Bài 43. Hóa học và vấn đề phát triển kinh tế

Hoá học
và vấn đề phát triển kinh tế
Lời mở đầu
Hoá học là bộ môn khoa học nghiên cứu về những đặc tính ,cấu tạo, sự thay đổi và phản ứng của các chất. Tuy nhiên hoá học không chỉ là những vấn đề lý thuyết mà còn có tính ứng dụng rất cao trong cuộc sống.
Sự phát triển của xã hội hiện đại ngày nay khiến cho nhu cầu về năng lượng, nhiên liệu, vật liệu ngày càng tăng cao, trở thành nguồn động lực để các ngành công nghiệp hoá học phát triển, đáp ứng nhu cầu của nhiều ngành kinh tế khác. Điều đó đã khẳng định vị trí vô cùng quan trọng của hoá học trong cuộc sống, nhất là đối với sự phát triển của kinh tế - xã hội.
Tìm hiểu về những ứng dụng và vai trò của hoá học trong cuộc sống không chỉ cung cấp thêm những kiến thức bổ ích mà còn giúp chúng ta có ý thức liên hệ thực tế và niềm say mê, thích thú khi đến với bộ môn khoa học này.




Phần 1: Hoá học và vấn đề phát triển năng lượng - nhiên liệu


1. Vai trò quan trọng của năng lượng và nhiên liệu đối với sự phát triển kinh tế

Có nhiều dạng năng lượng khác nhau như: nhiệt năng,hóa năng,điện năng,quang năng........Từ dạng năng lượng này có thể biến đổi sang dạng năng lượng khác như nhiệt năng có thể biến đổi thành điện năng,quang năng.Tất cả các nguồn năng lượng đều có nguồn gốc từ Mặt Trời và trong lòng đất.
Mọi hoạt động của con người đều cần năng lượng.Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người tăng nhanh chóng cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội.Năng lượng sử dụng ở Việt Nam hàng năm tăng khoảng 11%
Nhiên liệu khi bị đốt cháy sinh ra năng lượng. Hiện nay, nguồn nhiên liệu chủ yếu là than đá,dầu mỏ và khí tự nhiên... phục vụ đắc lực cho ngàng công nghiệp hóa học.

(than đá lỏng_nhiên liệu sạch và rẻ nhất thế kỉ 21)

(Nhiªn liÖu than ®¸)

N¨ng l­îng vµ nhiªn liÖu lµ yÕu tè quan träng trong viÖc ph¸t triÓn kinh tÕ.
2. Xu thế phát triển năng lượng cho tương lai
Khai thác và sử dụng nhiên liệu ít gây ô nhiễm môi trường như nhiên liệu hỗn hợp, than đá,than hóa học.....Chế hóa dầu mỏ vẫn đang là giải pháp quan trọng nhất cho vấn đề năng lượng và nhiên liệu.Việt Nam đang xây dựng khu công nghiệp khí- điện đạm tại Cà Mau, nhà máy lọc dầu Dung Quất tại Quảng Ngãi.......
Má dÇu §¹i Hïng Má dÇu Lan T©y
Nhà máy điện đạm Phú Mĩ - Cà Mau
Phát triển năng lượng hạt nhân: Đến năm 2000 tổng công suất điện nguyên tử của toàn thế giới đạt khoảng 500triệukW.
Lò phản ứng hạt nhân
Flo được dùng trong công nghiệp hạt nhân để làm giàu urani -nguyên liệu cho các lò phản ứng tạo năng lượng hạt nhân, hay như hợp kim natri- kali có nhiệt độ nóng chảy thấp được dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một số lò phản ứng hạt nhân ...

_








Ph¸t triÓn thñy n¨ng:®©y ®­îc xem lµ n¨ng l­îng s¹ch,tæng tr÷ l­îng thñy ®iÖn trªn thÕ giíi kho¶ng 2,2 triÖu MW.ViÖt Nam chiÕm kho¶ng 1,4 tæng tr÷ l­îng thñy ®iÖn thÕ giíi vµ ®· x©y dùng c¸c nhµ m¸y:Hßa B×nh,Th¸c Bµ,YaLy.........
Đồng thời chúng ta đang tiến hành xây dựng một số nhà máy thủy điện khác như:Trị An,Tuyên Quang,Sơn La......
Tuốc bin điện của nhà máy thuỷ điện
Hoà Bình
Đập nước ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình

(Đập thủy điện Hòa Bình)

Sử dụng năng lượng Mặt Trời: là nguồn năng lượng có thể tái sinh và không bao giờ cạn kiệt,ngoài ra có thể dùng hiđrô làm nhiên liệu_đây là thứ nhiên liệu sạch lý tưởng
Sử dụng năng lượng gió cũng đang được chú trọng.Việt Nam đã khởi công xây dựng nhà máy Phong Điện 1-Bình Thuận có công suất 30MW.Đây là nhà máy sử dụng năng lượng gió đầu tiên của Việt Nam.
Phần 2: Hoá học và vấn đề nguyên liệu


Vấn đề vật liệu trong sự phát triển kinh tế
Vai trò của vật liệu đối với sự phát triển kinh tế
Vấn đề vật liệu đang đặt ra cho nhân loại
Hoá học góp phần giải quyết vấn đề vật liệu trong tương lai
Vai trò của vật liệu
Lµ c¬ së vËt chÊt cña sù sinh tån vµ ph¸t triÓn cña loµi ng­êi
Ho¸ häc cïng c¸c ngµnh khoa häc kh¸c ®· tõng t¹o ra c¸c lo¹i vËt liªuk cã thÓ dÉn ®Õn sù thay ®æi lín lao trong cuéc sèng v¨n minh nh©n lo¹i: ®å s¾t, gèm, thuû tinh, xi m¨ng…..
Lµ c¬ s¬ quan träng ®Ó ph¸t triÓn nÒn kinh tÕ


Yêu cầu của con người về vật chất ngày càng to lớn, đa dạng theo hướng:
Các nguồn nguyên liệu chủ yếu
Các loại khoáng chất, dầu mỏ, khí thiên nhiên...
Không khí, nước...
Từ các loại động, thực vật...
Hoá học đã góp phần giải quyết vấn đề vật liệu cho tương lai
Nghiên cứu và khai thác những vật liệu mới có :
Trọng lượng nhẹ
Độ bền cao
Công năng đặc biệt
Vật liệu compozit
Polime
Cã ®é bÒn, ®éi chÞu nhiÖt cao h¬n rÊt nhiÒu so víi polime nguyªn chÊt, ngµy cµng ®­îc øng dông réng r·i
Vật liệu hỗn hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ
Kính thép là loại vật liệu hỗn hợp vô cơ và hữu cơ trong suốt, có độ bền cao
Vật liệu hỗn hợp nano
Là loại vật liệu được cấu tạo bằng hạt có kích thước cỡ nanomet
Trong chiếc lọ này chứa đủ số hạt nano để mỗi người trên toàn Trái Đất được khoảng 3 triệu hạt





Phần 3: hoá học và vấn đề phát triển công nghiệp


Hoá học và công nghiệp hoá học với những thành tựu to lớn,những phát minh mới mẻ đã và đang có những cống hiến quan trọng đưa đến sự phát triển của công nghiệp.
Trên thực tế, mỗi năm các nước trên thế giới sản xuất hàng chục triệu tấn axit sunfuric cùng những đóng góp của oxi đối với công nghiệp ( cung cấp 25% cho công nghiệp hoá chất, 55% cho việc luyện thép...) đã cho thấy vai trò quan trọng của ngành. Hoá học không chỉ cung cấp nguyên ,nhiên liệu cho các ngành công nghiệp mà đây còn là đối tượng khai thác ngành công nghiệp đang hướng tới.
Trong từng ngành công nghiệp ta đều thấy vị trí không thể thay thế của hoá học
Công nghiệp luyện Kim

Ngành kinh tế trực tiếp tạo máy móc, thiết bị cho các ngành sản xuất khác, một phần lấy nguyên liệu từ các quặng kim loại có sẵn trong tự nhiên như :quặng bôxit dùng để sản xuất nhôm, quặng xiđêrit để sản xuất sắt.
Ngoài ra việc sản xuất các kim loại và hợp kim khác đều dựa trên các nguyên tố hoá học... trong sản xuất gang người ta sử dụng quặng hematít đỏ,than cốc, chất thảy ( canxi cacbonat, silic oxit), sản xuất thép inox từ Fe-Cr-Mn, hợp kim siêu cứng từ W-Co, Co -Cr -W -Fe. Đặc biệt 80% Ni được ứng dụng trong ngành luyện kim.
Công nghiệp cơ khí chế tạo và hàng không vũ trụ
Có thể nói hoá học đã có những đóng góp to lớn tạo nên sự phát triển nhanh chóng của ngành này trong nhiều năm qua.
Những hợp kim nhẹ và bền: Al-Si, Al-Cu -Mn -Mg có nhiệt độ và áp suất cao dùng để chế tạo tên lửa tàu vũ trụ ,hợp kim không gỉ dùng để chế tạo các dụng cụ y tế chi tiết máy.Ngoài ra các chất bán dẫn: Ge, Si, PbSe...là nguyên liệu để sản xuất pin mặt trời.
Hợp kim liti- nhôm siêu nhẹ được dùng trong kĩ thuật hàng không.
Xêri được dùng làm tế bào quang điện .
Đặc biệt các hợp kim của sắt, đồng được sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu cho việc sản xuất máy móc thiết bị ,hay gang xám dùng để đúc bệ máy.
Thép chứa 13% Mn rất cứng được dùng để chế tạo máy nghiền đá.
Thép chứa 18% W và 5% Cr được dùng để chế tạo máy cắt gọt như : máy phay máy tiện.Hợp kim đồng
Cu-Zn ,Cu-Ni dùng để chế tạo các thiết bị trong công nghiệp tàu biển
Công nghiệp hoá chất
Mọi quá trình sản xuất của công nghiệp hoá chất đều có sự góp mặt của hoá học bởi vậy nó có vai trò đặc biệt quan trọng khi hoá học vừa là sản phẩm vừa là nguồn nguyên liệu cung cấp cho công nghiệp hoá chất
Clo được dùng để sản xuất các hoá chất hữu cơ và từ các sản phẩm hữu cơ có chứa Clo người ta sản xuất đươc các loại chất dẻo như nhựa PVC-poli vinyl clorua, cao su tổng hợp, sợi tổng hợp... Ngoài ra, Clo còn được dùng để sản xuất các chất tẩy trắng, sát trùng như: nước giaven ,clorua vôi và hàng loạt các hoá chất vô cơ khác như: axit clohiđric, kali clorat
Một lượng lớn Br được sản xuất AgBr-chất nhạy cảm với ánh sáng dùng để tráng lên phim ,để sản xuất phẩm nhuộm
Đặc biệt trong ngành hoá chất cơ bản và hoá tổng hợp hữu cơ thì có tới 90% lượng lưu huỳnh khai thác dùng để sản xuất axit sunfuric, 10% lượng còn lại dùng để lưu hoá cao su, sản xuất chất tẩy trắng bột giấy ,diêm ,thuốc trừ sâu diệt nấm trong nông nghiệp .
Và từ các sản phẩm là axit sunfuric người ta lại sử dụng để sản xuất phân bón, chất giặt rửa tổng hợp, chất dẻo, sơn màu, chế biến dầu mỏ
Không chỉ phi kim mà các kim loại và hợp kim của nó cũng có những đóng góp nhất định vào sự phát triển của công nghiệp hoá chất
Natri hiđrôxit, natri cacbonnat được dùng để chế bột giặt, phẩm nhuộm ,tơ nhân tạo... Kali nitrat được dùng làm phân bón(phân đạm, phân kali) chất tạo thuốc nổ, kẽm dùng để sản xuất pin khô, chì được sử dụng để chế tạo các bản cực ắcquy...
Ngoài ra thì một số este được dùng làm dung môi để tách chiết chất hữu cơ, pha sơn, tạo mùi hương của mĩ phẩm, nước hoa... hay như một lượng lớn các chất béo được dùng để điều chế xà phòng và grixêrol.Còn xenlulô là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như: tơ viscô và tơ axetat ,chế tạo phim ảnh
Ngoài ra, Công nghiệp hoá học conf có vai trò quan trọng trong sự hình thành và phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác như:: Công nghiệp nghiệp dược - mĩ phẩm, công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng


Bên cạnh đó, Hoá học còn góp phần tăng năng suất cây trồng vật nuôi, chất lượng sản phẩm của ngành nông nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của nền kinh tế
Sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp cã lµ yÕu tè cã tÝnh quyÕt ®Þnh ®Õn sù t¨ng tr­ëng cña nÒn kinh tÕ. Tuy nhiªn viÖc khai th¸c vµ sö dông nhiªn liÖu, c¸c nguån n¨ng l­îng ®· t¹o ra nh÷ng vÊn ®Ò lín vÒ m«i tr­êng vµ x· héi:

Lún đất, ô nhiễm dầu trên đất, trên biển, ô nhiễm không khí
Phát triển năng lượng thuỷ điện làm cho nhiều vùng canh tác và tài nguyên rừng ngập vĩnh viễn
Phát triển năng lượng nguyên tử, hạt nhân đòi hỏi kĩ thật hiện đại và giải pháp an toàn rất cao
Vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagashaki
Bom nguyên tử - nguy cơ huỷ diệt hàng loạt


Để giải quyết vấn đề năng lượng cho tương lai,hóa học cùng các ngành khoa học khác đang triển khai theo hướng:
_Nghiên cứu các nhiên liệu ít ảnh hưởng đến môi trường như dùng hiđrô làm nhiên liệu......
_Nâng cao hiệu quả của các quy trình chế hóa,sử dụng nhiên liệu,quy trình tiết kiệm nhiên liệu.
_Chế tạo vật liệu chất lượng cao cho ngành năng lượng như vật liệu để chế tạo pin Mặt Trời có hiệu suất cao. Hóa học đóng vai trò quan trọng nhất trong việc phát triển năng lượng hạt nhân.

TổNG KếT
Con người không bao giờ tự hài lòng với những gì mình đang có mà luôn tìm tòi, sáng tạo, khám phá ra những điều mới mẻ để làm cho cuộc sống này phong phú hơn, tốt đẹp hơn. Đó chính là nền tảng của sự phát triển văn minh nhân loại.
Và trong bất cứ một thời đại nào, giai đoạn nào của tiến trình phát triển ấy, sự sáng tạo và những phát minh của con người trong lĩnh vực hoá học luôn giữ vai trò vô cùng to lớn.
Ngày nay, khi xã hội ngày càng văn minh, hiện đại hơn thì những đóng góp của ngành hoá học trong đời sống, đặc biệt là trong vấn đề phát triển kinh tế - xã hội càng được khẳng định. Qua sự tìm hiểu về vai trò của hoá học trong cuộc sống, chắc chắn chúng ta sẽ càng say mê và yêu thích hơn bộ môn khoa học rất bổ ích và lí thú này.