Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Пути развития химии

Курсовая

на тему

Исторические шаги

развития химии

История химии началась еще в глубокой древности. Металлы, стекло и первые строительные кирпичи - все эти материалы с появились в золе доисторических печей. Однако формирование химии как науки началось лишь в конце XVIII в. До сих пор существуют разработанные в то время химические процессы, например дубления, пивоварение, выплавка железа. Тогда они выполнялись без глубокого понимания, но с большой совершенством, поистине казались чудом химического искусства. Все необходимое человеку - еда, одежда, лекарства, краски - изготовляли путем переработки почти исключительно растительного и животного сырья. Когда растущий спрос не мог больше задоволнятися этим сырьем, химики стали проводить свои эксперименты с другими исходными материалами, такими, как поваренная соль, известняк, уголь и каменноугольная смола. Но даже и тогда они все еще не могли осознать почти безграничные возможности своей науки.

Долгое время усилия химиков были направлены исключительно на синтез природных веществ. Плоды начатых в этом направлении усилий теперь мы вполне можем оценить по достоинству: в наши дни синтезируются самые разнообразные продукты, начиная от аммиака и кончая гормонами насекомых. Однако основные материалы, например стекло, железо, сталь, медь, кирпич, керамика и натуральные волокна, были известны еще древним грекам. С конца XIX в. этот перечень дополнен собственно только целлюлозой, резиной и алюминием. Казалось, что химии назначено изначально двигаться в границах, очерченных природой. И только с появлением в первой половине XX в. синтетических веществ химикам удалось преодолеть этот «при -

родный барьер ». Теперь даже простым людям ясно, что химия обладает производительными силами, которые позволят далеко превзойти природные образцы. По мере развития химии все больше возрастают возможности синтезирования самых сложных природных речовин.Але еще быстрее растет возможность создания принципиально новых веществ, в которых в природе нет никакого аналогов: г.ечовин с непредвиденными, необычными свойствами или с комбинацией таких свойств.

Основанный на анализе веществ синтез совершенно новых продуктов и материалов делает химию мощной производительной силой. Потенциальные возможности химического преобразования и изменения природных веществ в интересах человека поистине безграничны. Все возрастающим потоком текут в «реторты» химиков нефть, газ, уголь, минеральные соли, силикаты и руды, превращая в краски, лаки, милая, удобрения, моторные топлива, пластмассы, искусственные волокна, средства защиты растений, биологически активные вещества, лекарства и исходное сырье для химических производств. Полученные в конце более или менее длинной цепи преобразований готовые продукты время имеют в тысячи раз большей ценностью, чем исходная сировина.Темпы научно-технических в области химии быстро растут во всем мире. Если в середине XIX в. на преобразование чернового варианта процесса электрохимического получения алюминия (1854 гг.) в промышленный метод надо было 35 лет, то в 50-е годы нашего века крупномасштабное производство полиэтилена низкого давления было создано менее чем за 4 года. На внедрение разработанного в лаборатории метода в промышленность в настоящее время требуется в среднем 6-10 лет, однако при очень благоприятных условиях это время может быть сокращен до трех лет. На крупных предприятиях примерно 25% общих оборотных средств расходуется в течение десятилетия на новые методы и изделия, а через 10 лет химические заводы и фабрики уже обновляют свой ассортимент. Таким образом, химические предприятия во всех странах в настоящее время выпускают 50% продукции, который 20 лет назад вообще не было. На некоторых химических комбинатах доля такой продукции достигает

даже 75-80%.

Однако разработка новых химических продуктов требует больших материальных затрат. Например, чтобы создать лишь несколько новых лекарственных препаратов, которые можно будет пустить в промышленное производство, нужно изготовить Не менее 4000 веществ. Для средств защиты растений эта цифра может достигать и 10 & nbsp ;.В недавнем прошлом в США на каждый введенный в производство химический продукт приходилось 450 теоретических разработок. Из них отбирали 98 вариантов для лабораторных испытаний, а затем 8 для опытного производства на химических установках. Несмотря на эти колоссальные расходы не более 50% отобранных после промышленных испытаний продуктов имели какое-либо хозяйственное значения. Но значение этих продуктов такое высокое, что без полностью перекрывает стоимость непродуктивной разработки. Польза химических изделий для общества окупает все затраты на научные разработки и внедрения их в промышленность. Поэтому нет ничего удивительного в том, что в индустриальных странах средства, затрачиваемые на исследования в области химии, в среднем почти вдвое превышают ассигнования на другие отрасли промышленности. Почти 20% мировых патентов выдаются на открытие изобретения в области химии, в чем особенно ярко отражается прогрессивный характер этой науки.

Несомненно, что сейчас химия со своими продуктами, методами и концепциями стоит на путях, ведущих в будущее. Но ее успешное продвижение вперед тесно связано с другими дисциплинами, особенно с физикой, техникой и биологией, и эта взаимосвязь приводит к возникновению приграничных наук в области которых химия играет роль авторитетной «повитухи». Все более отчетливо проявляются в развитии химической промышленности тенденции взаимного проникновения и взаимного влияния отдельных составных частей и дисциплин. Развитие современного химического производства немыслимо без развития и совершенствования методов монтажа установок, электроники, измерительной, управляющей и регулирующей техники, научного приборостроения, а также без улучшения сырьевой базы и энергетического хозяйства. Для всех этих отраслей хозяйства химия становится главным потребителем. Одновременно для своих основных поставщиков она разрабатывает новые продукты и методы, а также различные вспомогательные средства, ускоряющие прогресс этих отраслей.

В связи с этим планирование научно-техническогох месторождений слишком мало, они очень неравномерно распределены по земному шару и быстро истощаются. Почти ни одна страна на планете не располагает запасы всех необходимых видов сырья и не может обойтись без их импорта.

И все-таки следует констатировать, что сырье, добываемое современными техническими средствами, во всех частях света более или менее угрожающе исчерпывается. Отсюда некоторые комментаторы делают вывод, что все более быстро движется экспресс мировой экономики который вскоре рухнет в бездну. Действительно, ресурсы матери-земли хотя и очень большие, но ограничены, поэтому человеческое общество на нашей планете не сможет долго развиваться на основе дедовских методов добычи сырья. Однако, с другой стороны, элементы, находящиеся в природе, как бы интенсивно они не эксплуатировались, не уничтожаются, а только переходят в другие соединения. Таким образом, резервы элементов на Земле остаются постоянными и уменьшаются быстрыми темпами не естественные ресурсы вообще, а только та их часть, что вводится в экономический оборот на современном уровне развития.

Когда в XVII и XVIII вв. французские леса, служившие в то время калиевой сырьем для производства стекла, были опустошены, говорили о непреодолимой кризис стекольной промышленности надвигающейся а также пророчили скорый закат ее во Франции. Ничего подобного не произошло, дефицит был вовремя ликвидирован ЛеБланк (содовый процесс 1789 г.). Если какой-то процесс в будущем окажется в подобной ситуации, то кризис ему не грозит, может только повыситься стоимость решения проблемы, потому что «валютой», оплачиваемых подобные дефициты, становится энергия.

ждународные течения, так что в будущем при равном импорте сырья мы будем тратить на это большую часть национального дохода, чем раньше. Тем более сохранения постоянных потребительских цен в стране мы должны оценить как огромную заслугу социалистического общества.

Более 80% мировых сырьевых ресурсов и топлива потребляются в наше время только одной третьей частиною населения Земли. Несмотря на это, потребности в сырье очень быстро повышаются не только в развивающихся странах, но и в промышленно развитых странах. Чтобы обеспечить эти возрастающие потребности, следует постоянно форсировать возможности открытия новых резервов сырья. Для этого наиболее подходящими являются следующие пути:

- разработка не затронутых до сих пор участков земной коры, включая сырье, содержится в морской воде;

- переход к эксплуатации более бедных месторождений;

- утилизация отходов, остатков и использованных материалов;

- замена дефицитного сырья горючими материалами. Большие надежды возлагаются на те области планеты, геологически еще мало разведаны. Перспективным является морской шельф, находящийся на глубине около 200 м. Эти подводные континенты, общая площадь которых в 1,5 раза больше Азии, в будущем станут источниками многих видов сырья. Ежегодно из морской воды в начале 70-х годов добывалось сырья более чем на 6 млрд. Руб., А к концу тысячелетия этот объем предполагается увеличить до 40-50 млрд. Руб.

Когда речь заходит о проблемах сырья, то вскоре центр тяжести переносится на обсуждение того, как обстоит дело с металлами. При этом вполне уместно сказать: позаботимся о металлах!

Химическое сырье

Для производства различных продуктов питания, предметов и материалов требуется соответствующая сырье, которое называют еще вы-обходимо материалом.

В зависимости от уровня развития техники и экономики народного хозяйства требования к сырью могут быть разные, но в основ-ном сырье должно быть в природе в большом количестве, быть дешевой, доступной для добычи. Все больше ис-ся отходы различных производств. То, что совсем недавно было от-ходами или даже отбросами, сегодня уже используется как сырье. Так, хлорид калия был уходом в производстве хло-Риду натрия, а сейчас он является ценным веществом. Производили кокс для металлургической промышленности, а коксовые газы при этом выбрасывались в воздух какотбросы. Сейчас эти газы - источник ценнейших веществ. В свое время хлорид водорода был отбросами в производстве соды по способу Леблана.

Сырье для химической промышленности можно разделить на следующие труппы:

И. Минеральное сырье, добываемой из природных месторождений

а) горючие ископаемые (уголь, торф, сланцы, нефть, горючие газы;

б) горные породы, из которых можно добывать металлы в чистом виде; в) нерудное сырье -неорганични природные вещества, из которых добываются металлы, хотя во многих из них содержатся металлы (например, хлорид натрия, хлорид калия, сульфаты, карбона-ти, фосфаты различных металлов и т.д.).

2. Растительное и животное сырье: древесина, зерно, картофель, сахарная свекла, солома, кожа, жиры и т. Д.

Вода и воздух.

Есть твердая, жидкая и газообразная сырье, а по химическому составу ее разделяют на неорганическую и органическую.

Современная химическая промышленность использует все известные виды полезных ископаемых. Руды дают металлы и различные газы как побочные продукты. Уголь и нефть, кроме энергии дают нам сырье для синтеза красителей, лекарственных препаратов, пластических масс, растворителей, моторного топлива, масел и т. Широко ис-ся в химической промышленности также растительная и животная си-Ровинь. Из нее производят пищевые продукты, ткани, кожаные товары, красители, лекарственные препараты.

Неметаллические полезные ископаемые используются для произ-водства многих веществ и материалов. С горных пород получают строительные материалы, кислоты, соли, газы. Широко известны такие неметаллические породы, как поваренная соль, сера, апатиты и фосфориты ,. серный колчедан, известняки, их можно использовать и для к-ние металлов (например, карналлита добывают магний, из хлорида натрия - натрий).

Добытые из земли полезные ископаемые содержат так называемую пустую породу, то есть различные примеси к основному минерала. Например, алюминиевые руды бокситы содержат значительное количество кремнезема и оксида железа, которые по окиси алюминия является пустой породой.

Добываемую с земной коры ту или иную полезное ископаемое сначала подготавливают к отделке. Чаще всего подготовка заключается в обогащении, то есть очистке от пустой породы и увеличении таким образом содержания основного компонента. Кроме того, сырье часто измельчают или брикетируют и агломерують, то есть прессуют или спекают, чтобы получить сырье в компактном состоянии. Самым распространенным методом обогащения руд флотация - отделение одного минерала от другого на основе их свойства смачиваться либо не смачиваться водой.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ

Современная химическая промышленность делится на отдельные группы предприятий, производящих химические продукты с определенной области, а именно: 1) горнохимическая промышленность, которая производит апатито-фосфоритной и калийную сырье, химическое минеральное сырье; 2) основная химическая промышленность - предприятия, производящие кислоты, щелочи, соли, газы, минеральные удобрения и т. П .; 3) анилинобарвникова промышленность; 4) производство синтетических и других платмас и пластических масс; 5) производство искусственного волокна; 6) производство синтетического каучука; 7) производство различных других

синтетических продуктов-спиртов, альдегидов, кислот, углеводов и т. П .; 8) производство химико-фармацевтических препаратов; 9) вы-робництво фотохимических препаратов; 10) лесохимия, объединяющая производства растительных экстрактов, сухой перегонки древесины, гидролиза древесины, эфирных масел, ду-бильные экстрактов, растительных смол и др .; 11) лакокрасочные вы-изводства; 12) резиново-асбестовые производства.

Все отрасли химической промышленности тесно связаны между собой и с другими близкими по характеру отраслями производства, особ-ливо такими, как металлургия, производство строительных материалов, стекла и фарфоро-фаянсовых изделий, кожи, бумаги.

Применение химической продукции в сельском хозяйств!

является залогом высоких урожаев. Использование химической продукции в различных отраслях народного хозяйства способствует техническому про-гресса повышает культуру произицтва.

ВОДА В химическом производстве

Вода в химическом производстве играет чрезвычайно важную роль. Она применяется как технологический компонент в различных производственных процессах: для растворения, разведения, варки и т. Д. Огромная роль воды и как химического сырья: она или входит в состав готовой продукции, или выделяется при образовании основного продукта, а затем испаряется, отстаивается , видфильтро-ся и тому подобное. Большинство химических процессов происходит в водных растворах. Иногда вода играет роль катализатора. Например, с совершенно сухим хлором не реагируют даже щелочные металлы. Окислительные процессы без воды часто происходят совсем в другом направлении, чем с участием хоть незначительной ее количества.

Вода широко используется в химической промышленности как рабочий агент в паровых машинах в качестве теплоносителя для передачи .Давление, энергии и т.

Трудно перечислить все способы использования воды в химической промышленности. Достаточно сказать, что на производство 1 т аммиака тратит ться от 150 до 450 т свежей и 600 -1850 т оборотной воды; на 1 т химического волокна - 300-900 т свежей и 650-4500 т оборотной воды, т.

Загрузка...