Formación de elementos y sustancias químicas. Química y educación química. Siglo XXI Sistema moderno de olimpíadas químicas.

Educación química y químico-tecnológica, un sistema para la adquisición de conocimientos en química y tecnología química en instituciones educativas, y formas de aplicarlos a la resolución de problemas de ingeniería, tecnología y investigación. Se divide en educación química general, que asegura el dominio del conocimiento de los fundamentos de la ciencia química, y educación química especial, que dota a los especialistas de calificaciones superiores y secundarias de los conocimientos de química y tecnología química necesarios para las actividades productivas, la investigación y la docencia. tanto en el campo de la química como campos afines, con ella las ramas de la ciencia y la tecnología. La educación química general se imparte en las escuelas secundarias, las escuelas secundarias vocacionales y las instituciones de educación secundaria especializada. La educación química especial y químico-tecnológica se adquiere en diversas instituciones de educación superior y secundaria especializada (universidades, institutos, escuelas técnicas, colegios). Sus tareas, volumen y contenido dependen del perfil de formación de los especialistas en las mismas (industrias química, minera, alimentaria, farmacéutica, metalúrgica, agricultura, medicina, ingeniería térmica, etc.). El contenido químico varía según el desarrollo de la química y los requisitos de producción.

La mejora de la estructura y el contenido de la educación química y químico-tecnológica está asociada con las actividades científicas y pedagógicas de muchos científicos soviéticos: A. E. Arbuzov, B. A. Arbuzov, A. N. Bakh, S. I. Volfkovich, N. D. Zelinsky, I. A. Kablukova, V. A. Kargina, I. L. Knunyants, D. P. Konovalova, S. V. Lebedeva, S. S. Nametkina, B. V. Nekrasova, A. N. Nesmeyanova, A E. Porai-Koshits, A. N. Reformatsky, S. N. Reformatsky, N. N. Semenov, Y. K. Syrkin, V. E. Tishchenko, A. E. Favorsky y otros. Los nuevos logros de las ciencias químicas se destacan en especial Revistas químicas que ayudan a mejorar el nivel científico de los cursos de química y tecnología química en la educación superior. Se publica la revista “Química en la Escuela” para profesores.

En otros países socialistas, la formación de especialistas con formación química y químico-tecnológica se lleva a cabo en universidades y universidades especializadas. Los principales centros de dicha educación son: en la República Nacional de Bielorrusia: Universidad de Sofía, Universidad de Sofía; en Hungría, Universidad de Budapest, Veszprém; en la RDA: Berlín, Universidad Técnica de Dresde, Universidad de Rostock, Escuela Técnica Superior de Magdeburgo; en Polonia: universidades de Varsovia, Lodz, Lublin, Instituto Politécnico de Varsovia; en la RSR: Bucarest, universidades de Cluj, Bucarest, institutos politécnicos de Iasi; en Checoslovaquia: Universidad de Praga, Praga, Escuela Superior de Tecnología Química de Pardubice; en la RFSY: Zagreb, Sarajevo, universidades de Split, etc.

En los países capitalistas, los principales centros de educación química y químico-tecnológica son: en Gran Bretaña: las universidades de Cambridge, Oxford, Bath, Birmingham, el Instituto Politécnico de Manchester; en Italia: universidades de Bolonia y Milán; en los EE. UU.: Universidades Tecnológicas de California, Columbia, Michigan, Universidad de Toledo, California, Institutos de Tecnología de Massachusetts; en Francia: Grenoble 1.º, Marsella 1.º, Clermont-Ferrand, Compiegne Technological, Lyon 1.º, Montpellier 2.º, París 6.º y 7.º universidades, Laurent, institutos politécnicos de Toulouse; en Alemania: universidades de Dortmund, Hannover, Stuttgart, escuelas técnicas superiores de Darmstadt y Karlsruhe; en Japón: universidades de Kioto, Okayama, Osaka, Tokio, etc.

Iluminado.: Figurovsky N. A., Bykov G. V., Komarova T. A., Química en la Universidad de Moscú durante 200 años, M., 1955; Historia de las Ciencias Químicas, M., 1958; Remennikov B. M., Ushakov G. I., Educación universitaria en la URSS, M., 1960; Zinoviev S.I., Remennikov B.M., Instituciones de educación superior de la URSS, [M.], 1962; Parmenov K. Ya., La química como materia académica en las escuelas soviéticas y prerrevolucionarias, M., 1963; Enseñar química utilizando un nuevo plan de estudios en la escuela secundaria. [Se sentó. Art.], M., 1974; Jua M., Historia de la Química, trad. Del italiano, M., 1975.

DIRECCIÓN: San Petersburgo, emb. r. Moiki, 48

Correo electrónico del Comité Organizador: [correo electrónico protegido]

Organizadores: Universidad Pedagógica Estatal de Rusia que lleva el nombre. AI. Herzen

Condiciones de participación y alojamiento: 400 rublos.

¡Estimados colegas!

Te invitamos a participar enII Congreso de estudiantes de toda Rusia con participación internacional "Química y educación química. Siglo XXI”, dedicado al 50 aniversario de la Facultad de Química de la Universidad Pedagógica Estatal de Rusia que lleva su nombre. AI. Herzen y el centenario del nacimiento del profesor V.V. Perekalina.

La conferencia tendrá lugar en la Universidad Pedagógica Estatal de Rusia que lleva su nombre. AI. Herzen.

Fechas del congreso: del 15 al 17 de abril de 2013 El objetivo de la conferencia es intercambiar los resultados del estudio de los problemas modernos de la química y la educación química entre jóvenes investigadores e involucrar activamente a los estudiantes en el trabajo de investigación. La conferencia contará con en corte(hasta 10 min) y presentaciones de carteles de estudiantes, estudiando licenciatura, sp. grados y maestrías. Es posible participar in absentia con la publicación de resúmenes, los resúmenes seleccionados por el Comité Organizador se publicarán en la colección de materiales del congreso con número ISBN. Los principales químicos invitados de San Petersburgo realizarán presentaciones plenarias.

Principales direcciones científicas de la conferencia:

• Sección 1 – química orgánica, biológica y farmacéutica
• Sección 2 – química física, analítica y ambiental
• Sección 3 – química inorgánica y de coordinación, nanotecnología
• Sección 4 – educación química

Para participar en la conferencia debes:

Antes del 15 de febrero de 2013, envíe el formulario de inscripción de participantes y los resúmenes del informe, formateados de acuerdo con los requisitos, a la dirección de correo electrónico de la conferencia: conferencia [email protected]

Zavyalova F.D., profesora de químicaMAOU "Escuela secundaria nº 3" con estudio en profundidad de materias individualeslleva el nombre del héroe de Rusia Igor Rzhavitin, Revda

¿El papel de la química en el mundo moderno? La química es un campo de las ciencias naturales que estudia la estructura de diversas sustancias, así como su relación con el medio ambiente. La educación química es de gran importancia para las necesidades de la humanidad. En la segunda mitad del siglo XX, el Estado invirtió en el desarrollo de la ciencia química, como resultado de lo cual aparecieron nuevos descubrimientos en el campo de la producción farmacéutica e industrial, en este sentido la industria química se expandió y esto contribuyó a la surgimiento de una demanda de especialistas calificados. Hoy la educación química en nuestro país se encuentra en una evidente crisis.

Ahora en la escuela se está eliminando constantemente las ciencias naturales del plan de estudios escolar. El tiempo para estudiar materias de ciencias naturales se ha reducido demasiado, la atención principal se presta a la educación patriótica y moral, confundiendo educación con educación, como resultado, los graduados escolares de hoy no comprenden las leyes químicas más simples. Y muchos estudiantes piensan que la química es una materia inútil y que no servirá de nada en el futuro.

Y el objetivo principal de la educación es el desarrollo de habilidades mentales: esto es entrenar la memoria, enseñar lógica, la capacidad de establecer relaciones de causa y efecto, construir modelos y desarrollar el pensamiento abstracto y espacial. En ello desempeñan un papel decisivo las ciencias naturales, que reflejan las leyes objetivas del desarrollo de la naturaleza. La química estudia diferentes formas de dirigir reacciones químicas y la variedad de sustancias, por lo que ocupa un lugar especial entre las ciencias naturales como herramienta para desarrollar las habilidades mentales de los escolares. Puede suceder que una persona nunca encuentre problemas químicos en su actividad profesional, pero al estudiar química en la escuela se desarrollará la capacidad de pensar.

El estudio de lenguas extranjeras y otras humanidades por sí solo no es suficiente para formar el intelecto de una persona moderna. Una comprensión clara de cómo algunos fenómenos dan origen a otros, la elaboración de un plan de acción, modelar situaciones y buscar soluciones óptimas, la capacidad de prever las consecuencias de las acciones tomadas: todo esto sólo se puede aprender sobre la base de las ciencias naturales. Estos conocimientos y habilidades son necesarios para absolutamente todos.

La falta de estos conocimientos y habilidades conduce al caos. Por un lado, escuchamos llamados a la innovación en el ámbito tecnológico, profundizando el procesamiento de materias primas e introduciendo tecnologías de ahorro de energía; por otro lado, observamos una reducción de las materias de ciencias naturales en las escuelas. ¿Por qué está pasando esto? ¡¿Poco claro?!

El siguiente objetivo más importante de la educación escolar es la preparación para la futura vida adulta. Un joven debe ingresar completamente armado con conocimiento sobre el mundo, que incluye no solo el mundo de las personas, sino también el mundo de las cosas y la naturaleza circundante. Las ciencias naturales proporcionan conocimientos sobre el mundo material, sobre sustancias, materiales y tecnologías que pueden encontrarse en la vida cotidiana. Estudiar únicamente humanidades lleva al hecho de que los adolescentes dejan de comprender el mundo material y comienzan a temerlo. Desde aquí escapan de la realidad al espacio virtual.

La mayoría de las personas todavía viven en el mundo material, en constante contacto con diversas sustancias y materiales y sometiéndolos a diversas transformaciones químicas y físico-químicas. Una persona adquiere conocimientos sobre cómo manejar sustancias en las lecciones de química en la escuela. Puede que olvide la fórmula del ácido sulfúrico, pero la manejará con cuidado durante toda su vida. No enciende un cigarrillo en una gasolinera, y en absoluto porque vio gasolina ardiendo. Es que en el colegio, durante una lección de química, le explicaron que la gasolina tiene la capacidad de evaporarse, formar mezclas explosivas con el aire y arder. Por tanto, es necesario dedicar más tiempo al dominio de la química, y creo que fue en vano reducir las horas de estudio de química en las escuelas.

Las clases de ciencias naturales preparan a los estudiantes para su futura profesión. Después de todo, es imposible predecir qué profesiones tendrán mayor demanda dentro de 20 años. Según el Departamento de Trabajo y Empleo, hoy en día las profesiones relacionadas con la química encabezan la lista de las más demandadas en el mercado laboral. Hoy en día, casi todos los productos que utiliza la gente están de una forma u otra relacionados con tecnologías que utilizan reacciones químicas. Por ejemplo, purificación de combustible, uso de colorantes alimentarios, detergentes, pesticidas para fertilizantes, etc.

Las profesiones relacionadas con la química no son solo los especialistas que trabajan en las industrias de refinación de petróleo y producción de gas, sino también aquellas profesiones que pueden garantizar trabajo en casi cualquier región.

Lista de las especialidades más populares:

• Un tecnólogo químico o un ingeniero de procesos siempre encontrará un lugar en la producción de la ciudad. Dependiendo del perfil formativo puede trabajar en empresas alimentarias o industriales. La principal tarea de este especialista es controlar la calidad del producto, así como introducir innovaciones en la producción.
• Químico ambiental, cada ciudad tiene un departamento que monitorea la situación ambiental.
• El químico cosmético es una profesión muy popular, especialmente en aquellas regiones donde hay grandes empresas cosméticas.
• Farmacéutico. La educación superior te brinda la oportunidad de trabajar en grandes empresas productoras de medicamentos, siempre puedes encontrar un lugar en una farmacia de la ciudad.
• Biotecnólogo, nanoquímico, experto en formas alternativas de energía.
• Medicina forense y reconocimiento médico forense. El Ministerio del Interior también necesita químicos, siempre hay un puesto para un químico a tiempo completo, sus conocimientos pueden ayudar a atrapar a los delincuentes.
• La profesión del futuro son los investigadores de fuentes de energía alternativas. Después de todo, el suministro de petróleo pronto se acabará y lo mismo ocurrirá con el gas, por lo que la demanda de estos especialistas está creciendo. Y tal vez dentro de 10 a 20 años los químicos en este campo encabecen la lista de los especialistas más buscados.

Los principales requisitos para los especialistas modernos son buena memoria y mente analítica, creatividad, ideas innovadoras, un enfoque creativo y una mirada poco convencional a las cosas familiares. El estudio de la química juega un papel importante en la formación de estas habilidades y destrezas. Y una persona privada de una educación en ciencias naturales es más fácil de manipular.

A diferencia de todos los demás seres vivos, el hombre no se adapta a las condiciones ambientales, sino que las modifica para adaptarlas a sus necesidades. Un fuerte aumento en la población del planeta se produjo después del gran descubrimiento de los químicos, la invención de los antibióticos y el inicio de su producción a escala industrial.

Teniendo en cuenta todo lo anterior, creo que es necesario aumentar el número de horas dedicadas al estudio de la química y empezar a familiarizarse ya en el nivel junior.

Si a principios del siglo pasado se entendía por educación el aprendizaje de contar, leer y escribir, un siglo después entendemos este concepto como garantizar la satisfacción de las necesidades humanas de desarrollo. La educación para nosotros se ha convertido en un desarrollo sostenible y debe ser de alta calidad.

Literatura:

1. Academia de Ciencias de Rusia: sobre el Congreso de Mendeleev en Ekaterimburgo
2. ¿Qué química se debe estudiar en una escuela moderna? — Genrikh Vladimirovich Erlikh - Doctor en Ciencias Químicas, investigador destacado de la Universidad Estatal de Moscú. M. V. Lomonósov.

Química y educación química en el cambio de siglo: objetivos, métodos y generaciones cambiantes.

Yuri Aleksandrovich Ustynyuk – Doctor en Ciencias Químicas, Profesor Honorable de la Universidad Estatal de Moscú, jefe del laboratorio de RMN de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. Área de intereses científicos: química organometálica y de coordinación, química física orgánica, espectroscopia, catálisis, problemas de educación química.

Muchos autores muy autorizados ya se han pronunciado en el debate sobre lo que era la ciencia química en su conjunto y sus campos individuales a principios de siglo. A pesar de algunas diferencias en los detalles, el tono general de todas las declaraciones es claramente importante. Se celebran unánimemente los logros destacados en todas las áreas importantes de la investigación química. Todos los expertos destacan el papel extremadamente importante que desempeñaron en el logro de estos éxitos los métodos nuevos y modernos para estudiar la estructura de la materia y la dinámica de los procesos químicos. Igualmente unánime es la opinión sobre la enorme influencia que ha tenido ante nuestros ojos durante las últimas dos décadas en el desarrollo de la química la informatización generalizada y omnipresente de la ciencia. Todos los autores apoyan la tesis sobre el fortalecimiento de la interacción interdisciplinaria tanto en las interfaces de las disciplinas químicas como entre todas las ciencias naturales y exactas en general durante este período. Hay muchas más diferencias en los pronósticos para el futuro de la ciencia química, en las evaluaciones de las principales tendencias en su desarrollo para el futuro cercano y lejano. Pero aquí también prevalece un sentimiento optimista. Todos coinciden en que el progreso continuará a un ritmo acelerado, aunque algunos autores no esperan en un futuro próximo nuevos descubrimientos fundamentales en química, comparables en importancia a los descubrimientos de principios y mediados del siglo pasado /1/.

No hay duda de que la comunidad científica química tiene algo de qué enorgullecerse.

Es obvio que en el siglo pasado la química no sólo ocupó un lugar central en las ciencias naturales, sino que también creó una nueva base para la cultura material de la civilización moderna. Está claro que este papel fundamental continuará en el futuro próximo. Por tanto, como parece a primera vista, no hay ninguna razón particular para dudar del brillante futuro de nuestra ciencia. Sin embargo, queridos colegas, no se avergüencen de que en el coro armonioso que hoy proclama las alabanzas de la química y de los químicos, falten claramente voces aleccionadoras de “contravos”. En mi opinión, los contrarios forman una parte importante, aunque no muy numerosa, de cualquier comunidad científica sana. El "contraescéptico", contrariamente a la opinión general, se esfuerza, si es posible, por extinguir los arrebatos de entusiasmo general por los últimos éxitos destacados. Por el contrario, el “contraoptimista” suaviza ataques de desesperación igualmente general en el momento del colapso de otra esperanza incumplida. Intentemos, sentando mentalmente estas casi antípodas en una mesa, mirar el problema de la química en el cambio de siglo desde un punto de vista ligeramente diferente.

El siglo ha terminado. Junto a él, una brillante generación de químicos, cuyos esfuerzos habían logrado éxitos destacados, conocidos y reconocidos por todos, puso fin a su vida activa en la ciencia. Una nueva generación de químicos-investigadores, químicos-profesores e ingenieros químicos está llegando a reemplazarlos. ¿Quiénes son estos hombres y mujeres jóvenes de hoy, cuyos rostros vemos ante nosotros en las aulas? ¿Qué y cómo debemos enseñarles para que sus actividades profesionales sean exitosas? ¿Qué habilidades deben complementar los conocimientos adquiridos? ¿Qué podemos transmitirles de nuestra experiencia de vida y que aceptarán aceptar en forma de consejos e instrucciones para que el sueño más preciado de cada uno de ellos se haga realidad: el sueño de la felicidad y el bienestar personal? Es imposible responder a todas estas preguntas complejas y eternas en una breve nota. Que sea una invitación a una discusión más profunda y una semilla para una pausada reflexión personal.

Uno de mis buenos amigos, un venerable profesor de química con cuarenta años de experiencia, me dijo recientemente con irritación, cuando, pensando en esta nota, le enumeré las preguntas anteriores: “¿Qué sucedió realmente especial e inesperado? ¿Qué ha cambiado tanto? Todos aprendimos un poco de nuestros profesores, aprendimos algo y de alguna manera. Ahora ellos, los estudiantes, están aprendiendo lo mismo de nosotros. Así va de siglo en siglo. Así será siempre. No tiene sentido construir un nuevo jardín aquí”. Espero que lo que dije en respuesta entonces y lo que escribí aquí no se convierta en el motivo de nuestro desacuerdo con él. Pero mi respuesta le pareció muy decisiva. ¡Argumenté que todo había cambiado en la ciencia química con el cambio de siglo! Es extremadamente difícil encontrar en él incluso un área pequeña (no estamos hablando, por supuesto, de los rincones remotos en los que se han asentado convenientemente reliquias marginadas) donde no se hayan producido cambios cardinales profundos en el último cuarto de siglo. .

^ Arsenal metodológico de la investigación química.

Como señaló acertadamente S.G. Kara-Murza /2/, la historia de la ciencia química puede considerarse no sólo en el marco del enfoque tradicional como la evolución de conceptos e ideas básicos en el contexto de descubrimientos y acumulación de nuevos hechos experimentales. Con razón se puede presentar en otro contexto, como la historia de la mejora y el desarrollo del arsenal metodológico de la ciencia química. De hecho, el papel de los nuevos métodos no se limita al hecho de que amplían enormemente las capacidades de investigación de la comunidad científica que los domina. En la interacción interdisciplinaria, el método es como un caballo de Troya. Junto con el método, su aparato teórico y matemático penetra en el nuevo campo de la ciencia, que se utiliza eficazmente en la creación de nuevos conceptos. El carácter avanzado del desarrollo del arsenal metodológico de la química se manifestó con especial claridad en el último cuarto del siglo pasado.

Entre los logros más sorprendentes en este campo, por supuesto, se encuentra el logro práctico de límites físicos en la resolución espacial, temporal y de concentración en una serie de nuevos métodos de investigación química. Así, la creación de microscopía de efecto túnel con una resolución espacial de 0,1 nm garantiza la observación de átomos y moléculas individuales. El desarrollo de la espectroscopia láser de femtosegundo con una resolución temporal de 1 a 10 fs abre la posibilidad de estudiar actos elementales de procesos químicos en intervalos de tiempo correspondientes a un período de vibraciones de los átomos en una molécula. Por último, el descubrimiento de la espectroscopia vibratoria de túnel permite ahora controlar el comportamiento y las transformaciones de una molécula individual en la superficie de los sólidos. Quizás no menos importante sea el hecho de que prácticamente no hubo ningún lapso de tiempo entre la creación de los principios físicos de cada uno de estos métodos y su aplicación directa a la solución de problemas químicos. Esto último no es sorprendente, ya que todos estos y muchos otros resultados importantes de los últimos años fueron obtenidos por equipos interdisciplinarios que unieron a físicos, químicos, ingenieros y otros especialistas.

El avance hacia nuevos niveles de resolución y sensibilidad estuvo poderosamente respaldado por la mejora excepcionalmente rápida de aquellos métodos físicos que durante mucho tiempo han formado la base del arsenal de los químicos investigadores. Durante los últimos 10 años, la resolución y sensibilidad de todos los métodos espectrales han mejorado en un orden de magnitud o más, y la productividad de los instrumentos científicos ha aumentado en dos o más órdenes de magnitud. En los principales laboratorios de investigación, la base del parque de instrumentos está formada ahora por instrumentos de quinta generación: sistemas complejos de medición e informática que proporcionan una automatización completa de las mediciones y el procesamiento de resultados, y también permiten utilizar bases de datos y bancos de datos científicos en línea a la hora de interpretarlos. Utilizando un complejo de instrumentos de este tipo, un químico investigador recibe aproximadamente 2.000 veces más información por unidad de tiempo que hace 50 años. Éstos son sólo algunos ejemplos.

Incluso hace 10 años, el análisis de difracción de rayos X de monocristales era uno de los experimentos que requería más trabajo y más tiempo. Determinar la estructura molecular y cristalina de una nueva sustancia requirió meses de trabajo y, en ocasiones, se prolongó durante años. Los difractómetros automáticos de rayos X más modernos hoy en día permiten, al estudiar compuestos de peso molecular no demasiado grande, obtener toda la gama necesaria de reflexiones en unas pocas horas y no imponen exigencias demasiado altas en cuanto al tamaño y la calidad del cristal. . El procesamiento completo de datos experimentales utilizando programas modernos en una computadora personal lleva varias horas más. Así, el sueño que antes parecía imposible de “un día, una estructura completa” se ha convertido en una realidad cotidiana. En los últimos 20 años, la XRD aparentemente ha estudiado más estructuras moleculares que en todo el período anterior de su uso. En algunas áreas de la ciencia química, el uso de la difracción de rayos X como método rutinario ha permitido alcanzar un nuevo nivel de conocimiento. Por ejemplo, los datos obtenidos sobre la estructura detallada de las proteínas globulares, incluidas las enzimas más importantes, así como otros tipos de moléculas biológicamente importantes, fueron de fundamental importancia para el desarrollo de la biología molecular, la bioquímica, la biofísica y disciplinas afines. Los experimentos a bajas temperaturas han abierto la posibilidad de construir mapas precisos de la diferencia de densidad electrónica en moléculas complejas, adecuados para la comparación directa con los resultados de los cálculos teóricos.

El aumento de la sensibilidad de los espectrómetros de masas ya proporciona un análisis fiable de cantidades en femtogramos de una sustancia. Los nuevos métodos de ionización y los espectrómetros de masas de tiempo de vuelo con una resolución suficientemente alta (sistemas MALDI-TOF) en combinación con electroforesis bidimensional permiten ahora identificar y estudiar la estructura de biomoléculas de muy alto peso molecular, por ejemplo, las celulares. proteínas. Esto hizo posible el surgimiento de un nuevo campo en rápido desarrollo en la intersección de la química y la biología: la proteómica /3/. Las capacidades modernas de la espectrometría de masas de alta resolución en el análisis elemental están bien descritas por G. I. Ramendik /4/.

La espectroscopía de RMN dio un nuevo paso adelante. El uso de técnicas de rotación de muestras de ángulo mágico de polarización cruzada permite obtener espectros de alta resolución en sólidos. El uso de secuencias complejas de pulsos de radiofrecuencia en combinación con gradientes de campo polarizador pulsado, así como la detección inversa de espectros de núcleos pesados ​​y raros, permite determinar directamente la estructura tridimensional y la dinámica de proteínas con un peso molecular de hasta 50 kDa en solución.

El aumento de la sensibilidad de los métodos de análisis, separación y estudio de sustancias tuvo otra consecuencia importante. En todas las áreas de la química, se ha producido o se está produciendo una miniaturización de los experimentos químicos, incluida una transición en la síntesis química de laboratorio de la media micra a la microescala. Esto reduce significativamente el coste de reactivos y disolventes y acelera significativamente todo el ciclo de investigación. Los avances en el desarrollo de nuevos métodos de síntesis generales eficaces que proporcionen reacciones químicas estándar con rendimientos altos y casi cuantitativos han llevado al surgimiento de la "química combinatoria". En él, el objetivo de la síntesis es obtener no uno, sino simultáneamente cientos y, a veces, miles de sustancias de estructura similar (síntesis de una “biblioteca combinatoria”), que se lleva a cabo en microrreactores separados para cada producto, colocados en un gran reactor. , y a veces en un reactor común. Un cambio tan radical en las tareas de síntesis condujo al desarrollo de una estrategia completamente nueva para la planificación y realización de experimentos, y también, lo que es especialmente importante a la luz de los problemas que estamos discutiendo, a una actualización completa de la tecnología y equipo para su implementación, poniendo en la agenda la cuestión de la introducción generalizada de robots químicos en la práctica.

Finalmente, el último cambio en orden de enumeración en esta sección, pero no el menos importante, en el arsenal metodológico de la investigación química es el nuevo papel que desempeñan hoy en la química los métodos de cálculo teórico y modelado informático de la estructura y propiedades de las sustancias. , así como procesos químicos. Por ejemplo, hasta hace poco, un químico teórico veía su principal tarea en sistematizar hechos experimentales conocidos y construir conceptos teóricos de carácter cualitativo a partir de su análisis. El rápido crecimiento sin precedentes de las capacidades informáticas ha llevado al hecho de que los métodos de química cuántica de alto nivel, que proporcionan información cuantitativa confiable, se han convertido en una verdadera herramienta para estudiar estructuras moleculares y supramoleculares complejas que involucran cientos de átomos, incluidos átomos de elementos pesados. En este sentido, los cálculos ab initio del LCAO MO SSP con correlación y correcciones relativistas, así como los cálculos químicos cuánticos utilizando el método de densidad funcional en aproximaciones no locales en bases extendidas y divididas ahora se pueden utilizar en las etapas iniciales del estudio, precediendo con un experimento sintético, que se vuelve mucho más útil. Los estudiantes y estudiantes de posgrado pueden hacer frente fácilmente a tales cálculos. Se están produciendo cambios muy característicos en la composición de los mejores equipos científicos que realizan investigaciones experimentales. Los químicos teóricos se incluyen cada vez más orgánicamente en ellos. En publicaciones científicas de alto nivel, a menudo se dan descripciones de nuevos objetos o fenómenos químicos junto con su análisis teórico detallado. Las notables posibilidades del modelado por ordenador de la cinética de procesos catalíticos complejos de múltiples rutas y los sorprendentes éxitos alcanzados en este campo se describen perfectamente en el artículo de O.N. Temkin /5/.

Incluso una lista muy breve y lejos de ser completa de los principales cambios en el arsenal metodológico de la química en el cambio de siglo, dada anteriormente, nos permite sacar una serie de conclusiones importantes y completamente definidas:

estos cambios son de naturaleza cardinal y fundamental;

el ritmo de desarrollo de nuevos métodos y técnicas en química en las últimas décadas ha sido y sigue siendo muy alto;

El nuevo arsenal metodológico creó la capacidad de plantear y resolver con éxito problemas químicos de complejidad sin precedentes en un tiempo excepcionalmente corto.

Es apropiado, en mi opinión, afirmar que durante este período la investigación química se convirtió en un área de aplicación a gran escala de todo un complejo de altas tecnologías nuevas y modernas asociadas con el uso de equipos sofisticados. Es evidente que el dominio de estas tecnologías se está convirtiendo en una de las tareas más importantes en la formación de una nueva generación de químicos.

^ 2. Soporte informativo de la ciencia química y las nuevas tecnologías de la información y la comunicación.

El tiempo de duplicación del volumen de información química científica, según las últimas estimaciones de I. V. Melikhov /6/, es ahora de 11 a 12 años. El número de revistas científicas y sus volúmenes, así como el número de monografías y reseñas publicadas, está creciendo rápidamente. La investigación en cada una de las áreas científicas actuales se lleva a cabo simultáneamente en decenas de equipos científicos en diferentes países. El libre acceso a las fuentes de información científica, que siempre ha sido una condición necesaria para el trabajo científico productivo, así como la capacidad de intercambiar rápidamente información actualizada con colegas en las nuevas condiciones de completa internacionalización de la ciencia, se han convertido en factores limitantes que determinan no solo el éxito, pero también la viabilidad de implementar cualquier proyecto científico. Sin una comunicación operativa constante con el núcleo de la comunidad científica, el investigador queda rápidamente marginado, incluso si obtiene resultados de alta calidad. Esta situación es especialmente típica de esa parte importante de los químicos rusos que no tienen acceso a INTERNET y rara vez publican en revistas químicas internacionales. Sus resultados llegan a los miembros de la comunidad internacional con un retraso de varios meses y, a veces, no llaman la atención en absoluto, ya que se publican en publicaciones inaccesibles y de baja autoridad, entre las que, lamentablemente, todavía se encuentran la mayoría de las revistas químicas rusas. La información obsoleta, aunque valiosa, casi no tiene ningún impacto en el curso del proceso de investigación global y, por lo tanto, se pierde el significado principal de todo el trabajo científico. En las condiciones de pobreza de nuestras bibliotecas, INTERNET se ha convertido en la principal fuente de información científica y el correo electrónico en el principal canal de comunicación. Una vez más debemos inclinarnos profundamente ante George Soros, quien fue el primero en asignar fondos para conectar nuestras universidades e institutos científicos a INTERNET. Desafortunadamente, no todos los equipos científicos tienen acceso a canales de comunicación electrónicos y, aparentemente, pasarán al menos diez años hasta que INTERNET esté disponible públicamente.

Hoy nuestra comunidad científica química rusa se ha dividido en dos partes desiguales. Una cantidad significativa, probablemente la mayoría de los investigadores, experimentan una gran hambre de información al no tener libre acceso a las fuentes de información. Esto lo sienten claramente, por ejemplo, los expertos de la RFBR que tienen que revisar proyectos científicos de iniciativa. Por ejemplo, en el concurso de proyectos de química de 2000, algunos de los expertos de renombre que participaron en la evaluación informaron que hasta un tercio de los autores del proyecto no tenían la información más actualizada sobre el tema propuesto. En este sentido, los programas de trabajo que propusieron no fueron óptimos. El retraso en el procesamiento de la información científica para ellos, según estimaciones aproximadas, podría oscilar entre un año y medio y dos años. Además, también había proyectos encaminados a resolver problemas que ya habían sido resueltos o que, a la luz de los resultados obtenidos en campos relacionados, habían perdido su relevancia. Al parecer, sus autores no tuvieron acceso a información moderna durante al menos 4 o 5 años.

La segunda parte de los científicos químicos, entre los que me incluyo, experimenta dificultades de otro tipo. Está en un constante estado de sobrecarga de información. Los enormes volúmenes de información son simplemente abrumadores. Aquí está el ejemplo más reciente de la práctica personal. Al preparar una publicación clave de una nueva serie de artículos científicos, decidí recopilar y analizar cuidadosamente toda la literatura relevante. Una búsqueda automática en tres bases de datos utilizando palabras clave durante los últimos cinco años identificó 677 fuentes con un volumen total de 5489 páginas. La introducción de criterios de selección adicionales y más estrictos redujo el número de fuentes a 235. Trabajar con los resúmenes de estos artículos científicos permitió eliminar otras 47 publicaciones no muy significativas. De las 188 obras restantes, 143 me eran conocidas anteriormente y ya habían sido estudiadas por mí. De las 45 nuevas fuentes, 34 estaban disponibles para visualización directa. En la primera de las nuevas obras, encontré una serie de referencias a las obras. de sus autores de una época anterior, en la que el problema que estudiaba era considerado desde otras posiciones. Los vínculos científicos con los orígenes finalmente revelaron 55 fuentes más. Un vistazo rápido a las dos revisiones que se incluyeron en ellas condujo a la adición de 27 artículos más de campos relacionados a la lista para estudio. De ellas, 17 ya estaban presentes en la lista original de 677 fuentes. Así, después de tres meses de trabajo muy intenso, tenía una lista de 270 trabajos directamente relacionados con el problema. Entre ellos, 6 grupos científicos destacaron claramente por la alta calidad de sus publicaciones. Escribí a los líderes de estos equipos sobre mis principales resultados y les pedí que me enviaran enlaces a sus últimos trabajos sobre el problema. Dos respondieron que ya no estaban trabajando en ello y que no habían publicado nada nuevo. Tres enviaron 14 obras, algunas de las cuales acababan de terminar y aún no habían sido publicadas. Uno de los compañeros no respondió a la solicitud. Dos de los colegas en sus cartas mencionaron el nombre de un joven científico japonés que comenzó a investigar en la misma dirección hace sólo dos años, tenía solo dos publicaciones sobre el tema, pero, en su opinión, hizo un brillante informe científico en la última conferencia internacional. conferencia. Inmediatamente le escribí y recibí como respuesta una lista de 11 publicaciones que utilizaban el mismo método de investigación que yo había utilizado, pero con algunas modificaciones adicionales. También me llamó la atención sobre algunas imprecisiones en el texto de mi carta al presentar sus propios resultados. Después de haber trabajado en detalle sólo 203 trabajos de 295 que están directamente relacionados con el tema, finalmente estoy terminando la preparación de la publicación. La lista de referencias contiene más de 100 títulos, lo cual es completamente inaceptable según las reglas de nuestras revistas. La recopilación y el procesamiento de información llevó casi 10 meses. De esta historia bastante típica, en mi opinión, se desprenden cuatro conclusiones importantes:

Un químico moderno debe dedicar hasta la mitad o más de su tiempo de trabajo a recopilar y analizar información sobre su perfil de investigación, que es dos o tres veces más que hace medio siglo.

Comunicación operativa rápida con colegas que trabajan en el mismo campo en diferentes países del mundo, es decir. La inclusión en el “equipo científico invisible” aumenta drásticamente la eficiencia de dicho trabajo.

Una tarea importante en la formación de una nueva generación de químicos es el dominio de las tecnologías de la información modernas.

La formación lingüística de la generación más joven de especialistas está adquiriendo una gran importancia.

Por eso, en nuestro laboratorio realizamos algunos coloquios en inglés, aunque no haya invitados extranjeros, lo cual no es raro en nosotros. El año pasado, los estudiantes de mi grupo especializado, al enterarse de que daba clases magistrales en el extranjero, me pidieron que impartiera parte del curso de química orgánica en inglés. En general, la experiencia me pareció interesante y exitosa. Aproximadamente la mitad de los estudiantes no sólo aprendieron bien el material, sino que también participaron activamente en la discusión y aumentó la asistencia a las conferencias. Sin embargo, a aproximadamente una cuarta parte de los estudiantes del grupo, que tenían dificultades para dominar material complejo incluso en ruso, claramente no les gustó esta idea.

Observo también que la situación que describí permite comprender realmente el origen de la conocida tesis sobre la deshonestidad y la traición de algunos de nuestros colegas extranjeros, que no citan activamente los trabajos de los químicos rusos, supuestamente con el objetivo de apropiarse de la prioridad de otra persona. La verdadera razón es una grave sobrecarga de información. Está claro que es imposible recopilar, leer y citar todos los trabajos necesarios. Por supuesto, siempre cito los trabajos de aquellos con quienes colaboro constantemente, intercambio información y discuto los resultados antes de su publicación. A veces, cuando me perdían el trabajo, tenía que enviar cartas educadas a mis colegas pidiéndoles que corrigieran el error. Y ella siempre se corrigía, aunque sin mucha satisfacción. A mi vez, una vez tuve que disculparme por mi falta de atención.

^ 3. Nuevos objetivos y nueva estructura del frente de investigación química.

A.L. Buchachenko escribió brillantemente en su reseña /7/ sobre los nuevos objetivos y las nuevas tendencias en el desarrollo de la química en el cambio de siglo, y me limitaré a hacer un breve comentario. La tendencia dominante hacia la integración de disciplinas químicas individuales, que observó en las últimas dos décadas, indica que la ciencia química ha alcanzado ese grado de "madurez dorada" en el que los medios y recursos existentes son suficientes para resolver los problemas tradicionales de cada campo. Un ejemplo sorprendente lo proporciona la química orgánica moderna. Hoy en día, la síntesis de una molécula orgánica de cualquier complejidad se puede realizar utilizando métodos ya desarrollados. Por lo tanto, incluso problemas muy complejos de este tipo pueden considerarse problemas puramente técnicos. Esto no significa, por supuesto, que deba detenerse el desarrollo de nuevos métodos de síntesis orgánica. Los trabajos de este tipo siempre serán relevantes, pero en la nueva etapa no constituyen la dirección principal, sino la de fondo, del desarrollo de la disciplina. En /7/ se identifican ocho áreas generales de la ciencia química moderna (síntesis química; estructura y función química; control de procesos químicos; ciencia de materiales químicos; tecnología química; análisis y diagnóstico químicos; química de la vida). En la actividad científica real, en todo proyecto científico, en un grado u otro, siempre se plantean y resuelven problemas particulares que se relacionan con varias direcciones generales. Y esto, a su vez, requiere una formación muy polivalente por parte de cada miembro del equipo científico.

También es importante señalar que en cada una de las áreas de la química mencionadas anteriormente hay una clara transición hacia objetos de investigación cada vez más complejos. Los sistemas y estructuras supramoleculares se están convirtiendo cada vez más en el centro de atención. En este sentido, la nueva etapa en el desarrollo de la ciencia química, que comenzó a principios de siglo, puede denominarse etapa de la química supramolecular.

^ 4. Características de la ciencia química rusa actual.

Diez años de la llamada perestroika asestaron un golpe terrible a la ciencia rusa en general y a la química rusa en particular. Se ha escrito mucho sobre esto y no vale la pena repetirlo aquí. Desafortunadamente, hay que reconocer que entre los equipos científicos que han demostrado su viabilidad en las nuevas condiciones, prácticamente no hay antiguos institutos químicos industriales. El enorme potencial de esta industria ha sido prácticamente destruido y los valores materiales e intelectuales han sido saqueados. La escasa financiación de la química académica y universitaria, que durante todo este período se limitó a salarios iguales o inferiores al nivel de subsistencia, provocó una reducción significativa del número de empleados. La mayoría de los jóvenes enérgicos y talentosos abandonaron las universidades e institutos. La edad promedio de los docentes en la gran mayoría de las universidades ha superado la marca crítica de los 60 años. Existe una brecha generacional: entre los empleados de los institutos químicos y los profesores hay muy pocas personas en la edad más productiva de 30 a 40 años. Quedan viejos profesores y jóvenes estudiantes de posgrado que a menudo ingresan a la escuela de posgrado con un solo objetivo: liberarse del servicio militar.

La mayoría de los equipos científicos se pueden clasificar en dos tipos, aunque esta división, por supuesto, es muy arbitraria. Los “equipos de investigación productores” llevan a cabo nuevos grandes proyectos de investigación independientes y reciben cantidades significativas de información primaria. Los “equipos científicos de expertos”, por regla general, son menos numerosos que los de producción, pero también incluyen especialistas muy cualificados. Están enfocados a analizar flujos de información, resumir y sistematizar los resultados obtenidos en otros grupos científicos del mundo. Por ello, sus productos científicos son principalmente reseñas y monografías. Debido al enorme crecimiento en el volumen de información científica, este tipo de trabajo adquiere gran importancia si se realiza cumpliendo con los requisitos que se aplican a fuentes de información secundarias como una revista y una monografía /8/. En condiciones de escasez de financiación, falta de equipos científicos modernos y reducción del número de miembros de la comunidad química científica rusa, el número de equipos de producción ha disminuido y el número de equipos de expertos ha aumentado ligeramente. En el trabajo de la mayoría de los equipos de ambos tipos ha disminuido la proporción de investigaciones experimentales complejas. Tales cambios en la estructura de la comunidad científica en condiciones desfavorables son bastante naturales y, en cierto momento, reversibles. Si la situación mejora, el equipo de expertos podrá fácilmente reponerse con jóvenes y convertirse en uno de producción. Sin embargo, si el período de condiciones desfavorables se prolonga, los equipos de expertos mueren, ya que sus líderes son científicos de mayor edad que detienen la actividad científica por razones naturales.

La proporción del trabajo de los químicos rusos en el volumen total de investigación y en los flujos globales de información está disminuyendo rápidamente. Nuestro país ya no puede considerarse una “gran potencia química”. En apenas una docena de años, debido a la salida de líderes y la falta de un reemplazo equivalente, ya hemos perdido un número significativo de escuelas científicas que eran el orgullo no solo de nuestra ciencia, sino también de la mundial. Al parecer, seguiremos perdiéndolos en un futuro próximo. En mi opinión, la ciencia química rusa ha llegado hoy a un punto crítico, más allá del cual la desintegración de la comunidad se convierte en un proceso parecido a una avalancha y más incontrolable.

Este peligro lo comprende perfectamente la comunidad científica internacional, que se esfuerza por brindar toda la ayuda posible a nuestra ciencia a través de diversos canales. Tengo la impresión de que quienes detentan el poder en nuestra ciencia y educación aún no se han dado cuenta plenamente de la realidad de tal colapso. Después de todo, no se puede contar seriamente con el hecho de que se pueda prevenir mediante la implementación de un programa de apoyo a las escuelas científicas a través de la Fundación Rusa para la Investigación Básica y el programa de Integración. No se da cuenta de que los fondos asignados para estos programas están significativamente (aproximadamente en un orden de magnitud) por debajo del límite mínimo, después del cual el impacto deja de ser cero.

En respuesta a una declaración en este tono en una conversación con una persona cercana a las estructuras de poder mencionadas anteriormente, escuché: “No te enojes en vano, lee “Buscar”. Gracias a Dios los peores tiempos ya quedaron atrás. Por supuesto, el panorama general sigue siendo bastante sombrío, pero hay equipos de investigación bastante prósperos e institutos enteros que se han adaptado a las nuevas condiciones y demuestran un notable aumento de la productividad. Así que no hay necesidad de ponerse histéricos y enterrar nuestra ciencia”.

De hecho, estos grupos existen. Recopilé una lista de diez laboratorios que trabajan cerca de mi área de intereses científicos, entré a INTERNET y trabajé en la biblioteca con la base de datos de Chemical Abstracts. Estas son las características comunes de estos laboratorios que llamaron la atención de inmediato:

Los diez equipos tienen acceso directo a INTERNET, cinco de cada diez cuentan con páginas propias bien diseñadas con información bastante completa y actualizada sobre su trabajo.

Los diez laboratorios cooperan activamente con equipos extranjeros. Seis cuentan con subvenciones de organizaciones internacionales y tres realizan investigaciones mediante contratos con grandes empresas extranjeras.

Más de la mitad de los miembros de los equipos científicos sobre los que se encontró información viajaban al extranjero al menos una vez al año para participar en conferencias internacionales o realizar trabajos científicos.

El trabajo de nueve de cada diez laboratorios cuenta con subvenciones de la Fundación Rusa para la Investigación Básica (una media de dos subvenciones por laboratorio).

Seis de cada 10 laboratorios representan institutos de la Academia de Ciencias de Rusia, pero tres de ellos colaboran muy activamente con la Facultad Superior de Química de la Academia de Ciencias de Rusia y, por lo tanto, hay bastantes estudiantes en sus equipos. De los cuatro equipos universitarios, tres están encabezados por miembros de la Academia de Ciencias de Rusia.

Del 15% al ​​35% de las publicaciones científicas de los directores de laboratorio durante los últimos 5 años se han publicado en revistas internacionales. Cinco de ellos publicaron trabajos conjuntos durante este período y siete presentaron informes conjuntos en congresos científicos con colegas extranjeros.

En conclusión, diré lo más importante: al frente de todos estos laboratorios hay personas absolutamente maravillosas. Personas altamente cultas, con educación diversa y apasionadas por su trabajo.

Un lector cualificado se dará cuenta inmediatamente de que no tiene sentido sacar conclusiones generales basándose en una muestra tan pequeña y poco representativa de equipos científicos. Admito que no tengo información completa sobre otros equipos científicos de químicos que trabajan con éxito en el país. Sería interesante recopilarlos y analizarlos. Pero por la experiencia de mi laboratorio, que en general no es el más débil, puedo declarar responsablemente que sin la participación en la cooperación internacional, sin la ayuda constante de colegas extranjeros, de quienes durante el año pasado recibimos casi 4.000 dólares en reactivos químicos y libros. Solos, sin los constantes viajes de negocios de los empleados, estudiantes de posgrado y estudiantes al extranjero, no podríamos trabajar en absoluto. La conclusión se sugiere por sí sola:

Hoy en día, en el campo de la investigación fundamental de nuestra ciencia química, el trabajo productivo lo realizan principalmente equipos que forman parte de la comunidad científica internacional, reciben apoyo del exterior y tienen libre acceso a fuentes de información científica. Se está completando la integración de la química rusa, que sobrevivió a la perestroika, en la ciencia química mundial.

Y si es así, entonces nuestros criterios para la calidad de los productos científicos deben cumplir con los más altos estándares internacionales. Casi privados de la oportunidad de adquirir equipos científicos modernos, debemos centrarnos en utilizar las capacidades muy limitadas de los centros colectivos y/o en realizar los experimentos más complejos y delicados en el extranjero.

^ 5. Volvamos al problema de preparar nuestro turno.

Mucho sobre esto está bien dicho en el artículo de los decanos de las facultades de Química de dos indiscutiblemente mejores universidades del país /9/, por lo que no es necesario entrar en muchos detalles. Intentemos avanzar en orden de acuerdo con la lista de preguntas formuladas al principio de esta nota.

Entonces, ¿quiénes son ellos, los jóvenes sentados en el banco de estudiantes frente a nosotros? Afortunadamente, en la población humana existe una pequeña parte de individuos cuyo destino de convertirse en científicos está predeterminado genéticamente. Sólo necesitas encontrarlos y atraerlos a clases de química. Afortunadamente, nuestro país tiene una larga y gloriosa tradición de identificar niños talentosos a través de olimpíadas químicas, mediante la creación de clases y escuelas especializadas. Grandes entusiastas de las clases con estudiantes superdotados todavía viven y trabajan activamente. Las principales universidades químicas que participan activamente en este trabajo, a pesar de las maquinaciones del Ministerio de Educación, están cosechando una cosecha verdaderamente dorada. En los últimos años, hasta un tercio de los estudiantes de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú ya han identificado su área de interés en el primer año, y casi la mitad comienza el trabajo científico a principios del tercer año.

La peculiaridad de los tiempos modernos es que, al comenzar sus estudios en la universidad, un joven a menudo no sabe todavía en qué campo tendrá que trabajar después de completar su educación. La mayoría de los investigadores e ingenieros cambian de campo varias veces durante su carrera profesional. Por lo tanto, un futuro especialista como estudiante debe adquirir sólidas habilidades en la capacidad de dominar de forma independiente nuevas áreas de la ciencia. El trabajo individual independiente del estudiante constituye la base de la educación moderna. La principal condición para la eficacia de dicho trabajo es la disponibilidad de buenos libros de texto y material didáctico modernos. La “vida útil” de un libro de texto moderno, aparentemente, debería ser aproximadamente igual al tiempo que tarda en duplicarse el volumen de información científica, es decir, Debería tener entre 11 y 12 años. Uno de los principales problemas de nuestra educación es que no sólo no tenemos nuevos libros de texto universitarios sobre disciplinas químicas básicas, sino que hay una catastrófica escasez incluso de los más antiguos. Se necesita un programa eficaz para escribir e imprimir libros de texto sobre disciplinas químicas para las universidades.

Los estudiantes superdotados y motivados tienen una característica que R. Feyman notó en sus famosas conferencias. Ellos, estos estudiantes, esencialmente no necesitan una educación estándar. Necesitan un ambiente

Actuación en el segundo
Maratón pedagógico de Moscú
temas educativos, 9 de abril de 2003

Las ciencias naturales en todo el mundo atraviesan tiempos difíciles. Los flujos financieros están dejando la ciencia y la educación hacia la esfera político-militar, el prestigio de los científicos y profesores está cayendo y la falta de educación de la mayoría de la sociedad está creciendo rápidamente. La ignorancia gobierna el mundo. Se llega al punto de que en Estados Unidos los cristianos de derecha exigen la abolición legal de la segunda ley de la termodinámica, que, en su opinión, contradice las doctrinas religiosas.
La química sufre más que otras ciencias naturales. La mayoría de la gente asocia esta ciencia con armas químicas, contaminación ambiental, desastres provocados por el hombre, producción de drogas, etc. Superar la "quimofobia" y el analfabetismo químico masivo, crear una imagen pública atractiva de la química es una de las tareas de la educación química, el estado actual de los cuales en Rusia queremos discutir.

Programa de modernización (reformas)
La educación en Rusia y sus deficiencias.

La Unión Soviética tenía un sistema de educación química que funcionaba bien y se basaba en un enfoque lineal, en el que el estudio de la química comenzaba en la escuela media y terminaba en la escuela secundaria. Se desarrolló un esquema acordado para asegurar el proceso educativo, que incluye: programas y libros de texto, capacitación y capacitación avanzada para docentes, un sistema de olimpiadas químicas en todos los niveles, conjuntos de material didáctico ("Biblioteca escolar", "Biblioteca de docentes" y
etc.), revistas metodológicas disponibles públicamente (“Química en la escuela”, etc.), instrumentos de demostración y de laboratorio.
La educación es un sistema conservador e inerte, por lo que incluso después del colapso de la URSS, la educación química, que sufrió grandes pérdidas financieras, continuó cumpliendo con sus tareas. Sin embargo, hace varios años se inició en Rusia una reforma del sistema educativo, cuyo objetivo principal es apoyar la entrada de las nuevas generaciones al mundo globalizado, a la comunidad de información abierta. Para lograrlo, según los autores de la reforma, la comunicación, la informática, las lenguas extranjeras y el aprendizaje intercultural deben ocupar un lugar central en los contenidos de la educación. Como vemos, no hay lugar para las ciencias naturales en esta reforma.
Se anunció que la nueva reforma debería garantizar la transición a un sistema de indicadores de calidad y estándares educativos comparables a los del mundo. También se ha elaborado un plan de medidas específicas, entre las que las principales son la transición a la escolarización de 12 años, la introducción de un examen estatal unificado (USE) en forma de pruebas universales, el desarrollo de nuevos estándares educativos basados ​​en un Esquema concéntrico, según el cual, al graduarse de la escuela de nueve años, los estudiantes deben tener una comprensión holística sobre el tema.
¿Cómo afectará esta reforma a la educación química en Rusia? En nuestra opinión, es marcadamente negativo. El hecho es que entre los desarrolladores del Concepto para la modernización de la educación rusa no había ni un solo representante de las ciencias naturales, por lo que los intereses de las ciencias naturales no se tuvieron en cuenta en este concepto. El Examen Estatal Unificado, tal como lo concibieron los autores de la reforma, arruinará el sistema de transición de la escuela secundaria a la educación superior, que las universidades crearon con tanta dificultad en los primeros años de la independencia rusa, y destruirá la continuidad de la educación rusa. educación.
Uno de los argumentos a favor del Examen Estatal Unificado es que, según los ideólogos reformistas, garantizará la igualdad de acceso a la educación superior para diversos estratos sociales y grupos territoriales de la población.

Nuestros muchos años de experiencia en educación a distancia, asociados con la Olimpiada de Química de Soros y la admisión a tiempo parcial en la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú, muestran que las pruebas a distancia, en primer lugar, no proporcionan una evaluación objetiva de los conocimientos y, en segundo lugar, no proporciona a los estudiantes igualdad de oportunidades. Durante los 5 años de las Olimpíadas de Soros, más de 100 mil trabajos escritos sobre química pasaron por nuestro departamento y estábamos convencidos de que el nivel general de soluciones depende en gran medida de la región; Además, cuanto más bajo era el nivel educativo de la región, más obras desmanteladas se enviaban desde allí. Otra objeción importante al Examen Estatal Unificado es que las pruebas como forma de prueba de conocimientos tienen limitaciones importantes. Incluso una prueba correctamente diseñada no permite una evaluación objetiva de la capacidad del estudiante para razonar y sacar conclusiones. Nuestros estudiantes estudiaron los materiales del Examen Estatal Unificado de Química y descubrieron una gran cantidad de preguntas incorrectas o ambiguas que no se pueden utilizar para evaluar a los escolares. Llegamos a la conclusión de que el Examen Estatal Unificado sólo puede utilizarse como una de las formas de seguimiento del trabajo de las escuelas secundarias, pero en ningún caso como el único mecanismo monopolístico para el acceso a la educación superior.
Otro aspecto negativo de la reforma está relacionado con el desarrollo de nuevos estándares educativos, que deberían acercar el sistema educativo ruso al europeo. El proyecto de normas propuesto en 2002 por el Ministerio de Educación violaba uno de los principios fundamentales de la educación científica: objetividad. Los líderes del grupo de trabajo que elaboró ​​el proyecto propusieron pensar en abandonar los cursos escolares separados de química, física y biología y reemplazarlos por un único curso integrado de “Ciencias Naturales”. Una decisión así, incluso si se tomara a largo plazo, simplemente enterraría la educación química en nuestro país.
¿Qué se puede hacer en estas condiciones políticas internas desfavorables para preservar las tradiciones y desarrollar la educación química en Rusia? Ahora pasamos a nuestro programa positivo, gran parte del cual ya se ha implementado. Este programa tiene dos aspectos principales: el contenido y la organización: estamos tratando de determinar el contenido de la educación química en nuestro país y desarrollar nuevas formas de interacción entre los centros de educación química.

Nuevo estándar estatal
educación química

La educación química comienza en la escuela. El contenido de la educación escolar está determinado por el principal documento normativo: el estándar estatal de educación escolar. En el marco del esquema concéntrico adoptado por nosotros, existen tres estándares en química: educacion general basica(grados 8 y 9), promedio base Y educación secundaria especializada(grados 10 y 11). Uno de nosotros (N.E. Kuzmenko) encabezó el grupo de trabajo del Ministerio de Educación para preparar los estándares, y hasta ahora estos estándares han sido completamente formulados y están listos para la aprobación legislativa.
Al comenzar a desarrollar un estándar para la educación química, los autores partieron de las tendencias de desarrollo de la química moderna y tuvieron en cuenta su papel en las ciencias naturales y en la sociedad. química moderna – Este es un sistema fundamental de conocimiento sobre el mundo que nos rodea, basado en un rico material experimental y principios teóricos confiables.. El contenido científico de la norma se basa en dos conceptos básicos: “sustancia” y “reacción química”.
"Sustancia" es el concepto principal de la química. Las sustancias nos rodean por todas partes: en el aire, en los alimentos, en el suelo, en los electrodomésticos, en las plantas y, finalmente, en nosotros mismos. Algunas de estas sustancias nos fueron dadas por la naturaleza en forma ya preparada (oxígeno, agua, proteínas, carbohidratos, aceite, oro), la otra parte fue obtenida por el hombre mediante una ligera modificación de compuestos naturales (asfalto o fibras artificiales), pero la mayor cantidad de sustancias que antes estaban en la naturaleza no existía, el hombre las sintetizaba por sí solo. Se trata de materiales modernos, medicamentos y catalizadores. Hoy en día se conocen unos 20 millones de sustancias orgánicas y unas 500 mil inorgánicas, y cada una de ellas tiene una estructura interna. La síntesis orgánica e inorgánica ha alcanzado un grado de desarrollo tan alto que permite la síntesis de compuestos con cualquier estructura predeterminada. En este sentido, pasa a primer plano en la química moderna.
aspecto aplicado, que se centra en conexión entre la estructura de una sustancia y sus propiedades, y la tarea principal es buscar y sintetizar sustancias y materiales útiles con las propiedades deseadas.
Lo más interesante del mundo que nos rodea es que cambia constantemente. El segundo concepto principal de la química es el de "reacción química". Cada segundo se producen en el mundo innumerables reacciones, como resultado de las cuales unas sustancias se transforman en otras. Podemos observar directamente algunas reacciones, por ejemplo, la oxidación de los objetos de hierro, la coagulación de la sangre y la combustión del combustible de los automóviles. Al mismo tiempo, la gran mayoría de las reacciones siguen siendo invisibles, pero son ellas las que determinan las propiedades del mundo que nos rodea. Para comprender su lugar en el mundo y aprender a gestionarlo, una persona debe comprender profundamente la naturaleza de estas reacciones y las leyes a las que obedecen.
La tarea de la química moderna es estudiar las funciones de las sustancias en sistemas químicos y biológicos complejos, analizar la relación entre la estructura de una sustancia y sus funciones y sintetizar sustancias con funciones determinadas.
Partiendo del hecho de que la norma debe servir como herramienta para el desarrollo de la educación, se propuso descargar el contenido de la educación general básica y dejar en ella solo aquellos elementos de contenido cuyo valor educativo esté confirmado por la práctica nacional y mundial de la enseñanza de la química. en la escuela. Este es un sistema de conocimiento mínimo, pero funcionalmente completo.
Estándar de educación general básica. Incluye seis bloques de contenido:

• Métodos de conocimiento de sustancias y fenómenos químicos.
• Sustancia.
• Reacción química.
• Fundamentos elementales de la química inorgánica.
• Ideas iniciales sobre sustancias orgánicas.
• Química y vida.

Estándar promedio básico La educación se divide en cinco bloques de contenidos:

• Métodos de aprendizaje de la química.
• Fundamentos teóricos de la química.
• Química Inorgánica.
• Química Orgánica.
• Química y vida.

La base de ambos estándares es la ley periódica de D.I. Mendeleev, la teoría de la estructura de los átomos y los enlaces químicos, la teoría de la disociación electrolítica y la teoría estructural de los compuestos orgánicos.
El estándar de nivel intermedio básico está diseñado para brindar a los graduados de la escuela secundaria, en primer lugar, la capacidad de navegar problemas sociales y personales relacionados con la química.
EN estándar de nivel de perfil El sistema de conocimiento se ha ampliado significativamente, principalmente debido a las ideas sobre la estructura de los átomos y las moléculas, así como a las leyes de reacciones químicas, consideradas desde el punto de vista de las teorías de la cinética química y la termodinámica química. Esto garantiza que los graduados de la escuela secundaria estén preparados para continuar su educación química en la educación superior.

Nuevo programa y nuevo
libros de texto de química

El nuevo estándar de educación química, con base científica, ha preparado un terreno fértil para el desarrollo de un nuevo plan de estudios escolar y la creación de un conjunto de libros de texto escolares basados ​​en él. En este informe, presentamos el plan de estudios escolar de química para los grados 8.º a 9.º y el concepto de una serie de libros de texto para los grados 8.º a 11.º, creados por un equipo de autores de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú.
El programa del curso de química en una escuela secundaria básica está diseñado para estudiantes de 8.º a 9.º grado. Se distingue de los programas estándar que se aplican actualmente en las escuelas secundarias rusas por conexiones interdisciplinarias más precisas y una selección precisa del material necesario para crear una percepción holística natural-científica del mundo, una interacción cómoda y segura con el medio ambiente en la producción y la vida cotidiana. El programa está estructurado de tal manera que su atención principal se presta a aquellas secciones de química, términos y conceptos que de una forma u otra están relacionados con la vida cotidiana, y no son "conocimientos de salón" de un círculo muy limitado de personas cuyo Las actividades están relacionadas con la ciencia química.
Durante el primer año de química (octavo grado), la atención se centra en desarrollar las habilidades químicas básicas, el "lenguaje químico" y el pensamiento químico de los estudiantes. Para ello se seleccionaron objetos familiares de la vida cotidiana (oxígeno, aire, agua). En octavo grado, evitamos deliberadamente el concepto de "mole", que es difícil de entender para los escolares, y prácticamente no utilizamos problemas de cálculo. La idea principal de esta parte del curso es inculcar en los estudiantes las habilidades para describir las propiedades de varias sustancias agrupadas en clases, así como mostrar la conexión entre la estructura de las sustancias y sus propiedades.
En el segundo año de estudios (noveno grado), la introducción de conceptos químicos adicionales va acompañada de la consideración de la estructura y propiedades de las sustancias inorgánicas. Una sección especial examina brevemente los elementos de la química orgánica y la bioquímica en la medida prevista por el estándar educativo estatal.

Para desarrollar una visión química del mundo, el curso establece correlaciones amplias entre los conocimientos químicos elementales adquiridos por los niños en la clase y las propiedades de aquellos objetos que los escolares conocen en la vida cotidiana, pero que antes sólo se percibían en el nivel cotidiano. Basándose en conceptos químicos, se invita a los estudiantes a observar piedras preciosas y de acabado, vidrio, loza, porcelana, pinturas, alimentos y materiales modernos. El programa ha ampliado la gama de objetos que se describen y discuten sólo a nivel cualitativo, sin recurrir a engorrosas ecuaciones químicas y fórmulas complejas. Prestamos gran atención al estilo de presentación, que nos permite presentar y discutir conceptos y términos químicos de una forma animada y visual. En este sentido, se enfatiza constantemente las conexiones interdisciplinarias de la química con otras ciencias, no solo naturales, sino también con las humanidades.
El nuevo programa se implementa en un conjunto de libros de texto escolares para los grados 8 y 9, uno de los cuales ya está impreso y el otro se está escribiendo. Al crear los libros de texto, tuvimos en cuenta el papel social cambiante de la química y el interés público en ella, que se debe a dos factores principales interrelacionados. El primero es "quimiofobia", es decir, la actitud negativa de la sociedad hacia la química y sus manifestaciones. En este sentido, es importante explicar a todos los niveles que lo malo no está en la química, sino en las personas que no entienden las leyes de la naturaleza o tienen problemas morales.
La química es una herramienta muy poderosa en manos del hombre; sus leyes no contienen conceptos de bien y mal. Utilizando las mismas leyes, se puede idear una nueva tecnología para la síntesis de drogas o venenos, o se puede idear un nuevo medicamento o un nuevo material de construcción.
Otro factor social es el progresivo analfabetismo químico sociedad en todos los niveles: desde políticos y periodistas hasta amas de casa. La mayoría de las personas no tienen la menor idea de en qué consiste el mundo que les rodea, no conocen las propiedades elementales ni siquiera de las sustancias más simples y no pueden distinguir el nitrógeno del amoníaco o el alcohol etílico del alcohol metílico. Es en este ámbito donde un libro de texto de química competente, escrito en un lenguaje sencillo y comprensible, puede desempeñar un gran papel educativo.
Al crear libros de texto, partimos de los siguientes postulados.

Los principales objetivos del curso de química escolar.

1. Formación de una imagen científica del mundo circundante y desarrollo de una cosmovisión científica natural. Presentación de la química como ciencia central encaminada a resolver problemas acuciantes de la humanidad.
2. Desarrollo del pensamiento químico, la capacidad de analizar los fenómenos del mundo circundante en términos químicos, la capacidad de hablar (y pensar) en lenguaje químico.
3. Popularización del conocimiento químico e introducción de ideas sobre el papel de la química en la vida cotidiana y su importancia aplicada en la vida de la sociedad. Desarrollo del pensamiento ambiental y familiaridad con las tecnologías químicas modernas.
4. Formación de habilidades prácticas para el manejo seguro de sustancias en la vida cotidiana.
5. Despertar un gran interés entre los escolares por el estudio de la química, tanto como parte del currículo escolar como adicionalmente.

Ideas básicas de un curso de química escolar

1. La química es la ciencia central de la naturaleza y interactúa estrechamente con otras ciencias naturales. Las capacidades aplicadas de la química son de fundamental importancia para la vida de la sociedad.
2. El mundo que nos rodea está formado por sustancias que se caracterizan por una determinada estructura y son capaces de sufrir transformaciones mutuas. Existe una conexión entre la estructura y las propiedades de las sustancias. La tarea de la química es crear sustancias con propiedades útiles.
3. El mundo que nos rodea cambia constantemente. Sus propiedades están determinadas por las reacciones químicas que en él se producen. Para poder controlar estas reacciones es necesario tener un conocimiento profundo de las leyes de la química.
4. La química es una poderosa herramienta para transformar la naturaleza y la sociedad. El uso seguro de la química sólo es posible en una sociedad altamente desarrollada con categorías morales estables.

Principios metodológicos y estilo de los libros de texto.

1. La secuencia de presentación del material se centra en el estudio de las propiedades químicas del mundo circundante con un conocimiento gradual y delicado (es decir, discreto) de los fundamentos teóricos de la química moderna. Se alternan apartados descriptivos con teóricos. El material se distribuye uniformemente durante todo el período de formación.
2. Aislamiento interno, autosuficiencia y validez lógica de la presentación. Cualquier material se presenta en el contexto de problemas generales en el desarrollo de la ciencia y la sociedad.
3. Demostración constante de la conexión de la química con la vida, recordatorios frecuentes de la importancia aplicada de la química, análisis científico popular de sustancias y materiales que los estudiantes encuentran en la vida cotidiana.
4. Alto nivel científico y rigor de presentación. Las propiedades químicas de las sustancias y las reacciones químicas se describen tal como realmente ocurren. La química de los libros de texto es real, no “de papel”.
5. Estilo de presentación amigable, sencillo e imparcial. Idioma ruso sencillo, accesible y competente. Usar “cuentos” (historias breves y entretenidas que conectan el conocimiento químico con la vida cotidiana) para facilitar la comprensión. Amplio uso de ilustraciones, que representan aproximadamente el 15% del volumen de los libros de texto.
6. Estructura de presentación de material en dos niveles. La “letra grande” es un nivel básico, la “letra pequeña” es para un aprendizaje más profundo.
7. Uso generalizado de experimentos de demostración simples y visuales, trabajos prácticos y de laboratorio para estudiar los aspectos experimentales de la química y desarrollar las habilidades prácticas de los estudiantes.
8. Utilizar preguntas y tareas de dos niveles de complejidad para una mayor asimilación y consolidación del material.

Pretendemos incluir en el conjunto de material didáctico:

• libros de texto de química para los grados 8 a 11;
• directrices para docentes, planificación temática de lecciones;
• materiales didácticos;
• un libro para que los estudiantes lean;
• Tablas de referencia de química;
• soporte informático en forma de CD que contiene: a) una versión electrónica del libro de texto; b) materiales de referencia; c) experimentos de demostración; d) material ilustrativo; e) modelos de animación; f) programas para la resolución de problemas de cálculo; g) materiales didácticos.

Esperamos que los nuevos libros de texto permitan a muchos escolares echar una nueva mirada a nuestra materia y mostrarles que la química es una ciencia fascinante y muy útil.
Además de los libros de texto, las Olimpíadas de Química desempeñan un papel importante en el desarrollo del interés de los escolares por la química.

Sistema moderno de olimpíadas químicas.

El sistema de Olimpíadas de Química es una de las pocas estructuras educativas que sobrevivió al colapso del país. La Olimpiada de Química de toda la Unión se transformó en la Olimpiada de toda Rusia, conservando sus características principales. Actualmente, esta Olimpiada se desarrolla en cinco etapas: escolar, distrital, regional, distrital federal y final. Los ganadores de la etapa final representan a Rusia en la Olimpiada Internacional de Química. Las más importantes desde el punto de vista educativo son las etapas más extendidas: la escuela y el distrito, de las cuales son responsables los profesores de escuela y las asociaciones metodológicas de las ciudades y regiones de Rusia. El Ministerio de Educación es generalmente responsable de toda la Olimpiada.
Curiosamente, la antigua Olimpiada de Química de toda la Unión también se ha conservado, pero con una nueva capacidad. Cada año la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú organiza un congreso internacional Olimpiada de Mendeleev, en el que participan los ganadores y premiados de las olimpiadas de química de la CEI y los países bálticos. El año pasado esta Olimpiada se celebró con gran éxito en Almaty, este año en la ciudad de Pushchino, región de Moscú. La Olimpiada Mendeleev permite a niños talentosos de las antiguas repúblicas de la Unión Soviética ingresar sin exámenes a la Universidad Estatal de Moscú y otras universidades prestigiosas. La comunicación entre los profesores de química durante la Olimpiada también es muy valiosa, ya que contribuye a la preservación de un espacio químico único en el territorio de la antigua Unión.
En los últimos cinco años, el número de Olimpíadas de materias ha aumentado considerablemente debido al hecho de que muchas universidades, en busca de nuevas formas de atraer solicitantes, comenzaron a realizar sus propias Olimpiadas y a contar los resultados de estas Olimpíadas como exámenes de ingreso. Uno de los pioneros de este movimiento fue la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú, que anualmente realiza Olimpiada por correspondencia y intramuros en química, física y matemáticas. Esta Olimpiada, que llamamos “MSU Entrant”, este año ya cumple 10 años. Proporciona igualdad de acceso a todos los grupos de escolares para estudiar en la Universidad Estatal de Moscú. La Olimpiada se desarrolla en dos etapas: por correspondencia y a tiempo completo. primero - correspondencia– la etapa es de carácter introductorio. Publicamos trabajos en todos los periódicos y revistas especializados y los distribuimos a las escuelas. Se conceden casi seis meses para tomar una decisión. Invitamos a aquellos que hayan completado al menos la mitad de las tareas a segundo escenario - tiempo completo gira, que tendrá lugar el 20 de mayo. Las tareas escritas de matemáticas y química nos permiten determinar los ganadores de la Olimpiada, quienes reciben ventajas al ingresar a nuestra facultad.
La geografía de esta Olimpiada es inusualmente amplia. Cada año participan representantes de todas las regiones de Rusia, desde Kaliningrado hasta Vladivostok, así como varias docenas de "extranjeros" de los países de la CEI. El desarrollo de esta Olimpiada ha llevado a que casi todos los niños talentosos de las provincias vengan a estudiar con nosotros: más del 60% de los estudiantes de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú provienen de otras ciudades.
Al mismo tiempo, las Olimpíadas universitarias están constantemente bajo la presión del Ministerio de Educación, que promueve la ideología del Examen Estatal Unificado y busca privar a las universidades de su independencia a la hora de determinar las formas de admisión de los solicitantes. Y aquí, por extraño que parezca, la Olimpiada de toda Rusia acude en ayuda del ministerio. La idea del ministerio es que sólo los participantes en aquellas Olimpiadas que estén integradas organizativamente en la estructura de la Olimpiada de toda Rusia deberían tener ventajas al ingresar a las universidades. Cualquier universidad puede celebrar de forma independiente cualquier Olimpiada sin ninguna conexión con la Olimpiada de toda Rusia, pero los resultados de dicha Olimpiada no se contarán para la admisión a esta universidad.
Si tal idea se formaliza en ley, supondrá un golpe bastante fuerte al sistema de admisión a la universidad y, lo más importante, a los estudiantes de secundaria que perderán muchos incentivos para matricularse en la universidad de su elección.
Sin embargo, este año la admisión a las universidades seguirá las mismas reglas y, en este sentido, queremos hablar sobre el examen de ingreso en química en la Universidad Estatal de Moscú.

Examen de ingreso en química en la Universidad Estatal de Moscú

El examen de ingreso en química en la Universidad Estatal de Moscú se realiza en seis facultades: química, biología, medicina, ciencias del suelo, la Facultad de Ciencias de los Materiales y la nueva Facultad de Bioingeniería y Bioinformática. El examen es escrito y tiene una duración de 4 horas. Durante este tiempo, los escolares deben resolver 10 problemas de distintos niveles de complejidad: desde triviales, es decir, “reconfortantes”, hasta otros bastante complejos, que permiten diferenciar grados.
Ninguna de las tareas requiere conocimientos especiales más allá de los que se estudian en las escuelas de química especializadas. Sin embargo, la mayoría de los problemas están estructurados de tal manera que su solución requiere un pensamiento basado no en la memorización, sino en el conocimiento de la teoría. Como ejemplo, nos gustaría dar varios de estos problemas de diferentes ramas de la química.

quimica teorica

Problema 1(Departamento de Biología). La constante de velocidad para la reacción de isomerización A B es igual a 20 s–1, y la constante de velocidad para la reacción inversa B A es igual a 12 s–1. Calcule la composición de la mezcla de equilibrio (en gramos) obtenida a partir de 10 g de sustancia A.

Solución
Deja que se convierta en B X g de sustancia A, entonces la mezcla en equilibrio contiene (10 – X) g A y X g B. En equilibrio, la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa:

20 (10 – X) = 12X,

dónde X = 6,25.
Composición de la mezcla de equilibrio: 3,75 g A, 6,25 g B.
Respuesta. 3,75 g A, 6,25 g B.

Química Inorgánica

Problema 2(Departamento de Biología). ¿Qué volumen de dióxido de carbono (NO) se debe pasar a través de 200 g de una solución de hidróxido de calcio al 0,74% para que la masa del precipitado formado sea de 1,5 gy la solución sobre el precipitado no dé color con fenolftaleína?

Solución
Cuando el dióxido de carbono pasa a través de una solución de hidróxido de calcio, primero se forma un precipitado de carbonato de calcio:

que luego puede disolverse en exceso de CO2:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.

La dependencia de la masa de sedimento de la cantidad de sustancia CO 2 tiene la siguiente forma:

Si falta CO 2, la solución sobre el precipitado contendrá Ca(OH) 2 y dará un color púrpura con fenolftaleína. Según esta condición, no hay coloración, por lo tanto, el CO 2 está en exceso.
en comparación con Ca(OH) 2, es decir, primero todo el Ca(OH) 2 se convierte en CaCO 3 y luego el CaCO 3 se disuelve parcialmente en CO 2.

(Ca(OH)2) = 200 0,0074/74 = 0,02 mol, (CaCO3) = 1,5/100 = 0,015 mol.

Para que todo el Ca(OH) 2 pase a CaCO 3, se deben pasar 0,02 moles de CO 2 a través de la solución original, y luego se deben pasar otros 0,005 moles de CO 2 para que se disuelvan 0,005 moles de CaCO 3 y Quedan 0,015 moles.

V(CO2) = (0,02 + 0,005) 22,4 = 0,56 l.

Respuesta. 0,56 litros de CO2.

Química Orgánica

Problema 3(facultad química). Un hidrocarburo aromático con un anillo de benceno contiene 90,91% de carbono en masa. Cuando se oxidan 2,64 g de este hidrocarburo con una solución acidificada de permanganato de potasio, se liberan 962 ml de gas (a 20 °C y presión normal) y, tras la nitración, se forma una mezcla que contiene dos derivados mononitro. Establecer la posible estructura del hidrocarburo de partida y escribir los esquemas de las reacciones mencionadas. ¿Cuántos derivados mononitro se forman durante la nitración de un producto de oxidación de hidrocarburos?

Solución

1) Determine la fórmula molecular del hidrocarburo deseado:

(C):(H) = (90,91/12):(9,09/1) = 10:12.

Por tanto, el hidrocarburo es C 10 H 12 ( METRO= 132 g/mol) con un doble enlace en la cadena lateral.
2) Encuentra la composición de las cadenas laterales:

(C 10 H 12) = 2,64/132 = 0,02 moles,

(CO 2 ) = 101,3 0,962/(8,31 293) = 0,04 moles.

Esto significa que dos átomos de carbono abandonan la molécula C 10 H 12 durante la oxidación con permanganato de potasio, por lo tanto, había dos sustituyentes: CH 3 y C(CH 3) = CH 2 o CH = CH 2 y C 2 H 5.
3) Determinemos la orientación relativa de las cadenas laterales: tras la nitración, sólo el isómero para da dos derivados mononitro:

Cuando se nitra el producto de la oxidación completa, el ácido tereftálico, sólo se forma un derivado mononitro.

Bioquímica

Problema 4(Departamento de Biología). Con la hidrólisis completa de 49,50 g de oligosacárido, solo se formó un producto: la glucosa, cuya fermentación alcohólica produjo 22,08 g de etanol. Establezca el número de residuos de glucosa en la molécula de oligosacárido y calcule la masa de agua necesaria para la hidrólisis si el rendimiento de la reacción de fermentación es del 80%.

NORTE/( norte – 1) = 0,30/0,25.

Dónde norte = 6.
Respuesta. norte = 6; metro(h 2 O) = 4,50 g.

Problema 5(Facultad de Medicina). Con la hidrólisis completa del pentapéptido Met-encefalina, se obtuvieron los siguientes aminoácidos: glicina (Gly) – H 2 NCH 2 COOH, fenilalanina (Phe) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 5) COOH, tirosina (Tyr) – H 2 NCH (CH 2 C 6 H 4 OH) COOH, metionina (Met) – H 2 NCH (CH 2 CH 2 SCH 3) COOH. De los productos de la hidrólisis parcial del mismo péptido se aislaron sustancias con masas moleculares de 295, 279 y 296. Establezca dos posibles secuencias de aminoácidos en este péptido (en notación abreviada) y calcule su masa molar.

Solución
A partir de las masas molares de los péptidos, su composición se puede determinar mediante las ecuaciones de hidrólisis:

dipéptido + H 2 O = aminoácido I + aminoácido II,
tripéptido + 2H 2 O = aminoácido I + aminoácido II + aminoácido III.
Masas moleculares de aminoácidos:

Gly – 75, Phe – 165, Tyr – 181, Met – 149.

295 + 2 18 = 75 + 75 + 181,
tripéptido – Gly – Gly – Tyr;

279 + 2 18 = 75 + 75 + 165,
tripéptido – Gly – Gly – Phe;

296 + 18 = 165 + 149,
dipéptido – Phe-Met.

Estos péptidos se pueden combinar en un pentapéptido de la siguiente manera:

METRO= 296 + 295 – 18 = 573 g/mol.

También es posible la secuencia exactamente opuesta de aminoácidos:

Tyr–Gly–Gly–Phe–Met.

Respuesta.
Met–Phe–Gly–Gly–Tyr,
Tyr–Gly–Gly–Phe–Met; METRO= 573 g/mol.

La competencia para la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú y otras universidades químicas se ha mantenido estable en los últimos años y el nivel de formación de los solicitantes ha ido creciendo. Por lo tanto, en resumen, afirmamos que, a pesar de las difíciles circunstancias externas e internas, la educación química en Rusia tiene buenas perspectivas. Lo principal que nos convence de esto es el flujo inagotable de jóvenes talentos apasionados por nuestra querida ciencia, que se esfuerzan por obtener una buena educación y beneficiar a su país.

V.V.EREMIN,
Profesor asociado, Facultad de Química, Universidad Estatal de Moscú,
N.E.KUZMENKO,
Profesor, Facultad de Química, Universidad Estatal de Moscú
(Moscú)