一、化学的作用
我们的一生离不开化学,化学在为人类提供食物,提供穿衣住房,提供必要的能源和开发新能源,研制开发新材料,保护人类的生存环境,帮助人类战胜疾病、延年益寿,以及增强国防力量,保障国家安全等方面起着极其关键的作用。我们通过化学揭开无数奥秘、获得众多新产品、新能源来提高我们的生活水平;我们也利用化学解决许多对人类造成危害的问题:环境污染、自然灾害等。目前全球关注的四大热点问题:环境的保护、能源的开发利用、新材料的研制、生命过程奥秘的探索都是与化学密切相关的。
1.化学与能源
化学在能源开发和利用方面扮演着重要的角色。例如,要使得煤、石油、天然气等化石能源能够高效洁净转化,就要研究它们的组成、结构以及转化过程中的反应,寻找能够促进其转化的高效催化剂以及如何优化反应条件的方法等都离不开化学。在开发利用新能源方面,核能、氢能、太阳能以及环保化学电源的利用,生物质能源的开发等都离不开化学。
2.化学与环境
人类经过100多年的工业大发展之后,渐渐明白了一件事实:生产和生活的不当会反过来影响人类的安全。其中最引人注意的是天然资源的滥采和化学品的滥用所引起的负面作用。一时间合成化学品被当作“定时炸弹”,或者当作污染物的代名词。
社会的发展离不开化学,化学科学的快速发展,加快了社会发展的步伐。然而,在促进社会发展的同时,由于化学药品的被滥用、处置不当,或者是由于科学认知的水平不够,给人类赖以生存的环境带来了极大的压力。酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、温室效应、土地沙漠化等环境问题成为当今社会发展的亟待解决的问题。环境污染与环境保护都与化学紧密相关。大气环境化学主要通过对大气中发生的光化学反应的研究起到防治和治理污染的目的;水环境化学主要通过研究水中污染物的存在状态和迁移转化规律,利用化学方法测定水中污染物的含量,再利用化学方法对其进行环保处理等。可见,化学是把双刃剑!因此现在提倡绿色化学。
3.化学与材料
生活中使用的物品都是由各种各样的材料制成的,例如日常生活中使用的各种塑料、陶瓷制品、金属制品等。化学是材料科学发展的基础,对各种材料性质的研究、新材料的研制等都离不开化学。有了化学就有了颜色鲜艳、质地各异的各种衣物(纤维);有了化学就有了性能越来越好的汽车轮胎(橡胶);有了化学就有了既轻便又方便使用的各种塑料袋等。
4.化学与日用品
用化学方法合成的洗涤用品:香皂、肥皂、洗衣粉、洗涤剂等已经是人们生活的必需品,它们的去污作用是与其化学结构密切相关的。肥皂是羧酸盐类阴离子表面活性剂、洗涤剂是烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐、洗衣粉的主要活性成分是直链十二烷基苯磺酸钠等。对洗涤剂配方研究的研制都离不开化学。
5.化学与健康
碳水化合物(淀粉、糖类)、脂肪、蛋白质是生物体维持生命活动的营养素。碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的,人们通过食用米、面、土豆等主要获取碳水化合物,碳水化合物在人体内发生分解为机体活动提供能量。脂肪也是机体细胞建成、转化和生长不可缺少的物质,又是含热量最高的营养物质,1g脂肪在体内分解成二氧化碳和水会产生38kJ的能量,比1g蛋白质或1g碳水化合物分解产生的能量高。
维生素和矿物质是机体所需的微量营养素。人体犹如一座极为复杂的化工厂,不断地进行着各种生化反应。这些反应与酶的催化作用有密切关系,许多维生素是酶的组成分子或是酶的辅酶。矿物质则构成骨骼和牙齿,在维持细胞内外液的平衡、机体的酸碱平衡、保持神经肌肉的兴奋性等方面起着关键性的作用。
可以说没有食品添加剂就没有现代食品工业。在粮油加工、畜禽产品加工、水产品加工、果蔬保鲜与加工、酿造等方面都离不开食品添加剂。食品添加剂给食品工业带来许多益处,但食品添加剂的使用也要遵循严格的规定。过量的使用或不科学的使用食品添加剂会造成严重的食品安全问题。食品添加剂的研制、开发和使用离不开化学,食品中添加剂的量多少也要靠化学方法检验。
在饮食方面,我们知道通过化学反应生产出各种化肥和杀虫剂等,大大提高了粮食的产量,使得我们今天不必为粮食不够吃而发愁。
总之,人类离不开化学。但是化学不是独立的学科,在不同的领域化学有着不一样的应用。