4. Значение химии в решении сырьевой проблемы.

1) Возобновляемые (вода, воздух, почва, растения, животные) и невозобновляемые (металлы, газ, нефть, уголь) ресурсы. Причина сырьевой проблемы: истощение невозобновляемых природных ресурсов. Почему? Во-первых, они по определению НЕвозобновляемые и когда-нибудь все равно закончатся. Во-вторых, объем промышленного производства нарастал в последнее время очень большими темпами. В-третьих, дело усугубляется нерациональным использованием этих ресурсов.

2) Задачи химии в решении сырьевой проблемы: расходовать возобновляемые ресурсы медленнее, чем они образуются в природе; невосстановимые ресурсы заменять альтернативными, организовать их рециркуляцию, использовать комплексно и с большим эффектом, увеличивать срок эксплуатации. Для этого можно:

А) использовать местное сырье с небольшим содержанием полезного компонента;

Б) комплексная переработка сырья (использовать все составные части руды или минералов);

В) использовать вторичное сырье и отходы других производств;

Г) увеличение срока эксплуатации материалов за счет совершенствования качества метериалов;

Д) заменять традиционные материалы – новыми, современными, у которых нет проблемы с сырьем.

5. Значение химии в решении энергетической проблемы.

1) Источником энергии обычно служит традиционное топливо: древесина, уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы. Здесь задачей химии является:

А) более полное извлечение нефти и газа из месторождений, новые методы добычи газа и нефти;

Б) получение более качественного топлива путем химической переработки нефти и угля;

В) использование энергосберегающих технологий в химической промышленности (использование тепла химических процессов).

2) Водородная энергетика. Преимущество – высокая эффективность, отсутствие отходов, вредных для окружающей среды. Проблема – дорогостоящее получение водорода, опасность хранения и транспортировки. Уже полвека химики бьются над проблемой экономически выгодного способа получения водорода.

3) Ядерная энергетика. Преимущество – очень высокая эффективность. 1г урана заменяет 2200 л нефти или 2,7 т угля. Проблема – загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами, сложность обеспечения безопасности работы ядерных реакторов. Задача химиков – найти способы безопасной утилизации этих отходов; дать новые материалы, обеспечивающие надежность и эффективность работы АЭС.

4) Гелиоэнергетика. Используется для теплотехнических (солнечное нагревание воды для бытовых нужд, обогрева помещений, получения электроэнергии) нужд. В фотоэлектрических приборах осуществляют преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью полупроводниковых материалов, накопление ее в аккумуляторах. Эту энергию затем используют для освещения помещений, в автомобилях, других двигателях и приборах). Преимущество – экологическая чистота, простота в эксплуатации, бесплатное сырье. Проблема – дорого, экономически не всегда выгодно. Успехи гелиоэнергетики в первую очередь зависят от качества полупроводниковых материалов, которые разрабатываются химиками.

5) Биоэнергетика. Использует отходы сельского хозяйства: навоз, отходы переработки растений, сами растения. С помощью микробиологических технологий (спиртовое, метановое брожение) можно получить газообразное или жидкое топливо, и использовать его для получения электроэнергии или как автомобильное топливо. Преимущество – утилизация отходов с/х, дешевизна сырья. Недостатка – маленький КПД. Значит дело в новых научных методиках получения биотоплива, т.е. это тоже химическая проблема.