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浅谈化学的地位和作用

2019-02-16张俊英

山东化工 2019年23期
关键词:物质化学人类

张俊英

(衡水学院 应用化学系,河北 衡水 053000)

著名科学家、诺贝尔奖获得者杨振宁教授曾劝告中国学生:“中国的现代化建设需要大量化工方面的人才,希望你们有更多的人选攻化工。”[1]他为什么这么关注化学、注重化学人才的培养?这是由化学的地位和作用决定的。

自然界中的所有物质都是由元素组成的,都是化学研究的对象,化学研究的永恒目标是制备和合成物质。著名的有机化学家R.B.WOODWARD曾经说过:化学家在古老的自然界旁边又建立起了一个新的自然界。可想而知,化学在科学技术发展、社会经济发展、日常生活中的作用中都起着巨大的作用。

1 化学在科学技术发展中的地位

在现代科学发展中,化学起着巨大的作用。我国有机化学家、中科院士戴立信教授提到:化学是一门有用的科学,化学是一门中心科学,化学是一门创造性的科学。

1994年第13届国际化学教育会议指出:化学是一门中心学科,它在发展过程中也使有关的学科得到了发展。化学的核心知识在自然科学的各个方面已经被广泛应用,与其它科学相互综合、相互影响,既推动了本门学科理论和实验研究的发展,也对其它自然科学例如物理学、计算机科学、电子学、环境化学、冶金学、地质学、农业、生物学、药学等等的发展起到了促进和推动作用,成为人类认识自然、改造自然的强有力的武器。

2 化学在社会经济发展中的地位[2]

化学是人类认识世界、改造世界的主要方法和手段,对社会的发展做出的贡献是的全方位和多方面的,是一门古老而充满活力的科学。化学的成就是社会文明的重要标志。人类有意识的利用化学知识是从原始社会火的使用开始,而现代人更是每天都离不开形形色色的人造产品,人们都在享用着化学的果实。化学在人类社会进步中起着的关键作用,这是其它各学科无法能比的。人们生活的方方面面、社会发展的种种需求都与其密切相关。因为所有生物都依赖于物质而得以生存。元素周期表中的一百多种元素和化学工作者手中几千万种的化学物质能满足社会全部的物质需求,是现在社会人类所能真正依赖的物质宝库们。在二十世纪末,物质种类大约有3000万种,而且种类还在不断增长,其中绝大多数是由化学工作者制备合成出来的,它们改善了人们的生活,推动了社会经济的发展。

3 化学在日常生活中的作用

化学研究的最终目标是认识和掌握物质化学变化规律,了解自然资源的形成过程,以便去驯服物质,开采并利用自然界中价格低廉而蕴含丰富的资源,提取加工有用的原料,或者用来制备各种比粗品更精细或自然界不存在的人工合成产品,用以最大程度地满足人们不断增长的物质生活与精神生活的需求。

比如饮食方面:民以食为天。我们人身体是一个由多种复杂化学物质构成并时时发生着多种化学反应的高级复杂的有机体。人们食用食物的种类、质量对人体的健康状况至关重要:粮食、水果、蔬菜、木耳、食用菌等食品中的“膳食纤维”可以把人体中的有毒成分排出体外,维生素c不但能降低有毒的重金属离子对人体的危害,而且还可以防止“亚硝胺”这种致癌物质的生成;维生素B族、锌、钙和硒等,可以提高人体解毒能力,维护身体健康。装满粮袋子、丰富菜篮子关键因素之一就是合理有效的发展化肥农药;餐桌上色香味诱人的饮食离不开食品添加剂、色素、香料、防腐剂等.....

科学就像一把双刃剑,化学在为人类创造物质和财富的同时,也不可否认带来负面作用,给人类和社会带来了一些危害。尤其是近几年食品安全问题连续不断地发生,造成人们对化学存在着很深的误解,产生了“恐化学症”,甚至厌恶化学、歧视化学。在我们周围,有时会听到这样的话,“这东西有毒,完全是化工产品”,甚至部分 “绿色食品”无知地标榜“本品绝对不含有任何化学元素(品)”,(不知道任何物质都是有化学元素组成的,)好像有化学元素组成的就不是绿色产品,“化学”已经被一些人当成“污染”“有害”的代名词。

事实上,在社会发展进程中,化学对人类的巨大贡献是不容质疑、不能抹杀的:在人类生存的世界性问题上,假如没有施恩哈伯研制的合成氨化学固氮法,粮食问题就不能得到解决,世界总人口是不可能由二十世纪初的十几亿增长到现在的七十多亿;在寿命延长的世界性问题上,假如没有青霉素、磺胺素、链霉素等等化学制药法的问世,人的寿命也不可能达到空前地延长[3]。

我们不能因为它的负面影响而否认化学,就像不能因为有坏书的存在而抱怨整个文字一样。尤其是这些负面影响不是化学的错,化学只是一种工具,它本身只有使用价值的大小,而使用方法的对错,究其根源,还在于使用者本身的道德素质。要避免这类事件的发生,必须从提高全民的道德素养做起。

4 化学为人类服务的途径

4.1 能量的转化

人类利用不同的方法和渠道可以把化学能通过转化为热能、电能、光能等为人类服务,这是内燃机、电池、火力发电厂、普通炸弹、核电站、核武器等工作原理。

电能也可以转化成化学能,应用于电解、电镀、金属的冶炼。

4.2 创造新物质—化学的主要任务

制备自然界没有的新物质,实现化学变化的新途径。化学创造了一个人造世界,化学是一门极具想象力和创造性的科学,是一门蕴含着巨大发展和创新能力的学科。我们可以想象一下,假如没有化学,人类社会现在会是什么样?

在西方发达国家,化工过程工业占用最大份额,例如美国占百分之三十。每年世界上申请的发明创造专利中,与化学化工相关的占近百分之二十。

美国心理学家马斯诺曾经提出:人的创造能力分为两类:第一类是发明创造出社会上新颖独特的前所未有的产品,对整个社会来说他们属于特殊人才,像科学家发明家等杰出人才的创造能力;第二类是自我价值实现的创造能力,是运用自己掌握的一些信息知识通过综合分析运用,生成某种有社会价值或者有个人价值的知识或者产品的能力,这主要对自己来说是独特的。这两种能力可以互相转换,在化学史上有不少这样的事例。如溴元素的发现[4]:1824年,法国22岁青年巴拉尔—一所药学专科学校的学生,在海边散步时,发现当地人把从海藻灰中提取氯化钠后的母液倒掉,感觉很可惜,就拿到实验室进行实验研究,他在母液中加入氯水和淀粉,结果发现溶液分成了二层:下层呈现蓝色,这是由于淀粉和碘生成了加合物;上层呈现棕黄色,这是现象从未被人提到过。巴拉尔认为可能有两种情况:第一种情况是氯元素与碘元素生成了卤素互化物;第二种情况是溶液中有一种新元素生成,它被氯从灰汗中置换出来。如果是第一种情况,那么这种物质在一定条件下就会分解,于是巴拉尔做了无数次实验用了多种方法希望能将它分解,但都没有实现,由此他断定这是与氯和碘性质相似的新元素。因为具有刺激性嗅味,于是命名溴元素,为拉丁文名字为bromium(恶臭)。巴拉尔发现溴元素的消息传到德国,化学家李比希十分懊悔。几年前,他也用相似的方法分离出这种单质,但是他却武断地认为是氯化碘。晚年的李比希还常常深有感触地说,“从那以后除非有绝对可靠的实验做依据,我再也不凭空编造理论了”,他特地把这张氯化碘的标鉴保存起来,用来鞭策自己,同时也告诫自己的同事和学生。这件事在他以后的科研中起了积极的促进作用,他和他的同事学生培养了许多诺贝尔奖获得者。在最早的十次诺贝尔奖获者中,他的学生占百分之七十之多。此事成为化学史上的一桩趣闻。

党的十八大以来,习近平主席提出了实现中华民族伟大复兴的中国梦。有梦想,有奋斗,一切美好的理想都能创造出来。拿破仑说过,中国是一头沉睡的狮子,当这头睡狮醒来时,世界都会为之发抖。当前,无数化学工作者正在为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗着。

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