Основной вопрос, на который должен знать ответ человек для правильного понимания картины мира - что такое вещество в химии. Данное понятие формируется ещё в школьном возрасте и направляет ребёнка в дальнейшем развитии. Приступая к изучению химии важно найти точки соприкосновения с ней на бытовом уровне, это позволяет наглядно и доступно разъяснить те или иные процессы, определения, свойства и т.д.
К сожалению, в силу неидеальности системы образования, многие упускают некоторые фундаментальные азы. Понятие «вещество в химии» - это своего рода краеугольный камень, своевременное усвоение данного определения даёт человеку правильный старт в последующем развитии в области естествознания.
Формирование понятия
Перед тем как перейти к понятию вещества, необходимо определить, чем является предмет химии. Вещества - это то, что непосредственно изучает химия, их взаимные превращения, строение и свойства. В общем понимании вещество - это то, из чего состоят физические тела.
Итак, в химии? Сформируем определение путём перехода от общего понятия к чисто химическому. Вещество - это определённый обязательно имеющий массу, которую можно измерить. Данная характеристика отличает вещество от другого вида материи - поля, которое массы не имеет (электрическое, магнитное, биополе и т.д.). Материя, в свою очередь, - это то, из чего созданы мы и всё, что нас окружает.
Несколько другая характеристика материи, определяющая то, из чего конкретно она состоит - это уже предмет химии. Вещества сформированы атомами и молекулами (некоторые ионами), а значит любая субстанция, состоящая из этих формульных единиц, и есть вещество.
Простые и сложные вещества
После усвоения базового определения можно перейти к его усложнению. Вещества бывают различных уровней организации, то есть простые и сложные (или соединения) - это самое первое деление на классы веществ, химия имеет множество последующих разделений, подробных и более сложных. Эта классификация, в отличие от многих других, имеет строго определённые границы, каждое соединение можно чётко отнести к одному из видов, взаимоисключающих друг друга.
Простое вещество в химии - это соединение, состоящее из атомов только одного элемента из периодической таблицы Менделеева. Как правило, это бинарные молекулы, то есть состоящие из двух частиц, соединённых посредством ковалентной неполярной связи - образования общей неподелённой электронной пары. Так, атомы одного и того же химического элемента имеют идентичную электроотрицательность, то есть способность удерживать общую электронную плотность, поэтому она не смещена ни к одному из участников связи. Примеры простых веществ (неметаллы) - водород и кислород, хлор, йод, фтор, азот, сера и т.д. Из трёх атомов состоит молекула такого вещества, как озон, а из одного - всех благородных газов (аргона, ксенона, гелия и т.д.). В металлах (магнии, кальции, меди т.д.) существует свой собственный тип связи - металлический, осуществляющийся за счёт обобществления свободных электронов внутри металла, а образования молекул как таковых не наблюдается. При записи вещества металла указывается просто символ химического элемента без каких-либо индексов.
Простое вещество в химии, примеры которого были приведены выше, отличается от сложного качественным составом. Химические соединения образованы атомами разных элементов, от двух и более. В таких веществах имеет место ковалентный полярный или ионный тип связывания. Так как разные атомы имеют отличающуюся электроотрицательность, то при образовании общей электронной пары происходит её сдвиг в сторону более электроотрицательного элемента, что приводит к общей поляризации молекулы. Ионный тип - это крайний случай полярного, когда пара электронов полностью переходит к одному из участников связывания, тогда атомы (или их группы) превращаются в ионы. Чёткой границы, между этими типами нет, ионную связь можно интерпретировать как ковалентную сильно полярную. Примеры сложных веществ - вода, песок, стекло, соли, оксиды и т.д.
Модификации веществ
Вещества, именуемые простыми, на самом деле имеют уникальную особенность, которая не присуща сложным. Некоторые химические элементы могут образовывать несколько форм простого вещества. В основе всё так же лежит один элемент, но количественный состав, строение и свойства кардинально отличают такие образования. Эта особенность имеет название аллотропии.
Кислород, сера, углерод и другие элементы имеют несколько Для кислорода - это О 2 и О 3 , углерод даёт четыре типа веществ - карбин, алмаз, графит и фуллерены, молекула серы бывает ромбической, моноклинной и пластической модификации. Такое простое вещество в химии, примеры которого не ограничены вышеперечисленными, имеет огромное значение. В частности, фуллерены используются как полупроводники в технике, фоторезисторы, добавки для роста алмазных плёнок и в других целях, а в медицине это мощнейшие антиоксиданты.
Что происходит с веществами?
Каждую секунду внутри и вокруг происходит превращение веществ. Химия рассматривает и объясняет те процессы, которые идут с качественным и/или количественным изменением состава реагирующих молекул. Параллельно, часто взаимосвязано протекают и физические превращения, которые характеризуются лишь изменением формы, цвета веществ или агрегатного состояния и некоторых других характеристик.
Химические явления - это реакции взаимодействия различных видов, например, соединения, замещения, обмена, разложения, обратимые, экзотермические, окислительно-восстановительные и т.д., в зависимости от изменения интересующего параметра. К относят: испарение, конденсацию, сублимацию, растворение, замерзание, электропроводимость и т.д. Часто они сопровождают друг друга, например, молния во время грозы - это физический процесс, а выделение под её действием озона - химический.
Физические свойства
Вещество в химии - это материя, которой присущи определённые физические свойства. По их наличию, отсутствию, степени и интенсивности можно спрогнозировать, как вещество поведёт себя в тех или иных условиях, а также объяснить некоторые химические особенности соединений. Так, например, высокие температуры кипения органических соединений, в которых есть водород и электроотрицательный гетероатом (азот, кислород и т.д.), свидетельствуют о том, что в веществе проявляется такой химический тип взаимодействия, как водородная связь. Благодаря знанию о том, какие вещества имеют наилучшую способность проводить электрический ток, кабеля и провода электропроводки изготавливаются именно из определённых металлов.
Химические свойства
Установлением, исследованием и изучением другой стороны медали свойств занимается химия. с её точки зрения - это их реакционная способность к взаимодействию. Некоторые вещества крайне активны в этом смысле, например, металлы или любые окислители, а другие, благородные (инертные) газы, при нормальных условиях в реакции практически не вступают. Химические свойства можно активировать или пассивировать при необходимости, иногда это не связано с особыми трудностями, а в некоторых случаях приходится нелегко. Учёные проводят многие часы в лабораториях, методом проб и ошибок добиваясь поставленных целей, иногда и не достигают их. Изменяя параметры окружающей среды (температуру, давление и т.д.) или применяя специальные соединения - катализаторы или ингибиторы - можно повлиять на химические свойства веществ, а значит и на ход реакции.
Классификация химических веществ
В основе всех классификаций лежит разделение соединений на органические и неорганические. Главный элемент органики - это углерод, соединяясь друг с другом и гидрогеном, атомы карбона образуют углеводородный скелет, который после заполняется другими атомами (кислородом, азотом, фосфором, серой, галогенами, металлами и другими), замыкается в циклы или разветвляется, обосновывая тем самым большое разнообразие органических соединений. На сегодняшний день науке известны 20 миллионов таких веществ. В то время как минеральных соединений всего лишь полмиллиона.
Каждое соединение индивидуально, но имеет и множество похожих черт с другими в свойствах, строении и составе, на этой основе происходит группировка в классы веществ. Химия имеет высокий уровень систематизации и организации, это точная наука.
Неорганические вещества
1. Оксиды - бинарные соединения с кислородом:
а) кислотные - при взаимодействии с водой дают кислоту;
б) основные - при взаимодействии с водой дают основание.
2. Кислоты - вещества, состоящие из одного или нескольких протонов водорода и кислотного остатка.
3. Основания (щёлочи) - состоят из одной или нескольких гидроксильных групп и атома металла:
а) амфотерные гидроксиды - проявляют свойства и кислот и оснований.
4. Соли - результат между кислотой и щелочью (растворимым основанием), состоят из атома металла и одного или нескольких кислотных остатков:
а) кислые соли - анион кислотного остатка имеет в составе протон, результат неполной диссоциации кислоты;
б) основные соли - с металлом связана гидроксильная группа, результат неполной диссоциации основания.
Органические соединения
Классов веществ в органике великое множество, такой объём информации сложно сразу запомнить. Главное, знать основные разделения на алифатические и циклические соединения, карбоциклические и гетероциклические, предельные и непредельные. Также углеводороды имеют множество производных, в которых атом гидрогена замещён на галоген, кислород, азот и другие атомы, а так же функциональные группы.
Вещество в химии - это основа сущестования. Благодаря органическому синтезу человек на сегодняшний день имеет огромное количество искусственных веществ, заменяющих натуральные, а также не имеющих аналогов по своим характеристикам в природе.
Свойства и характеристики любого вещества определяются его химическим составом. В современных лабораториях проводятся химические экспертизы, позволяющие определить качественный и количественный состав практически любого объекта, например, почвы или пищевого продукта.
Химическая связь, строение и свойства вещества
Взаимодействия, результатом которых становится объединение химических частиц в вещества, принято делить на химические и межмолекулярные связи. Первая группа, в свою очередь, подразделяется на ионную, ковалентную и металлическую связи.
Ионная связь представляет собой связь разноименно заряженных ионов. Такая связь возникает за счет электростатического притяжения. Для того чтобы ионная связь образовалась, ионы должны быть разного размера. Это обусловлено тем, что ионы определенного размера склонны отдавать электроны, а другие - принимать их.
Ковалентная связь возникает за счет образования общей пары электронов. Для ее возникновения необходимо, чтобы радиус атомов был одинаковым или схожим.
Металлическая связь возникает за счет обобществления валентных электронов. Она образуется в случае, если размер атомов большой. Такие атомы обычно отдают электроны.
По типу строения все вещества можно разделить на молекулярные и немолекулярные. Большинство органических веществ относится к первому типу. По типу химической связи различают вещества с ковалентными, ионными и металлическими связями.
Основные положения теории химического строения органических веществ
Теория Бутлерова - научный фундамент всей органической химии. Опираясь на ее основные положения, Бутлеров дал объяснение изомерии, что впоследствии помогло ему открыть несколько изомеров.
Согласно теории химического строения органических веществ, соединение атомов в молекулах строго упорядочено. Оно происходит в определенной последовательности (в зависимости от валентности атомов). Последовательность межатомных связей принято называть химическим строением молекулы.
Другим важным положением этой теории является возможность использования различных химических методов для определения строения вещества.
Группы атомов в молекуле взаимосвязаны и оказывают воздействие друг на друга. Основные свойства вещества, согласно данной теории, определяются его химическим строением.
Химическое строение органических веществ
Как известно, в составе органических веществ всегда присутствует углерод. Этим органические вещества отличаются от неорганических. Органические вещества используются в быту, они служат сырьевой базой для производства продуктов питания и различных продовольственных товаров.
Ученым удалось синтезировать множество видов органических веществ, которых нет в природе (различные виды пластмасс, каучук и другие). Органические вещества отличаются от неорганических своим химическим строением. Атомы углерода образуют различные цепи и кольца. Этим объясняется огромное разнообразие органических веществ в природе.
Атомные связи в таких веществах имеют ярко выраженный ковалентный характер. При нагревании органические вещества полностью разлагаются. Это объясняется небольшой прочностью межатомных связей.
Среди органических соединений широко распространено такое явление, как изомерия.
Исследование химического вещества
Исследование химических веществ, как правило, проводится в специальных лабораториях и экспертных центрах. Это позволяет определить точный количественный и качественный состав исследуемого материала.
Если химический состав вещества полностью неизвестен, сотрудники лаборатории применяют целый комплекс аналитических методов. Специалисты выявляют точное содержание в образцах вещества тех или иных химических элементов.
Проведение исследования химического состава вещества происходит поэтапно:
- сначала специалисты определяют цели своей работы;
- затем, проводят классификацию образцов вещества;
- далее, идет количественный и качественный анализ.
Часто в лабораторных условиях различные вещества проверяются на содержание токсичных элементов и промышленных материалов.
Химические реакции
Химические реакции - это превращения одних веществ (исходных реагентов) в другие. При этом происходит перераспределение электронов. В отличие от ядерных реакций, химические реакции не влияют на общее количество ядер атомов и не изменяют изотопный состав химических элементов.
Условия протекания химических реакций могут быть различными. Они могут проходить при физическом контакте реагентов, их смешивании, нагревании, а также при воздействии света, электрического тока, ионизирующего излучения. Часто химические реакции протекают под влиянием катализаторов.
Скорость химической реакции зависит от концентрации активных частиц во взаимодействующих веществах и от разницы между энергией связи, которая разрывается, и той энергией, которая образуется.
В результате химических процессов образуются новые вещества, свойства которых отличны от свойств исходных реагентов. Однако во время химических реакций не происходит образования атомов новых элементов.
Российский регистр химических и биологических веществ
Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ занимается проведением независимых экспертиз различной продукции с целью установить ее соответствие санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям.
Это учреждение проводит маркировку химических веществ в соответствии с общепризнанной классификацией. Задачей регистра является информационное обеспечение в сфере химической безопасности, а также содействие интеграции нашей страны в мировое экономическое сообщество.
Российский регистр ежегодно публикует списки химических веществ, представляющие угрозу для жизни людей, данные об их транспортировке, утилизации, токсичности и других параметрах.
В открытом доступе можно найти списки химических веществ, прошедших государственную регистрацию, базу данных опасных веществ.
Федеральный регистр является главным информационным ресурсом, который обеспечивает реализацию многих международных договоров, которые заключила наша страна в отношении опасных химических веществ и пестицидов.
Производители и поставщики химических веществ для промышленных предприятий
Химические вещества для различных отраслей производства изготавливаются на крупных комбинатах и заводах. Лидером среди производителей подобной продукции является компания "РУСХИМТЕХ". Она специализируется на разработке инноваций в области органической химии.
Другим предприятием, которое специализируется на производстве химических веществ, является компания «Сарсилика». Предприятие производит диоксид кремния для заводов.
Среди крупных поставщиков химического сырья можно отметить фирму “БИО-ХИМ”. Компания занимается поставками различных химических веществ на отечественные заводы и фабрики.
Производство, получение химических веществ и химических продуктов
Производство химических веществ дает возможность получать синтетические материалы, способные заменить природные. В свое время такая необходимость была продиктована нехваткой природных материалов или их стоимостью, поэтому человечеству пришлось изобрести синтетические заменители.
С помощью химических реакций можно значительно быстрее получить некоторые природные вещества, которые естественным путем образовываются очень долго. Кроме экономии природного сырья, химическое производство позволяет улучшить физико-механические характеристики и химические свойства полученных материалов.
Для получения многих химических веществ используются такие химические реакции, как катализ, гидролиз, электролиз, химический распад и другие.
Химические свойства используются:
- в металлургии;
- в производстве полиэтиленов, пластмасс;
- для получения азотных и фосфорных удобрений, лекарственных препаратов и других полезных материалов практически в любой области производства и сфере деятельности человека.
Оборудование для получения химических веществ
Учитывая многопрофильность химического производства, оборудование для разных видов продукции значительно отличается. Но в общем случае на производстве задействованы нагревательные элементы, специальные, устойчивые к высоким температурам и агрессивным средам емкости, смесители. Любая переработка происходит на принципах химических реакций (например, обработка химических волокон, нанесение защитных слоев на стекло или металл).
Использование химических веществ
Химические вещества применяются очень широко в связи с тем, что синтетические заменители сейчас существуют практически во всех областях промышленности.
Химические вещества:
- являются сырьем для производства пищевых продуктов;
- служат основой для создания сельскохозяйственных удобрений;
- используются в лакокрасочном производстве, в металлообработке;
- необходимы для стеклопроизводства.
Химические вещества в промышленности
В промышленности используются два типа химических веществ: органические и неорганические.
К первым относятся производные природной нефти и газа, ко вторым:
- слабые и сильные кислоты;
- щелочи;
- цианиды;
- сернистые соединения;
- тяжелые жидкости (типа бромоформа).
Производители и поставщики химических веществ для производств
Наиболее крупными представителями производства и поставок сырья для химического производства в России являются компании:
- «Сибур Холдинг» (Москва) - нефтехимический холдинг;
- «Салаватнефтеоргсинтез» (Салават, Башкортостан) - комбинат, имеющий в свое составе химический, нефтехимический, нефтеперерабатывающий заводы, завод нефтехимических производств, заводы "Синтез", "Мономер", завод минеральных удобрений;
- «Нижнекамскнефтехим» (Нижнекамск, Татарстан) - нефтехимическая компания;
- «Еврохим» (Москва) - удобрения, кормовые фосфаты, минеральное сырье и промышленные продукты;
- «Уралкалий» (Березники, Пермский край) - мировой лидер по производству калия.,
- «Акрон» (Великий Новгород) - минеральные удобрения.
Химические вещества в продуктах питания
В химических продуктах часть химических добавок является непреднамеренными. Это остаточные явления после удобрения полей, на которых выращивались овощи или фрукты, остатки препаратов, которыми лечили животных, вещества, выделяемые из пластиковых упаковочных материалов.
К преднамеренным химикатам в продуктах относят консерванты неприродного происхождения для более длительного хранения продуктов.
Техника безопасности при работе с химическими веществами
К опасным химическим веществам относятся такие, которые при непосредственном контакте наносят вред здоровью человека, провоцирую производственные травмы и заболевания. Последние могут проявляться как сразу после воздействия, так и позже, влиять на продолжительность жизни человека и его детей.
При работе с ядовитыми газами, ядовитыми, токсичными, радиоактивными, легковоспламеняющимися веществами, в условиях повышенного уровня пыли руководство обязано обеспечить условия по минимизации вредного воздействия. Сотрудники подобных предприятий имеют льготы по продолжительности рабочего дня, прибавку к отпуску и зарплате, раньше выходят на пенсию. Кроме того, они обязаны регулярно проходить профильное медицинское обследование, а непосредственно на рабочем месте строго соблюдать осторожность и правила техники безопасности.
Промышленные аварии с выбросом опасных химических веществ
Аварии на химических производствах обычно сопровождаются разливом или выбросом опасных химических веществ. Это приводит к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений или к загрязнению окружающей природной среды.
Виды аварий с выбросом химически опасных веществ:
- аварии с выбросом (угрозой выброса) химически опасных веществ (ХОВ) при их производстве, переработке или хранении (захоронении);
- аварии на транспорте с выбросом (угрозой выброса) ХОВ;
- образование и распространение ХОВ в процессе химических реакций;
- аварии с химическими боеприпасами.
Основным показателем степени опасности химически опасных объектов считают численность населения, проживающего в зоне возможного химического заражения в случае аварии. Подобные аварии могут происходить непосредственно на заводах по переработке или производству ХОВ, на нефтеперерабатывающих предприятиях, при их транспортировке, на складах хранения ХОВ.
Современные предприятия химической области постоянно внедряют новые технологии производств, направленные на минимизацию возможности возникновения аварий с выбросом опасных химических веществ.
Понятие вещества изучается сразу несколькими науками. Вопрос о том, какие есть вещества, мы разберём с двух точек зрения - с позиции химической науки и с позиции физики.
Вещество в химии и физике
Химики понимают вещество, как физическую субстанцию с определённым набором химических элементов. В современной физике вещество рассматривается как вид материи, который состоит из фермионов или вид материи, содержащий в себе фермионы, бозоны, обладает массой покоя. По обыкновению, вещество должно состоять из частиц, по большей части электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны образуют атомные ядра, а все вместе эти элементы образуют атомы (атомное вещество).
Свойства вещества
Практически каждое из веществ имеет свой уникальный набор свойств. Под свойствами понимают характеристики, указывающие на индивидуальность вещества, которая в свою очередь демонстрирует его отличия от всех остальных веществ. Характерными физико-химическими свойствами являются константы - плотность, различные типы температур, термодинамика, показатели кристаллической структуры.
Химическая классификация веществ
В химии разделяют вещества на соединения и их смеси. Кроме того, следует сказать органические вещества Соединение - это есть набор атомов, которые связаны друг с другом с учётом определённых закономерностей. При этом следует отметить, что границу между соединением и смесью веществ определить чётко довольно сложно. Это обусловлено тем, что науке известны вещества непостоянного состава. Для них составить точную формулу невозможно. Кроме того, соединение - это по большому счёту абстракция, так как в практическом смысле может быть достигнута только лишь конечная чистота изучаемого вещества. Любой существующий в реальной жизни образец - это смесь веществ, но с преобладанием одного вещества из всей группы. Кроме того, следует сказать, какие есть органические вещества. Эта группа сложных веществ имеет в составе углерод (белки, углеводы).
Простые и сложные вещества
Простые вещества(O2, O3, H2, Cl2) - это те вещества, которые состоят только из атомов одного химического элемента. Эти вещества - есть форма существования элементов в свободном виде. Другими словами, эти химические элементы, которые не связаны с другими элементами, образуют простые вещества. Таких веществ науке известно более чем 400 разновидностей. Простые вещества классифицируют по типу связи между атомами. Так, простые вещества разделяют на металлы(Na, Mg, Al, Bi и др.) и неметаллы (H 2 , N 2 , Br 2 , Si и др).
Сложные вещества - химические соединения, которые состоят из связанных друг с другом атомов двух и более элементов. Простые вещества также имеют право называться химическими соединениями, если их молекулы будут состоять из атомов, соединённых ковалентной связью (азот, кислород, бром, фтор,). А вот инертные (благородные) газы и атомарный водород называть химическими соединениями будет ошибкой.
Физическая классификация веществ
С точки зрения физики вещества существуют в нескольких агрегатных состояниях - тело, жидкость и газ. О том, какие твердые вещества, например, видно невооружённым взглядом. Тоже самое можно сказать и о другом агрегатном состоянии. Какие жидкие вещества есть в природе мы со школы знаем. Примечательно, что такое вещество как вода может существовать сразу в трёх состояния - как лёд, жидкая вода и пар. Три агрегатных состояния вещества не считаются индивидуальными характеристиками веществ, но соответствуют разным, зависимым от внешних условий существования веществ. При переходе от состояний агрегатных состояний к реальным состояниям химического вещества можно выявить ряд промежуточных типов, которые в науке получили название аморфных или стеклообразных состояний, а также состояния жидкого кристалла и полимерного состояние. В связи с этим учёные часто используют понятие «фаза».
Помимо прочих в физике рассматривают ещё и четвёртое агрегатное состояние химического вещества. Это плазма, то есть состояние, полностью или частично ионизированное, а плотность положительных и отрицательных зарядов в этом состоянии одинакова, иными словами плазма электронейтральна. В целом, веществ в природе множество, но теперь вы знаете, какие бывают вещества, а это гораздо важнее.
Невозможно себе представить современную жизнь и производство без химических веществ. При близком контакте с ними на организм человека оказывается некоторое влияние. Надо отметить, что есть и такие соединения, которые проявят свое влияние по прошествии некоторого промежутка времени. В статье попробуем разобраться, какие существуют химические факторы, классы опасности вредных веществ, а также, как они влияют на организм человека.
Применение химических веществ человеком
Сейчас известно несколько миллионов химических соединений, и большую часть из них человек использует в различных отраслях. Если рассматривать с точки зрения применения классы опасности химических веществ, перечень может выглядеть так:
- Вещества ядовитые, используемые в промышленности. Сюда можно отнести: красители (анилин), среди растворителей это дихлорэтан, например.
- В сельскохозяйственной отрасли широко используются пестициды.
- Химические соединения, которые используются в быту: средства гигиены, для проведения санитарной обработки.
- Ядовитые вещества, имеющие естественное происхождение, например, яды растений и животных.
- Вещества отравляющего действия: иприт, фосген и другие.
Различные классы опасности вредных химических веществ способны попадать в организм через органы дыхательной системы, кожу или слизистые оболочки. Вещества могут оказывать свое негативное влияние избирательно, то есть, на определенную систему органов. Например, свинец влияет на репродуктивную систему человека, а оксиды азота могут спровоцировать отек легочной ткани.
Токсическое воздействие химических веществ
Если рассматривать класс опасности химических веществ, ГОСТ выделяет несколько групп. В каждой есть еще свои подразделения.
Выделяют пять классов в зависимости от токсического воздействия и средней величины смертельной дозы.
- Первый класс опасности включает соединения, которых требуется совсем мало для поражения организма. Например, при попадании через желудок это количество составляет 50 мг на килограмм веса человека.
- 2 класс включает вещества, концентрация которых может быть выше, чтобы спровоцировать токсическое воздействие. Это может быть от 5 до 50 мг на м3, если попадание происходит через кожу или ЖКТ.
- В 3 и 4 классы входят соединения, которых требуется больше, чем первых двух классов и обычно составляет это количество до 5000 единиц.
- В пятый класс входят вещества, вызывающие глубокое токсическое поражение.
Химические вещества и орган зрения
Если взять во внимание влияние химических веществ на орган зрения, выделяют следующие классы:
- Первый класс включает соединения, которые приводят к необратимым изменениям глазного аппарата, а все это заканчивается нарушениями зрения.
- Второй класс содержит вещества, вызывающие патологические изменения зрения, но они способны проходить в течение нескольких недель.
Воздействие химических веществ на кожные покровы
Есть еще одна классификация, она выделяет классы химических веществ, оказывающих негативное влияние на кожу. При делении соединений использовали два критерия. Учитывая первый, выделяют три класса:
- К первой группе относятся вещества, приводящие к видимому некрозу кожи.
- Ко второму классу относят вещества, которые вызывают обратимые повреждения. Примерно за две недели происходит восстановление кожных покровов.
- Вещества, относящиеся к третьему классу, вызывают лишь небольшое раздражение кожи, которое обычно проходит за пару дней.
Второй критерий классификации используют в тех случаях, когда недостаточно данных для отнесения веществ к первым трем группам.
Воздействие химических соединений на окружающую среду
Согласно ГОСТу, имеется также классификация, которая учитывает влияние химических соединений на окружающую среду. В этой группе выделяют следующие категории веществ:
- Губительные для озонового слоя.
- Оказывающие острое токсическое воздействие на водную среду.
- Вещества, которые оказывают постепенное отравляющее действие на обитателей водных ресурсов.
Все эти вредные соединения можно еще подразделить на категории по вредности. Для оказания токсического эффекта хватит концентрации 0,1 мг/л.
Классификация химических веществ по классам опасности
В огромном многообразии известных веществ не все являются одинаково опасными для человеческого организма. Выделяют следующие классы:
- К первому классу относятся чрезвычайно опасные вещества и соединения. Для летального исхода будет достаточно попадания в желудок 15 мг вещества на килограмм веса человека. Примеры можно привести следующие: цианид калия, ртуть, никотин и другие.
- Второй класс включает высокоопасные вещества. Летальная дозировка составляет от 15 до 150 мг на килограмм массы тела, учитывая свойства вещества. Эти соединения оказывают негативное воздействие не только на человека, но и на окружающую природу. Сюда можно отнести: мышьяк, литий, свинец, хлороформ.
- Умеренно опасные – это третий класс опасности химических веществ. Для летального исхода достаточно 500-2500 мг/кг. При попадании через желудок летальная доза составляет 150-5000 мг/кг веса. К этому классу относятся: бензин, соединения алюминия и марганца. Так как многие вещества этого класса используются часто в повседневной жизни, то нельзя халатно с ними обращаться.
- Малоопасные вещества самые безобидные, так как они отличаются своей низкой токсичностью и опасностью. Эти вещества часто нас окружают, например, аммиак можно найти в каждой аптечке, керосин используют в лампах, этанол применяют в медицине и он содержится в алкогольных напитках.
Неважно, сколько классов опасности химических веществ существует, важно относиться ко всем с особой осторожностью, соблюдать все меры безопасности при работе с ними.
Классификация веществ по воздействию на организм
Все имеющиеся химические вещества и соединения отличаются друг от друга не только степенью токсичности, но и характером воздействия на человека.
В зависимости от принадлежности к классу опасности всем веществам присвоен определенный цвет.
- Чрезвычайно опасные вещества обозначают красным цветом.
- Высокая степень опасности отмечается оранжевым цветом.
- Умеренно опасные имеют желтый цвет.
- Вещества, которые относятся к малоопасным, обозначают зеленым цветом.
Классификация веществ с точки зрения токсического воздействия
Совершенно разная токсичность химических веществ, классы опасности в связи с этим выделяют следующие:
- Вещества, которые оказывают нервнопаралитическое действие, сюда можно отнести: инсектициды, никотин, зарин.
- Соединения, вызывающие воспалительные процессы и некротические изменения в совокупности с общетоксическим воздействием. Примером могут служить: уксусная эссенция, мышьяк, ртуть.
- Соединения, вызывающие судороги, кому, отек мозга, то есть, оказывающие общетоксическое воздействие. Сюда можно отнести: синильную кислоту, угарный газ, алкоголь.
- Удушающие вещества (фостен, оксиды азота).
- Вещества, вызывающие слезоточивость и раздражение слизистых оболочек. В качестве примера можно привести: пары кислот и щелочей.
- Вещества и соединения, оказывающие воздействие на психику. Сюда относятся наркотические вещества, атропин и другие.
Если предстоит использовать или контактировать с этими веществами, то необходимо соблюдать особую осторожность.
Международная классификация
Мы рассмотрели, сколько классов опасности химических веществ существует согласно ГОСТу, но есть еще и разделение на основе международных требований. Оно представляет 9 групп, каждая из которых имеет свои правила для транспортировки и хранения.
- Вещества, которые легко могут взрываться или загораться.
- Ко второму классу относятся вещества, легко воспламеняющиеся, ядовитые, химически неустойчивые.
- Химические вещества в жидком состоянии, которые легко воспламеняются, относятся к 3 классу.
- К 4 классу относят твердые вещества, способные к самовоспламенению или возгоранию после внешнего воздействия.
- Органические окислители относятся к 5 классу, так как они способны выделять кислород, поддерживающий горение.
- 6 класс – это токсичные вещества, вызывающие сильное отравление или приводящие к смертельному исходу при вдыхании паров.
- Следующий класс – это радиоактивные вещества.
- Едкие вещества – это восьмой класс опасности.
- К 9 классу отнесли все остальные вещества, которые не попали в предыдущие классы, но в какой-то степени могут быть опасными.
Как защититься от опасных веществ
Важно не только знать класс опасности химических веществ, но и уметь минимально снизить степень влияния на человеческий организм и природу. Для этого можно использовать следующие способы:
- Располагать ядовитые и вредные вещества на предприятиях как можно дальше от рабочих мест.
- Иметь современную и эффективную систему вентиляции для удаления опасных веществ.
- Своевременно использовать индивидуальные средства защиты.
- Использовать современные методы очистки воды перед тем, как выбрасывать ее в окружающую среду.
- Разбавлять вредные соединения до допустимых концентраций.
Применение этих доступных методов позволит максимально обезопасить человека и природу от воздействия вредных химических веществ.
Подведем итоги
Если подвести итоги всего сказанного, то можно не только выделить класс опасности химических веществ,но и отметить следующие типы воздействия вредных соединений:
- Раздражающее действие, если попадают на кожу, то вызывают покраснения, например, фтор, фосфор и т.д.
- Прижигающего действия вещества могут вызывать ожоги разной степени. Сюда можно отнести: аммиак, соляную кислоту.
- Удушающие вещества могут привести к асфиксии и смертельному исходу. Таким действием обладают фосген и хлорпикрин.
- Вещества с токсическим воздействием могут вызывать отравления различной степени тяжести. К таковым относятся: сероводород, синильная кислота, окись этилена и другие.
- Мутагенные вещества способны спровоцировать появление мутаций.
- Канцерогенное воздействие приводит к развитию онкологических заболеваний.
Некоторые классификации выделяют еще наркотические вещества, которые, попадая внутрь организма, вызывают привыкание и постепенное отравление организма.
Вот мы и познакомились с многообразием химических веществ, которые практически везде нас окружают. Без химии уже практически невозможно представить себе современную промышленность и производство. Но для того, чтобы в процессе взаимодействия с вредными веществами не причинить вред своему организму, необходимо соблюдать особую осторожность и знать правила хранения и транспортировки.
Все химические вещества можно подразделить на два типа: чистые вещества и смеси (рис. 4.3).
Чистые вещества имеют постоянный состав и вполне определенные химические и физические свойства. Они всегда гомогенны (однородны) по составу (см. ниже). Чистые вещества в свою очередь подразделяются на простые вещества (свободные элементы) и соединения.
Простое вещество (свободный элемент)-это чистое вещество, которое не поддается разделению на более простые чистые вещества. Элементы принято подразделять на металлы и неметаллы (см. гл. 11).
Соединение-это чистое вещество, состоящее из двух или нескольких элементов, связанных между собой в постоянных и определенных отношениях. Например, соединение диоксид углерода (CO2) состоит из двух элементов - углерода и кислорода. Диоксид углерода неизменно содержит 27, 37% углерода и 72,73% кислорода по массе. Это утверждение в равной мере относится к образцам диоксида углерода, полученным на Северном полюсе, Южном полюсе, в пустыне Сахара или на Луне. Таким образом, в диоксиде углерода углерод и кислород всегда связаны в постоянном и строго определенном отношении.
Рис. 4.3. Классификация химических веществ
Смеси-это вещества, состоящие из двух или нескольких чистых веществ. Они имеют произвольный состав. В некоторых случаях смеси состоят из одной фазы и тогда называются гомогенными (однородными). Примером гомогенной смеси являются растворы. В других случаях смеси состоят из двух или нескольких фаз. Тогда они называются гетерогенными (неоднородными). Примером гетерогенных смесей является почва.
Типы частиц. Все химические вещества-простые вещества (элементы), соединения или смеси-состоят из частиц одного из трех типов, с которыми мы уже познакомились в предыдущих главах. Этими частицами являются:
- атомы (атом состоит из электронов, нейтронов и протонов, см. гл. 1; атом каждого элемента характеризуется определенным числом протонов в его ядре, и это число называется атомным номером соответствующего элемента);
- молекулы (молекула состоит из двух или нескольких атомов, связанных между собой в целочисленном отношении);
- ионы (ион представляет собой электрически заряженный атом или группу атомов; заряд иона обусловлен присоединением или потерей электронов).
Элементарные химические частицы. Элементарная химическая частица-это любой химически или изотопически индивидуальный атом, молекула, ион, радикал, комплекс и т.п., поддающийся идентификации как отдельная видовая единица. Совокупность одинаковых элементарных химических частиц образует химический вид. Химические названия, формулы и уравнения реакций могут относится в зависимости от контекста либо к элементарным частицам, либо к химическим видам*. Введенное выше понятие химическое вещество относится к химическому виду, который может быть получен в достаточном количестве, допускающем обнаружение его химических свойств.