أمثلة على تطبيق التقنيات الكيميائية الحديثة. مواد تقليدية بخصائص جديدة
إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه
سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.
مستضاف على http://www.allbest.ru/
الوكالة الاتحادية للتعليم
معهد فولجا البوليتكنيك (فرع) التابع للجامعة التقنية بولاية فولجوجراد
رئيس التكنولوجيا الكيميائية العامة والتكنولوجيا الحيوية.
العمل الفردي
الموضوع: مواد جديدة في الكيمياء وإمكانيات تطبيقها
مكتمل:
طالب غرام. VE-111
كوزنتسوفا أو في.
التحقق:
ايفانكين. أوم.
Volzhsky ، 2008
مقدمة
1. مواد البوليمر
2. الأقمشة الاصطناعية
3. حفظ واستبدال المواد
6. المواد البصرية
فهرس
مقدمة
المواد هي مواد تُصنع منها منتجات مختلفة: المنتجات والأجهزة ، والسيارات والطائرات ، والجسور والمباني ، والمركبات الفضائية والدوائر الإلكترونية الدقيقة ، ومسرعات الجسيمات والمفاعلات النووية ، والملابس ، والأحذية ، إلخ. يتطلب كل نوع من المنتجات مواده الخاصة بخصائص محددة جيدًا. لطالما كانت هناك مطالب عالية على خصائص المواد.
تتيح التقنيات الحديثة إمكانية إنتاج مجموعة متنوعة من المواد عالية الجودة ، لكن مشكلة إنشاء مواد جديدة بخصائص أفضل تظل ذات صلة حتى يومنا هذا.
عند البحث عن مادة جديدة بالخصائص المرغوبة ، من المهم تحديد تركيبها وهيكلها ، وكذلك توفير شروط لإدارتها.
في العقود الأخيرة ، تم تصنيع المواد بخصائص مذهلة ، على سبيل المثال ، مواد الدروع الحرارية للمركبات الفضائية ، والموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية ، وما إلى ذلك. ومن الصعب تعداد جميع أنواع المواد الحديثة. بمرور الوقت ، يتزايد عددها باستمرار.
العديد من العناصر الهيكلية للطائرات الحديثة مصنوعة من مواد بوليمر مركبة. واحدة من هذه المواد - كيفلر من حيث مؤشر مهم - نسبة القوة / الوزن - تفوق العديد من المواد ، بما في ذلك أعلى جودة من الفولاذ.
1. مواد البوليمر
نسيج بوليمر صناعي
البلاستيك عبارة عن مواد تعتمد على بوليمرات طبيعية أو اصطناعية قادرة على الحصول على شكل معين عند تسخينها تحت الضغط والحفاظ عليها بثبات بعد التبريد. بالإضافة إلى البوليمر ، قد يحتوي البلاستيك على مواد مالئة ومثبتات وأصباغ ومكونات أخرى. تستخدم أحيانًا أسماء أخرى للبلاستيك - البلاستيك والبلاستيك.
تُبنى البوليمرات من جزيئات ضخمة ، تتكون من العديد من الجزيئات الأساسية الصغيرة - المونومرات. تعتمد عملية تكوينها على العديد من العوامل والاختلافات والتوليفات التي تجعل من الممكن الحصول على العديد من أنواع منتجات البوليمر ذات الخصائص المختلفة. العمليات الرئيسية لتشكيل الجزيئات الكبيرة هي البلمرة والتكثيف المتعدد.
من خلال تغيير بنية الجزيئات ومجموعاتها المختلفة ، يمكن تصنيع البلاستيك بالخصائص المرغوبة. مثال على ذلك هو تركيب البلاستيك مع الخصائص المرغوبة. مثال على ذلك هو بوليمر ABS. يتكون من ثلاثة مونومرات رئيسية: أكريلونترات (أ) ، بوتادين (ب) وستايرين (ج). أولهما يوفر مقاومة كيميائية ، والثاني - مقاومة الصدمات والثالث - صلابة وسهولة معالجة اللدائن الحرارية. القيمة الرئيسية لهذه البوليمرات هي استبدال المعادن في تصاميم مختلفة.
كانت المواد الواعدة ذات الثبات الحراري العالي هي الهياكل العطرية وغير المتجانسة مع حلقة بنزين قوية: كبريتيد البوليفينلين ، البولي أميد العطري ، البوليمرات الفلورية ، إلخ. يمكن تشغيل هذه المواد عند درجة حرارة 200-400 درجة. المستهلكون الرئيسيون للبلاستيك المقاوم للحرارة هم تكنولوجيا الطيران والصواريخ.
2. الأقمشة الاصطناعية
منذ بداية القرن العشرين. بدأت التقنيات الكيميائية في التركيز على إنشاء مواد ليفية جديدة. حتى الآن ، يتم تصنيع مجموعة متنوعة من الألياف الاصطناعية بشكل أساسي من 4 أنواع من المواد الكيميائية: السليلوز (فيسكوز) ، البولي أميد ، البولي أكريلونيتريل والبوليستر.
إن حجم إنتاج المواد التركيبية لمصنعي الملابس مدفوع بطلب المستهلكين ، والذي أظهر اتجاهًا هبوطيًا في السنوات الأخيرة. في هذا الصدد ، تتمثل إحدى أهم مهام الكيميائيين في تقريب الخصائص والجودة مواد اصطناعيةإلى الطبيعي.
ابتكارات اليوم أثرت على هندسة الألياف. يسعى مصنعو المواد الخام للنسيج إلى جعل الخيوط رفيعة قدر الإمكان.
ظهرت أيضا ألياف جوفاء. إنهم يقاومون البرد بشكل أفضل. إذا لم تكن هذه الألياف مستديرة في المقطع العرضي ، ولكنها بيضاوية الشكل ، فإن القماش منها يزيل العرق من الجلد بسهولة أكبر.
أحد أصناف المواد التركيبية هو كيفلر. إنه مقاوم للتمزق أكثر بخمس مرات من الفولاذ ويستخدم في صناعة السترات الواقية من الرصاص. المواد المفضلة لمصممي الأزياء - مرنة - مريحة ليس فقط في الملابس الرياضية ، ولكن أيضًا في البدلات اليومية. يوجد قماش يعتمد على كرات زجاجية صغيرة تعكس الضوء. الملابس المصنوعة منها حماية جيدة لمن هم بالخارج ليلاً.
تقنية أصلية لتصنيع أقمشة ملابس رواد الفضاء ، قادرة على حمايته خارج الغلاف الجوي من برودة الفضاء وحرارة الشمس الحارقة. يكمن سر هذه الملابس في ملايين الكبسولات المجهرية المضمنة في القماش أو الرغوة - الكتلة.
غالبًا ما تتكون الأقمشة الحديثة من عدة طبقات ، مثل رقائق معدنية وخيوط وألياف ماصة للعرق.
مهدت أحدث الأقمشة الطريق لتكنولوجيا الملابس الحديثة.
3. استبدال المواد
يتم استبدال المواد القديمة بأخرى جديدة. يحدث هذا عادة في حالتين: عندما يكون هناك نقص في المواد القديمة وعندما تكون المادة الجديدة أكثر فعالية. يجب أن تحتوي المادة البديلة على أفضل الخصائص. على سبيل المثال ، يمكن تصنيف المواد البلاستيكية على أنها مواد بديلة ، على الرغم من أنه من الصعب اعتبارها مواد جديدة بالتأكيد. يمكن للبلاستيك أن يحل محل المعادن والخشب والجلود وغيرها من المواد.
لا تقل صعوبة مشكلة استبدال المعادن غير الحديدية. تتبع العديد من البلدان مسار استهلاكها الاقتصادي العقلاني. إن مزايا البلاستيك للعديد من التطبيقات واضحة تمامًا: طن واحد من البلاستيك في الهندسة الميكانيكية يوفر 5 - 6 أطنان من المعادن. في إنتاج ، على سبيل المثال ، المسامير اللولبية البلاستيكية ، وعجلات التروس ، وما إلى ذلك ، يتم تقليل عدد عمليات المعالجة ، وزيادة إنتاجية العمالة بنسبة 300-1000 ٪. في معالجة المعادن ، يتم استخدام المواد بنسبة 70 ٪ ، وفي تصنيع المنتجات البلاستيكية - بنسبة 90-95 ٪.
بدأ استبدال الأخشاب في النصف الأول من القرن العشرين. بادئ ذي بدء ، ظهر الخشب الرقائقي ، وبعد ذلك - لوح ألياف وألواح حبيبية. في العقود الأخيرة ، تم استبدال الخشب بالألمنيوم والبلاستيك. تشمل الأمثلة الألعاب والأدوات المنزلية والقوارب وهياكل البناء وما شابه ذلك. في الوقت نفسه ، هناك اتجاه لزيادة طلب المستهلك على السلع المصنوعة من الخشب.
في المستقبل ، سيتم استبدال المواد البلاستيكية بالمواد المركبة ، والتي سيولى تطويرها اهتمامًا كبيرًا.
4. مواد فائقة القوة ومقاومة للحرارة
يتوسع باستمرار نطاق المواد لأغراض مختلفة. في العقد الماضي ، تم إنشاء أساس علمي طبيعي لتطوير مواد جديدة بشكل أساسي مع الخصائص المرغوبة. على سبيل المثال ، يحتوي الفولاذ الذي يحتوي على 18٪ نيكل و 8٪ كوبالت و 3-5٪ موليبدينوم على متانة عالية - نسبة القوة إلى الكثافة بالنسبة له أكبر بعدة مرات من بعض سبائك الألومنيوم والتيتانيوم. مجال تطبيقه الأساسي هو تكنولوجيا الطيران والصواريخ.
يستمر البحث عن سبائك الألومنيوم عالية القوة الجديدة. كثافتها منخفضة نسبيًا ويتم استخدامها في درجات حرارة منخفضة نسبيًا - تصل إلى حوالي 320 درجة. سبائك التيتانيوم ذات المقاومة العالية للتآكل مناسبة لظروف درجات الحرارة العالية.
هناك تطورات أخرى في مجال تعدين المساحيق. يعد الضغط على المعادن والمساحيق الأخرى إحدى الطرق الواعدة لزيادة القوة وتحسين الخصائص الأخرى للمواد المضغوطة.
في العقد الماضي ، تم إيلاء الكثير من الاهتمام لتطوير المواد المركبة ، أي مواد تتكون من مكونات ذات خصائص مختلفة. تحتوي هذه المواد على قاعدة يتم فيها توزيع عناصر التعزيز: الألياف والجزيئات وما إلى ذلك. قد تشتمل المواد المركبة على الزجاج ، والمعادن ، والخشب ، والمواد التي من صنع الإنسان ، بما في ذلك البلاستيك. يتيح عدد كبير من التركيبات الممكنة للمكونات الحصول على مجموعة متنوعة من المواد المركبة.
عند الجمع بين خيوط البولي وحيدة البلورة مع مصفوفات البوليمر (بوليستر ، فينول وراتنجات إيبوكسي) ، يتم الحصول على مواد ليست أقل قوة من الفولاذ ، ولكنها أخف بـ4-5 مرات.
ستكون مادة المستقبل ليست فقط شديدة التحمل ، ولكنها أيضًا مقاومة للتعرض المطول لبيئة عدوانية.
يعد إنشاء مواد مقاومة للحرارة من أهم المهام في تطوير التقنيات الكيميائية الحديثة.
حتى الآن ، تم تطوير طرق واعدة لتصنيع المواد المقاومة للحرارة. وتشمل هذه: زرع الأيونات على أي سطح ؛ تخليق البلازما الذوبان والتبلور في حالة عدم وجود الجاذبية ؛ الترسيب على الأسطح متعددة البلورات وغير المتبلورة والبلورية باستخدام الحزم الجزيئية ؛ التكثيف الكيميائي من الطور الغازي في تفريغ البلازما المتوهج ، إلخ.
مع استخدام التقنيات الحديثة ، على سبيل المثال ، تم الحصول على نيتريد السيليكون وسيليسيد التنغستن ، والمواد المقاومة للحرارة للإلكترونيات الدقيقة. نيتريد السيليكون له خصائص عزل كهربائية ممتازة حتى مع سماكة طبقة صغيرة أقل من 0.2 ميكرون. يحتوي سيليسيد التنجستن على مقاومة كهربائية منخفضة جدًا. يتم ترسيب هذه المواد على شكل غشاء رقيق على عناصر الدوائر المتكاملة. تتم عملية الرش عن طريق ترسيب البلازما على ركيزة أقل مقاومة للحرارة دون تغيير ملحوظ في خصائصها.
هناك فائدة عملية تتمثل في طريقة للحصول على مواد خزفية جديدة لتصنيع ، على سبيل المثال ، كتلة أسطوانة مصنوعة بالكامل من السيراميك لمحرك احتراق داخلي. تتكون هذه الطريقة من صب بوليمر يحتوي على السيليكون في قالب بتكوين معين ، متبوعًا بالتسخين ، حيث يتم تحويل البوليمر إلى كربيد سيليكون متين ومقاوم للحرارة أو نيتريد السيليكون.
تتيح التقنيات الجديدة تصنيع المزيد من المواد المقاومة للحرارة.
5. مواد ذات خصائص غير عادية
النيتينول عبارة عن سبيكة من النيكل والتيتانيوم لها خاصية غير عادية تتمثل في الاحتفاظ بشكلها الأصلي. لذلك ، يطلق عليه أحيانًا معدن الذاكرة ، أو معدن ذا ذاكرة. النيتينول قادر على الاحتفاظ بشكله الأصلي حتى بعد التشكيل البارد والمعالجة الحرارية. يتميز بالمرونة الفائقة والحرارة ومقاومة التآكل والتآكل.
في البداية ، كانت منتجات النيتينول بمثابة ميزة للأغراض العسكرية - فقد تم استخدامها لربط خطوط الأنابيب المختلفة في الطائرات المقاتلة ، والتي يكون الوصول إليها محدودًا.
تم تجميع التصميم الفريد بمساعدة وصلات النيتينول في الفضاء منذ ست سنوات. يتطلب تركيب صاري طويل نسبيًا لتركيب المحرك بالطرق التقليدية بقاء رواد الفضاء في الفضاء لفترة طويلة ، مما قد يعرضه للإشعاع الفضائي المفرط. جعلت أدوات التوصيل nityl من الممكن تجميع صاري بطول 14 مترًا بسرعة وسهولة.
يمكن أن يحقق استخدام أدوات اقتران النيتينول أكبر فائدة ليس لحل المهام لمرة واحدة والمهام العسكرية ذات التركيز الضيق ، ولكن للأغراض الاقتصادية الوطنية. هذه هي خطوط أنابيب الغاز وأنابيب النفط وأنابيب البنزين وأنابيب المياه. تشكل خطوط أنابيب الغاز والنفط والبنزين المملوءة بالغاز والزيت والبنزين القابل للاشتعال ، على التوالي ، خطرًا متزايدًا للحريق ، وبالتالي لا يمكن استخدام اللحام للإصلاحات ، ويجب تنفيذ جميع أعمال الترميم باستخدام الوصلات الملولبة والمثبتات. يتم تبسيط هذه المهمة بشكل كبير من خلال استخدام أكمام النيتينول المقاومة للتآكل ، والتي تعمل عند مرور تيار صغير نسبيًا من خلالها ، ولا يلزم وجود لهب مفتوح.
تستخدم مشابك النيتينول والوصلات واللوالب في الطب. بمساعدة مشابك النيتينول ، يتم توصيل الأجزاء المكسورة من العظام بشكل أكثر فعالية. بفضل ذاكرة الشكل ، يتم تثبيت غلاف nityl بشكل أفضل في اللثة ، مما يحمي المفاصل من الحمل الزائد. النيتينول ، الذي لديه القدرة على التشوه المرن بنسبة 8-10 ٪ ، يدرك الحمل بسلاسة ، مثل الأسنان الحية ، ونتيجة لذلك ، يؤذي اللثة بشكل أقل. إن حلزون النيتينول قادر على استعادة المقطع العرضي للوعاء المصاب بمرض معين في جسم الإنسان.
لا شك أن النيتينول مادة واعدة ، والعديد من الأمثلة الأخرى لتطبيقه الناجح ستصبح معروفة في المستقبل القريب.
البلورات السائلة عبارة عن سوائل ، مثل البلورات ، لها خصائص متباينة مرتبطة بالتوجيه المنظم للجزيئات. نظرًا للاعتماد القوي لخصائص البلور السائل على التأثيرات الخارجية ، فإنهم يجدون مجموعة متنوعة من التطبيقات في التكنولوجيا (في مستشعرات درجة الحرارة ، وأجهزة المؤشر ، ومعدلات الضوء ، وما إلى ذلك). اليوم ، في السوق العالمية لتقنيات العرض ، تعد أجهزة الكريستال السائل أقل شأنا من المناظير ، ومن حيث كفاءة الطاقة في شاشات العرض ذات مساحة الشاشة الصغيرة نسبيًا ، ليس لها منافسون.
تتكون المادة البلورية السائلة من جزيئات عضوية ذات اتجاه مرتب في الغالب في اتجاه واحد أو اتجاهين. تحتوي هذه المادة على سيولة مثل السائل ، ويتم تأكيد الترتيب البلوري للجزيئات من خلال خصائصها البصرية. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من البلورات السائلة: nematic و smectic و Colesteric.
أحد الاتجاهات الواعدة في كيمياء البلورات السائلة هو تحقيق هذه الهياكل في تخليق البوليمرات. خاصية الترتيب الجزيئي لبلورات السائل الخيطي. هذا هو المبدأ الذي يقوم عليه إنتاج الألياف الاصطناعية ذات قوة شد عالية بشكل استثنائي ، والتي يمكن أن تحل محل المواد المستخدمة في تصنيع هياكل الطائرات ، والسترات الواقية من الرصاص ، إلخ.
6. المواد البصرية
يتم استبدال الإشارة الكهربائية المرسلة عبر السلك النحاسي تدريجيًا بإشارة ضوئية أكثر إفادة تنتشر عبر الألياف الموصلة للضوء.
أتاح تحسين تقنيات تصنيع خيوط الكوارتز تقليل فقد التدفق الضوئي بحوالي 100 مرة في أقل من عشر سنوات. يمكن الحصول على ألياف أكثر شفافية من مواد بصرية جديدة ، مثل زجاج الفلورايد ، على سبيل المثال. على عكس الزجاج العادي ، الذي يتكون من خليط من أكاسيد المعادن ، فإن زجاج الفلورايد عبارة عن خليط من فلوريد المعدن.
توفر الألياف الضوئية فرصًا رائعة للغاية لنقل كميات كبيرة من المعلومات عبر مسافات طويلة. اليوم ، هناك العديد من المقاسمات الهاتفية والتلفزيونية وما إلى ذلك. استخدام اتصالات الألياف الضوئية بنجاح.
لعبت التكنولوجيا الكيميائية الحديثة دورًا مهمًا ليس فقط في تطوير مواد بصرية جديدة - الألياف الضوئية ، ولكن أيضًا في إنشاء مواد للأجهزة البصرية لتبديل الإشارات الضوئية وتضخيمها وتخزينها. تعمل الأجهزة البصرية على مقاييس زمنية جديدة لمعالجة الإشارات الضوئية. تستخدم الأجهزة البصرية الحديثة ليثيوم نيوبات وزرنيخيد ألومنيوم الغاليوم.
تظهر الدراسات التجريبية أن الأيزومرات العضوية والبلورات السائلة والبولي أسيتيلين لها خصائص بصرية أفضل من الليثيوم نيوبات وهي مواد واعدة جدًا للأجهزة البصرية الجديدة.
7. المواد ذات الخواص الكهربائية
في البداية ، كانت هذه المواد عبارة عن بلورات مفردة من السيليكون والجرمانيوم تحتوي على تركيزات منخفضة نسبيًا من الشوائب. بعد مرور بعض الوقت ، أصبحت بلورات زرنيخيد الهيليوم المفردة التي نمت على ركائز فوسفيد الإنديوم أحادية البلورة مركز اهتمام المطورين. تتيح التكنولوجيا الحديثة الحصول على عدة طبقات من زرنيخيد الغاليوم بسماكات مختلفة بمحتوى شوائب مختلف. وحدات عمل الليزر وأجهزة عرض الليزر المستخدمة في خطوط الاتصال البصري طويلة الموجة مصنوعة من مواد زرنيخيد الغاليوم.
في عملية تطوير مواد أشباه موصلات جديدة ، تم اكتشاف خصائص أشباه الموصلات للسيليكون غير المتبلور (غير البلوري) بشكل غير متوقع.
حتى الآن ، تم اكتشاف مجموعات جديدة تمامًا من المواد ذات الموصلية الكهربائية. تعتمد خصائصها الفيزيائية إلى حد كبير على التركيب المحلي والروابط الجزيئية. بعض هذه المواد غير عضوية والبعض الآخر مركبات عضوية.
في موصلات البوليمر ، تعمل الجزيئات المسطحة الكبيرة كعناصر من العمود الموصّل وتشكل دورات معدنية كبيرة متصلة ببعضها البعض من خلال ذرات أكسجين مرتبطة تساهميًا. مثل هذا الجزيء المعدل كيميائيًا له موصلية كهربائية ، وهذا إحساس حقيقي. يمكن استبدال ذرات المعدن والمجموعة المحيطة به في حلقة كبيرة مستوية وتعديلها بطرق مختلفة. نتيجة لذلك ، يمكن الحصول على بوليمر مع الخصائص الموصلة للكهرباء المرغوبة.
لقد تم بالفعل إتقان تقنية تصنيع موصلات البوليمر ، ويتزايد عدد أنواع هذه الموصلات. تحت تأثير بعض الحكام ، يكتسب البولي بارافينيلين وكبريتيد البارافينيلين والبوليبيرول والبوليمرات الأخرى خصائص موصلة للكهرباء.
في بعض المواد الصلبة ذات البنية المتنقلة الأيونية ، تتم مقارنة حركة الأيونات بحركة الأيونات في السائل. تُستخدم مواد مماثلة في أجهزة الذاكرة ، والشاشات ، وأجهزة الاستشعار ، وكإلكتروليتات وأقطاب كهربائية في البطاريات.
عند إنشاء تقنية إلكترونية دقيقة حديثة ومعدات عالية الحساسية ، يتم استخدام مواد مختلفة ذات خصائص كهربائية ومغناطيسية وبصرية متباينة الخواص. هذه الخصائص تمتلكها البلورات الأيونية والبلورات الجزيئية العضوية وأشباه الموصلات والعديد من المواد الأخرى.
تتيح التكنولوجيا الحديثة الحصول على مادة على شكل زجاج ، ولكن ليس بخصائص عازلة للكهرباء ، ولكن مع الموصلية المعدنية أو خصائص أشباه الموصلات. تعتمد هذه التقنية على التجميد السريع للسائل ، أو تكثيف الطور الغازي على سطح شديد البرودة ، أو غرس الأيونات على سطح مادة صلبة.
وبالتالي ، باستخدام التقنيات الحديثة ، من الممكن الحصول على مواد جديدة بمجموعة غير عادية من الخصائص.
8. موصلات فائقة عالية الحرارة
الموصلات الفائقة هي المواد التي تدخل في حالة الموصلية الفائقة عند درجات حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة.
تمتلك العديد من المواد خاصية التوصيل الفائق: حوالي نصف المعادن (على سبيل المثال ، سبيكة من النيكل والتيتانيوم بدرجة حرارة حرجة تبلغ 9.8 كلفن) ، وعدة مئات من السبائك والمركبات المعدنية.
تم اكتشاف الموصلية الفائقة في المواد البوليمرية. كل هذا يشهد على حقيقة أن العديد من المعادن لها خاصية التوصيل الفائق ، لكن درجة حرارتها الحرجة ظلت منخفضة نسبيًا لفترة طويلة.
في نهاية عام 1986 تم التوصل إلى اكتشاف مهم: وجد أن بعض المركبات الصلبة القائمة على النحاس والأكسجين تمر إلى حالة الموصلية الفائقة عند درجات حرارة أعلى من 90 كلفن. تسمى هذه الظاهرة الموصلية الفائقة عند درجات الحرارة العالية.
يؤدي استخدام المبردات ، حتى مثل الزينون السائل ، حتماً إلى تعقيد التصميمات التي تتضمن مواد فائقة التوصيل. هذا هو أحد أسباب كبح الإدخال الواسع للمواد فائقة التوصيل عالية الحرارة.
تم اكتشاف الموصلية في درجات الحرارة العالية منذ أكثر من عشر سنوات ، وقد وعدت بالكثير من الآفاق المغرية في مجال العلوم الأساسية وفي حل المشكلات التقنية البحتة. تهدف جهود الباحثين الرائدين في العالم إلى الحصول على مواد جديدة ودراسة هيكلها. يستمر البحث ، ولم يتمكن أي منهم حتى الآن من حل مشكلة الموصلية الفائقة بشكل عام ، لكن كل منها يساعد في فهمها. تم العثور على الكثير من الأشياء المهمة والمثيرة للاهتمام في التركيب البلوري للمادة.
9. مواد لتفكيك المركبات الفلزية العضوية
أظهرت نتائج الدراسات التجريبية الحديثة أن التفكك الحراري لعدد من المركبات الفلزية العضوية ينتج معادن نقية بأشكال صلبة مختلفة ذات خصائص فريدة. تشمل هذه المركبات العضوية المعدنية:
كاربونيل - W (CO) ، Mo (CO) ، Fe (CO) ، Ni (CO) ،
أسيتيل أسيتونات المعادن -
ثاني كربونيل أسيتونيت الروديوم -
تتميز هذه المركبات في الحالة الغازية بتقلبات عالية. تتحلل عند تسخينها إلى 100-150 درجة مئوية. نتيجة للتفكك الحراري ، يمكن الحصول على طور معدني نقي في أشكال مكثفة مختلفة: مساحيق دقيقة ، وشعيرات معدنية ، ومواد رقيقة غير مسامية ، ومعدن خلوي ، وألياف معدنية وورق.
تتكون المساحيق شديدة التشتت من جزيئات ذات أحجام صغيرة - تصل إلى 1-3 ميكرون وتستخدم لإنتاج سيرميت - تركيبات معدنية مع أكاسيد ونتريد وبوريدات تم الحصول عليها عن طريق تعدين المساحيق.
الفتائل المعدنية هي شعيرات بقطر 0.5 - 2.0 ميكرومتر وطول 5 - 50 ميكرومتر. تعتبر الشعيرات المعدنية ذات فائدة عملية لتركيب مواد مركبة جديدة باستخدام مصفوفة معدنية أو بلاستيكية.
تتميز مواد الأغشية الرقيقة غير المسامية بكثافة تعبئة ذرية عالية. من حيث انعكاس الضوء ، تقترب هذه المادة من الفضة.
تتشكل المعادن الخلوية أثناء ترسب المعدن نتيجة لاختراق أبخرة المركبات الفلزية العضوية في مسام أي مادة. بهذه الطريقة ، يتم تشكيل هيكل معدني خلوي.
10. المواد ذات الأغشية الرقيقة لتخزين المعلومات
يحتوي أي كمبيوتر إلكتروني ، بما في ذلك الكمبيوتر الشخصي ، على جهاز تخزين المعلومات - جهاز تخزين قادر على تجميع وتخزين كمية كبيرة من المعلومات.
يعتمد تصنيع أجهزة التخزين المغناطيسية الحديثة عالية السعة على استخدام مواد الأغشية الرقيقة. بفضل استخدام مواد مغناطيسية جديدة ونتيجة لتحسين تكنولوجيا التصنيع لجميع عناصر الأغشية الرقيقة لجهاز التخزين المغناطيسي ، زادت كثافة سطح تسجيل المعلومات خمس مرات في فترة زمنية قصيرة نسبيًا.
يتم إجراء التسجيل بكثافة سطحية عالية على حامل ، وتتكون طبقة العمل منه من مادة رقيقة تحتوي على الكوبالت.
لا يمكن تحقيق كثافة تسجيل عالية إلا بمساعدة محولات الطاقة التي تتميز مادتها الأساسية ذات الأغشية الرقيقة بالحث المغناطيسي عالي التشبع ونفاذية مغناطيسية عالية. يتم استخدام عنصر غشاء رقيق شديد الحساسية لإعادة إنتاج معلومات مسجلة عالية الكثافة ، وتتغير المقاومة الكهربائية في مجال مغناطيسي. يسمى هذا العنصر مقاوم للمغناطيسية. يتم رشه من مادة مغناطيسية عالية النفاذية ، مثل بيرمالوي.
وبالتالي ، مع استخدام المواد المغناطيسية ذات الأغشية الرقيقة في تصنيع أجهزة تخزين المعلومات عالية السعة ، تم بالفعل تحقيق كثافة عالية لتسجيل المعلومات. مع تحديث محركات الأقراص هذه وإدخال مواد جديدة ، يجب أن نتوقع زيادة أخرى في كثافة المعلومات ، وهو أمر مهم جدًا لتطوير التقنيات الحديثة الوسائل التقنيةتسجيل وتجميع وتخزين المعلومات.
فهرس
1. S.Kh. كاربينكوف. مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة. موسكو. 2001
2 - خومتشينكو ج. كيمياء دخول الجامعات. - المدرسة العليا 1985. - 357 ص.
3. فورمر آي. التكنولوجيا الكيميائية العامة. - م: المدرسة العليا 1987. - 334 ص.
4. Lakhtin Yu.M.، Leontieva V.P. علم المواد. - م: Mashinostroenie ، 1990
استضافت على Allbest.ru
وثائق مماثلة
اتجاهات جديدة في تطوير كيمياء البوليمر ، تخليق البوليمرات بالخصائص المرغوبة. تكوين هياكل مجهرية مرتبة في البوليمرات المشتركة للكتلة والبنية العشوائية. نتائج الدراسات التجريبية احتمالات التطبيق الصناعي.
الملخص ، تمت الإضافة بتاريخ 04/03/2011
خصائص البوليمرات القابلة للتحلل (القابلة للتحلل) - المواد التي يتم تدميرها نتيجة للعمليات الطبيعية (الميكروبيولوجية والكيميائية الحيوية). خصائص وطرق الإنتاج ومجالات استخدام البوليمرات القابلة للتحلل.
الملخص ، تمت الإضافة بتاريخ 05/12/2011
أهمية استخدام أنواع متقدمة من المواد المركبة ، وصب المواد المركبة بخصائص معينة. الخواص الفيزيائية والميكانيكية للبولي بيوتيلين تيريفثاليت معدلة بمزيج عالي التشتت من الحديد وأكسيده.
المقالة ، تمت إضافتها في 03/03/2010
الخصائص العامة لمواد المركبات النانوية: تحليل الخصائص الميتافيزيقية ، المجالات الرئيسية للتطبيق. النظر في ميزات المواد الخارقة ، وطرق الإنشاء. التعرف على الخصائص الفيزيائية والإلكترونية والضوئية للجسيمات النانوية.
الملخص ، تمت الإضافة 09/27/2013
حول مصطلح "المواد فائقة النقاء". طرق تصنيف المواد ذات النقاوة الخاصة. الحصول على معادن غير حديدية نقية. أقمار صناعية من معادن غير حديدية في الخامات. التبادل الأيوني. استخدام طرق كيميائية لتنظيف المواد بدلاً من الطرق الفيزيائية.
الملخص ، تمت الإضافة 02/27/2003
المقاومة الكيميائية للمواد ذات الأصل العضوي وغير العضوي. أنواع المواد الإنشائية غير العضوية: سيليكات ، سيراميك ، مواد رابطة. مواد البناء العضوية: البلاستيك والمطاط والمطاط والخشب.
الملخص ، تمت الإضافة 09/04/2011
مجالات التطبيق في الطب البوليمرات الاصطناعية. المواد المستخدمة للزرع. بوليمرات قابلة للذوبان في الماء نشطة فسيولوجيًا. هيكل المواد الهلامية بولي أكريلاميد (PAAG) المستخدمة في الطب. نتائج التطبيق السريري لـ PAAG.
الملخص ، تمت الإضافة في 01/09/2012
بلاستيك البازلت - مواد بوليمر مركبة من القرن الحادي والعشرين. التركيب الكيميائي للخيوط البازلتية والزجاجية. توليف بوليمر مضاد للأكسدة لأغراض وظيفية مختلفة. البوليمرات الحساسة للحرارة. الحصول على الطلاءات المركبة.
الملخص ، تمت الإضافة بتاريخ 04/05/2009
التركيب البلوري للجرافيت ومخطط الترتيب المتبادل للطبقات في هيكل سداسي. تصنيف مواد الكربون-الجرافيت وإنتاجها من مواد كربونية صلبة (أنثراسايت ، جرافيت ، فحم الكوك) ومواد رابطة (طبقة ، راتنج).
الملخص ، تمت الإضافة بتاريخ 04/27/2011
البولي إيثيلين والبلاستيك والمطاط الرغوي هي مواد اصطناعية (اصطناعية) صنعها الإنسان بمساعدة علم الكيمياء. استخدام البلاستيك لعمل غطاء واقي على الأسلاك الكهربائية المعدنية. مواد لصناعة البدلات الواقية.
تُفهم التكنولوجيا بالمعنى الواسع للكلمة على أنها وصف علمي لطرق ووسائل الإنتاج في أي صناعة.
على سبيل المثال ، طرق ووسائل معالجة المعادن هي موضوع تكنولوجيا المعادن ، وطرق ووسائل تصنيع الآلات والأجهزة هي موضوع تكنولوجيا الهندسة الميكانيكية.
تعتمد عمليات التكنولوجيا الميكانيكية في المقام الأول على العمل الميكانيكي الذي يتغير مظهر خارجيأو الخصائص الفيزيائية للمواد المصنعة ، ولكن لا تؤثر على تركيبها الكيميائي.
تشمل عمليات التكنولوجيا الكيميائية المعالجة الكيميائية للمواد الخام بناءً على ظواهر كيميائية وفيزيائية كيميائية معقدة بطبيعتها.
التكنولوجيا الكيميائية - علم الطرق الأكثر اقتصادا وسليمة بيئيا للمعالجة الكيميائية للمواد الخام الطبيعية إلى سلع ووسائل إنتاج.
حدد العالم الروسي العظيم منديليف الاختلافات بين التكنولوجيا الكيميائية والميكانيكية بهذه الطريقة: "... بدءًا من التقليد ، يمكن تحسين أي عمل مصنع ميكانيكي في أبسط مبادئه ، إذا كان هناك اهتمام ورغبة فقط ، ولكن في في الوقت نفسه ، هناك شيء واحد ، بدون معرفة مسبقة ، فإن تقدم المصانع الكيميائية لا يمكن تصوره ، ولا يوجد ، وربما لن يكون موجودًا على الإطلاق ".
التكنولوجيا الكيميائية الحديثة
التكنولوجيا الكيميائية الحديثة ، باستخدام إنجازات العلوم الطبيعية والتقنية ، تقوم بدراسة وتطوير مجموعة من العمليات والآلات والأجهزة الفيزيائية والكيميائية ، والطرق المثلى لتنفيذ هذه العمليات والسيطرة عليها في الإنتاج الصناعي للمواد والمنتجات والمواد المختلفة.
أدى تطور العلوم والصناعة إلى زيادة كبيرة في عدد الصناعات الكيميائية. على سبيل المثال ، يتم حاليًا إنتاج حوالي 80000 منتج كيميائي مختلف من النفط وحده.
إن نمو الإنتاج الكيميائي ، من ناحية ، وتطور العلوم الكيميائية والتقنية ، من ناحية أخرى ، جعل من الممكن تطوير الأسس النظرية للعمليات التكنولوجية الكيميائية.
تكنولوجيا المواد المقاومة للحرارة غير المعدنية والسيليكات ؛
التكنولوجيا الكيميائية للمواد الاصطناعية النشطة بيولوجيا ، والمستحضرات الصيدلانية الكيميائية ومستحضرات التجميل ؛
التكنولوجيا الكيميائية للمواد العضوية.
تكنولوجيا ومعالجة البوليمرات.
العمليات الأساسية لإنتاج المواد الكيميائية وعلم التحكم الآلي الكيميائي ؛
التكنولوجيا الكيميائية لناقلات الطاقة الطبيعية والمواد الكربونية ؛
التكنولوجيا الكيميائية للمواد غير العضوية.
تشمل التكنولوجيا الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية مجموعة من الأساليب والطرق والوسائل للحصول على المواد وإنشاء المواد باستخدام العمليات الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.
التكنولوجيا الكيميائية:
تحليل وتوقعات تطور التكنولوجيا الكيميائية ؛
عمليات جديدة في التكنولوجيا الكيميائية ؛
تكنولوجيا المواد غير العضوية والمواد ؛
تقنيات النانو والمواد النانوية ؛
تكنولوجيا المواد العضوية.
عمليات تحفيزية؛
البتروكيماويات وتكرير النفط؛
تكنولوجيا البوليمر والمواد المركبة.
العمليات الكيميائية والمعدنية للمعالجة العميقة للخامات والمواد الخام التكنولوجية والثانوية ؛
كيمياء وتكنولوجيا العناصر النادرة والمبعثرة والمشعة ؛
معالجة الوقود النووي المستهلك ، والتخلص من النفايات النووية ؛
المشاكل الأيكولوجية. إنشاء مخططات تكنولوجية قليلة النفايات ومغلقة ؛
عمليات وأجهزة التكنولوجيا الكيميائية ؛
تكنولوجيا الأدوية والمواد الكيميائية المنزلية.
مراقبة المجال الطبيعي والتكنولوجي ؛
المعالجة الكيميائية للوقود الصلب والمواد الخام الطبيعية المتجددة ؛
المشاكل الاقتصادية للتكنولوجيا الكيميائية ؛
علم التحكم الآلي الكيميائي ونمذجة وأتمتة الإنتاج الكيميائي ؛
مشاكل السمية ضمان سلامة الإنتاج الكيميائي. السلامة والصحة المهنية؛
التحكم التحليلي في الإنتاج الكيميائي وجودة المنتج وإصدار الشهادات ؛
التكنولوجيا الكيميائية للمركبات الجزيئية
تكنولوجيا الإشعاع الكيميائي (RCT) هي مجال من مجالات التكنولوجيا الكيميائية العامة المخصصة لدراسة العمليات التي تحدث تحت تأثير الإشعاع المؤين (IR) وتطوير طرق للاستخدام الآمن والفعال من حيث التكلفة لهذا الأخير في الاقتصاد الوطني وكذلك إنشاء الأجهزة المناسبة (الأجهزة والتركيبات).
يتم استخدام RCT للحصول على السلع الاستهلاكية ووسائل الإنتاج ، لنقل خصائص تشغيلية محسنة أو جديدة للمواد والمنتجات النهائية ، لزيادة كفاءة الإنتاج الزراعي ، لحل بعض المشاكل البيئية ، إلخ.
- 1. مقدمة 3
- 2. الصناعة الكيميائية 3
- 3. التكنولوجيا الكيميائية 7
- 4. الخلاصة 8
المراجع 9
مقدمة
الصناعة الكيميائية هي الفرع الثاني الرائد في الصناعة بعد الإلكترونيات ، والتي تضمن بشكل أسرع إدخال إنجازات التقدم العلمي والتكنولوجي في جميع مجالات الاقتصاد وتسهم في تسريع تطوير القوى الإنتاجية في كل بلد. تتمثل إحدى سمات الصناعة الكيميائية الحديثة في توجيه الصناعات الرئيسية كثيفة العلم (الأدوية والمواد البوليمرية والكواشف والمواد عالية النقاء) ، فضلاً عن منتجات العطور ومستحضرات التجميل والمواد الكيميائية المنزلية ، إلخ. لتأمين الاحتياجات اليومية للإنسان وصحته.
أدى تطور الصناعة الكيميائية إلى عملية كيماويات الاقتصاد الوطني. إنه ينطوي على الاستخدام الواسع النطاق لمنتجات الصناعة ، والإدخال الكامل للعمليات الكيميائية في مختلف قطاعات الاقتصاد. تعتمد صناعات مثل تكرير النفط وهندسة الطاقة الحرارية (باستثناء محطات الطاقة النووية) ولب الورق والورق والمعادن الحديدية وغير الحديدية وإنتاج مواد البناء (الأسمنت والطوب وما إلى ذلك) ، بالإضافة إلى العديد من الصناعات الغذائية على استخدام العمليات الكيميائية -vania لتغيير هياكل المادة الأصلية. في الوقت نفسه ، غالبًا ما يحتاجون إلى منتجات الصناعة الكيميائية نفسها ، أي وبالتالي تحفيز تطورها المتسارع.
الصناعة الكيماوية
الصناعة الكيميائية هي صناعة تشمل إنتاج المنتجات من المواد الهيدروكربونية والمعادن والمواد الخام الأخرى عن طريق المعالجة الكيميائية. يبلغ إجمالي إنتاج الصناعة الكيميائية في العالم حوالي 2 تريليون. دولار .. بلغ حجم الإنتاج الصناعي للصناعات الكيماوية والبتروكيماوية في روسيا عام 2004 528156 مليون روبل.
أصبحت الصناعة الكيميائية صناعة منفصلة مع بداية الثورة الصناعية. بُنيت أولى المصانع لإنتاج حامض الكبريتيك ، وهو أهم الأحماض المعدنية التي يستخدمها الإنسان ، عام 1740 (بريطانيا العظمى ، ريتشموند) ، عام 1766 (فرنسا ، روان) ، عام 1805 (روسيا ، منطقة موسكو) ، في 1810 (ألمانيا ، لايبزيغ). لتلبية احتياجات صناعات النسيج والنسيج النامية ، نشأ إنتاج رماد الصودا. ظهرت مصانع الصودا الأولى عام 1793 (فرنسا ، باريس) ، عام 1823 (بريطانيا العظمى ، ليفربول) ، عام 1843 (ألمانيا ، شونيبيك أون إلبه) ، عام 1864 (روسيا ، بارناول). مع التطور في منتصف القرن التاسع عشر. ظهرت مصانع الأسمدة الاصطناعية في الزراعة: عام 1842 في بريطانيا العظمى ، عام 1867 في ألمانيا ، عام 1892 في روسيا.
روابط المواد الخام ، ساهم الظهور المبكر للصناعة في ظهور بريطانيا العظمى كرائد عالمي في إنتاج المواد الكيميائية خلال ثلاثة أرباع القرن التاسع عشر. من نهاية القرن التاسع عشر أصبحت ألمانيا رائدة في الصناعة الكيميائية مع الطلب المتزايد للاقتصاديات على المواد العضوية. بفضل العملية السريعة لتركيز الإنتاج ، ومستوى عالٍ من التطور العلمي والتكنولوجي ، وسياسة تجارية نشطة ، ألمانيا في بداية القرن العشرين. ينتصر على السوق العالمية للمنتجات الكيماوية. في الولايات المتحدة ، بدأت الصناعة الكيميائية في التطور في وقت متأخر عن أوروبا ، ولكن بحلول عام 1913 ، من حيث إنتاج المنتجات الكيماوية ، احتلت الولايات المتحدة ومنذ ذلك الحين المرتبة الأولى في العالم بين الدول. يتم تسهيل ذلك من خلال أغنى الموارد المعدنية وشبكة نقل متطورة وسوق محلي قوي. بحلول نهاية الثمانينيات فقط ، تجاوزت الصناعة الكيميائية لدول الاتحاد الأوروبي بشكل عام حجم الإنتاج في الولايات المتحدة.
الجدول 1
القطاعات الفرعية للصناعات الكيماوية
|
القطاع الفرعي |
|
|
الكيمياء غير العضوية |
إنتاج الأمونيا ، إنتاج الصودا ، إنتاج حامض الكبريتيك |
|
أكريلونيتريل ، فينول ، أكسيد الإيثيلين ، كارباميد |
|
|
سيراميك |
إنتاج السيليكات |
|
البتروكيماويات |
بنزين ، إيثيلين ، ستيرين |
|
الكيمياء الزراعية |
الأسمدة والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب |
|
البوليمرات |
بولي إيثيلين ، باكليت ، بوليستر |
|
اللدائن |
المطاط والنيوبرين والبولي يوريثان |
|
المتفجرات |
نيتروجليسرين ، نترات الأمونيوم ، نيتروسليلوز |
|
الكيمياء الصيدلانية |
الأدوية: سينثوميسين ، تورين ، رانيتيدين ... |
|
عطور ومستحضرات تجميل |
الكومارين ، الفانيلين ، الكافور |
جميع الميزات المحددة للصناعة الكيميائية التي تمت ملاحظتها لها تأثير كبير حاليًا على هيكل الصناعة. في الصناعة الكيميائية ، تتزايد حصة المنتجات عالية القيمة التي تتطلب العلم بشكل مكثف. يتم تثبيت أو حتى تقليل إنتاج العديد من أنواع المنتجات الضخمة التي تتطلب نفقات كبيرة من المواد الخام والطاقة والمياه وغير آمنة للبيئة. ومع ذلك ، فإن عمليات التعديل الهيكلي تسير بشكل مختلف في مجموعات معينة من الدول والمناطق. هذا له تأثير ملحوظ على جغرافية مجموعات معينة من الصناعات في العالم.
كان التأثير الأكبر على تطور اقتصاد العالم وظروف الحياة اليومية للمجتمع البشري في النصف الثاني من القرن العشرين. المواد البوليمرية ومنتجات معالجتها.
صناعة المواد البوليمرية. من 30 إلى 45٪ من تكلفة منتجات الصناعة الكيميائية في البلدان المتقدمة في العالم تقع عليها وإنتاج الأنواع الأولية من الهيدروكربونات لتخليق المنتجات شبه منها. هذا هو أساس الصناعة بأكملها ، جوهرها ، المرتبط ارتباطًا وثيقًا بجميع الصناعات الكيميائية تقريبًا. المواد الخام للحصول على الهيدروكربونات الأولية وشبه المنتجات والبوليمرات نفسها هي بشكل أساسي النفط والغاز الطبيعي المصاحب. استهلاكهم لإنتاج هذه المجموعة الواسعة من المنتجات ضئيل نسبيًا: 5-6٪ فقط من النفط المنتج في العالم و 5-6٪ من الغاز الطبيعي.
صناعة البلاستيك والراتنج الصناعي. تستخدم الراتنجات الاصطناعية بشكل أساسي لإنتاج ألياف كيميائية ، وغالبًا ما يكون البلاستيك هو المواد الأولية للبناء. هذا يحدد مسبقًا استخدامها في العديد من مجالات الصناعة والبناء وكذلك المنتجات المصنوعة منها في الحياة اليومية. تم إنشاء العديد من أنواع البلاستيك ، وحتى المزيد من علاماتها التجارية في العقود الأخيرة. هناك فئة كاملة من اللدائن الصناعية للمنتجات الأكثر أهمية في الهندسة الميكانيكية (اللدائن الفلورية ، إلخ).
أحدثت صناعة الألياف الكيميائية ثورة في الصناعة الخفيفة بأكملها. في الثلاثينيات. كان دور الألياف الكيميائية في تركيب المنسوجات ضئيلاً: 30٪ منها صوف ، وحوالي 70٪ قطن وألياف أخرى من أصل نباتي. يتم استخدام الألياف الكيميائية بشكل متزايد للأغراض التقنية. يتزايد باستمرار نطاق تطبيقها في الاقتصاد والاستهلاك المنزلي.
صناعة المطاط الصناعي. يزداد الطلب على منتجات المطاط في العالم (يتم إنتاج مليار إطارات سيارات فقط سنويًا) من خلال استخدام المطاط الصناعي. يمثل 2/3 من إجمالي إنتاج المطاط الطبيعي والاصطناعي. يمتلك إنتاج الأخير عددًا من المزايا (تكاليف إنشاء المصانع أقل من تكاليف إنشاء المزارع ؛ تكاليف عمالة أقل لإنتاج المصنع ؛ سعر أقل مقارنة بالمطاط الطبيعي ، إلخ). لذلك ، تم إصداره في أكثر من 30 ولاية.
صناعة الأسمدة المعدنية. يحدد استخدام الأسمدة النيتروجينية والفوسفور والبوتاس إلى حد كبير مستوى تنمية الزراعة في البلدان والمناطق. الأسمدة المعدنية هي أكثر منتجات الصناعة الكيميائية إنتاجًا بكميات كبيرة.
أصبحت صناعة الأدوية ذات أهمية متزايدة في حماية صحة سكان العالم المتزايدين. يرجع الطلب المتزايد على منتجاتها إلى:
1) شيخوخة السكان السريعة ، وخاصة في العديد من البلدان الصناعية في العالم ، الأمر الذي يتطلب إدخال عقاقير معقدة جديدة في الممارسة الطبية ؛
2) زيادة أمراض القلب والأوعية الدموية والأورام ، فضلاً عن ظهور أمراض جديدة (الإيدز) ، والتي تتطلب المزيد والمزيد من الأدوية الفعالة لمكافحتها ؛
3) خلق أجيال جديدة من الأدوية نتيجة تكيف الكائنات الحية الدقيقة مع أشكالها القديمة.
صناعة المطاط. تركز منتجات هذه الصناعة بشكل متزايد على تلبية احتياجات السكان.
بالإضافة إلى العديد من المنتجات المطاطية المنزلية (السجاد ، والألعاب ، والخراطيم ، والأحذية ، والكرات ، وما إلى ذلك) التي أصبحت سلعًا استهلاكية شائعة ، هناك طلب متزايد على مكونات المطاط للعديد من أنواع المنتجات الهندسية. وهذا يشمل النقل البري غير السكك الحديدية: إطارات السيارات والدراجات والجرارات وشاسيه الطائرات وما إلى ذلك. تعتبر المنتجات المطاطية مثل خطوط الأنابيب والجوانات والعوازل وغيرها ضرورية لأنواع كثيرة من المنتجات. وهذا يفسر النطاق الواسع لمنتجات المطاط (تتجاوز 0.5 مليون عنصر).
من بين أكثر المنتجات التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة في الصناعة ، يبرز إنتاج الإطارات (الإطارات) لأنواع مختلفة من النقل. يتم تحديد ناتج هذه المنتجات من خلال عدد المركبات المصنعة في العالم ، والتي تقدر بعشرات الملايين من الوحدات لكل منها. يستهلك إنتاج الإطارات 3/4 من المطاط الطبيعي والصناعي ، وهو جزء مهم من الألياف الاصطناعية المستخدمة في إنتاج نسيج الحبل - هيكل الإطارات. بالإضافة إلى ذلك ، للحصول على المطاط كمواد حشو ، هناك حاجة إلى أنواع مختلفة من السخام - أيضًا منتج من أحد فروع الصناعة الكيميائية - السخام. كل هذا يحدد العلاقة الوثيقة بين صناعة المطاط والفروع الأخرى للصناعة الكيميائية.
يمكن الحكم على مستوى تطور اقتصاد الدولة من خلال مستوى تطور الصناعة الكيميائية. إنها تزود الاقتصاد بالمواد الخام والمواد ، وتجعل من الممكن تطبيق العمليات التكنولوجية الجديدة في جميع قطاعات الاقتصاد. التركيب داخل الصناعة للصناعة الكيميائية معقد للغاية:
1) الكيمياء الأساسية ،
2) كيمياء التوليف العضوي.
تنتمي الصيدلانيات والكيمياء الضوئية والمواد الكيميائية المنزلية والعطور إلى الكيمياء الدقيقة ويمكن أن تستخدم المواد الخام العضوية وغير العضوية. الروابط المشتركة بين القطاعات للصناعة الكيميائية واسعة النطاق - لا يوجد قطاع من الاقتصاد لا يرتبط به. المجمع العلمي ، صناعة الطاقة الكهربائية ، المعادن ، صناعة الوقود ، الصناعة الخفيفة - الكيمياء - صناعة النسيج ، الزراعة ، صناعة الأغذية ، البناء ، الهندسة ، المجمع الصناعي العسكري. يمكن أن تستخدم الصناعة الكيميائية مجموعة متنوعة من المواد الخام: النفط والغاز والفحم والأخشاب والمعادن وحتى الهواء. لذلك ، يمكن أن توجد الشركات الكيميائية في كل مكان. جغرافية الصناعة الكيميائية واسعة النطاق: يتجه إنتاج أسمدة البوتاس نحو مناطق استخراج المواد الخام ، وإنتاج الأسمدة النيتروجينية - للمستهلك ، وإنتاج البلاستيك ، والبوليمرات ، والألياف ، والمطاط - إلى مناطق المعالجة من المواد الخام النفطية. الصناعة الكيميائية هي أحد الفروع الرائدة للثورة العلمية والتكنولوجية ، إلى جانب الهندسة الميكانيكية ، هذا هو الفرع الأكثر ديناميكية للصناعة الحديثة.
تتشابه السمات الرئيسية للتنسيب مع ميزات وضع الهندسة الميكانيكية ؛ تم تطوير 4 مناطق رئيسية في الصناعة الكيميائية العالمية. أكبرهم - أوروبا الغربية. بدأت الصناعة الكيميائية في التطور بسرعة خاصة في العديد من بلدان المنطقة بعد الحرب العالمية الثانية ، عندما بدأت البتروكيماويات في الريادة في هيكل الصناعة. ونتيجة لذلك ، تقع مراكز البتروكيماويات وتكرير النفط في الموانئ البحرية وعلى مسارات خطوط أنابيب النفط الرئيسية.
ثاني أهم منطقة هي الولايات المتحدة ، حيث تتميز الصناعة الكيميائية بتنوع كبير. كان العامل الرئيسي في تحديد موقع الشركات هو عامل المواد الخام ، والذي ساهم إلى حد كبير في التركيز الإقليمي للإنتاج الكيميائي. المنطقة الثالثة هي شرق وجنوب شرق آسيا ، وتلعب اليابان دورًا مهمًا بشكل خاص (مع بتروكيماويات قوية تعتمد على النفط المستورد). تتزايد أيضًا أهمية الصين والدول الصناعية الحديثة ، والتي تتخصص بشكل أساسي في إنتاج المنتجات الاصطناعية والمنتجات شبه المصنعة.
المنطقة الرابعة هي بلدان رابطة الدول المستقلة ، التي لديها صناعة كيميائية متنوعة ، تركز على كل من المواد الخام وعوامل الطاقة.
التكنولوجيا الكيميائية
التكنولوجيا الكيميائية هي علم عمليات وطرق المعالجة الكيميائية للمواد الخام والمنتجات الوسيطة.
اتضح أن جميع العمليات المرتبطة بمعالجة وإنتاج المواد ، على الرغم من تنوعها الخارجي ، تنقسم إلى عدة مجموعات متشابهة ومتشابهة ، يتم استخدام أجهزة متشابهة في كل منها. هناك 5 مجموعات من هذا القبيل في المجموع - وهي عمليات كيميائية وهيدروميكانيكية وحرارية ونقل الكتلة والعمليات الميكانيكية.
في أي إنتاج كيميائي ، نلتقي في وقت واحد مع جميع العمليات المدرجة أو جميعها تقريبًا. لنفكر ، على سبيل المثال ، في مخطط تقني يتم فيه الحصول على المنتج C من مكونين سائلين أوليين A و B وفقًا للتفاعل: A + B-C.
تمر المكونات الأولية عبر المرشح ، حيث يتم تنظيفها من الجسيمات الصلبة. ثم يتم ضخها في المفاعل ، وتسخينها إلى درجة حرارة التفاعل في المبادل الحراري. يتم إرسال نواتج التفاعل ، بما في ذلك المكون والشوائب للمكونات غير المتفاعلة ، للفصل إلى عمود التقطير. على طول ارتفاع العمود ، هناك تبادل متعدد للمكونات بين السائل المتدفق والبخار المتصاعد من المرجل. في هذه الحالة ، يتم إثراء الأبخرة بمكونات ذات نقطة غليان أقل من المنتج. تتكثف المكونات الخارجة من الجزء العلوي من العمود في جهاز إزالة البلغم. يُعاد جزء من ناتج التكثيف إلى المفاعل ، ويرسل الجزء الآخر (البلغم) لري عمود التقطير. تتم إزالة المنتج النقي من الغلاية ، ويتم تبريده إلى درجة الحرارة العادية في المبادل الحراري.
فتح إنشاء أنماط كل مجموعة من عمليات الهندسة الكيميائية الضوء الأخضر للصناعة الكيميائية. بعد كل شيء ، يتم الآن حساب أي إنتاج كيميائي ، يتم تنفيذ أحدث إنتاج كيميائي وفقًا للطرق المعروفة ، ومن الممكن دائمًا استخدام الأجهزة ذات الإنتاج الضخم.
أصبح التطور السريع للتكنولوجيا الكيميائية أساسًا لإضفاء الطابع الكيميائي على الاقتصاد الوطني لبلدنا. يتم إنشاء فروع جديدة للإنتاج الكيميائي ، والأهم من ذلك ، يتم إدخال عمليات وأجهزة التكنولوجيا الكيميائية على نطاق واسع في فروع أخرى من الاقتصاد الوطني وفي الحياة اليومية. هم أساس إنتاج الأسمدة ومواد البناء والبنزين والألياف الصناعية. أي إنتاج حديث مهما كان إنتاجه - سيارات أو طائرات أو ألعاب أطفال - لا يكتمل بدون التكنولوجيا الكيميائية.
واحدة من أكثر المشاكل إثارة للاهتمام التي يمكن حلها بمساعدة التكنولوجيا الكيميائية في المستقبل القريب هي استخدام موارد المحيطات العالمية. تحتوي مياه المحيطات تقريبًا على جميع العناصر الضرورية للإنسان. وتحتوي على 5.5 مليون طن من الذهب و 4 مليارات طن من اليورانيوم وكميات ضخمة من الحديد والمنغنيز والمغنيسيوم والقصدير والرصاص والفضة وعناصر أخرى ، تنضب احتياطياتها على الأرض. ولكن لهذا من الضروري إنشاء عمليات وأجهزة جديدة تمامًا للتكنولوجيا الكيميائية.
خاتمة
تعد الصناعة الكيميائية ، مثل الهندسة الميكانيكية ، من أكثر الصناعات تعقيدًا من حيث هيكلها. يميز بوضوح الصناعات شبه المنتجات (الكيمياء الأساسية ، الكيمياء العضوية) ، الأساسية (المواد البوليمرية - البلاستيك والراتنجات الاصطناعية ، الألياف الكيماوية ، المطاط الصناعي ، الأسمدة المعدنية) ، المعالجة (الأصباغ الاصطناعية للورنيش والدهانات ، الأدوية ، الكيمياء الضوئية ، الكواشف ، الكيماويات المنزلية ومنتجات المطاط). يبلغ نطاق منتجاتها حوالي مليون عنصر وأنواع وأنواع وعلامات تجارية للمنتجات.
التكنولوجيا الكيميائية هي علم الطرق والوسائل الأكثر اقتصادا وسليمة بيئيا لتحويل المواد الطبيعية الخام إلى منتجات استهلاكية ومنتجات وسيطة.
وهي مقسمة إلى تكنولوجيا المواد غير العضوية (إنتاج الأحماض ، والقلويات ، والصودا ، ومواد السيليكات ، والأسمدة المعدنية ، والأملاح ، وما إلى ذلك) وتكنولوجيا المواد العضوية (المطاط الصناعي ، والبلاستيك ، والأصباغ ، والكحول ، والأحماض العضوية ، وما إلى ذلك) ؛
فهرس
- 1. دورونين أ. اكتشاف جديد للكيميائيين الأمريكيين. / كوميرسانت ، رقم 56 ، 2004
- 2. Kilimnik A. B. الكيمياء الفيزيائية: كتاب مدرسي. تامبوف: دار تامبوف للنشر. دولة تقنية. أون تا ، 2005. 80 ص.
- 3. Kim AM ، الكيمياء العضوية ، 2004
- 4. Perepelkin K. E. مركبات البوليمر القائمة على الألياف الكيميائية ، أنواعها الرئيسية وخصائصها وتطبيقاتها / المنسوجات التقنية رقم 13 ، 2006
- 5. Traven V.F. الكيمياء العضوية: كتاب مدرسي للجامعات في مجلدين. - م: Akademkniga، 2004. - V.1. - 727 ص ، المجلد .2. - 582 ص.
يريد كل معلم أن يثير موضوعه اهتمامًا عميقًا بين طلاب المدارس ، بحيث لا يتمكن الطلاب فقط من كتابة الصيغ الكيميائية ومعادلات التفاعل ، ولكن أيضًا فهم الصورة الكيميائية للعالم ، والقدرة على التفكير المنطقي ، بحيث يكون كل درس عطلة ، أداء صغير يجلب الفرح للطلاب والمعلم. تعودنا على حقيقة أنه في الدرس الذي يقوله المعلم ، والطالب يستمع ويتعلم. يعد الاستماع إلى المعلومات الجاهزة أحد أكثر طرق التدريس فعالية. لا يمكن نقل المعرفة من رأس إلى آخر ميكانيكيًا (سمعًا - متعلمًا). يبدو للكثيرين أنك تحتاج فقط إلى جعل الطالب يستمع وستسير الأمور على الفور بسلاسة. ومع ذلك ، فإن الطالب ، مثل أي شخص ، يتمتع بإرادة حرة ، لا يمكن تجاهلها. لذلك ، من المستحيل مخالفة هذا القانون الطبيعي وإخضاعهم حتى للأغراض الصالحة. لا يمكن تحقيق النتيجة المرجوة بهذه الطريقة.
ويترتب على ذلك أنه من الضروري جعل الطالب مشاركًا نشطًا في العملية التعليمية. يمكن للطالب تعلم المعلومات فقط في نشاطه الخاص مع الاهتمام بالموضوع. لذلك يحتاج المعلم إلى نسيان دور المخبر ، ويجب أن يلعب دور منظم النشاط المعرفي للطالب.
من الممكن تحديد أنواع مختلفة من الأنشطة لتطوير مادة جديدة من قبل الطالب: المادية والمادية والفكرية. يُفهم النشاط المادي على أنه نشاط مع موضوع الدراسة. بالنسبة للكيمياء ، هذا الكائن هو مادة ، أي النشاط المادي في دروس الكيمياء هو إجراء التجارب. يمكن إجراء التجارب من قبل الطلاب أو عرضها من قبل المعلم.
النشاط المادي هو النشاط باستخدام نماذج المواد ، والصيغ ، والجداول ، والمواد الرقمية ، والرسوم البيانية ، إلخ. في الكيمياء ، هذا هو النشاط مع نماذج المواد للجزيئات ، والمشابك البلورية ، والصيغ الكيميائية ، وحل المشكلات الكيميائية ، ومقارنة الكميات الفيزيائية التي تميز المواد قيد الدراسة. أي نشاط خارجي (نشاط باليدين) ينعكس على الدماغ ، أي. يمر في المستوى الداخلي ، إلى النشاط الفكري. إجراء التجارب ، وتجميع الصيغ والمعادلات الكيميائية ، ومقارنة المواد الرقمية ، ويستخلص الطالب النتائج ، وينظم الحقائق ، ويقيم علاقات معينة ، ويرسم المقارنات ، إلخ.
لذلك يجب على المعلم أن ينظم جميع أنواع الأنشطة التربوية والمعرفية في الدرس للطالب. من الضروري أن يتوافق النشاط التربوي والمعرفي للطالب مع المادة التعليمية التي يجب تعلمها. من الضروري نتيجة لهذا النشاط أن يتوصل الطالب بشكل مستقل إلى بعض الاستنتاجات ، بحيث يخلق المعرفة لنفسه.
إن أهم مبدأ في التعليم هو مبدأ الخلق المستقل للمعرفة ، والذي يكمن في حقيقة أن المعرفة لا يحصل عليها الطالب في شكل نهائي ، بل يتم إنشاؤها بواسطته نتيجة لنشاط معرفي معين ينظمه المعلم .
اكتشاف الذات لأصغر ذرة من المعرفة من قبل الطالب يمنحه متعة كبيرة ، ويسمح له بالشعور بقدراته ، ويرفعه في عينيه. يؤكد الطالب نفسه كشخص. يحتفظ الطالب بهذه المجموعة الإيجابية من المشاعر في ذاكرته ، ويسعى إلى تجربتها مرارًا وتكرارًا. لذلك هناك اهتمام ليس فقط بالموضوع ، ولكن ما هو أكثر قيمة - في عملية الإدراك ذاتها - الاهتمام المعرفي. يتم تسهيل تطوير الاهتمامات المعرفية والإبداعية للطلاب من خلال أنواع مختلفة من التقنيات: تكنولوجيا الكمبيوتر ، وتكنولوجيا التعلم القائم على المشكلات والبحث العلمي ، وتكنولوجيا تعلم الألعاب ، واستخدام الاختبارات.
1. تكنولوجيا الحاسوب
يعطي استخدام تقنيات الكمبيوتر والوسائط المتعددة نتائج إيجابية في شرح المواد الجديدة ، ونمذجة المواقف المختلفة ، وجمع المعلومات الضرورية ، وتقييم ZUN ، وما إلى ذلك ، ويسمح لك أيضًا بتطبيق طرق التدريس مثل: ألعاب الأعمال ، وحل المشكلات تمارين وعروض تقديمية والمزيد. تجعل تكنولوجيا الكمبيوتر من الممكن الحصول على مثل هذا الحجم من المعلومات الذي لا يمتلكه المعلمون الذين يعتمدون على طرق التدريس التقليدية. تستخدم برامج التدريب على الوسائط المتعددة الرسوم المتحركة والمرافقة الصوتية ، والتي تعمل على عدة قنوات معلومات للطالب في وقت واحد ، وتعزز الإدراك ، وتسهل استيعاب المواد وحفظها. في دروسي ، أستخدم برامج مختلفة على أقراص مضغوطة تساعدني في شرح موضوعات جديدة أو تكرار الموضوعات القديمة ، لتوحيد وتنظيم المعرفة المكتسبة. مثال على درس واحد. الموضوع: "مجموعة الأكسجين الفرعية ، مميزة. الحصول على الأكسجين. خلال الدرس ، تم استخدام جهاز عرض الوسائط المتعددة ، حيث تم عرض التجارب على الشاشة التي لا يمكن عرضها في المختبر المدرسي. كما تم تصميم عدة طاولات على الشاشة. طُلب من الأطفال التحليل والمقارنة والتوصل إلى نتيجة. مما سبق ، نستنتج أن تكنولوجيا الكمبيوتر تزيد من مستوى التعليم وتثير اهتمام الطلاب بالموضوع.
2. تكنولوجيا التعلم القائم على حل المشكلات
تتضمن تقنية التعلم القائم على حل المشكلات إنشاء مواقف إشكالية بتوجيه من المعلم والنشاط المستقل النشط للطلاب لحلها ، ونتيجة لذلك يوجد إتقان إبداعي للمعرفة والمهارات والقدرات وتطوير القدرات العقلية. يمكن أن تنشأ مواقف المشكلات في الفصل الدراسي بأكثر الطرق غير المتوقعة. على سبيل المثال ، في الصف الثامن ، عند دراسة موضوع "الكهربية" ، طرح أحد الطلاب السؤال التالي: "هل يتبرع الهيدروجين بالإلكترونات لليثيوم أم العكس؟" أجاب زملاء الدراسة أن الليثيوم يعطي الإلكترونات ، لأنه يحتوي على نصف قطر ذري أكبر. سأل طالب آخر على الفور: "ماذا سيتحول الهيدروجين بعد ذلك؟" تم تقسيم الآراء: اعتبر البعض أن ذرة الهيدروجين ، بإضافة إلكترون ، تحولت إلى ذرة هيليوم ، لأنها تحتوي على إلكترونين ، بينما اختلف الآخرون مع ذلك ، بحجة أن الهليوم له شحنة نووية +2 ، وهذا الجسيم له +1 . إذن ما هذا الجسيم؟ نشأ موقف إشكالي يمكن حله من خلال التعرف على مفهوم الأيونات. يمكن للمعلم نفسه إنشاء حالة المشكلة في الفصل الدراسي. مثال على الدرس. الموضوع: "مواد بسيطة ومعقدة". يوفر المعلم للطالب مجالًا واسعًا من النشاط: يطرح أسئلة إشكالية ، ويقترح كتابة مواد بسيطة ومعقدة بشكل منفصل عن قائمة المواد المختلفة ، ويقود الطالب بنفسه ، باستخدام خبرته الحياتية ، ومعرفة الدروس السابقة ، لمحاولة صياغة مفهوم المواد البسيطة والمعقدة. الطالب يخلق المعرفة لنفسه ، لذلك هناك اهتمام ليس فقط بالموضوع ، ولكن في عملية الإدراك ذاتها.
3. تكنولوجيا البحث والتعلم
النشاط البحثي لأطفال المدارس هو مجموعة من الإجراءات ذات الطابع البحثي ، مما يؤدي إلى اكتشاف الحقائق غير المعروفة والمعرفة النظرية وأساليب النشاط. بهذه الطريقة ، يتعرف الطلاب على الأساليب الرئيسية للبحث في الكيمياء ، ويتقنون القدرة على اكتساب معرفة جديدة بشكل مستقل ، والإشارة باستمرار إلى النظرية. يتضمن استقطاب المعرفة الأساسية لحل حالات المشكلات تكوين وتحسين كل من المهارات التعليمية العامة والمهارات الخاصة للطلاب (لإجراء تجارب كيميائية ، وربط الظواهر المرصودة بالتغيرات في حالة الجزيئات والذرات والأيونات ، وإجراء تجربة كيميائية فكرية ، ومحاكاة جوهر العمليات ، وما إلى ذلك). يمكن إجراء البحث بهدف الحصول على معرفة جديدة ، والتعميم ، واكتساب المهارات ، وتطبيق المعرفة المكتسبة ، ودراسة مواد وظواهر وعمليات معينة. لذلك ، عند دراسة موضوع "أملاح حمض النيتريك" في الصف التاسع ، أستخدم عناصر العمل البحثي. تشمل الدراسة: إجراء تحليل نظري. طرق التنبؤ للحصول على المواد وخصائصها ؛ وضع خطة للتحقق التجريبي وتنفيذها ؛ صياغة الاستنتاج. اتضح سلسلة منطقية: التحليل النظري - التنبؤ - التجربة. قال مايكل فاراداي: "ما من علم يحتاج إلى تجربة بقدر الكيمياء. تستند قوانينها الأساسية ونظرياتها واستنتاجاتها إلى الحقائق. لذلك ، من الضروري التحكم المستمر من خلال التجربة ". لتنظيم المعرفة المكتسبة ، يملأ الطلاب الجدول:
أملاح حمض النيتريك
يستغرق العمل البحثي للطلاب في الدرس وقتًا أطول من تنفيذ المهام وفقًا للنموذج. ومع ذلك ، فإن الوقت الذي يقضيه يتم تعويضه لاحقًا بحقيقة أن الطلاب يؤدون المهام بسرعة وبشكل صحيح ، ويمكنهم دراسة المواد الجديدة بشكل مستقل. بالإضافة إلى ذلك ، يزداد وعيهم وقوة معرفتهم ، ويظهر اهتمام ثابت بالموضوع.
4. لعبة تكنولوجيا التعلم
تعمل الألعاب الفكرية والإبداعية (ITGs) على تحفيز تنمية الاهتمامات المعرفية للطلاب ، والمساهمة في تنمية قدراتهم الفكرية والإبداعية ، وتمكين الأطفال من إثبات أنفسهم وإدراك أنفسهم في المجال الفكري والإبداعي من خلال اللعبة ، مما يساعد على سد النقص. من الاتصالات. يمكن استخدام ITI ليس فقط في الأنشطة اللامنهجية وغير المنهجية ، ولكن أيضًا في الفصل الدراسي (عند تعلم مادة جديدة ، وتكرار ما تم تعلمه ، والتحكم في معرفة الطلاب ، وما إلى ذلك)
أكثر ألعاب الأعمال وألعاب تمثيل الأدوار تعقيدًا واستهلاكًا للوقت. يتيح لك إجراء مثل هذه الألعاب تحقيق الأهداف التالية: تعليم الطلاب إبراز الشيء الرئيسي في محتوى المادة التعليمية ، وتقديمها في شكل قصير ؛ تطوير مهارات تحليل النص ، والتفكير الترابطي ، واستقلالية الحكم ، وتعزيز تقرير المصير للطلاب ، وتطوير مهارات الاتصال ، وتوسيع آفاقهم ، وتكرار المواد المدروسة وتعميمها. في ممارستي ، أستخدم بشكل منهجي أشكال اللعبة لتنظيم التحكم في المعرفة وألاحظ باستمرار كيف أن هذا يزيد من اهتمام الطلاب بالمواد التي تتم دراستها والموضوع ككل ، حيث بدأ الطلاب الذين كانوا يقرؤون قليلاً مؤخرًا في تقليب الكتب والمراجع الكتب والموسوعات. لذلك في الفصل الدراسي ، عند دراسة الموضوعات المتعلقة بالبيئة ، على سبيل المثال ، حول موضوع "المصادر الطبيعية للهيدروكربونات ومعالجتها" ، أستخدم ألعاب لعب الأدوار باستخدام مجموعات الخبراء. ينقسم الفصل إلى مجموعتين: "متخصصون" و "صحفيون". أول اختيار المواد وإعداد المساعدات البصرية. والثاني يعد الأسئلة التي يجب عليهم طرحها أثناء اللعبة.
لدمج المواد في الصفوف 8-9 ، أستخدم الألعاب التعليمية: "المكعبات الكيميائية" ، "اللوتو الكيميائي" ، "تيك تاك تو" ، "البحث عن الخطأ" ، "المعركة الكيميائية". أيضًا في الأنشطة اللامنهجية ، أقضي ألعابًا فكرية وإبداعية مذهلة: "KVN" ، "ماذا ، أين ، متى" ، "ساعة المجد".
5. استخدام الاختبارات في دروس الكيمياء
يعد استخدام الاختبارات في فصول الكيمياء أمرًا بارزًا أيضًا في عملية إدخال تقنيات جديدة. هذا يسمح بإجراء اختبار شامل لمعرفة الطلاب. منهجية الاختبار هي وسيلة عالمية لاختبار المعرفة والمهارات. الاختبارات هي شكل اقتصادي هادف وشكل فردي من التحكم. يساهم الاختبار المنهجي للمعرفة في شكل اختبارات في الاستيعاب القوي للموضوع ، ويزرع موقفًا واعيًا للتعلم ، ويشكل الدقة ، والاجتهاد ، والعزيمة ، وينشط الانتباه ، ويطور القدرة على التحليل. أثناء التحكم في الاختبار ، يتم توفير شروط اختبار متساوية لجميع الطلاب ، أي زيادة موضوعية اختبار المعرفة. تضفي هذه الطريقة تنوعًا على العمل التربوي وتزيد من الاهتمام بالموضوع. يتم إجراء الاختبارات النهائية في الصفوف 8-10 في شكل اختبار.