Кем быть? Как открыть своё дело?

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Выбор профессии очень важный и сложный этап в жизни человека.
В современных социально-экономических условиях нашей страны перед школьником стоит проблема профессионального самоопределения.

Для достижения цели, нужно решить следующие задачи:
Зачем нужна чистая медь?
Находится ли медь в природе в чистом виде?
Какие способы получения меди существуют?
Какое оборудование необходимо?
Какие специалисты нужны?
Как получение меди влияет на экологию?
Тема проекта: «Химия в профессиях»
Наша цель – найти ответ на вопрос: Как открыть завод по производству чистой меди? Сделать выбор относительно профессий связанных с химией.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Для этого мы разделились на группы:
геологов химиков- технологов
Экологов
менеджеров
инженеров по оборудованию
кадровиков

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Группа геологов : Медь в чистом виде, в настоящее время, встречается крайне редко. Она встречается в виде минералов: борнит, халькопирит - CuFeS2( медный колчедан), халькозин Cu2S (медный блеск), ковеллин CuS), малахит Cu2(CO3)(OH)2.
В России: медных руд находятся на Урале: Краснотурьинск, Красноуральск, Кировоград, Ревда, Медногорск,Гай, Лекык-Тальбейское. А так же близ г. Норильск- Талнахское, Удоканское-Восточная сибирь, на Камчатке. В Западных Саянах.
Вывод: Самые богатые минеральными рудами – Уральские горы.

Тема проекта: «Химия в профессиях»

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Группа химиков- технологов.
Существует несколько способов получения меди:
Пирометаллургический (химические реакции при высокой температуре);
Электрометаллургический (химические реакции под действием электрического тока).
В пирометаллургическом способе нужно минералы перевести в оксид меди, и восстанавливать медь с помощью восстановителей: газ водород, угарный газ, уголь, алюминотермия. При этом нужно разогревать реакционную смесь до 1600-1800 градусов.
В электрометаллургическом способе проводят электролиз расплава (при этом расплавляют минерал при высокой температуре) или раствора (при этом минерал переводят в раствор), опускают электроды, на катоде выделяется медь
Вывод: Подходящий способ для школьной лаборатории: электролиз раствора. Опыт можно проводить при комнатной температуре.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Группа инженеров по оборудованию
Медь получают пирометаллургическим или электрометаллургическим способом (электролиз расплава), оба этих метода требуют нагрева до высокой температуры. Поэтому нужны:
Источники энергии (электричество, уголь, мазут, газ);
Печи, где будет нагреваться реакционная смесь, изготовленные из огнеупорного материала;
Руду нужно измельчать и подавать сверху, а газообразные восстановители, нагретыми снизу, чтобы получался кипящий слой (пирометал), Компрессор;
Электроды для электролиза расплава;
Пылеуловители, фильтры для газов;
Для электролиза раствора необходимо: электрический ток, кислотоупорные бункеры, для растворов, электроды.
Вывод: для школьной лаборатории подходит электрометаллургический метод –электролиз раствора, т.к. нужно простое оборудование: источник постоянного тока, электроды, водный раствор соли меди, стеклянный стакан.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Группа Экологов
При производстве пирометаллургическом методом образуются ядовитые газы:SO2, CO2, CO, которые могут попасть в атмосферу. Можно этого избежать, если установить газоуловители-адсорбенты. Из этих газов можно получить другие полезные вещества.
При производстве электрометаллургическом методом может образоваться серная кислота, при попадании в сточные воды, нанесёт вред. Можно этого избежать, если своевременно удалять серную кислоту и использовать для других полезных целей.
Для охраны здоровья работников производства необходимо обеспечить их спецодеждой, индивидуальными средствами защиты, Социальный пакет: Охрана здоровья работников (санатории, дома отдыха), повышение квалификации.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Группа менеджеров
Чистая медь применяется в электротехнической промышленности для производства проводов, кабелей, плат, входит в состав сплавов.
Провода, кабели, платы используются в аудио-, видео-, электротехнике, в телефонных аппаратах, для передачи информации на расстоянии. Сплавы с медью – это бронза- детали машин, пружины и инструменты, не образующие при ударе искр, струны музыкальных инструментов, декоративное применение; латунь –детали механизмов и предметы быта(краны), нейзильбер – монеты; константан- электроизмерительные приборы, мельхиор – монеты, предметы быта (столовы приборы); никелин – электрические нагреватели.
Вывод: медь очень необходимый металл для нашей жизни.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Группа кадровиков.
Для производства меди необходимы следующие специалисты:
Инженер-технолог; Лаборанты заводской лаборатории;
Аппаратчик; оператором; Инженер по охране труда и технике безопасности;
Машинист-компрессорщик; Эколог; Менеджер.
Инженер-технолог всегда в поиске. Как улучшить экономические показатели произ­водства, повысить качество получаемых ве­ществ, как использовать отходы, чтобы они тоже приносили пользу, а не отравляли ок­ружающую природу? Изменились показате­ли исходного сырья — ведь природа, дающая его, не придерживается стандартов: перед технологом возникает задача найти такие па­раметры технологического процесса, чтобы конечный продукт по качеству не отличался от требуемого. Решение этих задач основано на опыте и больших знаниях. Инженеру-технологу требуется знание физики, мате­матики и, конечно, химии, общих техниче­ских и инженерных дисциплин: черчения, теоретической механики, теории машин и механизмов, сопротивления материалов. Будущие технологи изучают общую хими­ческую технологию, основы химического анализа, процессы и аппараты химической промышленности, контрольно-измеритель- ные приборы и автоматику, основы работы с электронно-вычислительными машинами.
Инженер-технолог должен обладать интеллектуальными и специальными умениями и навыками, применять знания, пользоваться логическими приемами: сравнения, обобщения, анализ. Также должен обладать наблюдательностью, ситуативной сообразительностью, быстротой реакции. Получить эту специальность можно в техническом вузе.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Аппаратчик (химического производства). Завод - ряд соединенных трубами больших резервуаров (емкостью в десятки, сотни или тысячи кубометров), систему их загрузки, подогрева (печи, паропроводы), приборы контроля, вентили (краны), переключатели, рукоятей управления загрузкой, по­догревом, охлаждением и т. п. Вся совокупность технических сооружений и средств, обеспечивающих нормальные режимы протекания определенных химических реакций, называется аппаратом, а управляющие им люди — аппаратчиками.
Процессы превращения веществ, протекающие в химических аппаратах, не наблюдаемы. Чтобы управлять этими про­цессами, о них приходится судить в основном по показаниям приборов, по лабораторным пробам. В зависимости от показаний приборов, анализов, а также опираясь на инструкции, правила, свои познания (в области химической технологии и т. п.), аппаратчик рассчитывает и регулирует подачу химического сырья, полуфабрикатов, электроэнергии и обеспечивает другие факторы (условия) протекания химических реакций. Основная цель — обеспечить по­лучение определенного вещества в требуемом количестве и заданного качества (без примесей и т. д.).
Аппаратчик должен многое знать, а главное — уметь быстро
принимать правильное решение по ходу технологического процесса. От него требуется хорошее оперативно-практическое
мышление, способность не теряться в аварийной обстановке. Получить эту специальность можно в колледже, например, Химико-механический колледж.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Машинист-компрессорщик – его работа требует знаний основ механики и химии, законов термодинамики и электротехники. Он должен знать устройство, принцип работы и правила эксплуатации оборудования, контрольно-измерительных приборов и автоматов, сущность и схему технологического процесса синтеза аммиака и его зависимость от режима работы компрессоров, физико-химические свойства сжимаемых газов. Он должен знать возможные типичные неполадки в работе оборудования, причины их возникновения и способы устранения, систему сигнализации и блокирования. Он должен уметь читать чертежи и схемы, знать слесарное дело, потому что в его обязанности входит участие в профилактическом и капитальном ремонте. Получить эту специальность можно в колледже, например, Химико-механический колледж.
Лаборанты заводской лаборатории играют важную роль. Так как, все процессы происходят в закрытых аппаратах, т. е. не наблюдаемы, все вышеуказанные специалисты судят о протекающих реакциях только по приборам или на основе лабораторных анализов. В нашем случае –инженер-технолог и оператор судят о процессе – о выходе продукта и степени его чистоты, компрессорщик – о составе и качестве исходной смеси. Поэтому лаборанты должны уметь выполнять эксперимент, соблюдать правила работы с веществами и приборами, готовить растворы, составлять графики, выполнять вычисления…Получить эту специальность можно в колледже, например, Химико-механический колледж.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
В настоящее, время все заводы переведены на автоматическое управление.
Работник, ведущий технологический процёсс центрального пульта управления, называется оператором. В его обязанности входит контролировать и координировать работу отдельных узлов производства. С помощью контрольно-измерительных приборов он непрерывно получает информацию о расходе сырья и вспомогательных материалов, температуре и давлении и т. д., записывает необходимые данные, анализирует их и управляет работой автоматических регуляторов. Он непрерывно осмысливает технологическую ситуацию и находится в состоянии постоянной готовности принять решение.
Оператор должен знать химическое строение веществ, их состояние, плотность, относительную атомную и относительную молекулярную массу, основные законы химии, а также хими­ческие формулы, состав и свойства всех веществ, с которыми работает. Кроме того, ему необходимо знать устройство, принцип действия и правила эксплуатации оборудования, назначение контрольно-измерительных приборов. Оператор должен быть наблюдательным, уметь распределять свое внимание, обладать хорошей памятью, сообразительностью, быстро ориентироваться в сложившейся технологической ситуации, принимать экстренные решения в аварийных условиях и вместе с тем быть уравновешенным, спокойным, дисциплинированным, ибо ему приходится иметь дело с легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами. Получить эту специальность можно в колледже, например, Химико-механический колледж.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Эколог – специалист, который проводит экспертизу и прогноз (оценку влияния производственных процессов на окружающую среду, природохозяйственные объекты человека), участвует в экологической оценке различных хозяйственных мероприятий и проектов. Он должен знать такие науки – биология, климатология, метеорология, технология производства, правовые нормы охраны природы. Также уметь аналитически мыслить, наблюдать, уметь убеждать. К слову об охране окружающей среды: конечно же, наилучшим способом решения проблемы снижения вредности производства, служит применение безотходного производства. В нашем случае – непрореагировавшие газы многократно возвращаются в производство. В других случаях к современным методам относятся фильтрация, пыле-, газоуловители, обезвреживание, биологическая очистка, осаждение в специальных отстойниках, химические методы и т.д… Все равно это не панацея, необходимо систематически контролировать состояние окружающей среды. Получить эту специальность можно в техническом вузе.
Инженер по охране труда и технике безопасности – этот специалист, который контролирует обеспечение безопасности труда работников. Ему необходимо следить за предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ в воздухе производственных помещений и на территории предприятий, а так же за строгое соблюдение мер для предотвращения пожаров и быстрой ликвидацией возможных возгораний. Он контролирует обеспечение работников индивидуальными средствами защиты от вредных веществ. Получить эту специальность можно в техническом вузе.
Менеджер - специалист, который занимается поиском рынка сбыта продукции, а также сырья и оборудования. Должен знать экономику, технологию производства. Получить эту специальность можно в экономическом вузе или колледже.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Практическая часть.
Из наших исследований мы пришли к выводу, что наиболее оптимальный способ получения меди в школьной лаборатории – электролиз раствора медного купороса.
Мы выступили в роли:
аппаратчика – следили за источником питания, приготовили запасной источник энергии.
химика-технолога - составили необходимые уравнения химических реакций и расчёты для опыта.
экологов – проверили наличие серной кислоты, утилизировали её;
инженеров по оборудованию- собирали установку, провели опыт.
Лаборант - проводили взвешивание на весах необходимых веществ, приготовили необходимые растворы, расчёты выхода продукта.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Так выглядит эксперимент
Полученная медь
Мы взяли 1 г медного купороса и получили 0,5 г Меди, что составило 50% выхода продукта от теоретически возможного.

Тема проекта: «Химия в профессиях»
Выводы:
Самые богатые минеральными рудами – Уральские горы. Медь очень необходимый металл для нашей жизни.
Медь можно получить: Пирометаллургическим и Электрометаллургическим методом, последний подходит к школьной лаборатории.
Для производства меди в промышленных масштабах нужно сложное оборудование, а в школе, простое оборудование: источник постоянного тока, электроды, водный раствор соли меди, стеклянный стакан.
Для производства меди нужны специалисты:Инженер-технолог; Лаборанты заводской лаборатории; Аппаратчик; оператор; Инженер по охране труда и технике безопасности; Машинист-компрессорщик; Эколог; Менеджер.
Мы попробовали себя в профессиях связанных с химией и сделали свой выбор.
Чтобы открыть своё дело, нужно знать о нём всё.