Eksempler på anvendelse av moderne kjemiske teknologier. Tradisjonelle materialer med nye egenskaper

Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

Vert på http://www.allbest.ru/

FORBUNDSBYRÅ FOR UTDANNING

VOLGA POLYTECHNICAL INSTITUTE (BRANCH) OF VOLGOGRAD STATE TECHNICAL UNIVERSITY

LEDER FOR GENERELT KJEMISK TEKNOLOGI OG BIOTEKNOLOGI.

INDIVIDUELT ARBEID

Tema: Nye materialer i kjemi og mulighetene for deres anvendelse

Fullført:

student gr. VE-111

Kuznetsova O.V.

Sjekket:

Ivankin. O.M.

Volzhsky, 2008

Introduksjon

1. Polymermaterialer

2. Syntetiske stoffer

3. Lagre og erstatte materialer

6. Optiske materialer

Bibliografi

Introduksjon

Materialer er stoffer som ulike produkter er laget av: produkter og enheter, biler og fly, broer og bygninger, romfartøy og mikroelektroniske kretsløp, partikkelakseleratorer og atomreaktorer, klær, sko, etc. Hver type produkt krever sine egne materialer med veldefinerte egenskaper. Det har alltid vært stilt høye krav til materialenes egenskaper.

Moderne teknologier gjør det mulig å produsere et bredt utvalg av materialer av høy kvalitet, men problemet med å lage nye materialer med bedre egenskaper er fortsatt relevant i dag.

Når du søker etter et nytt materiale med ønskede egenskaper, er det viktig å etablere dets sammensetning og struktur, samt gi betingelser for å håndtere dem.

De siste tiårene har materialer blitt syntetisert med fantastiske egenskaper, for eksempel materialer til varmeskjold for romfartøy, høytemperatur-superledere osv. Det er knapt mulig å regne opp alle typer moderne materialer. Over tid øker antallet stadig.

Mange strukturelle elementer i moderne fly er laget av komposittpolymermaterialer. Et av disse materialene - Kevlar når det gjelder en viktig indikator - styrke / vektforhold - overgår mange materialer, inkludert stål av høyeste kvalitet.

1. Polymermaterialer

syntetisk polymerstoff

Plast er materialer basert på naturlige eller syntetiske polymerer som kan få en gitt form ved oppvarming under trykk og stabilt opprettholde den etter avkjøling. I tillegg til polymeren kan plast inneholde fyllstoffer, stabilisatorer, pigmenter og andre komponenter. Noen ganger brukes andre navn på plast - plast, plast.

Polymerer er bygget av makromolekyler, bestående av mange små grunnleggende molekyler - monomerer. Prosessen med deres dannelse avhenger av mange faktorer, variasjoner og kombinasjoner som gjør det mulig å oppnå mange varianter av polymerprodukter med forskjellige egenskaper. Hovedprosessene for dannelse av makromolekyler er polymerisering og polykondensasjon.

Ved å endre strukturen til molekyler og deres ulike kombinasjoner, er det mulig å syntetisere plast med ønskede egenskaper. Et eksempel er syntese av plast med ønskede egenskaper. Et eksempel er ABS-polymer. Den består av tre hovedmonomerer: akrylonitrat (A), butadien (B) og styren (C). Den første av dem gir kjemisk motstand, den andre - slagfasthet og den tredje - hardhet og enkel termoplastisk behandling. Hovedverdien av disse polymerene er erstatning av metaller i ulike design.

De mest lovende materialene med høy termisk stabilitet var aromatiske og heteroaromatiske strukturer med en sterk benzenring: polyfenylensulfid, aromatiske polyamider, fluorpolymerer, etc. Disse materialene kan opereres ved en temperatur på 200 - 400 grader. Hovedforbrukerne av varmebestandig plast er luftfart og rakettteknologi.

2. Syntetiske stoffer

Siden begynnelsen av det tjuende århundre. kjemiske teknologier begynte å fokusere på å lage nye fibrøse materialer. Til dags dato er en rekke kunstige fibre laget hovedsakelig av 4 typer kjemiske materialer: cellulose (viskose), polyamid, polyakrylnitril og polyestere.

Produksjonsvolumet av syntetiske materialer til klesprodusenten er drevet av forbrukernes etterspørsel, som har vist en nedadgående trend de siste årene. I denne forbindelse er en av de viktigste oppgavene til kjemikere å tilnærme seg egenskaper og kvalitet kunstige materialer til naturlig.

Dagens innovasjoner har påvirket fibrenes geometri. Produsenter av tekstilråvarer streber etter å gjøre trådene så tynne som mulig.

Hule fibre dukket også opp. De motstår kulden bedre. Hvis en slik fiber ikke er rund i tverrsnitt, men oval, fjerner stoffet fra det svette fra huden lettere.

En av variantene av syntetiske stoffer er Kevlar. Den er 5 ganger mer rivebestandig enn stål og brukes til å lage skuddsikre jakker. Favorittmaterialet til motedesignere - elastisk - er praktisk ikke bare i sportsklær, men også i hverdagsdrakter. Det er et stoff basert på bittesmå glasskuler som reflekterer lys. Klær laget av det er god beskyttelse for de som er ute om natten.

Det er en original teknologi for å lage stoff for astronautklær, som er i stand til å beskytte ham utenfor atmosfæren mot verdens kjølende kulde og den brennende solens varme. Hemmeligheten til slike klær er i millioner av mikroskopiske kapsler innebygd i stoffet eller skummet - massen.

Moderne stoffer består ofte av flere lag, som metallfolie, garn og svettetransporterende fibre.

De nyeste stoffene har banet vei for moderne klesteknologi.

3. Substitusjon av materialer

Gamle materialer erstattes av nye. Dette skjer vanligvis i 2 tilfeller: når det er mangel på det gamle materialet og når det nye materialet er mer effektivt. Erstatningsmaterialet skal ha de beste egenskapene. For eksempel kan plast klassifiseres som erstatningsmaterialer, selv om det knapt er mulig å betrakte dem som definitivt nye materialer. Plast kan erstatte metall, tre, skinn og andre materialer.

Ikke mindre vanskelig er problemet med å erstatte ikke-jernholdige metaller. Mange land følger veien for deres økonomiske, rasjonelle forbruk. Fordelene med plast for mange bruksområder er ganske åpenbare: Ett tonn plast i maskinteknikk sparer 5 - 6 tonn metaller. Ved produksjon av for eksempel plastskruer, tannhjul osv. reduseres antall bearbeidingsoperasjoner, arbeidsproduktiviteten økes med 300-1000%. Ved bearbeiding av metaller brukes materialet med 70%, og i produksjon av plastprodukter - med 90-95%.

Utskiftingen av tømmer begynte i første halvdel av 1900-tallet. Først av alt dukket kryssfiner opp, og senere - fiberplater og sponplater. De siste tiårene har tre blitt erstattet av aluminium og plast. Eksempler inkluderer leker, husholdningsartikler, båter, bygningskonstruksjoner og lignende. Samtidig er det en tendens til å øke forbrukernes etterspørsel etter varer laget av tre.

I fremtiden vil plast erstattes av komposittmaterialer, hvor utviklingen vies stor oppmerksomhet.

4. Supersterke og varmebestandige materialer

Utvalget av materialer til ulike formål utvides stadig. Det siste tiåret er det skapt et naturvitenskapelig grunnlag for utvikling av fundamentalt nye materialer med ønskede egenskaper. For eksempel er stål som inneholder 18 % nikkel, 8 % kobolt og 3-5 % molybden svært holdbart - styrke-til-tetthetsforholdet for det er flere ganger større enn for noen aluminium- og titanlegeringer. Dets primære bruksområde er luftfart og rakettteknologi.

Jakten på nye høyfaste aluminiumslegeringer fortsetter. Deres tetthet er relativt lav og de brukes ved relativt lave temperaturer - opp til ca. 320 grader. Titanlegeringer med høy korrosjonsbestandighet er egnet for høye temperaturforhold.

Det er en videreutvikling av pulvermetallurgi. Pressing av metall og andre pulver er en av de lovende måtene å øke styrken og forbedre andre egenskaper til pressede materialer.

Det siste tiåret har det vært mye oppmerksomhet rundt utviklingen av komposittmaterialer, d.v.s. materialer som består av komponenter med ulike egenskaper. Slike materialer inneholder en base der forsterkende elementer er fordelt: fibre, partikler, etc. Kompositter kan omfatte glass, metall, tre, menneskeskapte materialer, inkludert plast. Et stort antall mulige kombinasjoner av komponenter gjør det mulig å oppnå en rekke komposittmaterialer.

Ved å kombinere poly- og enkrystallfilamenter med polymermatriser (polyestere, fenol- og epoksyharpikser), oppnås materialer som ikke er dårligere i styrke enn stål, men 4 til 5 ganger lettere.

Fremtidens materiale vil være et som ikke bare vil være kraftig, men også motstandsdyktig mot langvarig eksponering for et aggressivt miljø.

Opprettelsen av varmebestandige materialer er en av de viktigste oppgavene i utviklingen av moderne kjemiske teknologier.

Til dags dato er det utviklet lovende metoder for fremstilling av varmebestandige materialer. Disse inkluderer: implantasjon av ioner, på hvilken som helst overflate; plasmasyntese; smelting og krystallisering i fravær av gravitasjon; avsetning på polykrystallinske, amorfe og krystallinske overflater ved bruk av molekylære stråler; kjemisk kondensering fra gassfasen i en glødeplasmautladning, etc.

Ved bruk av moderne teknologier er det oppnådd for eksempel silisiumnitrid og wolframsilisid, varmebestandige materialer for mikroelektronikk. Silisiumnitrid har utmerkede elektriske isolerende egenskaper selv med en liten lagtykkelse på mindre enn 0,2 mikron. Tungsten silicid har en svært lav elektrisk motstand. Disse materialene i form av en tynn film avsettes på elementene i integrerte kretsløp. Sputtering utføres ved plasmaavsetning på et mindre varmebestandig substrat uten merkbar endring i egenskapene.

Av praktisk interesse er en metode for å skaffe nye keramiske materialer for fremstilling av for eksempel en helkeramisk sylinderblokk til en forbrenningsmotor. Denne metoden består i å støpe en silisiumholdig polymer inn i en form med en gitt konfigurasjon, etterfulgt av oppvarming, hvor polymeren omdannes til et varmebestandig og holdbart silisiumkarbid eller silisiumnitrid.

Ny teknologi gjør det mulig å syntetisere mer varmebestandige materialer.

5. Materialer med uvanlige egenskaper

Nitinol er en nikkel-titanium-legering som har den uvanlige egenskapen å beholde sin opprinnelige form. Derfor kalles det noen ganger et minnemetall, eller et metall med minne. Nitinol er i stand til å beholde sin opprinnelige form selv etter kaldforming og varmebehandling. Den er preget av super- og termoelastisitet, høy korrosjons- og erosjonsbestandighet.

Til å begynne med tjente nitinolprodukter som en fordel for militære formål - de ble brukt til å koble sammen forskjellige rørledninger i kampfly, hvor tilgangen er begrenset.

Det unike designet ved hjelp av nitinolkoblinger ble satt sammen for seks år siden i verdensrommet. Å montere en relativt lang mast for å montere motoren med tradisjonelle metoder vil kreve at astronauter oppholder seg i verdensrommet i lang tid, noe som kan utsette den for overdreven romstråling. Nitylkoblingene gjorde det mulig å raskt og enkelt sette sammen en 14 meter lang mast.

Bruken av nitinolkoblinger kan gi den største fordelen ikke for å løse engangsrom og snevert fokuserte militære oppgaver, men for nasjonaløkonomiske formål. Dette er gassrørledninger, oljerørledninger, bensinrørledninger, vannrørledninger. Gass-, olje- og bensinrørledninger fylt med henholdsvis brennbar gass, olje og bensin utgjør en økt brannfare, og sveising kan derfor ikke brukes til reparasjoner, og alt restaureringsarbeid må utføres med gjengede forbindelser og festemidler. Denne oppgaven er sterkt forenklet ved bruk av korrosjonsbestandige nitinolhylser, som fungerer når en relativt liten strøm passerer gjennom dem, og ingen åpen flamme er nødvendig.

Nitinolklemmer, koblinger, spiraler brukes i medisin. Ved hjelp av nitinolklemmer kobles ødelagte deler av bein mer effektivt sammen. Takket være formminnet er nitylhylsen bedre festet i tannkjøttet, og beskytter leddene mot overbelastning. Nitinol, som har evnen til å deformere seg elastisk med 8-10%, oppfatter jevnt belastningen, som en levende tann, og som et resultat skader tannkjøttet mindre. Nitinolspiralen er i stand til å gjenopprette tverrsnittet til et fartøy som er påvirket av en bestemt sykdom i menneskekroppen.

Uten tvil er nitinol et lovende materiale, og mange andre eksempler på dens vellykkede anvendelse vil bli kjent i nær fremtid.

Flytende krystaller er væsker som, i likhet med krystaller, har anisotropi av egenskaper assosiert med den ordnede orienteringen til molekyler. På grunn av den sterke avhengigheten av flytende krystallegenskaper av ytre påvirkninger, finner de forskjellige anvendelser innen teknologi (i temperatursensorer, indikatorenheter, lysmodulatorer, etc.). I dag, på verdensmarkedet for skjermteknologier, er flytende krystallenheter bare dårligere enn kinescopes, og når det gjelder energieffektivitet i skjermer med et relativt lite skjermareal, har de ingen konkurrenter.

Et flytende krystallstoff består av organiske molekyler med en overveiende ordnet orientering i en eller to retninger. Et slikt stoff har flyt som en væske, og den krystallinske rekkefølgen av molekylene bekreftes av dens optiske egenskaper. Det er tre hovedtyper av flytende krystaller: nematiske, smektiske og kolesteriske.

En av de lovende retningene i kjemien til flytende krystaller er realiseringen av disse strukturene i syntesen av polymerer. Molekylær orden karakteristisk for nematiske flytende krystaller. Det er dette prinsippet som ligger til grunn for produksjon av kunstfiber med eksepsjonelt høy strekkfasthet, som kan erstatte materialer for produksjon av flykropper, skuddsikre vester mv.

6. Optiske materialer

Det elektriske signalet som sendes gjennom kobbertråden blir gradvis erstattet av et mye mer informativt lyssignal som forplanter seg gjennom de lysledende fibrene.

Forbedringen av teknologier for fremstilling av kvartsfilamenter har gjort det mulig å redusere tapet av lysstrøm med omtrent 100 ganger på mindre enn en tiårsperiode. Enda mer transparente fibre kan fås fra nye optiske materialer, som for eksempel fluorglass. I motsetning til vanlige glass, som består av en blanding av metalloksider, er fluorglass en blanding av metallfluorider.

Fiberoptikk gir ekstremt store muligheter for å overføre store mengder informasjon over lange avstander. Allerede i dag er mange telefonsentraler, fjernsyn mv. vellykket bruk av fiberoptisk kommunikasjon.

Moderne kjemisk teknologi har spilt en viktig rolle ikke bare i utviklingen av nye optiske materialer - optiske fibre, men også i etableringen av materialer for optiske enheter for å bytte, forsterke og lagre optiske signaler. Optiske enheter opererer på nye tidsskalaer for behandling av lyssignaler. Moderne optiske enheter bruker litiumniobat og galliumaluminiumarsenid.

Eksperimentelle studier viser at organiske stereoisomerer, flytende krystaller og polyacetylener har bedre optiske egenskaper enn litiumniobat og er svært lovende materialer for nye optiske enheter.

7. Materialer med elektriske egenskaper

Opprinnelig var slike materialer overveiende silisium- og germaniumenkelkrystaller som inneholdt relativt lave urenhetskonsentrasjoner. En tid senere ble heliumarsenid-enkelkrystaller dyrket på enkeltkrystallindiumfosfid-substrater sentrum for utviklernes oppmerksomhet. Moderne teknologi gjør det mulig å oppnå flere lag med galliumarsenid av ulik tykkelse med ulikt innhold av urenheter. Arbeidsenhetene til lasere og laserdisplayenheter som brukes i langbølgede optiske kommunikasjonslinjer er laget av galliumarsenidmaterialer.

I prosessen med å utvikle nye halvledermaterialer ble halvlederegenskapene til amorft (ikke-krystallinsk) silisium uventet oppdaget.

Til dags dato har helt nye grupper av materialer med elektrisk ledningsevne blitt oppdaget. Deres fysiske egenskaper avhenger i stor grad av den lokale strukturen og molekylære bindinger. Noen av disse materialene er uorganiske, andre er organiske forbindelser.

I polymerledere tjener store flate molekyler som elementer i den ledende kolonnen og danner metallmakrosykler som er forbundet med hverandre gjennom kovalent bundne oksygenatomer. Et slikt kjemisk konstruert molekyl har elektrisk ledningsevne, og dette er en ekte sensasjon. Atomer av et metall og gruppen som omgir det i en plan makrosyklus kan erstattes og modifiseres på forskjellige måter. Som et resultat kan en polymer med ønskede elektrisk ledende egenskaper oppnås.

Teknologien for produksjon av polymerledere har allerede blitt mestret, og antallet varianter av slike ledere vokser. Under påvirkning av visse regenter får polyparafenylen, parafenylensulfid, polypyrrol og andre polymerer elektrisk ledende egenskaper.

I noen faste materialer med en ionisk mobil struktur sammenlignes mobiliteten til ioner med mobiliteten til ioner i en væske. Lignende materialer brukes i minneenheter, skjermer, sensorer og som elektrolytter og elektroder i batterier.

Når du lager moderne mikroelektronisk teknologi og svært sensitivt utstyr, brukes ulike materialer med anisotropiske elektriske, magnetiske og optiske egenskaper. Slike egenskaper besittes av ioniske krystaller, organiske molekylære krystaller, halvledere og mange andre materialer.

Moderne teknologi gjør det mulig å oppnå et materiale i form av glass, men ikke med dielektriske egenskaper, men med metallisk ledningsevne eller halvlederegenskaper. Denne teknologien er basert på rask frysing av en væske, kondensering av en gassfase på en veldig kald overflate, eller implantasjon av ioner på overflaten av et fast stoff.

Dermed, med bruk av moderne teknologier, er det mulig å skaffe nye materialer med et uvanlig sett med egenskaper.

8. Høytemperatursuperledere

Superledere er stoffer som går inn i superledende tilstand ved temperaturer under den kritiske temperaturen.

Mange stoffer har en superledende egenskap: omtrent halvparten av metallene (for eksempel en nikkel-titan-legering med en kritisk temperatur på 9,8 K), flere hundre legeringer og intermetalliske forbindelser.

Superledningsevne er oppdaget i polymere stoffer. Alt dette vitner om det faktum at mange mineraler har en superledende egenskap, men deres kritiske temperatur holdt seg relativt lav i lang tid.

På slutten av 1986 En viktig oppdagelse ble gjort: det ble funnet at noen faste forbindelser basert på kobber og oksygen går over i superledende tilstand ved temperaturer over 90 K. Dette fenomenet kalles høytemperatursuperledning.

Bruken av kjølemidler, selv som flytende xenon, fører uunngåelig til kompleksiteten til design som inkluderer superledende materialer. Dette er en av grunnene til å holde tilbake den utbredte introduksjonen av høytemperatur superledende materialer.

Høytemperaturledningsevne, oppdaget for mer enn ti år siden, lovet mange fristende utsikter både innen grunnleggende vitenskap og i å løse rent tekniske problemer. Innsatsen til verdens ledende forskere var rettet mot å skaffe nye materialer og studere deres struktur. Forskningen fortsetter, ingen av dem har ennå vært i stand til å løse problemet med superledning generelt, men hver enkelt hjelper til med å forstå det. Det er funnet mye viktig og interessant i stoffets krystallstruktur.

9. Materialer for dissosiasjon av organometalliske forbindelser

Resultatene fra nyere eksperimentelle studier har vist at termisk dissosiasjon av en rekke organometalliske forbindelser produserer rene metaller av ulike faste former med unike egenskaper. Disse organometalliske forbindelsene inkluderer:

Karbonyler - W (CO) , Mo (CO) , Fe (CO) , Ni (CO) ,

Metallacetylacetonater -

Rhodium dikarbonylacetonat -

Disse forbindelsene i gassform er preget av høy flyktighet. De brytes ned når de varmes opp til 100-150C. Som et resultat av termisk dissosiasjon kan en ren metallfase oppnås i forskjellige kondenserte former: fint pulver, metallhår, ikke-porøse tynnfilmmaterialer, cellulære metalloner, metallfibre og papir.

Høyt spredte pulvere består av partikler av små størrelser - opptil 1 - 3 mikron og brukes til produksjon av cermets - metallsammensetninger med oksider, nitrider, borider oppnådd ved pulvermetallurgi.

Metalliske veker er værhår med en diameter på 0,5 - 2,0 µm og en lengde på 5 - 50 µm. Metallhårhår er av praktisk interesse for syntese av nye komposittmaterialer med en metall- eller plastmatrise.

Ikke-porøse tynnfilmmaterialer utmerker seg ved en høy atomær pakningstetthet. Når det gjelder lysrefleksjon, nærmer dette materialet seg sølv.

Cellulære metaller dannes under avsetning av metall som et resultat av penetrering av damp av organometalliske forbindelser inn i porene til ethvert materiale. På denne måten dannes en cellulær metallstruktur.

10. Tynnfilmsmaterialer for informasjonslagring

Enhver elektronisk datamaskin, inkludert en personlig datamaskin, inneholder en informasjonslagringsenhet - en lagringsenhet som er i stand til å akkumulere og lagre en stor mengde informasjon.

Produksjonen av moderne magnetiske lagringsenheter med høy kapasitet er basert på bruk av tynnfilmmaterialer. Takket være bruken av nye magnetiske materialer og som et resultat av å forbedre produksjonsteknologien til alle tynnfilmelementer i en magnetisk lagringsenhet, har overflatetettheten til informasjonsregistrering økt fem ganger i løpet av relativt kort tid.

Registrering med høy overflatetetthet utføres på en bærer, hvis arbeidslag er dannet av et tynnfilm-koboltholdig materiale.

En høy opptakstetthet kan bare realiseres ved hjelp av transdusere hvis tynnfilms magnetiske kjernemateriale er preget av magnetisk induksjon med høy metning og høy magnetisk permeabilitet. Et svært følsomt tynnfilmelement brukes til å reprodusere registrert informasjon med høy tetthet, og den elektriske motstanden endres i et magnetfelt. Et slikt element kalles magnetoresistivt. Det sputteres fra et svært permeabelt magnetisk materiale, for eksempel permalloy.

Således, med bruk av tynnfilm magnetiske materialer ved fremstilling av høykapasitets informasjonslagringsenheter, har en ganske høy allerede blitt realisert. Med moderniseringen av slike stasjoner og introduksjonen av nye materialer, bør vi forvente en ytterligere økning i informasjonstetthet, noe som er svært viktig for utviklingen av moderne tekniske midler registrering, akkumulering og lagring av informasjon.

Bibliografi

1. S.Kh. Karpenkov. Konsepter om moderne naturvitenskap. Moskva. 2001

2. Khomchenko G.P. Kjemi for å komme inn på universiteter. - Videregående skole, 1985. - 357 s.

3. Furmer I.E. Generell kjemisk teknologi. - M.: Videregående skole, 1987. - 334 s.

4. Lakhtin Yu.M., Leontieva V.P. Materialvitenskap. -- M.: Mashinostroenie, 1990

Vert på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Nye retninger i utviklingen av polymerkjemi, syntese av polymerer med ønskede egenskaper. Dannelse av ordnede mikrostrukturer i kopolymerer med blokk- og tilfeldig struktur. Resultatene av eksperimentelle studier, utsiktene til industriell anvendelse.

sammendrag, lagt til 04.03.2011

Kjennetegn på biologisk nedbrytbare (biologisk nedbrytbare) polymerer - materialer som blir ødelagt som et resultat av naturlige (mikrobiologiske og biokjemiske) prosesser. Egenskaper, produksjonsmetoder og bruksområder for biologisk nedbrytbare polymerer.

sammendrag, lagt til 05.12.2011

Viktigheten av å bruke avanserte typer komposittmaterialer, støpe komposittmaterialer med visse egenskaper. Fysiske og mekaniske egenskaper til polybutylentereftalat modifisert med en svært dispergert blanding av jern og dets oksid.

artikkel, lagt til 03/03/2010

Generelle egenskaper ved nanokomposittmaterialer: analyse av metafysiske egenskaper, hovedanvendelsesområder. Betraktning av funksjonene til metamaterialer, metoder for skapelse. Kjennskap til de fysiske, elektroniske og fotofysiske egenskapene til nanopartikler.

sammendrag, lagt til 27.09.2013

Om begrepet "ultrapure materialer". Metoder for klassifisering av materialer av spesiell renhet. Innhenting av rene ikke-jernholdige metaller. Satellitter av ikke-jernholdige metaller i malm. Ionbytte. Bruk av kjemiske metoder for rengjøringsmaterialer i stedet for fysiske.

sammendrag, lagt til 27.02.2003

Kjemisk motstand av materialer av uorganisk og organisk opprinnelse. Typer uorganiske strukturmaterialer: silikat, keramikk, bindemiddelmaterialer. Organiske byggematerialer: plast, gummi, gummi, tre.

sammendrag, lagt til 09.04.2011

Bruksområder innen medisin av syntetiske polymerer. Materialer som brukes til implantasjon. Fysiologisk aktive vannløselige polymerer. Strukturen til polyakrylamidgeler (PAAG) brukt i medisin. Resultater av klinisk anvendelse av PAAG.

sammendrag, lagt til 01.09.2012

Basaltplast - polymerkomposittmaterialer fra XXI århundre. Kjemisk sammensetning av basalt- og glasstråder. Syntese av en polymer antioksidant med ulike funksjonelle formål. varmefølsomme kopolymerer. Innhenting av komposittbelegg.

sammendrag, lagt til 04/05/2009

Krystallstrukturen til grafitt og skjemaet for det gjensidige arrangementet av lag i en sekskantet struktur. Klassifisering av karbon-grafittmaterialer og deres produksjon fra faste karbonmaterialer (antrasitt, grafitt, koks) og bindemidler (bek, harpiks).

sammendrag, lagt til 27.04.2011

Polyetylen, plast, skumgummi er kunstige (syntetiske) materialer laget av mennesker ved hjelp av kjemivitenskapen. Bruk av plast for å lage et beskyttende deksel på elektriske metallledninger. Materialer for fremstilling av beskyttelsesdrakter.

Teknologi i vid forstand forstås som en vitenskapelig beskrivelse av metoder og produksjonsmidler i enhver industri.

For eksempel er metoder og midler for metallbearbeiding gjenstand for metallteknologi, metoder og midler for å produsere maskiner og apparater er gjenstand for maskinteknisk teknologi.

Prosessene innen mekanisk teknologi er først og fremst basert på mekanisk handling som endres utseende eller de fysiske egenskapene til de bearbeidede stoffene, men som ikke påvirker deres kjemiske sammensetning.

Kjemiske teknologiske prosesser inkluderer kjemisk prosessering av råvarer basert på kjemiske og fysisk-kjemiske fenomener som er komplekse i naturen.

Kjemisk teknologi - vitenskapen om de mest økonomiske og miljøvennlige metodene for kjemisk prosessering av naturlige råvarer til varer og produksjonsmidler.

Den store russiske vitenskapsmannen Mendeleev definerte forskjellene mellom kjemisk og mekanisk teknologi på denne måten: "... starter med imitasjon, enhver mekanisk fabrikkvirksomhet kan forbedres i sine selv mest grunnleggende prinsipper, hvis det bare er oppmerksomhet og ønske, men ved Samtidig er en ting uten forkunnskaper utenkelig at fremgangen til kjemiske anlegg er utenkelig, eksisterer ikke og vil sannsynligvis aldri eksistere.»

Moderne kjemisk teknologi

Moderne kjemisk teknologi, ved å bruke prestasjonene fra naturvitenskap og teknisk vitenskap, studerer og utvikler et sett med fysiske og kjemiske prosesser, maskiner og apparater, optimale måter å implementere disse prosessene og kontrollere dem i industriell produksjon av ulike stoffer, produkter, materialer.

Utviklingen av vitenskap og industri har ført til en betydelig økning i antall kjemiske industrier. For eksempel produseres det i dag rundt 80 000 forskjellige kjemiske produkter bare av olje.

Veksten av kjemisk produksjon, på den ene siden, og utviklingen av kjemiske og tekniske vitenskaper, på den andre, gjorde det mulig å utvikle det teoretiske grunnlaget for kjemisk-teknologiske prosesser.

Teknologi av ildfaste ikke-metalliske og silikatmaterialer;

Kjemisk teknologi av syntetiske biologisk aktive stoffer, kjemiske legemidler og kosmetikk;

Kjemisk teknologi av organiske stoffer;

Teknologi og bearbeiding av polymerer;

Grunnleggende prosesser for kjemisk produksjon og kjemisk kybernetikk;

Kjemisk teknologi for naturlige energibærere og karbonmaterialer;

Kjemisk teknologi av uorganiske stoffer.

Kjemisk teknologi og bioteknologi inkluderer et sett med metoder, metoder og midler for å skaffe stoffer og lage materialer ved hjelp av fysiske, fysisk-kjemiske og biologiske prosesser.

KJEMISK TEKNOLOGI:

Analyse og prognoser for utviklingen av kjemisk teknologi;

Nye prosesser innen kjemisk teknologi;

Teknologi av uorganiske stoffer og materialer;

Nanoteknologi og nanomaterialer;

Teknologi av organiske stoffer;

katalytiske prosesser;

Petrokjemi og oljeraffinering;

Teknologi av polymer og komposittmaterialer;

Kjemiske og metallurgiske prosesser for dyp bearbeiding av malm, teknogene og sekundære råvarer;

Kjemi og teknologi for sjeldne, spredte og radioaktive grunnstoffer;

Behandling av brukt kjernebrensel, deponering av kjernefysisk avfall;

Økologiske problemer. Opprettelse av lite avfall og lukkede teknologiske ordninger;

Prosesser og enheter for kjemisk teknologi;

Teknologi av medisiner; husholdning kjemikalier;

Overvåking av den naturlige og teknogene sfæren;

Kjemisk behandling av fast brensel og naturlige fornybare råvarer;

Økonomiske problemer med kjemisk teknologi;

Kjemisk kybernetikk, modellering og automatisering av kjemisk produksjon;

Problemer med toksisitet, som sikrer sikkerheten ved kjemisk produksjon. Sikkerhet og helse;

Analytisk kontroll av kjemisk produksjon, produktkvalitet og sertifisering;

Kjemisk teknologi av makromolekylære forbindelser

STRÅLINGSKJEMISK TEKNOLOGI (RCT) er et felt innen generell kjemisk teknologi dedikert til studiet av prosesser som skjer under påvirkning av ioniserende stråling (IR) og utvikling av metoder for sikker og kostnadseffektiv bruk av sistnevnte i den nasjonale økonomien , samt opprettelse av passende enheter (enheter, installasjoner).

RCT brukes til å skaffe forbruksvarer og produksjonsmidler, for å gi forbedrede eller nye driftsegenskaper til materialer og ferdige produkter, for å øke effektiviteten i landbruksproduksjonen, for å løse visse miljøproblemer, etc.

1. Innledning3
2. Kjemisk industri3
3. Kjemisk teknologi7
4. Konklusjon8

Referanser9

Introduksjon

Den kjemiske industrien er den nest ledende grenen av industrien etter elektronikk, som raskest sikrer innføringen av prestasjonene til vitenskapelig og teknologisk fremgang på alle områder av økonomien og bidrar til å akselerere utviklingen av produktive krefter i hvert land. Et trekk ved den moderne kjemiske industrien er orienteringen til de viktigste vitenskapsintensive industriene (farmasøytiske, polymere materialer, reagenser og svært rene stoffer), samt produkter av parfyme og kosmetikk, husholdningskjemikalier, etc. å sikre de daglige behovene til en person og hans helse.

Utviklingen av den kjemiske industrien førte til prosessen med kjemikalisering av den nasjonale økonomien. Det innebærer utbredt utbredt bruk av industriprodukter, full introduksjon av kjemiske prosesser i ulike sektorer av økonomien. Slike industrier som oljeraffinering, termisk kraftteknikk (unntatt kjernekraftverk), tremasse og papir, jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi, produksjon av byggematerialer (sement, murstein, etc.), samt mange næringsmiddelindustrier er basert på bruken -vania kjemiske prosesser for å endre strukturene til det opprinnelige stoffet. Samtidig trenger de ofte produktene fra selve kjemisk industri, d.v.s. og stimulerer dermed dens akselererte utvikling.

Kjemisk industri

Kjemisk industri er en industri som inkluderer produksjon av produkter fra hydrokarboner, mineraler og andre råvarer gjennom sin kjemiske prosessering. Bruttoproduksjonen av den kjemiske industrien i verden er rundt 2 billioner. dollar Volumet av industriell produksjon av den kjemiske og petrokjemiske industrien i Russland i 2004 utgjorde 528 156 millioner rubler.

Den kjemiske industrien ble en egen industri med begynnelsen av den industrielle revolusjonen. De første fabrikkene for produksjon av svovelsyre, den viktigste av mineralsyrene som brukes av mennesker, ble bygget i 1740 (Storbritannia, Richmond), i 1766 (Frankrike, Rouen), i 1805 (Russland, Moskva-regionen), i 1810 (Tyskland, Leipzig). For å møte behovene til den utviklende tekstil- og glassindustrien, oppsto produksjonen av soda. De første brusplantene dukket opp i 1793 (Frankrike, Paris), i 1823 (Storbritannia, Liverpool), i 1843 (Tyskland, Schönebeck-on-Elbe), i 1864 (Russland, Barnaul). Med utviklingen i midten av XIX århundre. kunstgjødselplanter dukket opp i jordbruket: i 1842 i Storbritannia, i 1867 i Tyskland, i 1892 i Russland.

Råvareforbindelser, den tidlige fremveksten av industrien bidro til fremveksten av Storbritannia som verdensledende innen kjemisk produksjon, i løpet av tre fjerdedeler av 1800-tallet. Fra slutten av 1800-tallet Tyskland er i ferd med å bli ledende innen kjemisk industri med økende etterspørsel fra økonomier etter organiske stoffer. Takket være den raske prosessen med konsentrasjon av produksjon, et høyt nivå av vitenskapelig og teknologisk utvikling, en aktiv handelspolitikk, Tyskland ved begynnelsen av det 20. århundre. erobrer verdensmarkedet for kjemiske produkter. I USA begynte den kjemiske industrien å utvikle seg senere enn i Europa, men i 1913, når det gjelder produksjon av kjemiske produkter, okkuperte USA og har siden hatt førsteplassen i verden blant stater. Dette tilrettelegges av de rikeste mineralressursene, et utviklet transportnettverk og et kraftig hjemmemarked. Først på slutten av 1980-tallet oversteg den kjemiske industrien i EU-landene generelt produksjonsvolumet i USA.

Tabell 1

Undersektorer av kjemisk industri

Undersektor
Uorganisk kjemi	Ammoniakkproduksjon, Sodaproduksjon, Svovelsyreproduksjon
Organisk kjemi	Akrylnitril, fenol, etylenoksid, karbamid
Keramikk	silikatproduksjon
Petrokjemi	Benzen, etylen, styren
Agrokjemi	Gjødsel, plantevernmidler, insektmidler, ugressmidler
Polymerer	Polyetylen, Bakelitt, Polyester
Elastomerer	Gummi, neopren, polyuretaner
Sprengstoff	Nitroglycerin, ammoniumnitrat, nitrocellulose
farmasøytisk kjemi	Medisiner: Synthomycin, Taurin, Ranitidin...
Parfymer og kosmetikk	Kumarin, vanillin, kamfer

Alle de spesifikke egenskapene til den kjemiske industrien som har blitt bemerket har for tiden stor innflytelse på strukturen til industrien. I den kjemiske industrien øker andelen høyverdige vitenskapsintensive produkter. Produksjonen av mange typer masseprodukter som krever store utgifter til råvarer, energi, vann og som er usikre for miljøet, stabiliseres eller til og med reduseres. Imidlertid forløper prosessene med strukturell tilpasning forskjellig i visse grupper av stater og regioner. Dette har en merkbar innvirkning på geografien til visse grupper av industrier i verden.

Den største innvirkningen på utviklingen av verdens økonomi og forholdene i hverdagen til det menneskelige samfunnet hadde i andre halvdel av XX århundre. polymere materialer, produkter fra deres behandling.

Industri av polymere materialer. Det og produksjonen av innledende typer hydrokarboner for syntese, halvprodukter fra dem utgjør 30 til 45% av kostnadene for produkter fra den kjemiske industrien i de utviklede landene i verden. Dette er grunnlaget for hele industrien, dens kjerne, nært knyttet til nesten alle kjemiske industrier. Råvarer for å skaffe innledende hydrokarboner, halvprodukter og polymerer i seg selv er hovedsakelig olje, assosiert og naturgass. Deres forbruk for produksjon av dette brede spekteret av produkter er relativt lite: bare 5-6% av oljen produsert i verden og 5-6% av naturgass.

Plast og syntetisk harpiks industri. Syntetiske harpikser brukes hovedsakelig til å produsere kjemiske fibre, og plast er oftest utgangsmaterialer for konstruksjon. Dette forhåndsbestemmer deres bruk i mange områder av industri, konstruksjon, samt produkter laget av dem i hverdagen. Mange typer plast, enda flere av deres merker har blitt laget de siste tiårene. Det finnes en hel klasse industriplast for de mest kritiske produktene innen maskinteknikk (fluorplast, etc.).

Den kjemiske fiberindustrien revolusjonerte hele den lette industrien. På 30-tallet. rollen til kjemiske fibre i strukturen til tekstiler var ubetydelig: 30% av dem var ull, omtrent 70% var bomull og andre fibre av planteopprinnelse. Kjemiske fibre blir i økende grad brukt til tekniske formål. Omfanget av deres anvendelse i økonomien og husholdningenes forbruk vokser stadig.

Syntetisk gummiindustri. Etterspørselen etter gummiprodukter i verden (bare bildekk produseres årlig for 1 milliard) kommer i økende grad ved bruk av syntetisk gummi. Den står for 2/3 av den totale produksjonen av naturlig og syntetisk gummi. Produksjonen av sistnevnte har en rekke fordeler (mindre kostnader for bygging av fabrikker enn for etablering av plantasjer; mindre lønnskostnader for fabrikkproduksjon; lavere pris sammenlignet med naturgummi, etc.). Derfor har utgivelsen utviklet seg i mer enn 30 stater.

Mineralgjødselindustri. Bruken av nitrogen-, fosfor- og kaliumgjødsel bestemmer i stor grad utviklingsnivået for landbruket i land og regioner. Mineralgjødsel er de mest masseproduserte produktene i den kjemiske industrien.

Den farmasøytiske industrien blir stadig viktigere for å beskytte helsen til verdens voksende befolkning. Den økende etterspørselen etter produktene deres skyldes:

1) den raske aldring av befolkningen, først og fremst i mange industriland i verden, som krever introduksjon av nye komplekse legemidler i medisinsk praksis;

2) en økning i kardiovaskulære og onkologiske sykdommer, samt fremveksten av nye sykdommer (AIDS), som krever mer og mer effektive medisiner for å bekjempe;

3) opprettelsen av nye generasjoner medikamenter på grunn av tilpasningen av mikroorganismer til deres gamle former.

gummiindustrien. Produktene til denne industrien er i økende grad fokusert på å møte befolkningens behov.

I tillegg til de mange husholdningsgummiprodukter (tepper, leker, slanger, sko, baller osv.) som har blitt vanlige forbruksvarer, er det en økende etterspørsel etter gummikomponenter til mange typer ingeniørprodukter. Dette inkluderer grunnløse transportmidler: dekk til biler, sykler, traktorer, flychassis osv. Gummiprodukter som rørledninger, pakninger, isolatorer og andre er avgjørende for mange typer produkter. Dette forklarer det store utvalget av gummiprodukter (det overstiger 0,5 millioner varer).

Blant de mest masseproduserte produktene i bransjen skiller produksjonen av dekk (dekk) for ulike typer transport seg ut. Produksjonen av disse produktene bestemmes av antall kjøretøy produsert i verden, anslått til mange titalls millioner enheter av hver av dem. Produksjonen av dekk forbruker 3/4 av naturlig og syntetisk gummi, en betydelig del av de syntetiske fibrene som brukes til produksjon av ledningsstoff - dekkskrott. I tillegg, for å få gummi som fyllstoff, trengs ulike typer sot - også et produkt fra en av grenene av den kjemiske industrien - sot. Alt dette bestemmer gummiindustriens nære forhold til andre grener av den kjemiske industrien.

Utviklingsnivået til landets økonomi kan bedømmes etter utviklingsnivået til den kjemiske industrien. Den forsyner økonomien med råvarer og materialer, gjør det mulig å anvende nye teknologiske prosesser i alle sektorer av økonomien. Sammensetningen av kjemisk industri er svært kompleks:

1) grunnleggende kjemi,

2) kjemi av organisk syntese.

Farmasi, fotokjemi, husholdningskjemikalier, parfyme hører til finkjemien og kan bruke både organiske og uorganiske råvarer. De tverrsektorielle båndene til den kjemiske industrien er omfattende - det er ingen slik sektor av økonomien som den ikke ville være forbundet med. Vitenskapskompleks, elektrisk kraftindustri, metallurgi, drivstoffindustri, lett industri - kjemi - tekstilindustri, landbruk, næringsmiddelindustri, konstruksjon, ingeniørfag, militærindustrielt kompleks. Den kjemiske industrien kan bruke en rekke råvarer: olje, gass, kull, tømmer, mineraler, til og med luft. Derfor kan kjemiske virksomheter lokaliseres overalt. Geografien til den kjemiske industrien er omfattende: produksjonen av kaliumgjødsel beveger seg mot områdene for utvinning av råvarer, produksjon av nitrogengjødsel - til forbrukeren, produksjon av plast, polymerer, fibre, gummi - til områdene for prosessering av oljeråvarer. Den kjemiske industrien er en av de ledende grenene av den vitenskapelige og teknologiske revolusjonen, sammen med maskinteknikk er dette den mest dynamiske grenen av moderne industri.

Hovedtrekkene til plasseringen ligner funksjonene til plassering av maskinteknikk; 4 hovedregioner har utviklet seg i verdens kjemiske industri. Den største av dem - Vest-Europa. Spesielt raskt i mange land i regionen begynte den kjemiske industrien å utvikle seg etter andre verdenskrig, da petrokjemi begynte å lede i strukturen til industrien. Som et resultat er petrokjemiske og oljeraffineringssentre lokalisert i havner og på rutene til de viktigste oljerørledningene.

Den nest viktigste regionen er USA, hvor kjemisk industri er preget av stort mangfold. Hovedfaktoren i plasseringen av bedrifter var råstofffaktoren, som i stor grad bidro til den territorielle konsentrasjonen av kjemisk produksjon. Den tredje regionen er Øst- og Sørøst-Asia, Japan spiller en spesielt viktig rolle (med kraftig petrokjemi basert på importert olje). Betydningen av Kina og de nyindustrialiserte landene, som hovedsakelig spesialiserer seg på produksjon av syntetiske produkter og halvfabrikata, vokser også.

Den fjerde regionen er CIS-landene, som har en mangfoldig kjemisk industri, fokusert på både råvarer og energifaktorer.

Kjemisk teknologi

Kjemisk teknologi er vitenskapen om prosessene og metodene for kjemisk prosessering av råvarer og mellomprodukter.

Det viser seg at alle prosessene knyttet til prosessering og produksjon av stoffer, til tross for deres ytre mangfold, er delt inn i flere relaterte, lignende grupper, i hver av dem brukes lignende apparater. Det er 5 slike grupper totalt - disse er kjemiske, hydromekaniske, termiske, masseoverførings- og mekaniske prosesser.

I enhver kjemisk produksjon møter vi alle eller nesten alle de oppførte prosessene samtidig. La oss for eksempel vurdere et teknologisk skjema der produkt C oppnås fra to innledende flytende komponenter A og B i henhold til reaksjonen: A + B-C.

De første komponentene passerer gjennom filteret, der de renses for faste partikler. Deretter pumpes de inn i reaktoren, forvarmes til reaksjonstemperaturen i varmeveksleren. Reaksjonsproduktene, inkludert komponenten og urenheter fra ureagerte komponenter, sendes for separasjon til en destillasjonskolonne. Langs kolonnens høyde er det en multippel utveksling av komponenter mellom den strømmende væsken og dampen som stiger opp fra kjelen. I dette tilfellet er dampene anriket med komponenter som har et lavere kokepunkt enn produktet. Kommer ut av den øvre delen av kolonnen blir par av komponenter kondensert i deflegmatatoren. En del av kondensatet returneres til reaktoren, og den andre delen (slim) sendes for å vanne destillasjonskolonnen. Det rene produktet fjernes fra kjelen og avkjøles til normal temperatur i varmeveksleren.

Etablering av mønstrene for hver av gruppene av kjemiske prosesser åpnet grønt lys for den kjemiske industrien. Tross alt, nå er beregningen av enhver, den nyeste kjemiske produksjonen utført i henhold til velkjente metoder, og det er nesten alltid mulig å bruke masseproduserte enheter.

Den raske utviklingen av kjemisk teknologi har blitt grunnlaget for kjemikalisering av nasjonaløkonomien i landet vårt. Nye grener av kjemisk produksjon blir opprettet, og viktigst av alt, prosessene og apparatet til kjemisk teknologi blir mye introdusert i andre grener av nasjonaløkonomien og i hverdagen. De ligger til grunn for produksjon av gjødsel, byggematerialer, bensin og syntetiske fibre. Enhver moderne produksjon, uansett hva den produserer - biler, fly eller barneleker, er ikke komplett uten kjemisk teknologi.

Et av de mest interessante problemene som kan løses ved hjelp av kjemisk teknologi i nær fremtid er bruken av ressursene i verdenshavet. Havvann inneholder nesten alle elementene som er nødvendige for mennesket. Den inneholder 5,5 millioner tonn gull og 4 milliarder tonn uran, enorme mengder jern, mangan, magnesium, tinn, bly, sølv og andre elementer, hvis reserver er oppbrukt på land. Men for dette er det nødvendig å lage helt nye prosesser og apparater for kjemisk teknologi.

Konklusjon

Kjemisk industri, i likhet med maskinteknikk, er en av de mest komplekse industrien når det gjelder struktur. Den skiller klart halvproduktindustrien (grunnkjemi, organisk kjemi), basisk (polymermaterialer - plast og syntetiske harpikser, kjemiske fibre, syntetisk gummi, mineralgjødsel), prosessering (syntetiske fargestoffer av lakk og maling, farmasøytisk, fotokjemisk, reagenser, husholdningskjemikalier, gummiprodukter). Utvalget av produktene er omtrent 1 million varer, typer, typer, merker av produkter.

Kjemisk teknologi er vitenskapen om de mest økonomiske og miljøvennlige metodene og midlene for å bearbeide rå naturmaterialer til forbrukerprodukter og mellomprodukter.

Det er delt inn i teknologi for uorganiske stoffer (produksjon av syrer, alkalier, brus, silikatmaterialer, mineralgjødsel, salter, etc.) og teknologi for organiske stoffer (syntetisk gummi, plast, fargestoffer, alkoholer, organiske syrer, etc.);

Bibliografi

1. Doronin A. A. Ny oppdagelse av amerikanske kjemikere. / Kommersant, nr. 56, 2004
1. 2. Kilimnik A. B. Fysisk kjemi: Lærebok. Tambov: Tambov Publishing House. stat tech. un-ta, 2005. 80 s.
2. 3. Kim A.M., Organisk kjemi, 2004
  1. 4. Perepelkin K. E. Polymerkompositter basert på kjemiske fibre, deres hovedtyper, egenskaper og bruksområder / Teknisk tekstil nr. 13, 2006
3. 5. Traven V.F. Organisk kjemi: En lærebok for universiteter i 2 bind. - M.: Akademikniga, 2004. - V.1. - 727 s., bind 2. - 582 s.

Hver lærer vil at faget hans skal vekke dyp interesse blant skoleelever, slik at elevene ikke bare kan skrive kjemiske formler og reaksjonsligninger, men også forstå det kjemiske bildet av verden, være i stand til å tenke logisk, slik at hver leksjon er en høytid, en liten forestilling som gir glede for elever og lærer. Vi er vant til at i timen forteller læreren, og eleven lytter og lærer. Å lytte til ferdiglaget informasjon er en av de mest ineffektive måtene å undervise på. Kunnskap kan ikke overføres fra hode til hode mekanisk (hørt - lært). Det virker for mange som om du bare trenger å få studenten til å lytte og ting vil umiddelbart gå greit. Imidlertid er studenten, som enhver person, utstyrt med fri vilje, som ikke kan ignoreres. Derfor er det umulig å bryte denne naturloven og underlegge dem selv for gode formål. Det ønskede resultatet kan ikke oppnås på denne måten.

Det følger av dette at det er nødvendig å gjøre studenten til en aktiv deltaker i utdanningsløpet. Eleven kan kun lære informasjon i sin egen aktivitet med interesse for faget. Derfor må læreren glemme rollen til informanten, han må spille rollen som arrangør av elevens kognitive aktivitet.

Det er mulig å skille mellom ulike typer aktivitet for utvikling av nytt materiale av studenten: materiell, materialisert og intellektuell. Materiell aktivitet forstås som aktivitet med studieobjektet. For kjemi er en slik gjenstand et stoff, dvs. materialaktivitet i kjemitimer er gjennomføring av eksperimenter. Eksperimenter kan gjennomføres av studenter eller demonstreres av læreren.

Materialisert aktivitet er aktivitet med materialmodeller, formler, tabeller, digitalt, grafisk materiale m.m. I kjemi er dette aktivitet med materialmodeller av molekyler, krystallgitter, kjemiske formler, løsning av kjemiske problemer, sammenligning av fysiske mengder som karakteriserer stoffene som studeres. Enhver ytre aktivitet (aktivitet med hender) gjenspeiles i hjernen, dvs. går over i det indre planet, inn i intellektuell aktivitet. Gjennomføre eksperimenter, sammenstille kjemiske formler og ligninger, sammenligne digitalt materiale, eleven trekker konklusjoner, systematiserer fakta, etablerer visse sammenhenger, trekker analogier m.m.

Så læreren bør organisere alle slags pedagogiske og kognitive aktiviteter i leksjonen for studenten. Det er nødvendig at den pedagogiske og kognitive aktiviteten til eleven samsvarer med det undervisningsmateriellet som må læres. Det er nødvendig at som et resultat av aktiviteten kommer studenten selvstendig til noen konklusjoner, slik at han skaper kunnskap for seg selv.

Det viktigste prinsippet for didaktikk er prinsippet om selvstendig skaping av kunnskap, som ligger i det faktum at kunnskap ikke oppnås av eleven i en ferdig form, men skapes av ham som et resultat av en viss kognitiv aktivitet organisert av læreren. .

Selvoppdagelse av det minste kunnskapskornet av en student gir ham stor glede, lar ham føle evnene sine, løfter ham i hans egne øyne. Eleven hevder seg som person. Eleven beholder dette positive spekteret av følelser i minnet, streber etter å oppleve det igjen og igjen. Så det er en interesse ikke bare for emnet, men det som er mer verdifullt - i selve prosessen med kognisjon - kognitiv interesse. Utviklingen av kognitive og kreative interesser hos studentene tilrettelegges av ulike typer teknologier: datateknologi, problembasert og forskningsbasert læringsteknologi, spilllæringsteknologi og bruk av tester.

1. Datateknologi

Bruken av en datamaskin og multimedieteknologier gir positive resultater i å forklare nytt materiale, modellere ulike situasjoner, samle nødvendig informasjon, vurdere ZUN, etc., og lar deg også implementere slike undervisningsmetoder som: forretningsspill, problemløsning øvelser, presentasjoner og mer. Datateknologi gjør det mulig å ha en slik mengde informasjon som lærere som baserer seg på tradisjonelle undervisningsmetoder ikke har. Multimedieopplæringsprogrammer bruker animasjoner og lydakkompagnement, som, som virker på flere informasjonskanaler til studenten samtidig, forbedrer persepsjonen, letter assimilering og memorering av materialet. I timene mine bruker jeg ulike programmer på CD-er som hjelper meg å forklare nye eller gjenta gamle emner, for å konsolidere og systematisere kunnskapen jeg har fått. Et eksempel på en leksjon. Emne: «Oksygenundergruppe, karakteristisk. Innhenting av oksygen. I timen ble det brukt en multimediaprojektor, hvor det ble demonstrert forsøk på lerretet som ikke kan demonstreres i skolens laboratorium. Det ble også designet flere bord på skjermen. Barna ble bedt om å analysere, sammenligne og trekke en konklusjon. Av det foregående konkluderer vi med at datateknologi øker utdanningsnivået og vekker elevenes interesse for faget.

2. Problembasert læringsteknologi

Teknologien for problembasert læring innebærer å skape problemsituasjoner under veiledning av en lærer og den aktive uavhengige aktiviteten til elevene for å løse dem, som et resultat av at det er en kreativ mestring av kunnskap, ferdigheter, evner og utvikling av mentale evner. Problemsituasjoner i klasserommet kan oppstå på de mest uventede måter. For eksempel, i 8. klasse, da han studerte emnet "Elektronegativitet", spurte en student spørsmålet: "Donner hydrogen elektroner til litium eller omvendt?" Klassekamerater svarte at litium gir elektroner, siden det har en større atomradius. En annen student spurte umiddelbart: "Hva blir hydrogenet til da?" Meningene var delte: noen mente at hydrogenatomet, ved å legge til et elektron, ble til et heliumatom, siden det hadde to elektroner, mens andre var uenige i dette og hevdet at helium har en kjerneladning på +2, og denne partikkelen har +1 . Så hva er denne partikkelen? Det har oppstått en problematisk situasjon, som kan løses ved å gjøre seg kjent med begrepet ioner. Problemsituasjonen i klasserommet kan skapes av læreren selv. Eksempel på leksjon. Emne: "Enkle og komplekse stoffer." Læreren gir eleven et bredt aktivitetsfelt: stiller problematiske spørsmål, foreslår å skrive ut enkle og komplekse stoffer separat fra listen over ulike stoffer, og leder eleven selv til å bruke sin livserfaring, kunnskap om tidligere leksjoner, formulere begrepet enkle og komplekse stoffer. Eleven skaper kunnskap for seg selv, så det er en interesse ikke bare for faget, men for selve erkjennelsesprosessen.

3. Forske på læringsteknologi

Forskningsaktiviteten til skolebarn er et sett med handlinger av søkekarakter, som fører til oppdagelsen av ukjente fakta, teoretisk kunnskap og aktivitetsmetoder. På denne måten blir studentene kjent med hovedmetodene for forskning i kjemi, mestrer evnen til selvstendig å tilegne seg ny kunnskap, hele tiden med henvisning til teori. Å tiltrekke grunnleggende kunnskap for å løse problemsituasjoner innebærer dannelse og forbedring av både generelle pedagogiske og spesielle ferdigheter til studenter (å utføre kjemiske eksperimenter, korrelere observerte fenomener med endringer i tilstanden til molekyler, atomer, ioner, gjennomføre et tankekjemisk eksperiment, simulere essensen av prosesser, etc.). Forskning kan utføres med sikte på å oppnå ny kunnskap, generalisering, tilegne seg ferdigheter, anvende den ervervede kunnskapen, studere spesifikke stoffer, fenomener, prosesser. Så når jeg studerer emnet "Salter av salpetersyre" i 9. klasse, bruker jeg elementer av forskningsarbeid. Studiet inkluderer: å gjennomføre en teoretisk analyse; prognosemetoder for å oppnå stoffer og deres egenskaper; utarbeide en plan for eksperimentell verifisering og implementeringen av den; formulering av konklusjonen. Det viser seg en logisk kjede: teoretisk analyse - prognose - eksperiment. Michael Faraday sa: "Ingen vitenskap trenger eksperimenter så mye som kjemi. Dens grunnleggende lover, teorier og konklusjoner er basert på fakta. Derfor er konstant kontroll ved erfaring nødvendig." For å systematisere kunnskapen som er oppnådd, fyller elevene ut tabellen:

Salter av salpetersyre

Forskningsarbeidet til studentene tar mer tid i timen enn utførelse av oppgaver i henhold til modellen. Imidlertid blir tidsbruken senere kompensert av det faktum at studentene raskt og korrekt utfører oppgaver, kan uavhengig studere nytt materiale. I tillegg øker bevisstheten og styrken til deres kunnskap, og en jevn interesse for emnet viser seg.

4. Spilllæringsteknologi

Intellektuelle og kreative spill (ITG-er) stimulerer utviklingen av kognitive interesser hos elevene, bidrar til utviklingen av deres intellektuelle og kreative evner, gjør det mulig for barn å hevde seg og realisere seg selv i den intellektuelle og kreative sfæren gjennom spillet, bidra til å fylle mangelen av kommunikasjon. ITI kan brukes ikke bare i fritids- og fritidsaktiviteter, men også i klasserommet (når du lærer nytt materiale, gjentar det som har blitt lært, kontrollerer elevenes kunnskap osv.)

De mest komplekse og tidkrevende forretnings- og rollespillene. Gjennomføring av slike spill lar deg oppnå følgende mål: å lære elevene å fremheve det viktigste i innholdet i pedagogisk materiale, å presentere det i en kort form; utvikle tekstanalyseferdigheter, assosiativ tenkning, uavhengighet av dømmekraft, fremme selvbestemmelse hos studenter, utvikle kommunikasjonsevner, utvide deres horisont, gjenta og generalisere det studerte materialet. I min praksis bruker jeg systematisk spillformer for organisering av kunnskapskontroll og merker stadig hvordan dette øker elevenes interesse for stoffet som studeres og faget som helhet, ettersom elever som har lest så lite i det siste plutselig begynner å bla i bøker, referanse. bøker, oppslagsverk. Så i klasserommet, når jeg studerer emner relatert til økologi, for eksempel om emnet "Naturlige kilder til hydrokarboner og deres prosessering", bruker jeg rollespill ved hjelp av ekspertgrupper. Klassen er delt inn i to grupper: «spesialister» og «journalister». Den første velger materiale og forbereder et visuelt hjelpemiddel. Den andre forbereder spørsmål som de bør stille under spillet.

For å konsolidere materialer i klasse 8-9 bruker jeg didaktiske spill: "Chemical Cubes", "Chemical Lotto", "Tic-Tac-Toe", "Finn feilen", "Chemical Battle". Også i fritidsaktiviteter bruker jeg spektakulære intellektuelle og kreative spill: "KVN", "Hva, hvor, når", "Hour of glory".

5. Bruke tester i kjemitimer

Bruken av tester i kjemitimer er også fremtredende i prosessen med å introdusere nye teknologier. Dette tillater massetesting av elevenes kunnskap. Testmetodikk er et universelt middel for å teste kunnskap og ferdigheter. Tester er en økonomisk målrettet og individuell form for kontroll. Systematisk testing av kunnskap i form av tester bidrar til en sterk assimilering av faget, dyrker en bevisst holdning til læring, danner nøyaktighet, flid, målbevissthet, aktiverer oppmerksomhet og utvikler evnen til å analysere. Under testkontroll gis like testbetingelser for alle elever, det vil si at objektiviteten til kunnskapstesting økes. Denne metoden gir variasjon til det pedagogiske arbeidet, øker interessen for faget. Avsluttende prøver i trinn 8-10 gjennomføres i form av en prøve.