Химик

Рабочие обязанности химика

• Проведение научных исследований. Химики ставят эксперименты, изучают химические реакции, свойства веществ, разрабатывают новые соединения и материалы с заданными характеристиками.
• Разработка технологических процессов. На производстве химики разрабатывают оптимальные методы синтеза химических веществ, подбирают условия и режимы проведения реакций, масштабируют лабораторные методики до промышленных масштабов.  
• Аналитический контроль. Специалисты разрабатывают и проводят методы анализа веществ, контролируют качество сырья, промежуточных и конечных продуктов на разных стадиях производства.
• Работа с документацией. Составляют научные отчёты, технологические регламенты, инструкции, оформляют патенты и нормативную документацию.
• Работа на различном лабораторном и промышленном оборудовании - химических реакторах, спектрометрах, хроматографах и т.д.
• Соблюдение правил техники безопасности и охраны труда при работе с химическими веществами и оборудованием.
• Преподавание и наставничество. При работе в в университетах и колледжах, химики проводят занятия по химическим дисциплинам, руководят научной работой студентов и аспирантов. На предприятиях опытные сотрудники выступают в роли наставников для молодых специалистов.

Необходимое образование

Для успешной работы обычно требуется высшее образование по специальности "Химия" или по одному из её разделов - неорганической, органической, физической или аналитической химии. Поступить на химические факультеты университетов можно после окончания школы, сдав ЕГЭ по химии, математике, русскому языку, а иногда и по физике. Учёба в вузе обычно занимает 4 года для получения степени бакалавра и ещё 2 года в магистратуре. За время обучения студенты получают фундаментальную подготовку по всем основным разделам химии, изучают высшую математику, физику, информатику, иностранный язык. Большое внимание уделяется лабораторным работам и практикумам, где студенты осваивают базовые экспериментальные методы и учатся работать с химическим оборудованием. После окончания вуза студенты защищают дипломный проект и получают квалификацию химика-исследователя или химика-технолога.

Для работы в научных учреждениях обычно требуется более высокая квалификация. Выпускники вузов могут поступить в аспирантуру и продолжить обучение ещё 3-4 года, по окончании которой защищают кандидатскую диссертацию и получают учёную степень кандидата химических наук.

На некоторые должности в химической промышленности могут брать выпускников химических колледжей и техникумов, где готовят химиков-лаборантов и техников. Иногда на химические производства приходят работать люди с образованием в смежных областях - биотехнологии, фармации, материаловедении. Многие рабочие специальности в химической отрасли не требуют высшего образования, достаточно профессионального обучения или среднего специального образования. Однако для работы химиком-исследователем, инженером-технологом высшее химическое образование является обязательным требованием.

Рабочее место

1. Научно-исследовательские институты и лаборатории. Здесь химики проводят фундаментальные и прикладные исследования, занимаются разработкой новых веществ, материалов и технологий. Рабочее место - это, как правило, хорошо оснащённая лаборатория с различным исследовательским оборудованием - химическими реакторами, спектрометрами, хроматографами, электронными микроскопами.
2. Химические и фармацевтические предприятия. На производстве химики работают в цехах, лабораториях, отделах технического контроля. Они следят за ходом технологических процессов, проводят анализы сырья и продукции, разрабатывают методы оптимизации производства.
3. Государственные контролирующие органы. В структурах Роспотребнадзора, Росприроднадзора, Ростехнадзора химики занимаются экспертизой химических производств, следят за соблюдением экологических норм и стандартов качества, расследуют причины аварий и инцидентов.
4. Образовательные учреждения. В школах, колледжах, университетах химики преподают химические дисциплины, проводят лабораторные занятия со студентами, руководят научно-исследовательской работой учащихся. Рабочее место преподавателя - это учебные классы, лекционные аудитории, студенческие лаборатории.
5. Экспертные и криминалистические лаборатории. Работа экспертами в лабораториях различных ведомств - МВД, ФСБ, МЧС, таможенной службы. Проводение экспертиз в рамках расследования преступлений и происшествий, выявление наркотических и отравляющих веществ, анализ улик с мест преступлений.

Используемые инструменты и технологии

1. Лабораторная посуда и оборудование: колбы, пробирки, мерные цилиндры, химические реакторы, термостаты - всё это базовое оборудование любой химической лаборатории. Современные лаборатории также оснащены автоматическими дозаторами, диспенсерами, системами фильтрации и очистки воды.
2. Аналитические приборы: для исследования состава и структуры веществ химики используют различные спектральные методы (ИК-, ЯМР-, масс-спектроскопия), хроматографию, рентгеноструктурный анализ. Каждый метод требует специального оборудования - спектрометров, хроматографов, дифрактометров.
3. Микроскопия: для изучения морфологии и микроструктуры веществ применяются оптические и электронные микроскопы. Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия позволяет получать изображения образцов с атомарным разрешением.
4. Компьютерное моделирование: современная химия немыслима без компьютерных технологий. Методы квантовой химии и молекулярной динамики позволяют рассчитывать структуру и свойства молекул, моделировать химические реакции. Используются специализированное программное обеспечение (Gaussian, VASP, GROMACS) и мощные вычислительные кластеры.
5. Технологическое оборудование: в химической промышленности используется разнообразное крупногабаритное оборудование - химические реакторы, ректификационные колонны, абсорберы, сушилки, кристаллизаторы, фильтры. Для управления технологическими процессами применяются автоматизированные системы контроля и сбора данных (SCADA).
6. Средства автоматизации: современные химические лаборатории оснащены роботизированными системами для автоматического синтеза, дозирования реагентов и проведения экспериментов. Это позволяет ставить большие серии опытов и ускоряет разработку новых соединений.
7. Базы данных и информационные системы: химия - информационно-ёмкая наука. Химики активно используют специализированные базы данных (Reaxys, SciFinder), содержащие информацию о миллионах химических соединений, реакций и патентов. Информационные технологии применяются также для статистической обработки данных, хемометрики, управления лабораторной информацией.

Востребованность и перспективы

Химическая промышленность - одна из базовых отраслей экономики, и она постоянно нуждается в квалифицированных кадрах. Крупнейшие химические и нефтехимические компании, такие как "Сибур", "Еврохим", "Фосагро", "Уралкалий", регулярно приглашают на работу выпускников химических специальностей. Растёт спрос на химиков в фармацевтической отрасли, которая активно развивается в последние годы. Химики нужны в научно-исследовательских институтах, инжиниринговых центрах, лабораториях контроля качества на предприятиях различных отраслей.

Наиболее перспективными направлениями для трудоустройства химиков сейчас выглядят новые высокотехнологичные области, связанные с разработкой современных материалов, биотехнологиями, фармацевтикой, экологией. Востребованы химики-исследователи на стыке наук - в биохимии, геохимии, химической физике. Хорошие перспективы есть у специалистов по химической технологии и инжинирингу - эти профессии находятся на стыке химии и других инженерных дисциплин.

Востребованность химиков зависит и от региона. Наиболее благоприятная ситуация сложилась в крупных промышленных центрах, где сосредоточены химические предприятия и научные учреждения - в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде. В то же время в небольших городах и других регионах найти работу по специальности может оказаться непросто.

Видео о профессии

Профессия "Химик"

Возможные специализации и направления

Химик-технолог - разрабатывает и оптимизирует промышленные процессы производства химических веществ. Подбирает оптимальные условия проведения реакций, режимы работы оборудования, методы очистки продуктов. Следит за соблюдением технологических регламентов и качеством выпускаемой продукции.

Химик-аналитик - проводит качественный и количественный анализ состава веществ и материалов с использованием различных инструментальных методов. Разрабатывает новые методики анализа, проводит метрологическую аттестацию приборов и методик.

Химик-синтетик - занимается получением новых веществ и материалов путём проведения химических реакций. Подбирает оптимальные методы синтеза, реагенты, катализаторы. Выделяет и очищает полученные вещества, изучает их структуру и свойства.

Химик-фармацевт - разрабатывает технологии производства лекарственных субстанций и готовых лекарственных форм. Проводит анализ качества фармацевтических препаратов, участвует в их стандартизации и сертификации. Изучает совместимость компонентов, стабильность лекарственных форм.

Геохимик - изучает химический состав Земли, распространённость и миграцию химических элементов в земной коре, гидросфере и атмосфере. Проводит анализ минералов, горных пород, природных вод. Занимается поисками месторождений полезных ископаемых, оценкой их запасов.

Химик-криминалист - проводит исследование вещественных доказательств, изымаемых с мест преступлений, с целью установления их химического состава, структуры и происхождения. Выявляет следы взрывчатых и наркотических веществ, ядов, горюче-смазочных материалов и др.

Радиохимик - работает с радиоактивными элементами и их соединениями. Разрабатывает методы получения, разделения и анализа радионуклидов. Изучает поведение радиоактивных веществ в окружающей среде, занимается проблемами обращения с радиоактивными отходами.

Нанохимик - синтезирует и изучает вещества и материалы, имеющие размеры в диапазоне от 1 до 100 нанометров. Разрабатывает методы получения наночастиц, нанопорошков, тонких плёнок и покрытий с заданными свойствами. Исследует самоорганизацию и самосборку наноструктур.

Интересные факты

• Дмитрий Менделеев, создатель Периодической таблицы химических элементов, был также экспертом в производстве чемоданов. Он создал собственный рецепт бездымного пороха и помогал в разработке русского таможенного тарифа.
• Самый долгий в истории химический эксперимент продолжается уже почти 100 лет. В 1927 году профессор Томас Парнелл из Университета Квинсленда начал опыт по изучению текучести твёрдых тел. Он залил горячую смолу в воронку и стал ждать, пока она стечёт вниз. Одна капля падает примерно раз в десять лет. Сейчас эксперимент продолжают его последователи, за почти век из воронки вытекло всего 9 капель.
• Лайнус Полинг, американский химик, получил Нобелевскую премию по химии в 1954 году за исследования природы химической связи. Он также получил Нобелевскую премию мира в 1962 году, став первым человеком, получившим две несовместные Нобелевские премии. Также Полинг получил Международную Ленинскую премию «За укрепление мира между народами»
• Роберт Бойль, живший в XVII веке, считается одним из основателей современной химии. Он сформулировал закон Бойля, описывающий обратную зависимость между давлением и объемом газа при постоянной температуре.
• Рой Планкетт, американский химик, случайно открыл тефлон (политетрафторэтилен) в 1938 году, работая над хладагентами. Однажды он обнаружил, что газ в контейнере полимеризовался в белое вещество с уникальными антипригарными свойствами. Этот материал стал широко использоваться в кухонных принадлежностях и промышленности.

Компании мечты

Российские:

1. СИБУР - крупнейшая нефтехимическая компания России, производит широкий спектр полимеров, пластиков, синтетических каучуков, органических кислот и др. 
2. ФосАгро - один из ведущих мировых производителей фосфорсодержащих удобрений. Имеет собственные научные центры и лаборатории.
3. Нижнекамскнефтехим - крупный производитель синтетических каучуков, пластиков, мономеров и другой нефтехимической продукции.
4. Р-Фарм - российская фармацевтическая компания, производит лекарственные препараты различных терапевтических групп, в том числе биотехнологические.
5. Уралхим - одна из крупнейших компаний на рынке минеральных удобрений в России, производит аммиак, азотные и комплексные удобрения.
6. Научные институты Российской академии наук - Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского, Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова, Институт физической химии и электрохимии и др.

Зарубежные:

1. BASF (Германия) - крупнейшая химическая компания мира, производит огромный ассортимент продуктов - от пластиков и красителей до пестицидов и катализаторов.
2. DuPont (США) - одна из старейших химических корпораций, известна разработкой уникальных полимерных материалов, в том числе неопрена, нейлона, тефлона, кевлара.
3. Bayer (Германия) - международный химико-фармацевтический концерн. Разрабатывает и производит лекарственные препараты, средства защиты растений, полимеры и др.
4. LyondellBasell (Нидерланды/США) - одна из крупнейших мировых компаний в сфере полимеров, нефтехимии и топлива.
5. Syngenta (Швейцария) - компания, специализирующаяся на производстве семян и средств защиты растений. Активно применяет биотехнологии и генную инженерию.
6. L'Oreal (Франция) - лидер мирового рынка косметики и парфюмерии. Имеет собственные исследовательские центры, где химики разрабатывают новые косметические продукты и активные ингредиенты.
7. Pfizer (США) - одна из крупнейших фармацевтических корпораций мира. Разрабатывает и производит инновационные лекарственные препараты широкого спектра действия.

Известные химики

Российские химики:

1. Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) - создатель Периодической таблицы химических элементов, автор фундаментальных исследований по химии растворов, физической химии, метрологии.
2. Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886) - основоположник теории химического строения органических соединений, первооткрыватель реакции синтеза углеводов.
3. Владимир Николаевич Ипатьев (1867-1952) - выдающийся советский химик-органик, разработчик методов каталитического синтеза, гидрогенизации и дегидрогенизации органических соединений.
4. Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953) - изобретатель угольного противогаза, основоположник гетерогенного катализа и нефтехимии, исследователь химии белков и аминокислот.
5. Алексей Николаевич Несмеянов (1899-1980) - основатель научной школы элементоорганической химии, разработчик методов синтеза металлоорганических соединений и их применения в катализе.

Зарубежные химики:

1. Антуан Лавуазье (1743-1794) - французский химик, один из основоположников современной химии, открыл роль кислорода в процессах горения и дыхания, опроверг теорию флогистона.
2. Джон Дальтон (1766-1844) - английский химик и физик, создатель первой научной теории строения вещества - атомистической теории, открыл закон парциальных давлений газов.
3. Фредерик Сенгер (1918-2013) - британский биохимик, дважды лауреат Нобелевской премии по химии (1958, 1980). Определил полную аминокислотную последовательность инсулина, разработал метод секвенирования ДНК.
4. Лайнус Полинг (1901-1994) - американский химик и кристаллограф, лауреат Нобелевской премии по химии (1954) и премии мира (1962). Один из основоположников квантовой химии и молекулярной биологии, исследователь природы химической связи.
5. Роберт Вудворд (1917-1979) - американский химик-органик, лауреат Нобелевской премии по химии (1965). Осуществил полный синтез многих природных соединений, в том числе хинина, холестерина, стрихнина, хлорофилла.
6. Гертруда Белл Элайон (1918-1999) - американский биохимик и фармаколог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1988). Разработала первые эффективные лекарства против лейкемии, малярии, герпеса, ревматоидного артрита.
7. Ада Йонат (род. 1939) - израильский кристаллограф, лауреат Нобелевской премии по химии (2009). Провела исследования структуры и функций рибосомы методом рентгеноструктурного анализа.

История профессии

Корни химии уходят в глубокую древность, когда люди впервые начали использовать природные вещества для своих нужд - плавить металлы, изготавливать керамику, получать стекло и красители. Уже алхимики Древнего Египта, Китая и Индии накопили обширные знания о свойствах различных веществ и минералов, научились проводить такие химические процессы, как перегонка, возгонка, кристаллизация.

В эпоху Средневековья алхимия получила широкое распространение в Европе и исламском мире. Основной целью алхимиков был поиск философского камня - мифического вещества, способного превращать неблагородные металлы в золото и серебро, а также дарующего бессмертие. Хотя эта цель так и не была достигнута, в ходе алхимических экспериментов было открыто множество новых веществ и химических реакций, заложены основы лабораторной техники.

Становление химии как полноценной науки началось в XVII-XVIII веках благодаря трудам таких учёных, как Роберт Бойль, Антуан Лавуазье, Михаил Ломоносов. Они отвергли мистические представления алхимиков и заложили основы количественного экспериментального подхода в химии. Лавуазье опроверг господствовавшую в то время теорию флогистона и показал роль кислорода в процессах горения и дыхания. Джон Дальтон и Амедео Авогадро разработали атомно-молекулярное учение, заложив фундамент современной химической теории.

XIX век стал временем бурного развития органической химии. Фридрих Вёлер осуществил первый синтез органического соединения из неорганических веществ, опровергнув догму о "жизненной силе". Александр Бутлеров сформулировал теорию химического строения, объяснив явление изомерии. Дмитрий Менделеев открыл периодический закон и создал Периодическую систему элементов, предсказав существование ещё не открытых элементов.

Научные достижения химиков нашли широкое практическое применение в промышленности. В конце XIX века начался "золотой век" химии красителей, появились первые пластмассы и синтетические лекарственные препараты. В первой половине XX века были разработаны промышленные методы синтеза аммиака (процесс Габера-Боша), получения синтетического каучука, нефтехимического синтеза. Огромный вклад в победу во Второй мировой войне внесли химики, разработавшие новые виды топлива, взрывчатых веществ, синтетических материалов.

Во второй половине XX века химия вступила в новую эру благодаря достижениям квантовой физики и вычислительной техники. Появились такие мощные экспериментальные методы, как рентгеноструктурный анализ, ЯМР- и масс-спектроскопия, хроматография. Химики научились определять структуру сложнейших природных соединений, таких как витамины, гормоны, антибиотики. Были разработаны промышленные методы получения полимеров, композиционных материалов, лекарственных препаратов.

Сегодня химия остаётся одной из самых динамично развивающихся областей науки. Передний край исследований сместился на молекулярный и наноуровень. Химики создают "умные" материалы и покрытия, светоизлучающие полимеры, биосовместимые имплантаты. В области фармацевтики активно применяются методы комбинаторного синтеза и компьютерного моделирования для поиска новых лекарств. Всё более важную роль играют "зелёные" химические технологии, позволяющие получать ценные продукты из возобновляемого сырья, снижать энергопотребление и количество отходов.