Матеріал до уроку з теми "Роль хімії в житті суспільства і людини"

Науково – дослідницький проект   «Біосферно-ноосферні ідеї В.І. Вернадського – основа сучасної екології»  

«Чим більше ми віддаляємося від епохи В.І. Вернадського, тим рельєфніше виступає роль і значення для нас всього того, що зробив цей геніальний учений, мислитель, справжній син України, який розробив науковий фундамент, силу і глибину глобального геологічного процесу, втілюючого сучасний перехід біосфери в ноосферу».   А.П. Травлєєв, член-кор. НАН України, доктор біологічних наук, професор ДНУ імені О. Гончара, лауреат Державної премії України

І. Учення В.І. Вернадського про біосферу  ЖИВА РЕЧОВИНА  В.І. Вернадським здійснено перший крок у зміні сучасної наукової картини Всесвіту, який характеризується: введенням живої речовини; ухвалою його як явища планетарного або космічного. В.І. Вернадський виділив кілька основних властивостей, серед яких – два біохімічних принципи: Геохімічна біогенна енергія прагне в біосфері до максимального прояву. При еволюції видів виживають ті організми, які своїм життям збільшують біогенну геохімічну енергію. КРУГОВОРОТ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ Основою біосфери є круговорот органічних речовин, що здійснюється за участю всіх населяючи її організмів. У закономірностях біотичного круговороту вирішена проблема тривалого існування та розвитку життя. Основних круговороті речовин у природі два: великий (геологічний) і малий (біогеохімічний). Великий (геологічний) найбільш яскраво проявляється у циркуляції атмосфери.

Великий круговорот речовин у природі (геологічний)

1. Малий (біогеохімічний), круговорот Схема біогеохімічного круговороту речовин на суші

Біогеохімічний круговорот речовин, зв’язаних з біосферою пізніше розглянутий та деталізований в ученні В.Н. Сукачова 1942р.

Елементи живлення рослин (Тейлер Міллер «Життя в оточуючому середовищі»)

ЛЮДИНА – ГОЛОВНА ГЕОЛОГОУТВОРЮЮЧА СИЛА ПЛАНЕТИ В.І. Вернадський охарактеризував ноосферу наступним чином: жива речовина (в контексті нашого часу в основному людина) перетворює верхню оболонку Землі. Поступово втручання людини все збільшується, людство стає основною планетарною геологотворною силою. У розумінні В.І. Вернадського наука розглядається як геологічна та історична сила, що змінює біосферу й життя людства. ТЕОРІЇ ТА КОНЦЕПЦІЇ НООСФЕРИ Ноосфера (від грец. Noos - розум) - сфера розуму, буквально «мисляча оболонка». Ноосферу як глобальну оптимізовану соціально-екологічну систему можна представити як комплекс чотирьох взаємопов'язаних підсистем: - природної (вода, повітря, рельєф, клімат, флора, фауна); - економічної (населення, промисловість, сільське господарство, транспорт і т. д.); - соціокультурної (наука, мистецтво, охорона здоров'я, освіта, релігія і т. д.); - етносоціальної (побут, традиції, звичаї, мова і т. д.).

КОНЦЕПЦІЯ НООСФЕРИ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО людство-велика геологічна сила, ця сила є розум і воля людини як істоти соціально організованої; обличчя планети змінене людиною настільки глибоко, що виявився порушеним її біогеохімічний метаболізм; людство еволюціонує в бік відокремлення від решти біосфери. ТЕОРІЯ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО І СУЧАСНІ ДОСЛІДЖЕННЯ М.М Моїсєєв – доктор фізико-математичних наук, останні роки життя приділяв розробці та реалізації безперервної екологічної освіти, незмінний Президент Міжнародного незалежного еколого - політологічного університету (МНЕПУ). Микита Миколайович Моїсєєв був енциклопедистом науки, досліджував біосферу як цілісну систему Це привело його до переконання, що екологічна криза уже «на порозі». М.М. Моїсєєва хвилювало питання: що ж необхідно зробити сьогодні? Він розробив учення: про коеволюцію (сумісний розвиток) людини та біосфери; про «екологічний імператив» (обмеження людської діяльності); про «моральний імператив» (нову мораль). Микита Миколайович Моїсєєв (1919-2000)

“СПОСІБ ЖИТЯ ТА СПОСІБ ДУМКИ”

КАРТА ПЕРЕБУВАННЯ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО В УКРАЇНІ

ПО СЛІДАХ ЕКСПЕДИЦІЙ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

НАЩАДКИ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО НАУКОВО – ДОСЛІДНИЦЬКІ ЕКСПЕДИЦІЇ

Вернісаж хімічних законів!

Хімія — галузь природознавства, яка вивчає хімічні елементи (атоми), утворені ними прості та складні речовини, їх перетворення і закони, яким підлягають ці перетворення.

Сучасна хімія тісно пов'язана як з іншими науками, так і зі всіма галузями народного господарства.

Роберт Бойль Перший учений, який піддав сумніву алхімічні пошуки «філософського каменя», був англійський дослідник Роберт Бойль (1626-1691).

Бойль запропонував новий погляд на природу хімічних елементів як простих речовин, з яких складаються всі інші сполуки.

Праці Бойля і експериментальний метод досліджень, який він широко застосовував, справили значний вплив на подальший розвиток хімії саме як науки.

Ломоносов Михайло Васильович (8/19 листопада 1711 — 4/15 квітня 1765) російський вчений, академік Петербурзької академії.

Ломоносов Михайло Васильович Дослідник в галузі фізики, хімії, астрономії. Основоположник закону збереження маси речовини в хімічних реакціях (1748 р.), основ атомно-молекулярного вчення (1741-1750р.р.), кінетичної теорії теплоти (1744-17480р.р.). Заклав основи російської хімічної мови. Автор підручника з хімії та металургії “Курс фізичної хімії” (1754р.).

Через 18 років після Ломоносова французький дослідник Лавуазьє (1743—1794) узагальнив отримані на той час експериментальні результати і розробив кисневу теорію горіння. Слідом за Ломоносовим Лавуазьє прийшов до відкриття закону збереження маси, що став одним із наріжних каменів усього подальшого розвитку науки.

Цей закон так і назвали іменами двох великих вчених, які незалежно один від одного здійснили це відкриття, — законом Ломоносова-Лавуазьє.

Іоганн Іоахим Бехер У 1669 німецький хімік Іоганн Іоахим Бехер (1635 - 1682) спробував дати раціоналістичне пояснення горючості. Він передбачив, що тверді речовини складаються з трьох видів «землі», і один з видів, названий ним «жирною землею», прийняв на себе «можливість горючості».

Логічним наслідком відкриття законів збереження маси, сталості складу, кратних відношень стала атомістична теорія Дж. Дальтона (1766—1844). Через піввіку ця теорія була розвинута в атомно-молекулярне вчення, яке є основою хімічної теорії і в наші часи.

Ж. Гей-Люссак Жозеф Луї Гей-Люссак (фр. Joseph Louis Gay-Lussac; 6 грудня 1778, Сен-Леонар-де-Нобл (фр. Saint-Lйonard-de-Noblat) - 9 травня 1850, Париж) - французький хімік і фізик, член Французької Академії наук (1806).

Закони Гей-Люссака – назва двох законів, що описують властивості газів. Закон теплового розширення газів: при сталому тискові залежність об'єму Vt даної маси газу від температури описується формулою: Vt/T = const або Vt=V0(1+ αt), де V0 - об'єм газу при даному тискові і при температурі 273,15 К; t – температура (емпірична) за шкалою Цельсія; Т – термодинамічна температура; α – коефіцієнт об’ємного розширення газу (для інертних газів, водню і кисню а дорівнює коефіцієнту об’ємного розширення ідеального газу α = 1/(273,15 К)). Закон об’ємних відношень, за яким при постійних температурі і тиску об'єми газів, які вступають у реакцію, відносяться між собою і до об’ємів газоподібних продуктів реакції, як невеликі прості числа. Наприклад, при взаємодії одного об’єму водню з одним об’ємом хлору утворюється два об’єми хлористого водню. Закон Гей-Люссака

XVIII століття Хімія як наукова дисципліна. З 1670 по 1800 р. р. хімія отримала офіційний статус в учбових планах провідних університетів поряд з атурфілософією і медициною.

XVIII століття У XVIII ст. в Європі створюються наукові хімічні товариства і велика кількість наукових інститутів. Дослідження тісно пов'язані з соціальними і економічними потребами суспільства. З'являються хіміки-практики, що займаються виготовленням приладів і отриманням речовин для промисловості.

Єнс Якоб Берцеліуc Єнс Якоб Берцеліуc (швед. Jцns Jakob Berzelius, 20 серпня 1779 - 7 серпня 1848) — шведський хімік, якого вважають одним із батьків хімії поряд із Дальтоном, Бойлем і Антуаном Лавуазьє.

Берцеліус відкрив Церій, Селен, Торій, вперше отримав у вільному стані кремній, титан, тантал, цирконій, визначив атомну вагу 46 відомих на той час хімічних елементів і ввів для них буквенні позначення. Уточнив і розвинув уявлення про атом і електричну спорідненість, запропонувавши першу концепцію хімічної взаємодії — електрохімічну теорію. Перший ввів поняття “органічна хімія” та “органічні сполуки”.

Бутлеров Олександр Михайлович Російський хімік, академік Петербурзької Академії наук. Засновник теорії хімічної будови органічних речовин. Почесний член багатьох наукових товариств. 1828 – 1886 р. р.

Бутлеров Олександр Михайлович 1849 р. – захистив магістерську дисертацію “Про окиснення органічних сполук”. 1854 р. – докторську дисертацію “Про ефірні масла”. 1857 р. – професор хімії Казанського університету. 1857 – 1858 рр. – розпочав цикл експериментальних досліджень, результати яких було взято за основу теорії хімічної будови. 1861 р. – сформулював основні положення теорії у доповіді “Про хімічну будову речовини”. 1868 р. – обраний професором Петербурзького університету. 1874 р. - академік Петербурзької академії наук. 1878 – 1882 рр. – президент і голова відділення хімії Російського фізико-хімічного товариства.

Бекетов Микола Миколайович Відомий учений у галузі фізики та хімії. Учений стояв у витоків однієї з галузей хімічної науки – фізичної хімії. Відкрив один із способів добування металів з руд-оксидів – алюмотермію. У 1863 р. Бекетов склав витискувальний ряд металів.

Менделєєв Дмитро Іванович В 1869 році відкрив Періодичний закон хімічних елементів і до 1871 року написав класичну працю „Основи хімії”. В основу хімії Менделєєв поклав заснований ним принцип періодичної зміни властивостей елементів, який дав можливість передбачити існування нових, ще не відомих елементів і з точністю прогнозувати їх властивості. 1834 – 1907 рр. Періодичний закон став основою для створення книги „Основи хімії” (1869-1871). Заклав основи теорії розчинів, винайшов вид бездимного пороху, пропагував використання мінеральних добрив, зрошення засушливих земель. Великі відкриття він зробив і в фізиці, створив точну теорію терезів. Автор більше 500 робіт з хімії, фізики, метеорології, та ін.

Закони хімії

Закон збереження маси. Закон збереження маси стверджує, що у замкненій системі сумарна маса всіх речовин зберігається незважаючи на будь-які внутрішні процеси. Цей фундаментальний закон вперше відкрив російський вчений М. В. Ломоносов. Трохи пізніше французький хімік А. Лавуазьє прийшов до тих же висновків і незалежно від Ломоносова сформулював той же закон.

Закон збереження енергій. Суть закону збереження енергії полягає в тому, що в ізольованій системі загальна кількість енергії залишається постійним навіть за умови, що вона змінює свою форму в результаті виникнення тих чи інших процесів.

Закон Авогадро. Зако́н Авога́дро — однакові об'єми будь-яких газів при однаковому тиску і температурі містять однакову кількість молекул. Цей закон був відкритий італійським фізиком Амедео Авогадро в 1811 році. Об'єм, який займає один моль будь-якого газу при нормальних умовах, називається молярним об'ємом (позначається Vm). Нормальними (скорочено н. у.) називаються такі умови, коли температура дорівнює 0 °C, а тиск 1 ат., або 760 мм рт. ст. Молярний об'єм усіх газів незалежно від їх маси однаковий і дорівнює 22,4 дм3 (22,4 л).

Закон об’ємних відношень. Гази реагують між собою у певних об’ємних відношеннях. У 1808 р. Ж. Л. Гей-Люс­сак установив таку закономірність: Об’єми газів, що вступають у реакцію, відносяться один до одного і до газоподібних продуктів реакції як невеликі цілі числа. Відкритий ученим закон відомий у хімії як закон об’ємних відношень. Для його дотримання необхідно, щоб об’єми газів, що беруть участь у реакції, вимірювалися за однакових температур і тиску.

Теорія електролітичної дисоціаціїТеория электролитической диссоциации С. Аррениуса содержит следующие положения:1) при растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации);2) под действием электрического тока катионы (+) двигаются к катоду (-), а анионы (-) – к аноду (+);3) электролитическая диссоциация – процесс обратимый (обратная реакция называется моляризацией);4) степень электролитической диссоциации α зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n), к общему числу молекул, введенных в раствор (N)

Теорія органічних сполук. Теорія Бутлерова — теорія хімічної будови органічних сполук, запропонована російським вченим Олександром Бутлеровим. До сьогодні вважається науковою основою органічної хімії. Олександр Бутлеров виходив з того, що внаслідок дослідження низки хімічних перетворень, характерних для тієї чи іншої сполуки, можна встановити її будову. Основні положення теорії хімічної будови органічних сполук• у хімічних сполуках атоми з'єднуються між собою у певному порядку відповідно до їх валентності, що визначає хімічну будову молекул;• хімічні і фізичні властивості органічних сполук залежать як від природи і кількості атомів, що входять до їх складу, так і від хімічної будови молекул;• для кожної емпіричної формули можна вивести певну кількість теоретично можливих структур (ізомерів);• кожна органічна речовина має лише одну формулу хімічної будови, яка дає уявлення про властивості даної сполуки;• у молекулах існує взаємний вплив атомів як безпосередньо звязаних, так і безпосередньо не звязаних один з одним.

Лист нащадків. Шановні вчені! Ми були б дуже щасливі зустрітися з вами в реальному житті і засвідчити вам свою повагу і захоплення вашими працями.

Ваші праці дають нам змогу відкривати світ знань. Ми схиляємо голову перед Ісааком Ньютоном, який визначив, що атоми мають проміжки і між ними діють сили притягання и відштовхування, а молекули-це механічне поєднання атомів.

М. В. Ломоносов і Джон Дальтон створили атомно-молекулярне вчення в середині 18ст.

Анрі Беккерель в 1896 р. відкрив явище радіоктивності, а Марія Склодо́вська-Кюрі відкрила радіоактивні елементи.

Джон Томсон встановив в 1897р., що до складу атома входять електрони.

Ернест Резерфорд і Нельсон Бор в 1911 році створили планетарну модель атома.

Український вчений Іваненко в 1932р. довів, що атоми ядра формуються протонами і нейтронами і визначають масу атома.

Д.І. Менделєєв створив періодичну систему хімічних елементів у 1869р. Він не зміг би цього зробити без закону Паула Брайля, досліджень Планка, Лоуренца, Ейнштейна і багатьох інших.

Надіємось, що і серед нас будуть послідовники цих великих людей, чиї імена записані в історії наук золотими літерами. З повагою до Вас, вдячні нащадки.

Роль хімії та суспільства у розумінні природничо-наукової картини світу, творчої самореалізації особистості.

Девіз уроку:“Ми самі маємо стати тією зміною, яку ми хочемо бачити у світі “ Махатма Ганді

Хімія в медицині лікарські речовини. Хімія в геології Різновиди металів і неметалів Середа, навколишнє зірки, - це місце, де відбуваються різноманітні хімічні процеси. Хімія в астрономії

Калійна сіль. Графіт. Гіпс. Брусит

Н2 ОЩо це?

Атом— найменша, електронейтральна, хімічно неподільна частинка хімічного елемента. Атом складається з щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів, яке оточене набагато більшою за розміром хмарою негативно заряджених електронів. Молекула — здатна до самостійного існування частинка простої або складної речовини, що має її основні хімічні властивості, які визначаються її складом та будовою. Йон— електрично заряджена частинка речовини, що утворилася з атома або атомної групи внаслідок втрати або приєднання до них електронів.

НNa. Са. Mg. Si. Al. OCl. Be. KCu. Br. Li. He. Pb. P

Вирушаємо в мандрівку

Елемент є частина тіла, яка не перебуває з яких-небудь інших менших і відрізняються від нього тел ... Корпускула є збори елементів, що утворить одну малу масу . Атоми рухаються у великій пустоті, вдаряються один об одного, та тримаються разом, утворюючи різні тіла. Різні тіла – це різні комбінації атомів. Різноманітність тіл спричинена різноманітністю складених атомів.

Антуан Лоран Лавуазьє - (26 серпня 1743, Париж - 8 травня 1794, Париж) - французький натураліст, засновник сучасної хімії.

Прилад для ілюстрації закону збереження маси речовини. Прилад складається з двох посудин Ландольта з металевими дужками і вставлених в горловину посудин гумових пробок. Під час роботи з приладом використовують ваги. Для ілюстрації закону збереження маси речовин доцільно використовувати дві посудини Ландольта.

Сва́нте Август Арре́ніус (19 лютого 1856, маєток Вейк, неподалік від Упсали — †2 жовтня 1927, Стокгольм) — шведський фізик, хімік та астрофізик; професор Стокгольмського університету, потім директор Нобелівського інституту в Стокгольмі; автор теорії електролітичної дисоціації; сформулював основні положення хімічної кінетики; висунув теорію виникнення життя на Землі (теорія панспермії); член Стокгольмської АН; лауреат Нобелівської премії з хімії 1903 року. Електролітична дисоціація - процес розпаду електроліту на іони при його розчиненні або плавленні.

Різні живі організми Рослини Тварини

Віруси. Гриби

Закон збереження енергіїЄдність і боротьба протилежного. Природний добір. Матеріальності світу. Закон збереження матеріїПеріодичність всіх процесів. Атомно-молекулярне вчення Перехід кількості в якість

Стежинами науки хіміі.

1. Початкова хімія.

Люди уміли виплавляти мідь і бронзу, обпалювати глиняні вироби , отримувати скло ще за 4 000 років до н.е

2. Реміснича хімія.Єгипет

Єгипет і Месопотамія стали центрами виробництва барвників; там же отримували в чистому вигляді золото, срібло і інші метали. Приблизно з 1500 до 350 до н.е. для виробництва барвників використали перегонку, а метали виплавляли з руд, змішуючи їх з деревним вугіллям і продуваючи через суміш, що горить - повітря. Самим процедурам перетворення природних матеріалів давали містичне значення.

Бальзамування.

Бальзамування відоме з найдавніших часів. В Стародавньому Єгипті для бальзамування застосовувались запашні речовини — бальзами (звідси й виникла назва бальзамування).

Тіло померлого занурювали в патрон - складний розчин, що міститьазотнокислий калій, хлористий і сірчистий натрій, вуглекислий калій і вапно,-бальзамування займало 70 днів.

Вапно. Вуглекислий калій. Азотнокислий калій. Сірчистий натрій. Хлористий натрій

3. Алхімія.

 В алхімії людина чи її окремі компоненти (свідомість, дух, душа, тіло, окремі енергії і т. п) розглядаються як субстанції, що володіють окремими фізичними та хімічними властивостями, і з ними здійснюються деякі операції, що описуються мовою хімічних перетворень. Паралельно основній — хімічній — метафорі часто розвиваються інші символічні ряди.

Раймунд Луллій стверджував, що йому нібито вдалося отримати філософський камінь та золото, причому особливий наголос робився на магічних операціях, необхідних для отримання бажаних результатів. Раймунд Луллій

До алхіміків можна віднести великого англійського фізика і математика Ісаака Ньютона (1643-1727). Він віддав пошукам філософського каменя та універсального розчинника багато часу і сил. Але Ньютона цікавили не скільки способи отримання золота, скільки вивчення перетворень речовин.Ісаак Ньютон

4. Сучасна хімія.

XVII – XIX ст.

Фізичні та хімічні зміни речовини Бойль пояснював з'єднанням і роз'єднанням атомів, заперечував існування чотирьох елементів(Арістотель) або трьох алхімічних і висловив проникливу теорію, що справжні елементи будуть знайдені при послідовному розкладанні тіл. Роберт Бойль

Остання частина його теоретичних поглядів отримала підтвердження в новітній хімії; що ж до його експериментальних хімічних робіт, то хоча він і показав, що повітря змінюється від горіння в ньому тіл, і що деякі метализбільшуються у вазі при прожарюванні, і що дією оцту на крейда або соляною кислотою на залізо виходять гази, але не зробив зі своїх робіт ніяких теоретичних висновків

Михайло Васильович Ломоносов

Михайло Васильович Ломоносов - перший російський вчений-натуралістсвітового значення, енциклопедист, хімік і фізик, він увійшов в науку як перший хімік, який дав визначення фізичної хімії.

Антуан Лоран Лавуазьє - засновник сучасної хімії.

Хімічну природу алмазу вперше встановив в 1772 році А. Лавуазье зі співробітниками. Придбавши декілька алмазів на свої власні кошти, вонирозпалили їх до температури горіння, після чого визначили склад отриманогогазу.

ХХ - ХХI ст.

Побутова хімія.

Найбільш шкідливі для нашого здоров'я (враховуючи частоту застосування) пральні порошки та рідини для миття посуду.

Відразу після використання аерозолів-освіжувачів повітря в повітрі на 25% збільшується вміст формальдегіду, який викликає хворобливі реакціїдихальної системи, і, проникаючи в організм через кров, впливає на нирки і печінку.

Фтор(компонент зубних паст, газованих напоїв) та його сполуки - фториди - токсичні для людини. Викликають вроджені дефекти, остеопороз, розм'якшення зубної емалі, патології щитовидної залози, рак кісток, знижують IQ. Практично не виводяться з організму.

Бутан, ізобутан, пропан - зустрічаються в дезодорантах з розпилювачем. Ці речовини здатні викликати головний біль, нудоту, запаморочення, атакож накопичуватися в материнському молоці.

Ліналоол - ароматична добавка в шампунях, кондиціонерах, милі і миючихзасобах - викликає депресію, порушення дихання, алергію, екзему.