Что значит прикладная химия
«Фундаментальная и прикладная химия» (специалитет)
Фундаментальная и прикладная химия
Степень: Химик. Преподаватель химии
Наиболее распространенные экзамены при поступлении:
А также возможны экзаменационные испытания по биологии (на усмотрение вуза).
Существует несколько форм обучения: очная, очно-заочная, заочная.
Срок обучения составит 5 лет.
Описание специальности
Исследование химических процессов, выявление закономерностей их протекания, способы управления ими — это и есть области профессиональной деятельности студентов «фундаментальной и прикладной химии».
Основные виды профессиональной деятельности:
Предусмотрена учебная и химико-технологическая практика, которая проводится в лабораториях учебного заведения и на химических предприятиях.
Основная задача обучения — это формирование у студентов химического мышления, которое характеризуется знанием особенностей химической формы организации материи, умением ставить эксперименты, способностью определять взаимосвязи между химическими системами и пониманием условий их функционирования.
Изучаемые предметы
Специалисты изучают иностранный язык в течение четырех лет.
Дисциплин, направленных на изучение химии, достаточно много:
Также студенты изучают высокомолекулярные соединения.
Навыки и умения, приобретаемые в ходе подготовки
Выпускники способны использовать базовые знания, полученные в ходе обучения, в своей профессиональной деятельности. Специалисты хорошо знакомы с информатикой, имеют навыки использования программных средств, умеют создавать базы данных и использовать ресурсы глобальной сети.
Выпускники будут знать принципы работы современной научной аппаратуры и смогут ей пользоваться. Они будут владеть современными компьютерными технологиями, которые нужны для обработки результатов, полученных в ходе научных экспериментов. Научатся владеть синтетическим и аналитическим методами исследования.
Специалисты получат теоретическую базу данных в области экологической химии и будут готовы применять свои знания в различных сферах современной жизни. Они смогут оценивать экологические риски на предприятиях и анализировать экологическую ситуацию в целом.
Будущая профессия
Основные профессии — это химик и химик-технолог.
Выпускники способны заниматься научной деятельностью:
Можно стать прикладным специалистом: создавать новые материалы и химические технологии. Затем следить за их качеством, занимая при этом должность химика-технолога.
Специалисты могут применить свои знания и способности на косметическом, фармацевтическом и химическом производствах.
Также есть возможность построить свою карьеру в научно-исследовательской области.
Чем отличается химия от прикладной химии?
Вынесенная в заголовок постановка вопроса как правило подразумевает в качестве антитезы химии прикладной химию фундаментальную (то есть «более теоретическую» как науку).
Определения
Под химией вообще принято понимать одну из наиболее важных и де-факто обширных областей естественного научного знания: науку о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава (химических реакциях), а также о законах/закономерностях, которым эти превращения подчиняются.
Весьма показательно данное в толковом словаре начала прошлого века определение: «химия прикладная (иначе — техническая) служит повседневным пособием искусствам и ремёслам, изучая свойства, химсостав и способы изготовления употребляемых в промышленном производстве и искусствах разнообразных веществ».
Немного истории
Часто даже в разнообразных учебниках можно встретить утверждение, что предтечей химии в современном понимании является алхимия — что по сути своей неверно. Химия прикладная в своём «нативном состоянии» существовала даже тогда, когда понятия об алхимии не существовало вовсе.
Проиллюстрировать это можно на примере древнейшего (известного как минимум за три «с большим хвостиком» тысячи лет до Новой Эры) способа получения меди из малахита: мы уже никогда не узнаем доподлинно, как звали того любопытного и наблюдательного нашего предка, что развёл костёр возле выхода малахитовой жилы на поверхность. Желал ли он просто перекусить и согреться на ночь, или же просто захотел при более ярком свете рассмотреть «странные зелёные камушки» нам неведомо — но утром он оказался настолько наблюдателен, что заметил крошечные вкрапления выделившейся из кусочков малахита чистой меди среди золы и углей. Предок оказался сметлив настолько, что намеренно повторил эксперимент в большем объёме — и затем уже его потомки сотни лет получали этим способом металлическую медь из «зелёных камушков» (медь из серных руд научились получать много-много позже).
В этом контексте вышеупомянутую алхимию следует рассматривать как продиктованную примитивным анимизмом (а затем и антропоморфизмом — ведь поныне существуют вполне понятные с точки зрения обывателя фразы вроде «царь металлов золото», «благородные металлы» и так далее) механистическую попытку включить в круг своих повседневных понятий и затем предсказать «как же эти превращения веществ устроены и как работают» не имея ни малейших представлений об истинной внутренней сути происходящих процессов.
Резюме
На сравнении прикладной химии и «химии вообще» (как фундаментальной науки) хорошо видно регулярно встречающееся философское противопоставление «частное-общее«: в отличие от фундаментальной, прикладная химия занимается частными вопросами, связанными с повседневным (в том числе — производственным) применением химического знания в абсолютно любых сферах непосредственной человеческой деятельности. Фундаментальная же химия во всех своих ипостасях (химии аналитической/квантовой/коллоидной/физической/органической-неорганическую и многих-многих других) предоставляет химии прикладной соответствующий инструментарий/знания.
Предмет и задачи прикладной химии
Прикладная химия
Учение о химическом производстве, основные задачи, решаемые химической технологией, характеристика важнейших химических производств и аппаратов. Современные требования к химическим производствам экономического, структурного и экологического характера, проблема техники безопасности, химизация экономики и социально-бытовой сферы общества. Химия и энергетика. Химия и новые материалы. Химия и биорегуляция. Химия и создание продуктов питания. Проблема направленного синтеза практически важных продуктов.
Целью изучаемой дисциплины является подготовка высококвалифицированных учителей химии, способных освещать в школьном курсе, в том числе в условиях профильного обучения вопросы химической и биологической технологии на уровне современного состояния науки и промышленности.
Задачи изучаемой дисциплины:
сформировать представление об основных направлениях и тенденциях химизации в мире и в нашей стране.
изучить проблемы энергетики и основные направления использования традиционного топлива и перспективных источников энергии.
рассмотреть направления решения проблемы создания материалов с заданными свойствами.
показать социальные, экологические и научные проблемы использования удобрений и пестицидов, основные направления использования достижений химии в сельском хозяйстве.
рассмотреть основные средства бытовой химии (синтетические моющие средства, чистящие и отбеливающие вещества, краски, средства гигиены) и правила безопасного обращения с ними.
познакомить студентов с химической сущностью процессов, происходящих при кулинарной обработке пищевых продуктов и правилами рациональной кулинарной обработки продуктов.
рассмотреть, в каких темах школьного курса, и в каком объеме изучаются вопросы прикладной химии.
неорганическая, органическая, физическая химия виды энергоресурсов, Процессы окисления
органическая химия: Состав горючих полезных ископаемых
неорганическая химия: Водород как топливо
биология, биохимия: Фотолиз воды, Жиры, белки, углеводы, превращение веществ в организме, витамины
общая и физическая химия: Химические источники тока, Защитные покрытия
химия окружающей среды: Проблемы энергетики
физическая и коллоидная химия: ПАВ
Химическая промышленность объединяет множество специализированных отраслей, разнородных по сырью и назначению выпускаемой продукции, но сходных по технологии производства.
В состав современной химической промышленности России входят следующие отрасли и подотрасли.
Отрасли химической промышленности:
основная (неорганическая) химия (производство неорганических кислот, минеральных солей, щелочей, удобрений, химических кормовых средств, хлора, аммиака, кальцинированной и каустической соды);
производство синтетических красителей (выработка органических красителей, полупродуктов, синтетических дубителей);
производство синтетических смол и пластических масс;
производство искусственных и синтетических волокон и нитей;
производство химических реактивов, особо чистых веществ и катализаторов;
фотохимическая (производство фотокинопленки, магнитных лент и других фотоматериалов);
лакокрасочная (получение белил, красок, лаков, эмалей, нитроэмалей и т.п.);
химико-фармацевтическая (производство лекарственных веществ и препаратов);
производство химических средств защиты растений;
7. производство товаров бытовой химии;
производство пластмассовых изделий, стекловолокнистых материалов, стеклопластиков и изделий из них.
8. микробиологическая отрасль.
Отрасли нефтехимической промышленности:
производство синтетического каучука;
производство продуктов основного органического синтеза, включая нефтепродукты и технический углерод;
резиноасбестовая (производство резинотехнических, асбестовых изделий).
Кроме того, на базе отходящих газов и побочных продуктов определенная часть химической продукции вырабатывается в коксохимической промышленности, цветной металлургии, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей (лесохимия) и других отраслях. По технологическому признаку к химической промышленности можно отнести производство цемента и других вяжущих, керамики, фарфора, стекла, ряда продуктов пищевой, а также микробиологической промышленности (белково-витаминные концентраты, аминокислоты, витамины, антибиотики и др.).
Предмет и задачи прикладной химии
Кх = Мхим / Мхим +Мнехим,
Химическая промышленность подразделяется на отрасли широкой специализации (горная химия, основная химия, производства органического синтеза и т.д.) и отрасли узкой специализации (производство минеральных удобрений, пластмасс, синтетических каучуков, красителей и т.д.). Продукция химической промышленности по принятой в стране классификации сгруппирована в 7 классов:
1) продукты неорганического синтеза,
2) полимерный материалы (синтетические каучуки, пластмассы, химические волокна),
3) лакокрасочные материалы,
4) синтетические красители и полупродукты,
6) химические реактивы и чистые вещества,
7) химико-фармацевтические препараты.
Основные направления химизации в различных регионах мира. С химизацией народного хозяйства РФ в настоящее время тесно связана проблема конверсии оборонного производства. Она вытекает из необходимости перестройки всей промышленности, в которой удельный вес продукции для нужд военно-промышленного комплекса и сосредоточившего высококвалифицированные научно-технические кадры, достигает 80-90%. Перевод значительной части оборонного потенциала на производство гражданской продукции, в том числе и химического назначения.
Проблемы химизации: научные, производственные, финансовые, этические и нравственные, социальные и экологические. Химия и хемофобия. Международное сотрудничество в области прикладной химии (КЭМРОН и подобные организации). Все возрастающие масштабы научной и производственной деятельности человека, его воздействие на окружающую среду, влияют не только на материальное производство, но и на все стороны жизни общества. В эпоху НТП важное значение приобретает проблема этики науки, то есть те моральные нормы, которые регулируют взаимоотношения между деятельностью ученого и социально-этическими правилами. Нарушение этических норм может иметь глобальные последствия в виде ухудшения среды обитания, разрушения природных экологических систем, изменения генофонда населения.
На сегодня только в химической промышленности ежегодно производится около тысячи новых химических веществ и соединений при 800 тыс. находящихся в обращении на мировом рынке и 7 млн. известных соединении, в том числе особо опасных веществ, объем производства которых соответствует сотням триллионов летальных доз. Проявление тенденции к росту интенсивности опасных технологических аварий и катастроф, накоплению вредных и токсических отходов при увеличении численности и концентрации народонаселения и материальных богатств на сравнительно ограниченных территориях обусловливает рост масштабов ущерба и потерь. Масштабы техногенной опасности становятся соизмеримыми с масштабами стихийных бедствий. Только количество крупномасштабных технологических катастроф за два последних десятилетия в мире выросло в три раза, преждевременная смертность возросла на 15-25?, а ущерб от них и высоко токсичных техногенных загрязнении даже в такой развитой стране, как США, превышает 7? ее валового продукта. Свыше 10 млн. человек официально являются экологическими беженцами, не считая нашей страны. Вce это свидетельствует о необходимости координации усилий в обеспечении промышленной безопасности как на национальном, так и мировом уровне, об актуальности изучения данной дисциплины.
В общемировой практике обеспечение промышленной безопасности осуществляется путем а) снижения вероятности реализации поражающего потенциала современных технологических объектов и производств (учетом известных промышленных аварий, происшедших в мире в последнее десятилетие, выработаны законы, принципы и рекомендации по безопасности общества от промышленных аварий и катастроф, включенные в законодательства промышленно развитых стран);
б) подготовки к эффективным действиям и их реализации в условиях природных катастроф и чрезвычайных ситуаций (ЧС) экологического и технического характера, обеспечивающих минимум риска, социально-экономического ущерба и людских потерь. Ряд крупномасштабных аварий и катастроф в Мексике, США, СССР и др. привел к колоссальному ущербу и негативным последствиям, вовлечению в возникшие ЧС населения, окружающей среды, экономических структур.
Решение задач первого направления связано с изучением условий проведения технологического процесса и выявление критических значений параметров, выход за которые может привести к возникновению и развитию аварийных ситуаций с последующим возможным переходом к чрезвычайной ситуации.
Решение задач второго направления исследований связано с оптимизацией трудовых, материальных и финансовых ресурсов при предупреждении причин, локализации исключения возможностей развития крупных технологических аварий и катастроф и смягчения или минимизации их негативных последствий.
На сегодня в США, Японии, Канаде и странах Западной Европы создана международная система подготовки к ЧС технологического характера, обеспечивающая уведомление населения конкретных регионов о потенциальной опасности существующих там промышленных объектов, учитывающая мнение населения (а не только заинтересованных министерств, фирм и ведомств) при принятии разнообразных стратегических и тактических решений. Основой формирования планов действий и подготовки населения к ЧС в этой системе являются сценарии возникновения и развития возможных аварий на промышленных объектах.
Основой планов ликвидации аварий в нашей стране долгое время являлись, главным образом, различного вида нормативы и рекомендации общего характера, слабо учитывающие специфику опасностей для конкретных регионов, характер негативного влияния отдельных промышленных предприятий на экологию и экспозицию населения при реальном развитии аварийных ситуаций. Принятие Россией закона по безопасности промышленности и населения, учитывающего риск возникновения природных и техногенных катастроф, изменило ситуацию, привело к эффективным разработкам, связанным с обеспечением как безопасности и живучести функционирования сложных технических систем, так и с защитой жизни и здоровья населения, экономики и окружающей среды.
Ныне в качестве нормативно-правовой базы можно указать:
Закон РФ о промышленной безопасности опасных производственных объектов от 20.06.97 г.
2. Положение о декларации безопасности промышленного объекта РФ, постановление Правительства РФ №675 от 01.07.95
3. Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов, постановление Госгортехнадзора России №29 от 12.07.96 г.
4. Руководящие принципы по предотвращению ЧС, готовности к действию при химических авариях. Руководство для государственных органов, рабочего персонала и прочих заинтересованных сторон, 1993 и множество отраслевых нормативных документов.
Весь исторический опыт развития цивилизации свидетельствует о том, что оно никогда не было бесконфликтным и непротиворечивым процессом. В доисторический период человек мало чем отличался от всеядных млекопитающих по характеру своего взаимодействия с биосферой, частью которой он является. Развитие человеческой популяции, её безопасность на этом этапе определялись климатическими (качеством воды, воздуха и т.д.), пищевыми и биотическими (внутривидовое и межвидовое) свойствами окружающей среды. По мере развития цивилизации влияние различных факторов, угрожающих существованию человека, приводило к качественным изменениям в образе жизни и характере организации общественного производства.
Потребность в защите от неблагоприятных природных воздействий привела к развитию строительной индустрии, ткацких и прядильных производств, что в свою очередь потребовало развития горного дела,. металлургии, промышленности строительных материалов, красителей, станкостроения, энергетики и т.д. Эпидемии, возникавшие в результате роста численности населения и повышения плотности его размещения, привели к необходимости коренного улучшения санитарно-гигиенических условии быта, развития медицины и производств, изготовляющих медицинские препараты. Повышение безопасности человека достигалось развитием экономики, использованием достижений науки и техники и соответственно повышением материального уровня жизни. Развитие промышленности, обусловленное потребностью развития экономики, снижая социально-экономический риск, одновременно привело к появлению новых видов опасности как для здоровья населения, так и для окружающей природной среды.
Сложившаяся ситуация остро ставит задачу обеспечения эффективного безопасного управления техногенными комплексами и всей деятельностью человека в целом., что невозможно без оценки уровня и характера риска, анализа причин его возникновения и путей снижения, прогнозирования вероятности отказов и аварий, их масштабов и последствий, разработки системы мер юридического, технического, организационного и иного характера по уменьшению опасности и минимизации негативных последствий в случае ее реализации.
Научные исследования, проведенные по заказу МЧС, показывают, что тенденция увеличения риска чрезвычайных ситуаций на территории России в ближайшие десять лет сохранится.
Для большинства промышленно развитых стран характерна стабилизация этого показателя. Причина такой ситуации связана с тем, что индустриально развитые страны раньше столкнулись с опасностью и необходимостью предупреждения катастроф и с некоторым отставанием России в области информатики и теории управления. В странах запада пришли к качественно новым технологиям в 70-х гг. Нам это ещё предстоит. Суть этих преобразований: ускоренный переход от индустриальных производственных сил, сложившихся после промышленной революции и основанных на преобразовании вещества и энергии, к научно-техническим производственным силам, связанным с развитием информационных технологий и информатизацией всего общества в целом. Переход к новым производительным силам не исключил полностью риска крупномасштабных техногенных катастроф, но способствовал стабилизации их частоты на определённом уровне. К снижению риска приводит также экспорт опасных и вредных технологий в страны 3-го мира. Последнее способствует увеличению числа катастроф в этих странах. Кроме того, в них довольно слабый научно-технический и образовательный потенциал, что также способствует возникновению аварийных ситуаций.
Анализ причин и последствий наиболее крупных аварий показывает, что они во многом обусловлены традиционными подходами к проектированию и эксплуатации технологических объектов. Возникновение сложных и масштабных технических систем, не только повысило уровень техногенного риска и глобализовало техногенные опасности, но и усложнило задачу управления ими.