Из истории возникновения химии.
Химия, как одна из наук, изучающих явления природы, зародилась в Древнем Египте еще до нашей эры, одной из самых технически развитых стран в те времена. Первые сведения о химических превращениях люди получили, занимаясь различными ремеслами, когда красили ткани, выплавляли металл, изготавливали стекло. Тогда появились определённые приёмы и рецепты, но химия ещё не была наукой. Уже тогда химия была нужна человечеству в основном для того, чтобы получать от природы все необходимые для жизнедеятельности человека материалы - металлы, керамику, известь, цемент, стекло, красители, лекарства, драгоценные металлы и т.д. С самой древности основной задачей химии было получение веществ с необходимыми свойствами.
В Древнем Египте химия считалась божественной наукой и ее секреты тщательно оберегались жрецами. Несмотря на это, некоторые сведения просачивались за пределы страны и доходили до Европы через Византию.
В VIII веке, в завоеванных арабами европейских странах, эта наука распростаняется под названием "алхимия". Следует отметить, что в истории развития химии как науки, алхимия характеризует целую эпоху. Основной задачей алхимиков было найти "философский камень", якобы превращающий любой металл в золото. Несмотря на обширные знания, полученные в результате экспериментов, теоретические воззрения алхимиков отставали на несколько веков. Но поскольку они проводили различные опыты, им удалось сделать несколько важных практических изобретений. Стали использоваться печи, реторы, колбы, аппараты для перегонки жидкостей. Алхимики приготовили важнейшие кислоты, соли и оксиды, описали способы разложения руд и минералов. Как теорию алхимики использовали учение Аристотеля (384- 322 гг до н.э.) о четырех принципах природы (холод, тепло, сухость и влажность) и четырех элементах (земля, огонь, воздух и вода), впоследствии добавив к ним растворимость (соль), горючесть (серу) и металличность (ртуть).
В начале XVI века в алхимии начинается новая эра. Ее возникновение и развитие связано с учениями Парацельса (1493- 1541) и Агриколы (1494- 1555). Парацельс утверждал, что основной задачей химии является изготовление лекарств, а не золота и серебра. Парацельс имел большой успех, предложив лечить некоторые болезни, используя простые неорганические соединения вместо органических экстрактов. Это побудило многих врачей примкнуть к его школе и заинтересоваться химией, что послужило мощным толчком для ее развития. Агрикола же изучал горное дело и металлургию. Его труд "О металлах" более 200 лет являлся учебником по горному делу.
В XVII веке теория алхимии уже не отвечала требованиям практики. В 1661 г. Бойль выступил против господствующих в химии представлений и подверг жесточайшей критике теорию алхимиков. Он впервые определил центральный объект исследования химии: попытался дать определение химического элемента. Бойль считал, что элемент-это предел разложения вещества на составные части. Разлагая природные вещества на их составные, исследователи сделали много важных наблюдений, открыли новые элементы и соединения. Химик стали изучать, что из чего состоит.
В 1700 году Шталем была развита флогистонная теория, согласно которой все тела, способные гореть и окисляться, содержат вещество флогистон. При горении или окислении флогистон покидает тело, в чем и состоит сущность этих процессов. За время почти столетнего господства теории флогистона были открыты многие газы, изучены различные металлы, оксиды, соли. Однако, противоречивость этой теории тормозила дальнейшее развитие химии.
В 1772- 1777 годах Лавуазье, в результате проведенных им экспериментов, доказал, что процесс горения является реакцией соединения кислорода воздуха и горящего вещества. Таким образом, теория флогистона была опровергнута.
В XVIII веке химия начинает развиваться как точная наука. В начале 19 в. англичанин Дж. Дальтон ввёл понятие атомного веса. Каждый химический элемент получил свою важнейшую характеристику. Атомно-молекулярное учение стало основой теоретической химии. Благодаря этому учению Д. И. Менделеев открыл периодический закон, названный его именем, и составил периодическую таблицу элементов. В 19 в. чётко определились два основных раздела химии: органическая и неорганическая. В конце столетия в самостоятельную отрасль оформилась физическая химия. Результаты химических исследований всё шире стали использоваться в практике, а это повлекло за собой развитие химической технологии.
О пользе и вреде химии.
О пользе химии.
Химическое искусство возникло в глубокой древности, и его трудно отличить от производства, потому что, подобно сёстрам-близнецам, оно одновременно рождалось у горна металлурга, в мастерской красильщика и стекольщика. Корни химии проросли в плодородной почве металлургической и фармацевтической практики. Письменных источников, по которым можно было судить об уровне древней ремесленной химии, сохранилось мало. Изучение археологических объектов с помощью современных физико-химических методов приоткрывает завесу в мир ремесла древнего человека. Установлено, что в Месопотамии в 14-11 вв. до н.э. применяли печи, в которых при сжигании угля можно было получить высокую температуру (1100-1200 С),что позволяло выплавлять и очищать металлы, варить стекло из поташа и соды, обжигать керамику. Технохимия и металлургия достигли высокого уровня в Древней Индии. Многочисленные рецепты изготовления мазей, лекарств, красок, изложенные в папирусах, показывают высокий уровень развития ремесленной химии, косметики и фармации уже в середине второго тысячелетия до н.э. По выражению А. Лукаса, "косметика так же стара, как человеческое тщеславие". Широкое распространение в древности получили рецепты изготовления пищевых продуктов, обработки и окраски кож и мехов. В пятом тысячелетии до н. э. Были хорошо развиты практическая технология дубления, крашения, парфюмерное дело, изготовление моющих средств. В одной из сохранившихся рукописей Древнего Египта, в так называемом "Папирусе Эбереса" (16 в. до н. э.),приведён ряд рецептов изготовления фармацевтических препаратов. Описаны способы извлечения из растений различных соков и масел путём выпаривания, настаивания, выжимания, сбраживания, процеживания. Приёмы возгонки, перегонки, экстрагирования, фильтрации широко применялись в различных технологических операциях. Древние специалисты химического искусства: плавильщики, стеклодувы, красильщики, мыловары-были "химиками-технологами". Это были люди чистой практики, для которых "теория" значила мало или вообще ничего не значила. Они устно передавали свой богатый опыт каждому новому поколению. Никто в то время этот опыт не обобщал и не описывал, и если в папирусах сохранились отдельные рецепты, то это было далеко не то, что могли делать руки мастера. А могли они делать немало. Достаточно напомнить о красивой глазури (обливные облицовочные плитки, для окраски которых применялись такие оксиды, как СuО, СоО, FeO, PbO). В Древнем Египте был разработан способ получения чистого золота. Обработку породы начинали с дробления кварца, содержащего золото, затем куски кварца сплавляли в герметически закрытых тиглях с поваренной солью, свинцом, оловом, при этом серебро переходило в хлорид серебра. Кроме золота, в древности были известны серебро, железо, олово, ртуть, медь, свинец. Согласно учению древних, семь металлов олицетворяло семь планет. Усовершенствование процесса получения бронзы вызвало рождение технологии тепловой обработки сплавов.
О вреде химии.
После появления ядерного топлива к химии стали относиться всё хуже и хуже. Первые электростанции, работавшие на ядерном топливе, появились 1950-х годах. В случае утечки такого топлива оно заражает всё вокруг даже воздух. Многие люди, обеспокоенные этим, устраивали демонстрации протеста против использования атомной энергии. До 1950-х годов большинство электростанций работало на нефти на угле. Такое топливо не столь опасно, как ядерное, но его запасы рано или поздно должны истощиться. К тому же выделяющейся дым растворяется в дождевой влаге. Когда такой дождь выпадает на землю, он наносит ущерб пастбищам и лесам. Эти дожди называются кислотными. В 1986 году на атомной электростанции в украинском городе Чернобыле произошла сильная утечка ядерного топлива. Вся местность на много километров была заражена. До сих пор людям небезопасно жить в районе Чернобыля, употреблять произведённые там продукты питания, пить воду из местных водоёмов.
Истоки химических знаний.
2500 - 2000 гг до н.э.
Проникновение меди с Востока в Европу. В Вавилоне изобретены весы - орудие для измерения количества золота и др. материалов. Прообразом для них послужило коромысло носильщика тяжестей.
2000 - 1500 гг до н.э.
В египетских пирамидах найдены образцы стекла и ковкого железа.
1300 - 1000 гг до н.э.
В Древней Греции известны медь, железо, олово, свинец, закаливание стали и действие навоза как удобрения.
1 в. до н.э.
В поэме Лукреция Кара "О природе вещей" несуществующим богам противопоставляются невидимые атомы, с помощью которых объясняется все многообразие явлений окружающего мира, в том числе ветры и бури, распространение запахов, испарение и конденсация воды.
700 - 1000 гг
Арабский алхимик Джабир ибн Хайян и его последователи в результате безуспешных попыток превратить неблагородные металлы в золото применили кристаллизацию и фильтрование при очистке химических веществ; описали получение серной, азотной , уксусной кислот и царской водки (указали на ее способность растворять золото); приготовили нитрат серебра, сулему, нашатырь и белый мышьяк (мышьяковистую кислоту).
1000 - 1200 гг
В "Книге о весах мудрости" арабский ученый Алказини приводит удельные веса 50 различных веществ. В "Книге тайн" Абу-ар-Рази впервые классифицируются все вещества на землистые (минеральные), растительные и животные; описаны кальцинация (обжиг) металлов и других веществ, растворение, возгонка, плавление, дистилляция, альгамирование, сгущение и т.п.
1280 г
Арнальдо Вилланованский описал приготовление эфирных масел.
1300 - 1400 гг
Монаху Бертольду Шварцу приписывают изобретение пороха (в Европе). (В Китае порох был известен еще в начале нашей эры).
1452 - 1519 гг
Великий итальянский художник Леонардо да Винчи путем сжигания свечи под опрокинутым над водой сосудом доказывает, что при сгорании воздух расходуется, но не весь.
XVI в.
Алхимиком Василием Валентином в трактате "Триумфальная колесница антимония" описана соляная кислота, сурьма, висмут (получение и свойства); развиты представления о том, что металлы состоят из трех "начал": ртути, серы и соли.
1493 - 1541 гг
Парацельс преобразует алхимию в ятрохимию, считая, что главная задача химии - служить медицине изготовлением лекарственных средств. От него идет первое, многократно повторяющееся наблюдение, что для горения нужен воздух, а металлы при обращении в окалины увеличивают свой вес.
1556 г
В сочинении Г. Агриколы "12 книг о металлах" обобщены сведения о рудах, минералах и металлах; детально описаны металлургические процессы и тонкости горнорудного дела; приведена систематика металлов по внешним признакам.
1586 - 1592 гг
Г. Галилей сконструировал гидростатические весы для определения плотности твердых тел (1586) , изобрел термометр (1592).
Зарождение научной химии.
1660 - 65 гг
Р. Бойль в книге "Химик-скептик" сформулировал основную задачу химии (исследование состава различных тел, поиск новых элементов), развил представление о понятии "химический элемент" и подчеркнул важность экспериментального метода в химии. Он ввел термин "анализ" применительно к химическим исследованиям, установил обратную пропорциональность объема воздуха величине давления, применил индикаторы для определения кислот и оснований.
1668 г
О. Тахений ввел понятие о соли как продукте взаимодействия кислоты со щелочью.
1669 г
Х. Брандт выделил фосфор как продукт перегонки мочи (первое датированное открытие элемента).
1675 г
Н. Лемери дал определение химии как искусства "разделять различные вещества, содержащиеся в смешанных телах" (минеральных, растительных и животных).
1676 г
Э. Мариотт выразил зависимость объема воздуха от давления.
1707 г
И. Бетгер получил белый фосфор.
1721 г
И. Генкель получил металлический цинк.
1722 г
Ф. Гоффман описал получение сероводорода.
1723 г
Г. Шталь предложил теорию о флогистоне, как о материальном начале горючести.
1724 г
Д.Фаренгейт открыл зависимость точки кипения воды от давления и явление переохлаждения воды.
1730 - 33 гг
Р. Реомюр изобрел спиртовой термометр (1730). Он показал,что разные по составу растворы имеют различные плотности (1733).
1735 г
Г. Брандт открыл кобальт.
1741 - 50 гг
М.В. Ломоносов дал определение элемента (атома), корпускулы (молекулы), простых и смешанных веществ и начал разработку своей корпускулярной теории (1741). Сформулировал основные положения молекулярно-кинетической теории теплоты (1744).Открыл закон сохранения массы веществ (1745). Наблюдал явление пассивации металлов в конц. HNO3
1751 г
А. Кронстедт открыл никель.
1757 г
Д. Блек показал, что при брожении выделяется углекислый газ.
1763 г
М.В. Ломоносов изложил основы горного дела и пробирного искусства, описал способы получения металлов из руд.
1766 г
Г. Кавендиш открыл водород.
1768 г
А. Боме изобрел прибор для определения плотностей жидкостей - ареометр.
1772 г
Д. Резерфорд открыл азот.
1772 - 73 гг
Дж. Пристли открыл хлористый водород , веселящий газ (N2O) (1772) , кислород ("дефлогистированный воздух") , описал свойства аммиака (1773).
1774 г
А. Лавуазье предположил, что атмосферный воздух имеет сложный состав. К. Шееле открыл марганец, барий, описал свойства хлора.
1775 - 77 гг
А. Лавуазье (независимо от Дж. Пристли) открыл кислород, описал его свойства, сформулировал основы кислородной теории горения.
1778 - 81 гг
К. Шееле открыл молибден, вольфрам; получил глицерин, молочную кислоту, синильную кислоту и уксусный альдегид.
1781 г
Г. Кавендиш показал, что при сгорании водорода образуется вода.
1782 г
И. Мюллер фон Райхенштейн открыл теллур.
1785 г
Т. Е. Ловиц открыл явление адсорбции древесным углем из растворов.
1787 г
А. Кроуфорд и У. Круикшанк открыли стронций. Ж. Шарль установил уравнение зависимости давления газа от температуры.
1789 г
М. Клапрот открыл цирконий и уран.
И. Рихтер сформулировал закон эквивалентов.
1794 г
Ю.Гадолин открыл иттрий, что положило начало химии редкоземельных элементов.
1796 г
С. Теннарт и У. Волластон доказали, что алмаз состоит из углерода.
1797 г
Л. Воклен открыл хром.
1798 г
Т. Е. Ловиц ввел понятие о перенасыщенном растворе.
1800 г
У. Никольсон и А. Карлейль осуществили электролиз воды.
Утверждение в химии атомно-молекулярного учения.
1801
Ж.Пруст сформулировал закон постоянства состава.
Ч.Хатчетт открыл ниобий.
1802
Ж. Гей-Люссак нашел зависимость объема газа от температуры и ввел коэффициент термического объемного расширения.
Дж. Дальтон сформулировал закон парциальных давлений газов.
А. Экеберг открыл тантал.
1803
У. Волластон открыл палладий.
Й. Берцелиус и В. Хизингер ( и независимо от них М. Клапрот) открыли цезий.
Дж. Дальтон сформулировал основные положения атомной теории, ввел понятие атомного веса (массы), приняв атомную массу водорода за единицу; составил таблицу атомных масс.
Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар создали прибор для сжигания органических веществ с целью их анализа.
У. Генри установил зависимость количества газа, поглощенного жидкостью, от его давления.
1804
У. Волластон открыл родий.
С. Теннарт открыл осмий и иридий.
Дж. Дальтон сформулировал закон простых кратных отношений.
1806
Й. Берцелиус впервые употребил термин "органическая химия".
1807 - 08
Г. Дэви выделил натрий , калий , кальций и магний путем электролиза расплавов их солей ; выдвинул электрохимическую теорию химического сродства.
1808
Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар открыли бор.
Ж. Гей-Люссак сформулировал закон газовых объемов.
1809
Г. Дэви получил фтористый водород.
1811
Б. Куртуа открыл йод.
А. Авогадро ди Кваренья установил, что одинаковые объемы всех газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число частиц.
1813
Г. Дэви открыл электрохимическую коррозию металлов.
1814
У. Волластон развил понятие о химических эквивалентах и составил таблицу эквивалентов.
Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар ввели понятие об амфотерности.
1815
Г. Дэви выдвинул водородную теорию кислот.
Ф. Штромейер открыл качественную реакцию на крахмал (посинение при добавлении йода).
1817
Ф . Штромейер открыл кадмий.
Й. Арфведсон ( Г. Дэви, 1818 ) открыл литий.
Й. Берцелиус открыл селен; предложил ввести существующую и поныне систему символов и обозначений элементов и их соединений.
Ж.Каванту и П.Пельтье выделили хлорофилл из зеленого пигмента листьев.
1823
Й. Берцелиус открыл кремний.
Й. Деберейнер впервые записал уравнения реакций, используя символы химических элементов.
Ю. Либих и Ф. Велер открыли явление изомерии.
1825
Г. Эрстед открыл алюминий.
М. Фарадей выделил бензол из отстоев светильного газа и определил его элементный состав.
1826
Ж. Дюма предложил способ определения плотности паров веществ и разработал метод определения атомных и молекулярных масс по плотности пара.
1827
Р. Броун открыл хаотическое движение мелких взвешенных частиц в растворе ("броуновское движение").
1828
Й.Берцелиус открыл торий.
Ф.Велер получил мочевину изомеризацией цианата аммония (первый синтез природного органического соединения из неорганических веществ).
1829
Расположение химических элементов в триады Й. Деберейнером.
1830
Ф. Сефтрем открыл ванадий.
Ж. Дюма разработал метод количественного анализа азота в органических соединениях.
1834
М. Фарадей сформулировал законы электролиза и ввел термины "электрод", "катод", "анод", "ион", "катион", "анион", "электролиз", "электрохимический эквивалент".
Ж. Гей-Люссак развил терию радикалов строения органических соединений.
1835
Й. Берцелиус ввел понятие "катализ".
1837
Ю. Либих и Ж. Дюма высказали идею, что органическая химия - химия сложных радикалов и имеет свои "элементы" (циан, амид, бензоил и др.), которые играют роль обычных элементов в минеральной химии.
1839
К. Мосандер открыл редкоземельный элемент лантан.
Ж. Дюма ввел представление о типах органических соединений; показал, что жиры - сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот.
1840
Х. Шенбейн открыл озон.
Г.Гесс сформулировал основной закон термохимии.
Ю. Либих предложил теорию минерального питания растений.
1841
Й. Берцелиус ввел понятие "аллотропия"
К.Фразениус предложил схему качественного анализа катионов металлов с помощью сероводорода.
Т. Кларк разработал современный метод определения жесткости воды и выявил различие между временной и постоянной жесткостью.
1842
Н.Н.Зинин разработал способ восстановления нитро- соединений ароматического ряда в амины.
1843
К. Мосандер открыл эрбий и тербий.
Ш. Жерар ввел представление о гомологических рядах органических соединений.
1844
К.К.Клаус открыл рутений.
1845
Ш.Мариньяк получил озон пропусканием электрической искры через кислород.
1846
О. Лоран дал определение эквивалента как "количества простого вещества, которое при замещении другого простого вещества играет его роль".
1848
В. Томпсон (Келвин) предложил "абсолютную шкалу температур".
1850
Л. Вильгельми положил начало количественному изучению скоростей протекания химических реакций и показал зависимость скорости от количества реагентов и их природы.
1857
Р. Бунзен сконструировал лабораторную газовую горелку.
1858
А. Кекуле обосновал представление о 4-валентности углерода и предложил общую формулу для гомологического ряда алканов СnH2n+2 .
1859
Н.Н.Бекетов заложил основы металлотермии.
1860
Ж.Стас опубликовал результаты работ по определению атомных масс многих элементов.
1861
А.М. Бутлеров сформулировал основные положения теории строения органических соединений.
Г. Кирхгофф и Р.Бунзен спектроскопическим методом открыли цезий и рубидий.
У. Крукс открыл таллий.
1863
Ф.Райх и Т. Рихтер открыли спектроскопическим методом индий.
А.М. Бутлеров объяснил явление изомерии на основе теории химического строения органических веществ.
1864
П. Мартен изобрел новый способ выплавки стали.
1865
Дж. Ньюлендс предложил систематику химических элементов ("закон октав") , впервые подметив явление периодического изменения свойств элементов в их естественном ряду.
А. Кекуле предложил циклическую структуру бензола.
1867
К. Гульдберг и П. Вааге сформулировали закон действующих масс для равновесных реакций.
1868
Г. Вихельхаус ввел термин "валентность"
1869
Д.И.Менделеев разработал основные положения учения о периодичности, сформулировал периодический закон и предложил короткую форму периодической системы элементов.
Систематизация химических элементов на основе их атомных масс Л.Мейером.
В. В. Марковников развил представления о взаимном влиянии атомов в органических соединениях, сформулировал правило присоединения несимметричных реагентов к несимметричным алкенам (правило Марковникова).
1870
Д. И. Менделеев изменил величины атомных масс некоторых элементов (например, урана); предсказал существование и свойства нескольких неизвестных элементов, в том числе "экаалюминия", "экабора", и "экасилиция".
1874
Д.И.Менделеев вывел обобщенное уравнение состояния идеального газа (уравнение Клайперона- Менделеева).
1875
П. Лекок де Буабодран открыл галлий (предсказанный Д. И. Менделеевым "экаалюминий").
1878
Ш. Мариньяк открыл редкоземельный элемент иттербий.
1879
Л. Нильсен открыл скандий (предсказанный Д. И. Менделеевым "экабор").
П. Клеве открыл редкоземельные элементы тулий и гольмий.
|