36-этапный процесс. Химик Перси Лавон Джулиан обратился к более богатому источнику: соевым бобам.

Ранее Джулиан разработал лабораторию для выделения соевого белка, который, помимо прочего, использовался в тушении пожаров. Он сосредоточился на использовании соевых стеролов — веществ, которые в основном используются в мембранах растений — и смог быстро производить прогестерон, а затем тестостерон и другие гормоны. Позже он разработал процесс, позволяющий сделать то же самое для кортизона, и заложил основу для разработки современных лекарств. Поскольку соевые бобы и аналогичные растительные источники были чрезвычайно многочисленны, лекарства вскоре стали широко доступными, спасая множество жизней.

Химия: основная наука

Химию иногда называют «центральной наукой» из-за ее взаимосвязи с огромным количеством других дисциплин STEM (STEM обозначает области изучения в области науки, техники, инженерии и математики). Химия и язык химиков играют жизненно важную роль в биологии, медицине, материаловедении, криминалистике, экологии и многих других областях (рис. 1.3). Основные принципы физики необходимы для понимания многих аспектов химии, и многие дисциплины в этих двух областях, такие как химическая физика и ядерная химия, во многом пересекаются. Математика, информатика и теория информации предоставляют важные инструменты, которые помогают нам вычислять, интерпретировать, описывать и вообще понимать химический мир. Биология и химия сходятся в биохимии, которая имеет решающее значение для понимания многих сложных факторов и процессов, поддерживающих жизнь живых организмов (таких как мы). Химическая инженерия, материаловедение и нанотехнологии объединяют химические принципы и эмпирические данные для производства полезных веществ, от бензина до тканей и электроники. Сельское хозяйство, наука о продуктах питания, ветеринария, а также пивоварение и виноделие помогают обеспечить пропитание в виде продуктов питания и напитков для населения мира. Медицина, фармакология, биотехнология и ботаника выявляют и производят вещества, которые помогают нам оставаться здоровыми.

Науки об окружающей среде, геология, океанография и наука об атмосфере включают в себя множество химических идей, которые помогают нам лучше понять и защитить наш физический мир. Химические идеи используются, чтобы помочь понять вселенную в астрономии и космологии.

Рисунок 1,3 Знание химии имеет центральное значение для понимания широкого круга научных дисциплин. На этой диаграмме показаны лишь некоторые взаимосвязи между химией и другими областями.

Какие изменения в материи необходимы для повседневной жизни? Переваривание и усвоение пищи, синтез полимеров, используемых для изготовления одежды, контейнеров, посуды и кредитных карт, а также переработка сырой нефти в бензин и другие продукты — вот лишь несколько примеров. По мере прохождения этого курса вы откроете для себя множество различных примеров изменений в составе и структуре материи, как классифицировать эти изменения и как они происходили, их причины, сопровождающие их изменения энергии, а также связанные с ними принципы и законы. . Когда вы узнаете об этих вещах, вы будете изучать химию, изучение состава, свойств и взаимодействий материи. Практика химии не ограничивается книгами по химии или лабораториями: она происходит всякий раз, когда кто-то занимается изменениями в материи или в условиях, которые могут привести к таким изменениям.

Научный метод

Химия – это наука, основанная на наблюдениях и экспериментах. Занятия химией включают в себя попытки ответить на вопросы и объяснить наблюдения с точки зрения законов и теорий химии, используя процедуры, принятые научным сообществом. Не существует единого пути ответа на вопрос или объяснения наблюдения, но есть аспект, общий для всех подходов: каждый использует знания, основанные на экспериментах, которые можно воспроизвести для проверки результатов. Некоторые маршруты включают гипотезу, предварительное объяснение наблюдений, которое действует как руководство для сбора и проверки информации. Гипотеза проверяется экспериментами, расчетами и/или сравнением с экспериментами других, а затем уточняется по мере необходимости.

Некоторые гипотезы представляют собой попытки объяснить поведение, которое обобщается в законах. Законы науки обобщают огромное количество экспериментальных наблюдений и описывают или предсказывают некоторые грани мира природы. Если такая гипотеза окажется способной объяснить большой массив экспериментальных данных, она может получить статус теории. Научные теории — это хорошо обоснованные, всеобъемлющие, проверяемые объяснения конкретных аспектов природы. Теории принимаются, потому что они дают удовлетворительные объяснения, но они могут быть изменены, если станут доступными новые данные. Путь открытия, который ведет от вопроса и наблюдения к закону или от гипотезы к теории, в сочетании с экспериментальной проверкой гипотезы и любой необходимой модификацией теории, называется научным методом (рис. 1.4).

Рисунок 1,4 Научный метод следует процессу, подобному показанному на этой диаграмме. Все ключевые компоненты показаны примерно в правильном порядке. Научный прогресс редко бывает аккуратным и чистым: он требует открытых исследований и переработки вопросов и идей в ответ на результаты.

Области химии

Химики изучают и описывают поведение материи и энергии в трех разных областях: макроскопической, микроскопической и символической. Эти домены обеспечивают различные способы рассмотрения и описания химического поведения.

Макро — это греческое слово, означающее «большой». Макроскопическая область нам знакома: это область повседневных вещей, которые достаточно велики, чтобы их можно было непосредственно ощутить человеческим зрением или осязанием. В повседневной жизни это включает в себя пищу, которую вы едите, и ветерок, который вы чувствуете на своем лице. Макроскопическая область включает повседневную и лабораторную химию, где мы наблюдаем и измеряем физические и химические свойства, такие как плотность, растворимость и воспламеняемость.

Микро происходит от греческого и означает «маленький». Микроскопическая область химии часто посещается в воображении. Некоторые аспекты микроскопической области видны через стандартные оптические микроскопы, например, многие биологические клетки. Более сложные инструменты способны отображать даже более мелкие объекты, такие как молекулы и атомы (см. рис. 1.5 ( b )).

Однако большинство объектов микроскопической области химии слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в самые современные микроскопы, и их можно представить только в воображении. Другие компоненты микроскопической области включают ионы и электроны, протоны и нейтроны и химические связи, каждый из которых слишком мал, чтобы его можно было увидеть.

Символический домен содержит специализированный язык, используемый для представления компонентов макроскопических и микроскопических доменов. Химические символы (например, те, что используются в периодической таблице), химические формулы и химические уравнения являются частью области символов, равно как и графики, рисунки и расчеты. Эти символы играют важную роль в химии, потому что они помогают интерпретировать поведение макроскопической области с точки зрения компонентов микроскопической области. Одной из проблем для студентов, изучающих химию, является признание того, что одни и те же символы могут представлять разные вещи в макроскопической и микроскопической областях, и одной из особенностей, которая делает химию увлекательной, является использование области, которую необходимо вообразить, чтобы объяснить поведение в области. что можно наблюдать.

Полезный способ понять эти три сферы — через такое важное и вездесущее вещество, как вода. То, что вода является жидкостью при умеренных температурах, замерзает, превращаясь в твердое вещество, при более низких температурах и кипит, образуя газ при более высоких температурах (рис. 1.5), — это макроскопические наблюдения. Но некоторые свойства воды попадают в микроскопическую область — то, что невозможно наблюдать невооруженным глазом. Описание воды как состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а также объяснение замерзания и кипения с точки зрения притяжения между этими молекулами находится в области микроскопии.