Мал. 147.
Модель молекули фулерену С60
Н а й б і л ь ш п е р с п е к т и в н и м д л я У к р а ї н и є
|
|
|
|
|
|
з а с т о с у в а н н я |
б і о т е х н о л о г і й у |
с і л ь с ь к о м у |
гос- |
подарстві та |
м е д и ц и н і , а |
т а к о ж в и р о б н и ц т в о |
б і о п а л и в а . |
Спеціалістів |
відповідної к в а л і ф і - |
к а ц і ї г о т у ю т ь в и щ і н а в ч а л ь н і з а к л а д и . |
|
Н а н о т е х н о л о г і ї . К р і м |
біотехнологій, |
н и н і |
і н т е н с и в н о |
|
р о з в и в а ю т ь с я |
нанотехнології |
— |
технології |
д о б у в а н н я та |
в и к о р и с т а н н я речо- |
в и н , р о з м і р и ч а с т о ч о к я к и х в и м і р ю ю т ь с я н а н о м е т р а м и (1 нм = 1СГ9 м)1 . М а т е р і а л и , я к і с к л а д а ю т ь с я і з т а к и х ч а с т о ч о к , н а з и в а ю т ь
наноматеріалами. |
Д е я к і з |
н и х є д у ж е |
м і ц н и - |
ми й водночас |
л е г к и м и |
і г н у ч к и м и . |
Із н и х |
в и р о б л я ю т ь т о н к і м о н і т о р и д л я к о м п ' ю т е р і в , м і н і а т ю р н і е л е к т р о н н і п р и л а д и , ф і л ь т р и д л я о ч и щ е н н я води і п о в і т р я від н а й д р і б н і ш и х т в е р д и х д о м і ш о к . Д л я н а д а н н я н а н о м а т е р і а л у п о т р і б н и х в л а с т и в о с т е й у ч е н і в и з н а ч а ю т ь о п т и м а л ь н і р о з м і р и часточок та їх р о з м і щ е н н я в р е ч о в и н і .
Ф а р м а ц е в т и ч н і п р е п а р а т и , створені і з залу - ч е н н я м н а н о т е х н о л о г і й , є е ф е к т и в н и м и п р и л і к у в а н н і б а г а т ь о х хвороб, о с к і л ь к и з д а т н і
д і я т и н а п е в н і д і л я н к и о р г а н і з м у , |
н е в п л и в а ю - |
ч и н а і н ш і . П р и к л а д о м т а к и х |
л і к а р с ь к и х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
засобів м о ж е |
с л у г у в а т и |
водна |
с у с п е н з і я |
нано - |
ч а с т о ч о к |
срібла, |
щ о в и я в л я є |
а н т и - |
м і к р о б н у |
дію . |
|
|
|
|
|
|
П і с л я |
того |
я к |
в і д к р и л и |
ф у л е р е н и |
(мал . |
147), |
у ч е н и м удалося |
створити |
вуглецевий |
матеріал |
-— |
|
нанотрубки. |
Ц е ч а с т о ч к и ц и л і н д р и ч н о ї ф о р м и , |
п о р о ж н і |
всередині; їх |
діаметр |
стано- |
в и т ь |
від |
к і л ь к о х |
нанометрів до |
кіль- |
к о х десятків |
нанометрів . Вони |
м а ю т ь |
в и г л я д згорнутих |
у трубки |
ш а р і в ато- |
мів Карбону (мал . |
148, а), |
сполучених |
один з одним т а к само, як і в графіті. О д н е і з з а с т о с у в а н ь н а н о т р у б о к
п о в ' я з а н е з к а т а л і т и ч н и м и р е а к ц і я -
1 Аналогічні розміри мають великі атоми, а також багато молекул.
Мал. 148.
Моделі нанотрубки (а) і графену (б)
м и . В у г л е ц ь — х і м і ч н о п а с и в н а р е ч о в и н а , а н а н о т р у б к и м а ю т ь р о з в и н у т у п о в е р х н ю . ї х д і а м е т р дає з м о г у під час п р о х о д ж е н н я газів і р і д и н б а г а т ь о м м о л е к у л а м к о н т а к т у в а т и з і с т і н к а м и м а т е р і а л у , н а я к и х п о п е р е д н ь о за- к р і п л ю ю т ь м о л е к у л и к а т а л і з а т о р а , і п і д в и щ у - в а т и свою а к т и в н і с т ь . Н а п о в е р х н і карбонової н а н о т р у б к и м о ж н а « п р и щ е п л ю в а т и » р і з н і ф у н к ц і о н а л ь н і г р у п и і з м і н ю в а т и в л а с т и в о с т і цього м а т е р і а л у я к к а т а л і з а т о р а .
Н е щ о д а в н о с т а л о в і д о м о п р о н а д т о н к и й
м а т е р і а л |
графен. Й о г о |
о с н о в а — ш а р а т о м і в |
К а р б о н у |
( р и с . 1 4 8 , б), |
а н а л о г і ч н и й і с н у ю ч и м |
у г р а ф і т і . Г р а ф е н було в и п а д к о в о в и я в л е н о на с к о т ч і , я к и й п е р е д ц и м к о н т а к т у в а в і з п о в е р х н е ю г р а ф і т у . З а ф і з и ч н и м и в л а с т и в о - с т я м и ц е й м а т е р і а л м а є багато п е р е в а г порів - н я н о з к р е м н і є м ( с и л і ц і є м ) , на в и к о р и с т а н н і я к о г о ґ р у н т у є т ь с я с у ч а с н а м і к р о е л е к т р о н і к а . В і д к р и в а ч і й д о с л і д н и к и г р а ф е н у А. Г е й м і К . Н о в о с ь о л о в о т р и м а л и Н о б е л і в с ь к у п р е м і ю з ф і з и к и в 2 0 1 0 р.
Д о с л і д ж е н н я в г а л у з і н а н о м а т е р і а л і в і нано -
т е х н о л о г і й потребують в и к о р и с т а н н я |
науко - |
вого о б л а д н а н н я і з |
ш и р о к и м и м о ж л и в о с т я м и , |
с у ч а с н и х методів |
м о д е л ю в а н н я будови |
речо- |
в и н , п о т у ж н о ї о б ч и с л ю в а л ь н о ї т е х н і к и . |
|
Х і м і я т а е н е р г е т и ч н і п р о б л е м и . Х а р а к т е р - н о ю о з н а к о ю п р о г р е с у л ю д с т в а є р о з в и т о к а т о м н о ї е н е р г е т и к и . Д о б у в а т и у р а н і з р у д и , в и р о б л я т и п а л и в о д л я я д е р н и х р е а к т о р і в , п е р е р о б л я т и р а д і о а к т и в н і в і д х о д и д о п о м а г а є н а у к а х і м і я .
. 3 0 1
Х а р ч о в і п р о д у к т и недостатньо в и р о б л я т и в необхідній к і л ь к о с т і . Потрібно забезпечити їх зберігання . Учені з а й м а ю т ь с я п о ш у к о м ефек- т и в н и х і водночас б е з п е ч н и х консервантів, стабілізаторів, емульгаторів .
В и к л а д е н и й у параграфі м а т е р і а л доводить,
що |
розвиток нашої цивілізації |
без |
впрова- |
дження досягнень хімічної науки |
та |
техноло- |
гії |
неможливий. |
|
|
ж г а ш
Основу б а г а т ь о х п р о м и с л о в и х технологій с т а н о в л я т ь х і м і ч н і р е а к ц і ї . Р о з ш и р ю є т ь с я с ф е р а в и к о р и с т а н н я біотехнологій — процесів перетворення речовин за участю мікроорга -
нізмів. |
П р і о р и т е т н и м и |
н а п р я м а м и |
розвитку |
хімії є |
д о с л і д ж е н н я н а н о м а т е р і а л і в |
і розроб- |
л е н н я |
способів їх добування (за допомогою |
нанотехнологій) . |
|
|
|
Х і м і ч н а |
н а у к а досягла з н а ч н и х |
успіхів у |
створенні |
матеріалів |
із |
заданими |
властивос- |
т я м и , |
я к і |
поступово |
з а м і н ю ю т ь т р а д и ц і й н і , |
допомагають у розв'язанні енергетичної проблеми.
Хімія забезпечує сільське господарство необхідними добривами, засобами захисту рослин, сприяючи збільшенню виробництва продуктів харчування .
ош
360. Назвіть кілька видів природної сировини, з якої добувають органічні речовини.
361. Які вимоги, на вашу думку, мають висуватися до матеріалів, що використовують: а) у космічній техніці; б) на морських суднах?
362. Уявімо ситуацію, коли запаси нафти на Землі майже вичерпалися. Якими можуть бути дії розвинутих країн із наближенням такої кризи?
363. Запитайте у своїх рідних, як вони готують тісто для пирога, млинців, інших борошняних виробів. Який рецепт можна вважати біотехнологією?
364. Знайдіть на маркуванні батарейок інформацію про елементи та сполуки, які містяться в цих джерелах струму.
365. Які хімічні елементи є головними складовими тих чи інших мінеральних добрив? Запишіть формули і назви відомих вам добрив різних видів.
366 . Метод переробки відходів гіпсу полягає у пропусканні суміші двох об'ємів амоніаку й одного об'єму вуглекислого газу в суспензію гіпсу у воді. Напишіть рівняння відповідної реакції та укажіть сфери використання її продуктів. Яка маса кожної сполуки утвориться з 1 т відходів, якщо масова частка гіпсу С а 3 0 4 • 2 Н 2 0 В них становить 43 %, а відносний вихід продуктів реакції — 90 %?
Хімія і людина
Матеріал параграфа допоможе вам:
усвідомити важливість «хімічної» безпеки в нашому житті; отримати інформацію про взаємозв'язки хімії та медицини;
зрозуміти, якої шкоди завдає людині вживання алкоголю і тютюнопаління.
Мал. 150.
Товари побутової хімії
. 3 04
Хімія і повсякденне життя. Із
д о с я г н е н н я м и |
хімії м и |
с т и к а є м о с я |
щ о д н я . |
В а ж к о |
у я в и т и |
ж и т т я |
без |
м и й н и х |
засобів, засобів д л я |
ч и - |
щ е н н я , |
фарб, |
л а к і в , б у д і в е л ь н и х |
с у м і ш е й , о р г а н і ч н и х р о з ч и н н и - к і в , і н ш и х п о б у т о в и х х і м і к а т і в (мал . 150), р е ч о в и н , я к і застосову- ю т ь д л я в е д е н н я д о м а ш н ь о г о господарства .
Мал. 152. Овочі та фрукти — джерело вітамінів
Л ю д и н а д а ю т ь п е р е в а г у в и к о р и -
с т а н н ю |
в о д и з п е р е в і р е н и х підзем - |
н и х д ж е р е л , к о л о д я з і в . М е ш к а н ц і |
д е я к и х міст У к р а ї н и б е р у т ь воду |
і з |
бюветів, |
у |
я к і |
в о н а н а д х о д и т ь |
із |
г л и б и н и |
у |
сотні |
м е т р і в . Д о с т а т н ь о |
я к і с н о ю |
є |
б у т и л ь о в а н а вода . |
|
В е л и к е з н а ч е н н я д л я н а ш о г о з д о р о в ' я м а ю т ь п о в н о ц і н н е х а р ч у - в а н н я , о п т и м а л ь н е с п і в в і д н о ш е н - ня б і л к і в , ж и р і в і в у г л е в о д і в у
р а ц і о н і , н а я в н і с т ь достатньої к і л ь - |
кості в і т а м і н і в ( м а л . 152), д е я к и х |
і н ш и х р е ч о в и н , а т а к о ж м і к р о е л е - |
м е н т і в . |
|
І з м е т о ю |
н а д а н н я х а р ч о в и м про- |
д у к т а м п р и в а б л и в о г о з о в н і ш н ь о г о |
в и г л я д у , |
п о л і п ш е н н я с м а к о в и х |
я к о с т е й , з б і л ь ш е н н я т е р м і н у з б е р і г а н н я у
н и х |
в в о д я т ь т а к з в а н і |
х а р ч о в і д о б а в к и — бар- |
в н и к и , п р и п р а в и , |
е м у л ь г а т о р и , |
стабілізато - |
р и , |
к о н с е р в а н т и . |
Не |
всі в о н и є |
к о р и с н и м и . |
Д е я к і р е ч о в и н и , п о с т і й н о п о т р а п л я ю ч и в о р г а н і з м л ю д и н и , н е г а т и в н о в п л и в а ю т ь на ш л у н о к і п е ч і н к у , з а г о с т р ю ю т ь х р о н і ч н і х в о р о б и , с п р и ч и н я ю т ь а л е р г і ю , в р а ж а ю т ь
і м у н н у с и с т е м у . Ц е |
особливо н е б е з п е ч н о д л я |
молодого |
о р г а н і з м у |
. |
Слід |
н а д а в а т и п е р е в а г у |
х а р ч о в и м |
п р о д у к т а |
м |
без |
с и н т е т и ч н и х доба- |
в о к , в и г о т о в л е н и м і з н а т у р а л ь н о ї , е к о л о г і ч н о чистої с и р о в и н и .
ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 24 Аналіз складу харчових продуктів, косметичних засобів, побутових хімікатів за їх маркуванням
Р о з г л я н ь т е |
е т и к е т к и |
н а п а к е т а х |
м а й о н е з у , |
с о у с у , |
г і р ч и ц і . Ч и м і с т я т ь ц і |
х а р ч о в і п р о д у к т и б і л к и , ж и р и , |
вуглево - |
д и , к а р б о н о в і |
к и с л о т и , |
а |
т а к о ж н е о р г а н і ч н і |
с п о л у к и , |
генетич - |
но м о д и ф і к о в а н і о р г а н і з м и (ГМО)? Чи є в н и х б а р в н и к и , е м у л ь -
г а т о р и , і н ш і х а р ч о в і д о б а в к и , що п о з н а ч а ю т ь л і т е р о ю Е і ц и ф р а м и ? У д о м а , с к о р и с т а в ш и с ь І н т е р н е т о м , з ' я с у й т е , ш т у ч -
ною чи п р и р о д н о ю є к о ж н а д о б а в к а , |
чи не ш к о д и т ь в о н а орга- |
н і з м у . |
|
|
|
За о п и с о м |
к о с м е т и ч н и х засобів |
і |
п о б у т о в и х х і м і к а т і в (мий - |
н и х засобів, |
засобів д л я ч и щ е н н я ) , |
в м і щ е н и м н а у п а к о в к а х або |
е т и к е т к а х , о х а р а к т е р и з у й т е ї х с к л а д . П р о ч и т а й т е п р а в и л а п о в о д ж е н н я з к о с м е т и ч н и м и з а с о б а м и , п о б у т о в и м и х і м і к а т а - м и т а о б ґ р у н т у й т е їх .
ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 25 Виявлення деяких неорганічних
іорганічних речовин у харчових продуктах, косметичних засобах
іпобутових хімікатах
У цьому досліді вам м о ж е бути запропоновано в и я в и т и :
• |
л у г и і к и с л о т и в м и й н и х засобах, засобах д л я ч и щ е н н я ; |
• |
к а р б о н а т и |
в |
з у б н і й пасті, р о з п у ш у в а ч і тіста; |
• г л і ц е р и н у к р е м і д л я р у к , ш а м п у н і ; |
|
• |
г л ю к о з у в |
меді, в и н о г р а д н о м у с о к у , |
с о л о д о щ а х ; |
• |
к р о х м а л ь |
у |
в а р е н і й ковбасі, соусі, |
т в е р д о м у к о н ц е н т - |
|
р а т і к и с е л ю |
або к р е м у ; |
|
• |
білок і а м і н о к и с л о т и у в а р е н і й ковбасі, я є ч н о м у п о р о ш к у . |
В и з н а ч т е , я к і р е а к т и в и в а м з н а д о б л я т ь с я д л я в и к о н а н н я п о с т а в л е н и х з а в д а н ь і за я к и х у м о в потрібно з д і й с н ю в а т и к о ж - н и й е к с п е р и м е н т . Я к і з о в н і ш н і е ф е к т и в к а ж у т ь н а н а я в н і с т ь певної с п о л у к и в д о с л і д ж у в а н о м у з р а з к у ?
Х і м і я і медицина . У н а ш ч а с п о м і т н о зростає к і л ь к і с т ь л і к а р с ь к и х засобів. Н о в і медич - ні п р е п а р а т и д а ю т ь з м о г у у с п і ш н о б о р о т и с я з х в о р о б а м и , я к і р а н і ш е в в а ж а л и с я н е в и л і к о в - н и м и . Б а г а т о р е ч о в и н , щ о в х о д я т ь д о с к л а д у л і к а р с ь к и х з а с о б і в , д о б у в а ю т ь х і м і к и . Д о ц и х р е ч о в и н в и с у в а ю т ь ж о р с т к і в и м о г и ; в о н и м а ю т ь б у т и д у ж е ч и с т и м и , о с к і л ь к и д о м і ш к и м о ж у т ь з а в д а т и с е р й о з н о ї ш к о д и о р г а н і з м у .