I. VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG VÀ NHIÊN LIỆU
1. Năng lượng và nhiên liệu có vai trò quan trọng như thế nào 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. 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 gia tăng nhanh chóng cùng với sự phát triển của kinh tế - xã hội. Mức tiêu thụ năng lượng trung bình cho một người trên thế giới giữa thế kỉ XX là 70.000 kcal/người/ngày, hiện nay là 200.000 kcal/người/ngày. Năng lượng sử dụng ở Việt Nam tăng khoảng 11%/năm.
Nhiên liệu khi bị đốt cháy sinh ra năng lượng [dạng nhiệt năng]. Hiện nay, nguồn nhiên liệu chủ yếu là than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên,... [được gọi chung là nhiên liệu hóa thạch]. Nhiên liệu hóa thạch với trữ lượng có hạn trong vỏ Trái Đất ngày càng cạn kiệt. Bên cạnh chức năng nguồn năng lượng, dầu mỏ và khí thiên nhiên còn là nguyên liệu của ngành công nghiệp hóa học.
Năng lượng và nhiên liệu là yếu tố quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế.
2. Những vấn đề đang đặt ra về năng lượng và nhiên liệu
- Khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch đang tạo ra những vấn đề lớn về môi trường như lún đất, ô nhiễm dầu trên đất, trên biển, ô nhiễm không khí,...
- Xu thế phát triển năng lượng cho tương lai là:
+ 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 có khu công nghiệp khí - điện đạm tại Cà Mau; nhà máy lọc dầu Dung Quất tại Quảng Ngãi,...
+ Phát triển năng lượng hạt nhân với tổng công suất điện nguyên tử cao nhưng các nhà máy điện nguyên tử đòi hỏi kĩ thuật hiện đại, đầu tư lớn và cần những giải pháp an toàn rất cao.
+ Phát triển thủy năng [được xem là năng lượng sạch]: Năng lượng thủy triều, năng lượng sóng và các dòng hải lưu cũng đang được nghiên cứu sử dụng. Tuy nhiên khi phát triển năng lượng thủy điện thường làm cho nhiều vùng đất canh tác và tài nguyên rừng ngập vĩnh viễn.
+ Sử dụng năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng có thể tái sinh không bao giờ cạn kiệt; Dùng nhiên liệu sạch như hiđro làm nhiên liệu. Việc sử dụng năng lượng gió cũng đang được chú trọng. Phong điện I - Bình Thuận là nhà máy đầu tiên sử dụng năng lượng gió để phát điện của Việt Nam.
+ Sử dụng năng lượng với hiệu quả cao hơn ở từng gia đình, các khu công nghiệp, các công trình công cộng, giao thông. Phát động phong trào tiết kiệm năng lượng sâu rộng, thường xuyên, dùng các sản phẩm tiêu thụ ít năng lượng.
3. Hóa học góp phần giải quyết vấn đề năng lượng và nhiên liệu như thế nào?
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 sử dụng các nhiên liệu ít ảnh hưởng đến môi trường như dùng hiđro [nhiên liệu sạch] 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 cơ bản trong việc tạo ra nhiên liệu hạt nhân là yếu tố quan trọng nhất trong việc phát triển năng lượng hạt nhân.
II. VẤN ĐỀ VỀ VẬT LIỆU
1. Vai trò của vật liệu đối với sự phát triển kinh tế
- Vật liệu là cơ sở vật chất của sự sinh tồn và phát triển của loài người.
- Vật liệu là một cơ sở quan trọng để phát triển nền kinh tế.
2. Vấn đề vật liệu đang đặt ra cho nhân loại
Theo đà phát triển của khoa học - kĩ thuật, của kinh tế - xã hội, yêu cầu của con người về vật liệu ngày càng to lớn, đa dạng theo hướng:
- Kết hợp giữa kết cấu và công dụng.
- Loại hình có tính đa năng.
- Ít nhiễm bẩn.
- Có thể tái sinh.
- Tiết kiệm năng lượng.
- Bền chắc, đẹp.
Các nguồn nguyên liệu chủ yếu là:
- Các loại khóang chất, dầu mỏ, khí thiên nhiên.
- Không khí, nước.
- Từ các loại động, thực vật,…
3. Hóa học góp phần giải quyết vấn đề vật liệu cho tương lai
Hóa học kết hợp với các ngành khoa học trong lĩnh vực kĩ thuật vật liệu đang nghiên cứu và khai thác những vật liệu mới có trọng lượng nhẹ, độ bền cao và có công năng đặc biệt như:
- Vật liệu compozit có độ bền, độ chịu nhiệt,... cao hơn rất nhiều so với polime nguyên chất.
- Vật liệu hỗn hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ.
- Vật liệu hỗn hợp nano.
Con người đã và đang nghiên cứu, chế tạo được nhiều loại vật liệu mới đáp ứng yêu cầu ngày một cao của khoa học - công nghệ và sự phát triển kinh tế - xã hội của nhân loại.
Bài học này không có phương trình hóa học nào liên quan
I. VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG VÀ NHIÊN LIỆU
* Vấn đề về năng lượng và về nhiên liệu đang đặt ra cho nhân loại hiện nay là:
- Các nguồn năng lượng, nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên,… không phải là vô tận mà có giới hạn và ngày càng cạn kiệt.
- Khai thác và sử dụng năng lượng hóa thạch còn là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm môi trường và làm thay đổi khí hậu toàn cầu.
* Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề về năng lượng và nhiên liệu như thế nào trong hiện tại và tương lai?
Hóa học đã nghiên cứu và góp phần sản xuất và sử dụng nguồn nhiên liệu, năng lượng nhân tạo thay thế như:
- Điều chế khí metan trong lò biogas.
- Điều chế etanol từ cracking dầu mỏ để thay thế xăng, dầu.
- Sản xuất ra chất thay cho xăng từ nguồn nguyên liệu vô tận là không khí và nước.
- Sản xuất khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
- Năng lượng được sản sinh ra trong các lò phản ứng hạt nhân được sử dụng cho mục đích hòa bình.
- Năng lượng thủy điện, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thủy triều,…
- Năng lượng điện hóa trong acquy.
II. VẤN ĐỀ VẬT LIỆU
Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế và khoa học kĩ thuật, nhu cầu của nhân loại về các vật liệu mới với những tính năng vật lí, hóa học, sinh học mới ngày càng cao.
- Vật liệu có nguồn gốc vô cơ.
- Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ.
- Vật liệu mới.
- Vật liệu nano.
- Vật liệu quang điện tử.
- Vật liệu compozit.
III. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ THỰC PHẨM
- Vấn đề lương thực, thực phẩm đang đặt ra thách thức lớn cho nhân loại hiện nay:
+ Dân số thế giới ngày càng tăng.
+ Diện tích trồng trọt ngày càng bị thu hẹp.
+ Vấn đề vi phạm vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề về lương thực, thực phẩm cho nhân loại như : Nghiên cứu và sản xuất các chất hóa học có tác dụng bảo vệ, phát triển thực vật, động vật.
- Sản xuất các loại phân bón hóa học.
- Tổng hợp hóa chất có tác dụng diệt trừ cỏ dại, hóa chất diệt mầm bệnh.
- Sản xuất những hóa chất bảo quản lương thực, thực phẩm.
- Nghiên cứu chế biến thức ăn tổng hợp.
IV. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ MAY MẶC
- Góp phần sản xuất ra tơ, sợi hóa học có nhiều ưu điểm nổi bật.
- Sản xuất nhiều loại phẩm nhuộm.
- Các vật liệu cơ bản để chế tạo các thiết bị chuyên dụng trong các nhà máy dệt may.
V. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ SỨC KHỎE CON NGƯỜI
* Dược phẩm
- Góp phần nghiên cứu thành phần hóa học của 1 số dược liệu tự nhiên
- Nghiên cứu ra các loại vacxin.
- Phòng chống những căn bệnh, nạn dịch của thế kỉ.
- Thuốc bổ dưỡng cơ thể.
VI. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
* Ô nhiễm không khí
Không khí bị ô nhiễm thường có chứa quá mức cho phép nồng độ các khí CO2, CH4 và một số bụi bẩn khác, thí dụ CO, NH3, SO2, HCl,… một số vi khuẩn gây bệnh, bụi.
* Ô nhiễm nước
Nước ô nhiễm thường chứa các chất thải hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh, các chất dinh dưỡng thực vật các chất hữu cơ tổng hợp, các hóa chất vô cơ, các chất phóng xạ, chất độc hóa học, …
* Ô nhiễm môi trường đất
Đất bị ô nhiễm có chứa độc tố, chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng độ được quy định.
* Vai trò của hóa học trong việc xử lí chất ô nhiễm
Xử lí ô nhiễm đất, nước, không khí dựa trên cơ sở khoa học hóa học có kết hợp với khoa học vật lí và sinh học.
I. VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG VÀ NHIÊN LIỆU
* Vấn đề về năng lượng và về nhiên liệu đang đặt ra cho nhân loại hiện nay là:
- Các nguồn năng lượng, nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên,… không phải là vô tận mà có giới hạn và ngày càng cạn kiệt.
- Khai thác và sử dụng năng lượng hóa thạch còn là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm môi trường và làm thay đổi khí hậu toàn cầu.
* Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề về năng lượng và nhiên liệu như thế nào trong hiện tại và tương lai?
Hóa học đã nghiên cứu và góp phần sản xuất và sử dụng nguồn nhiên liệu, năng lượng nhân tạo thay thế như:
- Điều chế khí metan trong lò biogas.
- Điều chế etanol từ cracking dầu mỏ để thay thế xăng, dầu.
- Sản xuất ra chất thay cho xăng từ nguồn nguyên liệu vô tận là không khí và nước.
- Sản xuất khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
- Năng lượng được sản sinh ra trong các lò phản ứng hạt nhân được sử dụng cho mục đích hòa bình.
- Năng lượng thủy điện, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thủy triều,…
- Năng lượng điện hóa trong acquy.
II. VẤN ĐỀ VẬT LIỆU
Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế và khoa học kĩ thuật, nhu cầu của nhân loại về các vật liệu mới với những tính năng vật lí, hóa học, sinh học mới ngày càng cao.
- Vật liệu có nguồn gốc vô cơ.
- Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ.
- Vật liệu mới.
- Vật liệu nano.
- Vật liệu quang điện tử.
- Vật liệu compozit.
III. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ THỰC PHẨM
- Vấn đề lương thực, thực phẩm đang đặt ra thách thức lớn cho nhân loại hiện nay:
+ Dân số thế giới ngày càng tăng.
+ Diện tích trồng trọt ngày càng bị thu hẹp.
+ Vấn đề vi phạm vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề về lương thực, thực phẩm cho nhân loại như : Nghiên cứu và sản xuất các chất hóa học có tác dụng bảo vệ, phát triển thực vật, động vật.
- Sản xuất các loại phân bón hóa học.
- Tổng hợp hóa chất có tác dụng diệt trừ cỏ dại, hóa chất diệt mầm bệnh.
- Sản xuất những hóa chất bảo quản lương thực, thực phẩm.
- Nghiên cứu chế biến thức ăn tổng hợp.
IV. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ MAY MẶC
- Góp phần sản xuất ra tơ, sợi hóa học có nhiều ưu điểm nổi bật.
- Sản xuất nhiều loại phẩm nhuộm.
- Các vật liệu cơ bản để chế tạo các thiết bị chuyên dụng trong các nhà máy dệt may.
V. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ SỨC KHỎE CON NGƯỜI
* Dược phẩm
- Góp phần nghiên cứu thành phần hóa học của 1 số dược liệu tự nhiên
- Nghiên cứu ra các loại vacxin.
- Phòng chống những căn bệnh, nạn dịch của thế kỉ.
- Thuốc bổ dưỡng cơ thể.
VI. HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
* Ô nhiễm không khí
Không khí bị ô nhiễm thường có chứa quá mức cho phép nồng độ các khí CO2, CH4 và một số bụi bẩn khác, thí dụ CO, NH3, SO2, HCl,… một số vi khuẩn gây bệnh, bụi.
* Ô nhiễm nước
Nước ô nhiễm thường chứa các chất thải hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh, các chất dinh dưỡng thực vật các chất hữu cơ tổng hợp, các hóa chất vô cơ, các chất phóng xạ, chất độc hóa học, …
* Ô nhiễm môi trường đất
Đất bị ô nhiễm có chứa độc tố, chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng độ được quy định.
* Vai trò của hóa học trong việc xử lí chất ô nhiễm
Xử lí ô nhiễm đất, nước, không khí dựa trên cơ sở khoa học hóa học có kết hợp với khoa học vật lí và sinh học.