Функції білків в організмі

Класифікація білків за функцією може бути як біохімічною, тобто за типом безпосередньої біохімічної функції, яку білок виконує в оргінізмі, так і заснованою на головних клітинних процесах, один з кроків яких виконує даний білок. В останньму випадку класифікація включає такі категорії[27]:

• Обробка та збереження інформації (процеси реплікації, експресії генів та підтримки геному)

• Клітинні процеси та сигнали (контроль клітинного циклу, підтримка структури клітини та органів, транспорт, модифікації макромолекул, сигнальні системи)

• Метаболізм (отримання та перетворення енергії, синтез та транспорт ліпідів, амінокислот, цукрів, неорганічних молекул, вторинних метаболітів)

Каталітична функція

Структурна функція

Захисна функція

Сигнальна та регуляторна функція

Транспортна функція

Моторна функція

Запасна (резервна) функція

Використання :

Харчування

Білкові лікувальні препарати

Використання в промисловості

11. Хімія та їжа, медицина, побут .

• Хімія та їжа

Із метою надання харчовим добавкам привабливого зовнішнього вигляду, поліпшення смакових якостей, збільшення терміну зберігання у них вводять так звані харчові добавки – барвники, приправи, емульгатори, стабілізатори, консерванти. Не всі вони є корисними. Деякі речовини, постійно потрапляючи в організм людини, негативно впливають на шлунок і печінку, загострюють хронічні хвороби, спричиняючи алергію, вражають імунну систему. Слід надавати перевагу харчовим продуктам без синтетичних добавок, виготовленими із натуральної, екологічно чистої сировини.

• Хімія і медицина

У наш помітно зростає кількість лікарських засобів. Нові мед. припарати надають змогу успішно боротися з хворобами, які раніше вважалися невиліковними. Багато речовин, що входять до складу лікарських засобів, добувають хіміки.

Медицина отримує від хімії різні матеріали . серед них: пластмасові оболонки для шприців, системи переливання крові тощо.

• Хімія і побут

Використання мийних засобів

Засобів для чищення

Лаків

Будівельних сумішей

Органічних розчинників

Інших побутових хімікатів, які використовуються для ведення домашнього господарства.

12. Роль хімії у вирішення глобальних проблем

Роль хімії у вирішенні сировинної, енергетичної та екологічної проблем   У наші дні, коли людський розвиток досягло висот, такі проблеми, як екологія, продовольство, енергія змушують задуматися про майбутньому.   Як мені здається, ця тема найбільш актуальна зараз і тому я вибрав її.   Енергія - "двигун" розвитку людства. Тому проблема сировини, як основного джерела енергії повинна вирішуватися в першу чергу. В основі її вирішення лежить раціональне використання природних копалин, вторинна переробка, використання побічних продуктів виробництва, таких як вуглеводні, CO, SO2, NOx, ... Ці ж заходи, на мій погляд, сприятимуть поліпшенню екологічної обстановки на нашій планеті.   Для вирішення цих проблем хімія об'єднується з біологією, геологією, фізикою, кібернетикою, та іншими наукамі.С допомогою цього об'єднання, на чолі з хімією, можна вирішити, на мій погляд, практично всі ці проблеми. Почну, як я вже казав, з самої важливої ​​проблеми - проблеми сировини.                        2.Хімія у вирішенні сировинної проблеми. З початку XVI ст. з надр Землі було вилучено 50 млрд.т вуглецю, 2 млрд. т заліза, 20 млн т міді, 20 тис. т золота.За останні 30 років кольорових і рідкісних металів видобуто більше, ніж за всю попередню історію. Перетворення сировини у більш цінні хімічні речовини, створення з них матеріалів, потрібних людині, є головною метою будь-якого хімічного виробництва. Потреба в них подвоюється кожні 11 лет.Переработка сировини хімічними способами вимагає від 10 до 20 млрд. т на рік основного окисника - кисню, крім того, 2,5 млрд. т вугілля як палива і стільки ж нафти. З цих прикладів видно, яких масштабів досягло споживання сировини промисловими підприємствами. Сьогодні зрозуміло всім, що комора Землі не бездонна.І якщо необхідні (необхідне використовується, а решта йде у відходи!) І легко доступні (доступне сьогодні!) Корисні копалини видобувати так само, як і це робилося і на початку століття, то вони швидко вичерпаються. Звичайно, ми знаємо, що ніщо з нічого не виникає і не зникає безслідно, т. е. використані речовини, матеріали, відслуживши свій вік, розкладаються, розпадаються, але ж хімічні елементи, з яких вони складаються, розсіюються в біосфері. Завдання полягають у тому, щоб усунути ці втрати. Які ж шляхи вирішення сировинної проблеми намічені на даному етапі науково-технічного прогресу і в перспективі? Для збереження природних ресурсів у людства в майбутньому є тільки один вихід: замкнути цикл обміну речовин, перейшовши від технології геохимически відкритої системи до технології геохимически замкнутого циклу. Жива природа - це "безвідходне виробництво". Відходи якогось виду життєдіяльності в природі екосистемі утилізується або в ній самій, або в пов'язаних з нею системах. Лише якась кількість речовин (головним чином, мінералізованих), для яких в даний момент немає споживання, "складуються" у вигляді вапняку, торфу, вугілля, розчинених у природних водах солей і т. д., беручи участь лише в геологічному кругообігу речовин. Хімізація виробництва за технологією замкнутого циклу дозволяє використовувати усі речовини, вилучені з природи, за різними направленіям.Іллюстраціей може слугувати один з найстаріших прикладів - коксохімічне виробництво, при якому з кам'яного вугілля отримують кокс, горючий газ і інші продукти сухої перегонки. У теперішній час така ж задача ставиться щодо переробки інших видів сировини, наприклад лісу. Нафта з Північного моря давно є сировиною для промисловості європейських стран.Ведутся розробки шельфів Північної Америки. Зараз розпочато видобуток сірки з дна Мексиканської заліва.В Росії працюють найстаріші шельфові родовища нафти і газу на Каспії. В рамках загального завдання освоєння та раціонального використання Світового океану хіміки ведуть пошуки шляхів вилучення з морської води цінних елементов.Общіе запаси деяких з них в океані оцінюються такими значеннями (в т): фтору - 2 * 1012, йоду -93 * 109, цинку - 16 * 109, олова, свинцю, ртуті - 50 * 106, золота - 6 * 106. Поверхневі поклади корисних копалин стрімко виробляються, вугільні комбайни все глибше і глибше вгризаються в пласти, буріння в пошуках нафти і газу ведеться вже на позначці 15 км. Сучасні шахти Донбасу мають глибину 800 - 1500 м. У співдружності з хімією та іншими науками розвивається нова галузь знань про методи і засобах бесшахтной видобутку сировини і про створення штучних родовищ - геотехнологія.В чому ж її новизна? До підземного пласту, що містить, наприклад, уран, цинк, або інші метали, через пробурену свердловину підводиться хімічний розчинник або окисник. Під землею відбувається хіміко-фізичний процес розчинення, і насичена цінними компонентами рідина викачується на поверхню, де і переробляється хімічними методамі.Такой спосіб підземного вилуговування дозволяє різко збільшити ефективність експлуатації мінеральних ресурсів. Сучасна наука вважає дуже перспективним застосування мікроорганізмов.Новая галузь - біометаллургія - базується на закономірностях біохімічних процесів. При цьому не потрібно складне обладнання, таке необхідне для пирометаллургии, витрачається менше енергії. Метод використання мікроорганізмів давно вже застосовується в Росії, США, Канаді, Австралії для відновлення срібла, міді, нікелю, свинцю, урану і цинку. Мікроорганізми з чималим успіхом працюють і в гірничодобувній промисловості, побічно допомагаючи прискорити і убезпечити підземні виробки вугілля. Накопичення газ метан у вугільних шахтах, змішуючись з повітрям, утворює вибухонебезпечну суміш. На вентиляцію вибоїв витрачається величезна кількість електроенергії. Але не завжди навіть потужні установки встигають видалити небезпечні скупчення метану. Тепер на деяких шахтах через пробурені свердловини в забої до пластів вугілля підводять метаноокісляющіе бактерії у вигляді заздалегідь приготовленої суспензії. Бактерії поглинають до 60% метану, звільняють від нього пласт ще до початку його розробки. Хіміки створюють нові матеріал, грунтуючись на знаннях фізико-хімічних властивостей природних вещесттв і геохімічних закономірностей їх утворення і будови. Наростає дефіцит вуглеводневої сировини, а тому проблема використання нафти, вугілля і газу як сировини, а не палива має сьогодні першорядну задачу. Сучасній людині важко уявити, що майже 200 років тому нафта використовували лише як мастило для коліс возів, як ліки і горючі для світильників. Споживання нафти сьогодні становить понад 4 млрд. т, а в 2000р. буде потреблятся 6-7 млрд. т. Нафтопереробні підприємства виробляють неграничні і ароматичні вуглеводні (етилен, толуол, ксилол) і газові суміші оксиду вуглецю (II) з воднем. З них синтезують десятки тисяч інших корисних матеріалів. З природного газу одержують ацетилен, мурашиний альдегід, метанол, сажу, сірковуглець, водень, синильну кислоту та ін Вугілля є джерелом органічних речовин. Можливо, що надалі все вуглеводневу сировину піде на синтез різноманітних матеріалів. Паливом же буде служити ядерне пальне чи який-небудь інший вид топліва.Ето одне з рішень сировинної та енергетичної проблем.                         3.Продовольча проблема і хімія. Населення нашої планети зростає. За прогнозами ООН до 2000р. воно складе близько 6,5 млрд. людина і буде, природно, збільшуватися в наступні десятиліття. Це означає, що вже зараз необхідно замислитися над тим, як забезпечити населення Землі харчуванням в предвидимом будущем.Расчети вчених призводять до висновку, що проблема буде вирішена, якщо за найближчі 40 - 50 років світове виробництво продуктів харчування зросте в 3 - 4 раза.Подобний приріст може бути здійснений тільки в тому випадку, якщо відбудеться "зелена революція" - різкий підйом сільського господарства, насамперед у країнах, що розвиваються, на базі впровадження всіх досягнень сучасної науки, в тому числі хімії. Чи є підстави вірити в можливість такої "зеленої революції"? Вчені відповідають на це питання визначено: так, можна. Модернізоване сільське господарство за допомогою своїх могутніх союзників - хімії та біології - без праці може прогодувати понад 6,5 млрд. осіб. У рішенні продовольчої проблеми в глобальному масштабі основний акцент робиться на збільшення виробництва рослинної і тваринної їжі природного походження. Збільшення ж обсягу виробництва їжі природного виробництва, на думку фахівців, буде в найближчому майбутньому досягатися за рахунок створення сприятливих умов для розмноження і росту рослин і тварин. Сюди відноситься в першу чергу застосування добрив, а потім стимуляторів росту, штучних кормів для сільськогосподарських тварин, засобів захисту рослин і тварин, введення в практику харчування нових продуктів, здобутих в океані, і т. д. Почнемо з удобреній.Без них немислимо сучасне сільське господарство. Один з головних елементів вводяться в грунт у складі мінеральних добрив - азот. Якщо водень, кисень, вуглець доставляються рослинам з водою і вуглекислим газам, то азот, без якого неможливий синтез амінокислот і, отже, білка, надходить в рослини через кореневу сієсту у вигляді нітратів і іона амонію, яких зазвичай у грунті не вистачає. Тому виробництво азотних добрив - це одна з найпотужніших галузей хімічної промисловості сьогоднішнього дня.Бо 'льшую їх частина отримують з аміаку, який в свою чергу синтезують з водню і азоту в присутності каталізаторів при температурі від 400 до 500оС і високому тиску - від 20 до 30 МПа: 3Н2 + N2 o2NH3 -112 кДж. Поки, проте, сільському господарству потрібні величезні кількості азотних добрив: аміаку і вироблених з нього сульфату, карбонату і нітрату амонію, а також мочевіни.Амміак - це саме концентроване азотне добриво (містить більше 80% азоту). У теперішній час він є одним з головних продуктів великої хімії. У 1980 г.во усьому світі було полученно 100 млн. т азоту у вигляді аміаку. За змістом азоту наступним за аміаком добривом є сечовина (NH2) 2CO.Ісходнимі речовинами для її синтезу є аміак і вуглекислий газ.Последній являє собою побічний продукт при конверсії метану з водяного газа.Поетому сучасне виробництво аміаку і сечовини комплексне, на "вході" якого - метан, азот і кослород атмосфери, а так же вода, а на "виході" - аміак і мочевіна.В теперішній час 85 - 90% всієї одержуваної в світі сечовини йде на виробництво добрив. У найближчі десятиліття повинен відбутися не тільки різкий кількісний ріст, а й якісні зміни в характері вироблених добрив. Великі втрати врожаю зв'язані з шкідниками та хворобами сільськогосподарських рослин. Гине приблизно одна третина врожаю. Якщо відмовитися від застосування хімічних засобів захисту рослин, то ця частка удвоітся.Для 3 тис. видів культурних рослин відомо близько 30 тис. збудників хвороб! З них більше 25 тис. - Гриби, близько 600 - нематоди (черви), більше 200 - бактерії, близько 300 - віруси. В результаті захворювань рослин люди втрачають 10 - 15% врожаю ще до того, як він зібраний. Спільне ж вплив хвороб, шкідників та бур'янів забирають від врожаю від 25 до 40%. Цифра не мала, але й це ще не все. Від 5 до 25% продукції сільського господарства втрачається пр перевезенні та зберіганні. В результаті сумарні втрати врожаю, до того як він потрапить до споживача, становлять у різних країнах близько 40 до 50%. Є над чим задуматися спеціалістам по боротьбі зі шкідниками та хворобами сільськогосподарських культур. З 1947 по 1980 р. споживання пестіцідов1 в різних країнах зросла в 10 - 20 разів. Відмовитися від пестицидів зараз неможливо. Більше того їх застосування постійно зростає. Але використовувати пестициди, як і інші токсичні речовини, та ще настільки поширені, слід дуже обережно: з водою і їжею вони можуть потрапити в організм людини і про те, що деякі з них накопичуються в організмі, а це збільшує їх токсичну дію. Їх розсіювання в природі може надавати негативну дію на природні екосистеми. І це ставить перед хіміками складні завдання. Перша з них - розробка методів контролю вмісту пестицидів у їжі. Друге завдання - удосконалення пестицидів. Практика вимагає від хіміків створення таких пестицидів, які не вимивалися б із полів у річки та інші природні екосистеми, взагалі не надавали б шкідливого впливу на навколишнє середовище. Крім комах, значну частину врожаю знищують або псують бактерії, віруси, гриби. Робота по створенню сучасних хімічних засобів захисту від них ще тільки розгортається, це справа будущего.Здесь надають прекрасні можливості для творчої діяльності хіміків. Так, зараз у багатьох лабораторіях світу отримують системні фунгіциди, тобто засоби боротьби з грибковими захворюваннями рослин. Однією з головних складових частин загальної проблеми забезпечення їжею зростаючого населення земної кулі є проблема повноцінного білка в піще.Растітельний білок, як правило, містить лише дуже невелика кількість амінокислот, у тому чмсле так званих незамінних (аргінін, валін, лізин та ін) тобто таких, які не синтезуються в організмі людини або синтезуються зі швидкістю, недостатньою для потреб жизнидеятельности організму. Значить, вони повинні надходити в достатній кількості з їжею, що містить всі потрібні амінокислоти. Такий їжею може бути тваринний білок. У тваринництві набувають все більшого значення штучні, вироблені на спеціальних заводах корми. Для збільшення маси домашній худобу повинен в достатній кількості забезпечуватися сировиною. Це може бути рослинний білок, рибне борошно і т. д. Однак при розширенні масштабів тваринництва і збільшенні попиту на його продукцію цих джерел білка може не вистачати, тому хіміки спільно з біологами давно вже почали шукати шляхи заміни таких кормів. Одним з хороших замінників виявилася сечовина (NH2) 2CO. Інший шлях забезпечення сільськогосподарських тварин повноцінними білками заснований на його мокробіологіческом синтезі з використанням дріжджів і бактерій. Отримання біомаси шляхом міккробіологіческого синтезу - це основа індустріального виробництва їжі в майбутньому. Сировиною можуть служити найрізноманітніші речовини, у тому числі рослинні відходи. Так як мікробіологічний синтез здійснюється на заводах, виробництво білка таким способом не вимагає ні великих орних площ замлю, ні сприятливих погодних умов. Воно йде рівномірно і безперервно, піддається механізації і автоматизації. Поки що отримується біомаса застосовується лише як корм для тварин. Щоб використовувати її в якості їжі для людей, необхідно вирішити ряд проблем. Головна з них - ретельна перевірка такого продукту на нешкідливість, відсутність побічних наслідків тривалого вживання. Необхідно дослідити засвоюваність різних видів "одноклітинних" білків, так як вміст у них амінокислот ще не говорить про властивість добре перетравлюватися в травному тракті людини. Відомо, наприклад, що білок вищих грибів (а дріжджі - їхні родичі) погано засвоюється людиною, а вільні амінокислоти значною мірою "перехвативаютя" в травному тракті живуть там бактеріями. Крім мікробіологічного синтезу білків, методами біотехнології в даний час отримують вітаміни, антибіотики, гормональні препарати, ензими, деякі біополімери, інсектициди, барвники для харчових продуктів і т.д.                4. Хімія у вирішенні проблеми забезпечення енергією. Вся історія розвитку цивілізації - пошук джерел енергії. Це дуже актуально і сьогодні. Адже енергія - це можливість подальшого розвитку індустрії, отримання стійких урожаїв, благоустрій міст і надання допомоги природі в залечивании ран, нанесених їй цивілізацією. Тому рішення енергетичної проблеми вимагає глобальних зусиль. Свій чималий внесок робить хімія як сполучна ланка між сучасним природознавством і сучасною технікою. Але в найближчі десятиліття енергетики ще не скинуть з рахунків ні дерево, ні вугілля, ні нафта, ні газ. в той же час вони мають посилено розробляти нові способи виробництва енергії. Протягом 80 років одні основні джерела енергії змінювалися іншими: дерево замінили на вугілля, вугілля - на нафту, нафта - на газ, вуглеводневе паливо - на ядерне. До початку 80-х років у світі близько 70% потреби в енергії удволетворялось за рахунок нафти і природного газу, 25% - кам'яного і бурого вугілля і лише близько 5% - інших джерел енергії. Зараз найбільшими споживачами органічного палива є промисловість і теплові електростанції. З усього використовуваного палива близько 20% йде на виробництво електроенергії, 30% - на отримання так званої низькопотенційної теплоти (опалення приміщень, гаряча вода і т.д.), 30% - на автономний транспорт (авіація, морський і автотранспорт). Близько 20% палива споживає хімічна і металургійна промисловість. У вік науково-технічного прогресу проблема нестачі енергетичних ресурсів особливо загострилася, оскільки зростаюча техніка вимагає все більше і більше "харчування" у вигляді електроенергії, органічного палива і пр. Але кому ж вирішувати цю проблему як не самому НТП. І для цього є всі дані сьогодні і в перспективі. Оскільки серед видів пального найбільш дефіцитним є рідке, у багатьох країнах виділені великі кошти для створення рентабельної технології переробки вугілля в рідке (а також газоподібне) паливо. У цій області співпрацюють вчені Росії та Німеччини. Суть сучасного процесу переробки вугілля в синтез-газ полягає в наступному. В плазмовий генератор подається суміш водяної пари і кисню, яка розігрівається до 3000оС. А потім в розпечений газовий факел надходить вугільний пил, і в результаті хімічної реакції утворюється суміш оксиду вуглецю (II) і водню, тобто синтез-газ. З нього отримують метанол: CO +2 H2 СH3OH?. Метанол може замінити бензин в двигунах внутрішнього згоряння. В плані розв'язання екологічної проблеми він вигідно відрізняється від нафти, газу, вугілля, але, на жаль, теплота його скоранія в 2 рази нижче, ніж у бензину, і, крім того, він агресивний по відношенню до деяких металів, пластичних мас. Історія розвитку нафтової індустрії коротше, ніж вугільної. Хоча нафту використовувалася з античних часів для освітлення і як паливо, нестримні темпи зростання її видобутку та використання тісно пов'язані зі створенням авто-та авіатранспорту. Починаючи з 1854 р. простий перегонкою нафти стали одержувати гас. Низкокипящие фракції не іспользовалісяь. У 1913 р. американець У. Бартон розробив термічний крекінг-процес, який дав можливість не тільки виробляти до 50% бензину з нафти, а й здійснювати гідрогенізацію ненасичених вуглеводнів, що утворюються під час крекінгу. Наприклад, в 1928 р. по крекінг-процесу з 195 млн. м3 нафти було полученно 62 млн. м3 бензину, 18 млн. м3 гасу, 7 млн ​​м 3 мастильних масел, решта -. газойль, мазут, парафін, асфальт і ін А чи не можна бензин замінити газом? Вперше исседования щодо застосування стиснутого природного газу в транспорті велися в 30-х роках, а в 50-х на дорогах лише нашої країни було 20000 автомобілів, що працюють на такому пальному. З'явився дешевий бензин виявився поза конкуренцією. Але в зв'язку з підвищення цін на нефтіпродукти вчені знову звернулися до стаим проектам: бензин можна замінити зрідженої пропан-бутанової сумішшю, яку зберігають при звичайній температурі. Вона дешевше бензину, менш токсична, продовжує термін служби двигуна. Але вся біда в тому, що природні запаси газу також небезмежні, як і нафти. В "Таємничому острові", опублікованому в 1874 г, Жюль Верн говорить про те, що вугілля і інші копалини будуть замінені новим паливом -. Водою, що складається з водню і кисню, які і стануть невичерпними джерелами теплоти і світла. Виявив горючість водню Я.Ван Гельмонт. Ця властивість робить водень основним претендентом на звання палива майбутнього. При його згорянні в чистому кисні досягається температура до 2800оС. Таке полум'я легко плавить кварц і більшість металів. Теплота згоряння водню в кисні дорівнює 142 650 кДж / кг. Хімічне виробництво зараз основний постачальник водню, але безперспективний, оскільки ціна сировини, а їм найчастіше є вуглеводні, невблаганно зростає. Електроліз найбільш прямий метод отримання чистого водню. Конкурентоспроможність електролізу визначається наявністю дешевої електроенергії. Існує ще безліч розроблених технічних пропозицій одержання водню, але найбільші надії покладаються на енергію ядерних електростанцій. Якщо порівняти енергію, отриману хімічним шляхом, з енергією, отриманою від еквівалентніго кількості речовини в ході ланцюгових реакцій розподілу важких елементів (плутонію, урану). Енергія згоряння 1 г деревини достатня для того, щоб електрична лампочка в 100 Вт горіла 1 хв, а енергії згоряння 1 г вугілля вистачить для двох таких лампочок. Для освітлення протягом години міста з 60 000 жителів вистачить енергії 1г урану-235. Енергія, полягає в 1 г важкого водню - компонента палива реакції термоядерного синтезу, в 7,5 рази більше, ніж в 1 г урану-235. На рік роботи АЕС потужністю 1 млн.кВт необхідно 30 - 50 т уранового палива, а для теплоелектростанції такої ж потужності потрібно 1,6 млн.т мазуту чи 2,5 млн.т вугілля. Зараз ядерна енергетика розвивається по шляху широкого впровадження реакторів на швидких нейтронах. У таких реакторах використовується уран, збагачений ізотопом 235U (не менш ніж на 20%), а сповільнювача нейтронів не потрібно. Ядерна реакція - розподіл 235U - вивільняє нейтрони, які вступають в реакцію з 238U: 238U + 1n? 239U + г 92 0 92 Ізотоп урану, що є продуктом цієї реакції, швидко розпадається (Т1 / 2 = 23 с), перетворюючись на ізотоп нептуния (Т1 / 2 = 50 год), а той, у свою чергу, в ізотоп плутонію: 239239 0 - 92U? 93 Np + 1 ^                                          239239 0 - 93Np? 94Pu + 1e 239Pu набагато більш стабільний ізотоп, ніж два його попередника. Його, як і деякі інші ізотопи плутонію, що утворюються в реакторі, можна використовувати в якості ядерного пального, в тому числі в реакторах на швидких нейтронах. В даний час ядерна енергетика і реакторобудування - це потужна індустрія з великим обсягом капіталовкладень. Для багатьох країн вона важлива стаття експорту. Для реакторів і допоміжного обладнання потрібні особливі матеріали, в тому числі високої частоти. Завдання хіміків, металургів та інших спеціалістів - створення таких матеріалів. Над збагаченням урану теж працюють хіміки і представники інших суміжних професій. Зараз перед атомною енергетикою стоїть завдання витіснити органічне паливо не тільки зі сфери виробництва електроенергії, але так само з теплопостачання і в якійсь мірі з металургійної та хімічної промисловості шляхом створення реакторів енерготехнологічного значення. АЕС у перспективі знайдуть ще одне застосування - для виробництва водню. Частина отриманого водню будуть потреблятся хімічною промисловістю, інша частина стане для харчування газотурбінних установок, що включаються при пікових навантаженнях. Найважливіший відтворений джерело енергії на планеті - енергія Сонця. Роль хіміків в освоєнні цієї енергії - це і створення матеріалів для сонячних батарей і перетворювачів, і розробка способів консервації енергії, у тому числі термохімічних способів її нагромадження у вигляді пального з високою калорійністю, наприклад водню, а також розробка сольових систем - накопичувачів енергії. Ядерна й сонячна енергетика тісно змикаються з водневою енергетикою, під якою розуміють використання водневого пального, наприклад не транспорті. Поряд з гігантськими електростанціями існують і автономні хімічні джерела струму, що перетворюють енергію хімічних реакцій безпосередньо в електричну. У вирішенні цього питання хімії належить головна роль. У 1780 р. італійський лікар Л. Гальвані, спостерігаючи скорочення відрізаною лапки жаби після дотику до неї тяганиною з різних металів, вирішив, що в м'язах є електрику, і назвав його "твариною електрічестволм". А. Вольта, продовжуючи досвід свого співвітчизника, припустив, що джерелом електрики є не тіло тварини: електричний струм виникає від зіткнення різних металевих зволікань "Предком" сучасних гальванічних елементів можна вважати "електричний стовп", створений А.Вольта в 1800 р.. Цей винахід схоже на листковий пиріг з декількох пар металевих пластин: одна пластина з цинку, друга - з міді, укладені один на одного, а між ними поміщена повстяна прокладка, просякнута розведеною сірчаної кислотою. До винаходу в Німеччині В. Сіменсом в 1867р. динамо-машини гальванічні елементи були єдиним джерелом електричного струму. У наші дні, коли автономні джерела енергії знадобилися авіації, підводного флоту, ракетній техніці, електроніці, увагу вчених знову звернено до них. Я розповів далеко не про всіх напрямах вирішення енергетичної проблеми вченими світу, а тільки про основні. У кожній країні вона має свої особливості: соціально-економічні та географічні умови, забезпеченість природними багатствами, рівень розвитку науки і техніки.           5. Екологічна проблема та шляхи її вирішення. Науково-технічний прогрес, який дає людині багато благ, одночасно справляє і негативний вплив на навколишню природу. В результаті спалювання палива й інших промислових процесів за останні 100 років в атмосферу виділено близько 400 млрд. т оксиду вуглецю (IV), його концентрація в атмосфері зросла на 18%. За рік в атмосферу викидається понад 200 млн.т оксиду вуглецю (II), більше 50 млн.т оксидів азоту. Один лише авіалайнер за 8 ч польоту споживає 50 - 70 т кисню, тобто та кількість, яка виробляє за той же час 25 -50 тис. га лісу. Якщо вміст оксиду вуглецю (IV) в атмосфері подвоїться, то за рахунок "парникового ефекту" середня температура земної поверхні підвищиться на 4оС. У промислово розвинених країн на одного жителя щорічно в атмосферу потрапляє до 150 -200 кг пилу, золи та інших промислових викидів. За добу промисловість світу скидає більш 100 млн. м3 стічних вод. Потужним джерелом забруднення атмосфери є всі види транспорту, що працюють на теплових двигунах. Викидаються ними речовини в цілому ідентичні газоподібним відходам промислового походження. З вихлопними газами автомобілів у повітря потрапляють оксиди вуглецю, азоту, сірки, альдегіди, незгорілі вуглеводні, а також продукти, що містять хлор, бор, фосфор і свинець. Забруднюють атмосферу дизельні двигуни автомобільного, водного та залізничного транспорту. У великих містах - Лондоні, Лос-Анжелесі, Чикаго, Токіо, Мілані та інших - буває густий туман, смог, токсичний від наявності в ньому отруйних вихлопних автомобільних газів. Смог з'являється в наслідок фотохімічних реакцій оксидів азоту, незгорілих вуглеводнів з озоном. кп NO2 + O2 O3 + O NO. У забруднення атмосфери вносить чималий вклад повітряний транспорт. Двигуни літаків викидають альдегіди, 3,4-бензпірен, бензол і його гомологи. Шкідливий вплив на гідросферу надають продукти нефтіхіміческіх підприємств, сира нафта, що перевозиться танкерами. Дослідження Атлантичного океану і шельфових вод Європи і Північної Америки показують, що рівень забруднення у відкритому океані в 2 - 3 рази менше, ніж в прибережних водах, де плівка з нафти тримається більш тривалий час. 1 т нафти здатна покрити тонкою плівкою поверхню водного масиву площею 1200га. Крім того, в різних галузях промисловості використовується величезна кількість нових сполук, відсутніх в природі. Щороку їх синтезується в світі більше 250 тис., З них близько 300 знаходять промислове застосування і можуть потрапити в навколишнє середовище. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, серед хімічних сполук, що використовуються в промисловому масштабі, приблизно 40 тис. шкідливі для людини. Процес забруднення навколишнього середовища невластивою їй речовинами, раніше носив локальний характер, останнім часом набула глобальних масштабів. Особливо забруднення середовища такими невластивими біосфері елементами, як свинець, ртуть, кадмій. Потужність техногенного впливу на живу природу досягла такої величини, що виникла небезпека незворотних змін за рахунок порушення слагавшихся протягом мільйонів років природних динамічних рівноваг. Навіть забруднення середовища такими характерними для природних кругообігів речовинами, як нітрати, солі амонію, фосфати, досягло на значних ділянках земної поверхні концентрацій, при яких природні механізми виявляються недостатніми для плавного включення цих речовин в круговорот. В результаті, наприклад, у багатьох великих водоймах земної кулі сталося різку зміну в екосистемах, що призвело до великого збідніння видами живих організмів. Який же вихід бачить наука, зокрема хімія, із ситуації екологічної кризи? Адже хімізація промислового і сільського господарства не означає руйнування всього живого, а, навпаки, пропонує шляхи вирішення проблем современності.Прежде за все це створення технологій, за якими більшість природних ресурсів, що залучаються в господарський оборот, повинна буде перетворюватися в корисну продукцію. Ту частину, яку на сучасному рівні розвитку науки і техніки не можна використовувати, необхідно знешкодити. Вже сьогодні промислові об'єкти мають очисні споруди для стічних вод, газо-і пиловловлюючі пристрої, впроваджуються замкнуті системи водопостачання, маловідходні технологічні системи. Для очищення повітря і рідин від шкідливих домішок хіміки-технологи застосовують абсорбційні, адсорбційні і каталітичні методи.Прі абсорбації шкідливих речовин відбувається їх розчинення в усьому обсязі поглинача або хімічну взаємодію в абсорбаціонной рідини (найчастіше у воді) з реагентом. Процес адсорбаціі заснований на здатності деяких дрібнопористі речовин (вугілля, силікагель) поглинати розчинені або газоподібні речовини своєї поверхностью.Напрімер, якщо в камеру, де утворюється небажаний оксид сірки (IV), ввести вапняк, негашене вапно або доломіт CaCO3sMgCO3, то відбудеться реакція: 2СаО +2 SO2 + O2 = 2CaSO4 Cульфат кальцію знаходить застосування в сірчанокислотному виробництві та будівництві. Вапняк, а вірніше, розчин карбонату кальцію для уловлювання оксиду сірки (IV) застосовується на ТЕС. На жаль, це не вирішує екологічної проблеми повністю, так як утворюються відходи у вигляді сульфата кальцію, йде просто у відвал. Крім того, витрати на будівництво сероулавливающих установок нині діючих ТЕС складають 50% вартості всієї станції. Велика увага хіміки-технологи приділяють виробництву таких нових хімічних засобів захисту рослин, які повністю розкладаються протягом кількох тижнів, а то й годин після їх внесення на поля. Синтетичні миючі засоби, вироблені в нашій країні, в стічних водах руйнуються біологічним шляхом до нешкідливих продуктів. Екологічної хімією розробляються окремі промислові виробництва за схемою біоценозів, в яких види живих організмів пов'язані між собою так, що не відбувається "випадання" з круговороту хімічних елементів або речовин: відходи одного підприємства служать сировиною для іншого. Створюються системи комплексного виробництва шляхом територіального і функціонального об'єднання виробництв, що використовують різні боки використовуваного сировини. У рішенні екологічної проблеми хіміки працюють в тісній співпраці з біологами, фізиками, географами, застосовуючи математичне моделювання та кібернетику.