Тема: «Химия и повседневная жизнь человека».

Изучить материал лекции. Выполнить задания после лекции, сфотографировать и выслать ответ мне на почту или vk до 20.06.20.

Моя почта:elenbaff17@mail.ru

Урок № 82.

Лекция

Тема: «Химия и повседневная жизнь человека».

Химия, обладая огромными возможностями, создает не виданные ранее материалы, умножает плодородие почвы, облегчает труд человека, экономит его время, одевает, сохраняет его здоровье, создает ему уют и комфорт, изменяет внешность людей. Но та же химия может стать и опасной для здоровья человека, даже смертельно опасной.

Писатель-фантаст и ученый-биохимик Айзек Азимов писал в одной из своих повестей: «Химия — это смерть, упакованная в банки и коробки». Сказанное справедливо не только по отношению к химии, но и по отношению к электричеству, радиоэлектронике, транспорту.

Мы не можем жить без электричества, но оголенный провод смертельно опасен; мы любим смотреть телевизор, но за его задней панелью напряжение в тысячи вольт; автомобиль очень нам необходим, но под его колесами нередко погибают люди. Использование людьми достижений современной техники и химии требует высокой общей культуры, большой ответственности и, конечно, знаний.

Возьмем, к примеру, такие необходимые для здоровья человека вещества, как лекарства. Даже они могут быть исключительно опасными, если использовать их неразумно, неграмотно, например, при самолечении.

Давайте посмотрим, что имеется в домашней аптечке.

Домашняя аптечка

Пероксид водорода (Н₂O₂) — отличный антисептик. Однако если перепутать 1—2%-й раствор пероксида с пергидролем (30%-м раствором), то можно получить сильные ожоги на коже, слизистых оболочках.

Нашатырный спирт (водный раствор аммиака NH₂) возбуждает дыхательный центр. Этим пользуются, чтобы вывести больного из состояния обморока. Есть аммиак и в нашатырно-анисовых каплях, которые известны как отхаркивающее средство. Однако большие дозы аммиака могут остановить дыхание. А попав в глаза, он быстро проникает в ткани, вплоть до зрительного нерва, и может нанести ему глубокие, иногда необратимые повреждения.

Аспирин, или ацетилсалициловая кислота

— один из препаратов, который широко применяют как жаропонижающее, противовоспалительное, болеутоляющее и противоревматическое средство. Интересно, что это лекарство немного замедляет процесс свертывания крови. Этим нередко пользуются врачи для предотвращения образования тромбов после операций, а также при нарушении кровообращения.

Однако эти свойства аспирина могут вызвать и неприятные последствия в случае приема его в больших дозах. Способность сдерживать свертывание крови может привести к кровотечениям. А так как аспирин — это кислота, то его избыток может способствовать раздражению слизистой оболочки желудка и появлению язвы.

Лекарства для лечения сердечно-сосудистой системы — это валидол, корвалол, нитроглицерин. Последнее средство наиболее эффективно снимает спазмы сосудов сердца. Разумеется, если беспокоит боль в сердце, нельзя полагаться только на лекарства, необходимо обязательно обратиться к врачу!

В аптечке, конечно, найдутся средства лечения пищеварительной системы.

В случае употребления несвежей пищи или при нарушении простейших гигиенических правил в кишечник могут попасть чужеродные организмы, которые, размножаясь, вызывают тяжелое состояние — диспепсию.

Наиболее популярным средством борьбы с этим заболеванием является салол в чистом виде или как компонент лекарственной смеси.

Салол (фениловый эфир салициловой кислоты)

в щелочной среде кишечника гидролизуется до салициловой кислоты

и фенола

Оба эти вещества подавляют деятельность чужеродных микроорганизмов. Таким же действием обладают и другие средства: фталазол, сульгин.

Наряду с этими лекарствами, которые продаются без рецепта, есть более сильные, борющиеся с микроорганизмами. Это антибиотики, их без рецепта не продают. Если не жалеть сильнейших антибиотиков, чтобы избавиться от насморка, то может случиться так, что они не помогут при более серьезных заболеваниях. Дело в том, что поколения микроорганизмов сменяются очень быстро — каждые 20—50 мин, т. е. существуют отличные условия для быстрого естественного отбора наиболее приспособленных. Через достаточно большое число поколений — а их смена произойдет за 2—3 недели — в организме может остаться разновидность микробов, не только не боящаяся данного лекарства, но даже неплохо чувствующая себя в нем. Таким образом, появляется клан стрептококков или пневмококков, приученных к антибиотику.

Создателем отечественного антибиотика пенициллина (от латинского наименования плесени Penicillium по-tatum, из которой он выделен) стала профессор 3. В. Ермольева. Черты ее биографии и жизненного подвига использованы В. Кавериным в романе «Открытая книга» (возможно, вы видели по телевидению одноименный фильм).

Благодаря пенициллину и ряду других антибиотиков перестали быть смертельными воспаление легких и заражение крови.

В аптечке часто можно найти витамины. Строго говоря, это не лекарства, а жизненно необходимые организму вещества. В руках умелого врача разнообразные витамины — могучее средство укрепления организма, повышения общего тонуса, сопротивления заболеваниям.

В настоящее время широко используются поливитаминные препараты: «Компливит», «Ундевит», «Вит-рум» и др.

Лекарственные препараты — сильнодействующие средства, ими надо пользоваться осмотрительно. И если вы все-таки занялись самолечением, используя лекарства, когда-то прописанные вам врачом, или те, которые вы приобрели, увидев или услышав рекламу, прочитайте внимательно в инструкции к ним разделы: «Показания», «Противопоказания», «Дозировка и способ применения». Помните: неверное применение, высокая доза могут превратить лекарство в яд!

Впрочем, надо внимательно читать и неукоснительно выполнять Правили обращения с любым химическим веществом, используемым в быту.

Моющие и чистящие средства

Мы широко используем в быту различные моющие средства: для стирки белья, мытья посуды, стен, полов, раковин, окон, для чистки ковров и мягкой мебели.

В настоящее время мы широко используем синтетические моющие средства (CMC) — детергенты. Основой CMC являются синтетические поверхностно-активные вещества — ПАВ, в которых длинный углеводородный предельный (чаще всего неразветвленнын) радикал (как в мыле) соединен с сульфатной или сульфонатной группой. Их производство основано на продуктах переработки нефти.

Алкилбензолсульфонат натрия — основной компонент многих стиральных порошков. В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани (забивают поры, делают ткань грубой, блеклой, плохо воздухопроницаемой), кальциевые и магниевые соли сульфокислот хорошо растворяются в воде. Следовательно, многие CMC одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. CMC действуют не только в горячей воде, но также в теплой и холодной воде, что важно, например, при стирке тканей из искусственных волокон. Да и их расход по сравнению с расходом мыла гораздо меньше (около 25% мыла идет на связывание ионов).

Но ПАВ очень медленно разлагаются и, попадая со сточными водами в водоемы, оказывают вредное воздействие на живые организмы. Поэтому желательна очистка сточных вод от ПАВ в отстойниках, а в естественных условиях (в водоемах) их частично «съедают» гетеротрофные бактерии, которые входят в состав активного ила. Можно произвести биохимическую очистку в присутствии ферментов.

Кроме ПАВ, в CMC входят и другие компоненты: отбеливатели, смягчители, пенообразователи, ароматические отдушки.

Для примера приведем состав широко рекламируемого стирального порошка для ручной стирки "ОМО intelligent": поверхностно-активные вещества, карбонат натрия, энзимы, фосфаты, стабилизаторы, полимеры, карбонаты, силикаты, оптические отбеливатели, парфюмерные добавки.

В рецептуре CMC компоненты подбирают так, чтобы именно при указанной на упаковке концентрации достигалась максимальная моющая способность композиции в целом. Поэтому стиральный порошок не следует сыпать на глазок.

На каждой вещи, будь то рубашка, пальто, костюм или плащ, всегда есть символы. Они обозначают, как правильно стирать, гладить или сушить изделия, какие стиральные порошки можно использовать и какие нельзя.

Применять для мытья посуды CMC, предназначенные для стирки белья, не рекомендуется, так как эти препараты плохо смываются и могут попасть в пищу. Для мыть» посуды используют специальные препараты, однако и после их применения надо хорошо споласкивать посуду.

Средства для борьбы с бытовыми насекомыми

Регулярно убирая помещение, сохраняя в идеальной чистоте посуду, плиту, полы, белье, вы все-таки не гарантированы от появления в доме вредных бытовых насекомых. Бели они появились, то на помощь приходят инсектициды — средства для борьбы с насекомыми. Инсектициды применяют в виде растворов, эмульсий, суспензий, аэрозолей.

Химические средства гигиены и косметики

Слово «гигиена» происходит от греческого - «целебный, приносящий здоровье», а «косметика» — от греческого «искусство украшать себя».

Косметика и гигиена тесно соприкасаются, так как имеются косметические средства (лосьоны, кремы, шампуни, гели для душа и др.), которые выполняют и гигиеническую функцию.

Химии и пища

Вам известно, очевидно, выражение «хлеб наш насущный». Испокон веков понятие «хлеб» олицетворяло понятие «пища», и, наоборот, «пища» — это хлеб.

Теперь, конечно, под словом «пища» мы понимаем большое разнообразие продуктов питания, отличающихся по своему химическому составу и способам приготовления. С нищей в организм человека поступают белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли, вода. Все эти вещества в организме, как в химическом реакторе, претерпевают изменения, в результате которых он получает энергию, строит новые ткани, в общем, живет.

Человек — единственное существо на Земле, которое практически всю свою пищу подвергает химической или термической обработке. Попытаемся разобраться, что происходит с основными компонентами нашей пищи в процессе кулинарной обработки.

Жиры
Жиры составляют существенную часть нашей пищи. Они содержатся в мясе, рыбе, молочных продуктах, зерне.

Вы уже знаете, что главной составной частью всех жиров являются триглицериды — сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и карбоновых кислот, имеющих в углеводородном радикале до 24 атомов углерода. Однако в любом природном жире есть и другие компоненты.

Лецитин служит прекрасным эмульгатором, поэтому его используют в производстве шампуней.

Стерины — природные полициклические соединения очень сложной конфигурации. Важнейшим представителем этого класса соединений является холестерин (провитамин D), который встречается только в жирах.

Витамины. Ими богата печень рыбы и морского зверя, растительные жиры (Е, К), а также сливочное масло (A, D).

Пигменты — вещества, придающие окраску жирам. Хлорофилл придает бледно-зеленый оттенок конопляному маслу, каротиноиды окрашивают сливочное масло в желтый цвет.

Носители запаха очень разнообразны и сложны по строению, их более 20 в составе сливочного масла.

С химической точки зрения из всех компонентов пищевого рациона жиры наименее окислены (содержат меньшее число атомов кислорода). Поэтому процессы превращения жиров (гидролиз и самое главное — окисление) растянуты во времени и сопровождаются выделением большого количества энергии. Если неосторожно поджаривать пищу на сковороде, то пары жира могут легко загореться.

Растительные масла извлекают из семян масличных культур прессованием с последующим извлечением остатков масла из жмыха с помощью растворителей. Так как температура кипения их намного ниже, чем у масла, разделить их не представляет труда.

На основе растительных масел готовят пищевой продукт — маргарин, а также полуфабрикат для производства мыла и стеарина. При создании рецептуры маргаринов учитывают традиционные вкусы потребителей. К гидрожиру (илп саломасу) добавляют каротин, чтобы по цвету продукт был похож на сливочное масло. Запах масла имитируют, добавляя бутандион.

Бутандион имеет запах сыра, точнее, сыр пахнет бутавдионом. Для придания продукту вкуса добавляют сквашенное молоко, которое содержит молочную кислоту, повышающую и антибактериальные свойства маргарина. Питательную ценность повышают добавки витаминов А и О. И наконец, для того чтобы вся эта сложная смесь не разделялась на компоненты, вводят природные поверхностно-активные вещества (например, лецитин).

Жиры — скоропортящиеся продукты, прежде всего, из-за их взаимодействия с кислородом воздуха. Поэтому их (масло, маргарин) лучше хранить в специальной воздухонепроницаемой упаковке, в стеклянной или фарфоровой посуде и в холодильнике при температуре не выше +12 ºС (иначе скорость окисления сильно возрастает). Лучше хранить жиры в темноте, так как свет способствует образованию высокоактивных частиц свободных радикалов, которые значительно ускоряют процесс окисления.

При покупке не забывайте посмотреть срок годности продукта. В конце гарантированного на этикетке срока хранения у жиров может появиться кислый вкус, так как в результате гидролиза сложных эфиров образуется кислота. Ясно, что быстрее прокисает тот жир. который содержит больше воды. Очень быстро прокисает маргарин, в нем воды до 25%.

Углеводы
Углеводы — главные поставщики энергии организму человека энергия накопилась в процессе их фотосинтеза из углекислого газа и воды на свет в зеленых клетках растении. Мы получаем углеводы из зерновых, картофеля, фруктов и овощей. В мясе их мало.

Специалисты в области питания считают, что 60% потребности человека в энергии должны обеспечиваться углеводами. Ведь при их недостатке начинают сгорать жиры, а затем белки. Человек в день должен получать не менее 500 г углеводов.

Глюкоза легко проникает в кровь и транспортируется внутри организма. В клетках происходит окисление глюкозы, этот процесс сопровождается выделением энергии.

Глюкоза поддерживает ослабленный организм, нормализует пищеварение. Большие таблетки глюкозы с витамином С вам должны быть знакомы с детства. Это медицинский препарат. В природе глюкоза встречается в спелых фруктах, ягодах. Особенно мною ее в винограде, поэтому ее называют также виноградным сахаром. В крови человека содержится примерно 0.1% глюкозы. Анализ крови на сахар связан с определением ее содержания. Как избыток, так и недостаток глюкозы вредны для организма.

У фруктозы есть иное название — плодовый, или фруктовый, сахар. Фруктоза удерживает волу лучше, чем обычный сахар, поэтому ее добавляют в джемы и конфеты, чтобы предотвратить кристаллизацию (засахаривание). Фруктоза определяет и лекарственные свойства меда.

Белкн
Белки — природные высокомолекулярные соединения (биополимеры), структурную основу которых составляют полипептидные цепи, построенные из остатков а-аминокислот.

Вам известно, что жиры и углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода, а в состав белков, кроме этих трех элементов, обязательно входит азот. Некоторые белки содержат серу, фосфор и в микродозах железо, иод, марганец, цинк, медь.

Белки, поступающие в организм с животной (молоко, яйца, мясо и др.) и растительной пищей, гидролизуются в конечном счете до а-аминокислот.

Животные белки содержат все необходимые аминокислоты в достаточном количестве, а в растительных белках — некоторых аминокислот мяло или совсем нет. Поэтому приверженцам вегетарианства любителям растительной пищи — нужно немало потрудиться: надо составить меню так, чтобы обеспечить нужный для полноценного питания минимум аминокислот.

Сейчас часто говорят об искусственной пище, хотя этот термин не означает получение продуктов питания путем химических реакций. Речь идет о том, чтобы природным белковым продуктам (таким, как белки масличных, бобовых и зерновых культур) придать вкус и вид традиционных продуктов, включая и деликатесы.

Например, во Франции уже давно из растительного сырья производят искусственное мясо. Технология его получения заключается в том, чтобы выделить белки из соевых бобов и сформировать из них волокна, из которых затем можно изготовить слои, схожие по структуре с мясом. После добавления жиров и компонентов, придающих мясной вкус, эти продукты можно использовать как заменители мясе животных в рационе человека.

В нашей стране в Институте элементоорганических соединений им. Л. И. Несмеянова давно занимаются проблемами вкуса и запаха пищи. В настоящее время здесь могут синтезировать любой запах: лука, чеснока, банана, ананаса, ветчины, мясного бульона и т. д. В этом институте созданы искусственные продукты, которые могут составить меню хорошего обеда: черная икра, лососина, различные заливные блюда, суп куриный, бульон мясной и рыбный, мармелад различных сортов, соки.

Искусственная пища дешевле, она подготовлена и уже готова к употреблению. Ее производство позволяет решать проблемы некоторых дефицитных продуктов. Обратите внимание на этикетки упаковок с пищевыми продуктами. Там указано, какие пищевые добавки содержат купленные вами продукты питания.

Пищевые добавки способствуют сохранности продукта (консерванты), придают ему аромат (ароматизаторы), нужную окраску.

Итак, человек встречается с химией на каждом шагу. Наша жизнь, здоровье, настроение тесно связаны с бесчисленными химическими веществами и процессами вокруг нас и в нас самих.

Развитие человеческого общества сопровождается применением новых материалов и новых химических процессов во всех сферах деятельности человека. Химики дают в руки человека огромные возможности и силы, по при этом требуют грамотного, ответственного их использования, понимания сущности химических явлений.

Задание

Докажите, что без химии немыслим современный быт человека.