Магія молекул: Вивчення хімії як природничої науки

Хімія належить до природничих наук. Так само як фізика, біологія, геологія, хімія вивчає природу, весь навколишній світ і передусім — речовини та їх перетворення.

Усе, що нас оточує, і ми самі складаємось із речовин. Усі вони мають певний склад, будову, властивості та можуть зазнавати хімічних перетворень.

У природі хімічні перетворення, тобто хімічні реакції, під час яких з одних речовин утворюються інші, що мають нові властивості, відбуваються постійно і самовільно. Так, з курсу ботаніки ти знаєш, що під час фотосинтезу вуглекислий газ і вода в зелених рослинах на світлі постійно перетворюються на органічні речовини, що використовуються тваринами і людиною для їди. При цьому виділяється кисень, який поглинається живими організмами під час дихання, окиснюючи в них органічні речовини. Внаслідок цього в атмосферу знову виділяється вуглекислий газ.

Вуглекислий газ і вода в зелених рослинах перетворюються на органічні сполуки

Однак переважна більшість природних речовин, перш ніж стати продуктами споживання людського суспільства, зазнає хімічної переробки на заводах. Хімічна промисловість — виробництво різноманітних речовин і продуктів на їх основі — складає одну з провідних галузей народного господарства. Добування металів із руд, виробництво синтетичних матеріалів, переробка кам’яного вугілля, нафти, природного газу — все це складні хімічні процеси, що здійснюються на виробництві з метою добування корисних продуктів. Заздалегідь приречене на невдачу намагання назвати усі продукти хімічної промисловості, що на сьогодні використовуються людиною (їх понад 60 000). Для розуміння процесів, що при цьому здійснюються, і керування ними треба знати властивості речовин, їхню здатність брати участь у хімічних процесах. А для цього потрібно знати склад і будову речовин, що неможливо без вивчення хімії. Отже, хімія — наука про речовини та їх перетворення.

Замішування цементного розчину

Хімія тісно пов’язана з іншими природничими науками. Хімічні перетворення речовин відіграють важливу роль у фізичних, біологічних, геологічних та інших процесах. На межі між різними природничими науками виникають і успішно розвиваються нові науки, наприклад ядерна хімія, космохімія, геохімія, агрохімія, біохімія, фізична хімія і хімічна фізика та ін.

Але ти можеш заперечити, для чого все це знати? Для чого взагалі вивчати хімію? Адже не всі учні хочуть бути хіміками. Так, не всі твої однокласники стануть хіміками, а втім ні тобі, ні твоїм товаришам по навчанню без хімічних знань у житті не обійтися. У школі вивчення хімії допоможе краще зрозуміти біологію, різноманітність рослин, тварин, людей, що тебе оточують. Ця різноманітність залежить від речовин і тих процесів, що відбуваються в організмі. Речовини й хімічні процеси вивчає хімія. Отже, щоб зрозуміти біологію, треба вивчати хімію.

Знання хімії потрібні всім, незалежно від того, яку професію собі людина обирає, оскільки хімічні знання широко використовують в практичній діяльності людини. Так, металург за допомоги хімічних реакцій перетворює руду на чавун і сталь, які необхідні для будування верстатів, машин, різних металевих виробів. Енергетик добуває електричну й механічну енергію головним чином за допомоги перетворення хімічної енергії природного палива. Всі вони мають знати властивості речовин і суть хімічних процесів, що відбуваються, аби вміло керувати ними.

Будівельник змішує порошок цементу з водою та піском і отримує цементний розчин, яким скріплює цеглу або блоки під час будівництва споруд. Він також має знати, які хімічні процеси викликають тужавіння цементу, щоб виготовити необхідний цементний розчин.

Хімія в сільському господарстві (мінеральні добрива)

Особливо велику роль відіграє хімія у розвитку таких галузей промисловості, як мікроелектроніка, радіотехніка та обчислювальна техніка. Розвиток цих галузей неможливий без нових матеріалів з особливими властивостями: надчистих, надтвердих, надпровідних, жароміцних тощо. Таких матеріалів немає в природі, їх добувають за допомогою сучасної хімії.

Глибоко проникла хімія і в сільське господарство. Рослинництву вона дає мінеральні добрива, засоби захисту рослин від шкідників, хвороб і бур’янів, тваринництву — кормові добавки, лікарські препарати, засоби санітарії тощо.

Хімія в медицині (ліки, засоби дезінфекції, знеболювання)

Широко використовує хімічні процеси харчова промисловість, особливо тоді, коли переробляється сільськогосподарська сировина (виробництво крохмалю, цукру, оцту, спирту, маргарину тощо).

Величезне значення має хімія для охорони здоров’я людей. З давніх-давен учені-хіміки вивчали перетворення речовин, що відбуваються в організмі людини. Завдяки цьому лікарі знають, які препарати слід застосовувати для лікування тієї чи іншої хвороби, для дезінфекції, знеболювання тощо. За допомоги хімії виготовляють замінники крові, штучні суглоби, серцеві клапани, зубні протези тощо.

Хімія у побуті

Широко використовується хімія і в сучасному побуті. І не тільки опосередковано, через уживання їжі, використання одягу, взуття, палива, а й безпосередньо, через використання мила, соди, пральних порошків, дезінфікуючих і профілактичних речовин, засобів для виведення плям, лаків і фарб, парфумів і ліків тощо (мал. 5). Отже, сучасна хімія відіграє важливу роль практично в усіх сферах діяльності людини.

Додамо до цього, що тільки хімія (разом з біологією) здатна й повинна вирішити проблему запобігання забрудненню навколишнього середовища — одну з найважливіших екологічних проблем сучасної цивілізації.

Висновки

Хімія — це природнича наука, що вивчає речовини, їх будову, властивості, застосування і перетворення речовин.

Сьогодні не можна назвати жодної сфери виробництва, де б людина не стикалася з хімією. Практично все наше життя пов’язане з численними речовинами, що нас оточують, і хімічними процесами, що відбуваються навколо нас і всередині нас.

Хімічними знаннями повинна володіти кожна цивілізована людина. Без них неможлива екологічно грамотна поведінка в побуті, в природі, на виробництві.

Завдання для самоконтролю

1. Що вивчає хімія?

2. Чому хімія належить до природничих наук?

3. Як ти розумієш епіграф до підручника?

4. Розкрий значення хімії в суспільному виробництві та побуті.

5. Як ти думаєш, чому потрібно вивчати хімію в школі?