Прикладная химия - Роза Рыскалиева, Ляйла Тугелбаева, Раушан Ашкеева (2016)

Химические основы создания и эксплуатации материалов: не меньшее значение в нашей жизни играют различные материалы. Сейчас, когда многое человечеством освоено и используется (например, чистые и сверхчистые металлы, различные сплавы с рассчитанными свойствами, проводники, сверхпроводники, магнитные материалы, строительные, оптические, полимерные, керамические материалы, различные покрытия, смазочные материалы и многое др.) встает вопрос создания материалов с заданными свойствами. Также очень важен экологический аспект использования различных материалов. Например, толчком для развития и производства полимеров послужил дефицит ряда природных материалов. По мере развития науки о полимерах выяснилось, что они открывают новые возможности для создания материалов с комплексом свойств, неизвестных ранее. Многие достижения в области космической техники, радиотехники, электроники и в других областях были бы немыслимы без гаммы новейших полимерных материалов, обладающих необходимыми физическими, химическими, механическими и электрическими свойствами. В настоящее время трудно найти отрасль сельского хозяйства, где бы ни применялись полимеры. Гигантские молекулы обеспечили новыми материалами не только промышленность, но и помогли обуть и одеть человечество. Изделия из искусственных синтетических волокон, меха, кожзаменители стали неотъемлемой частью гардероба любого современного человека. По гигиеническим свойствам предпочтительны натуральные ткани, сейчас и по этим показателям синтетические материалы приблизились к природным. Новые материалы зачастую оказываются лучше старых, надежнее, долговечнее. Например, стальная труба может выйти из строя через 3-5 лет, а в особо жестких условиях эксплуатации – 1,5-2 года, в то время как пластмассовые трубы служат 20-30 лет. Или из силиконового каучука в настоящее время изготавливают искусственные органы (например, клапаны для сердца, сосуды, фрагменты суставов), чего нельзя сделать из природного каучука. И таких примеров очень много. Все это огромное количество химической продукции с течением времени переходит в отходы. Отслужив свой срок, полимерные материалы, являясь синтетическими продуктами, ранее не существовавшие на Земле, разлагаются крайне медленно (50-60 лет). Они не подвергаются гниению, коррозии, а превращаются в долгоживущие отходы. Тоже касается металлических и неметаллических материалов. Серьезные экологические проблемы связаны с жилыми помещениями. Источниками вредных веществ служат мебель, линолеум, применение различных химикатов, процесс приготовления пищи и т.д. Например, современная мебель выделяет заметные количества токсичных веществ, что связано с применением древесно-стружечных плит на синтетических смолах, использование лаков, красок. Исследования показали присутствие в воздухе помещений формальдегида, ацетофенона, стирола, фунгицида и т.п.

Химические аспекты решения продовольственной проблемы: химия как косвенно, через сельское хозяйство, так и непосредственно оказывает влияние на решение продовольственной проблемы. Без химизации сельского хозяйства немыслимо развитие современного общества. Сохранение плодородных почв под земледельческими угодьями, пастбищами и лесами – основное условие устойчивого развития общества. Важным фактором антропогенного воздействия на почвенные экосистемы является применение минеральных удобрений. С ними в большей мере связывают успехи современного сельского хозяйства. При сборе урожая, человек изымает из почвы биогенные элементы, накопленные биомассой растений. На поля необходимо вносить эквивалентное количество биогенных элементов. Для этого в сельском хозяйстве используют удобрения. Как недостаток, так и избыток удобрений наносит вред окружающей среде и здоровью человека. Экологических проблем, связанных с использованием удобрений очень много, например, проблема нитратов.