Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ

История

ХИМИИ

2002

История химии

Химия древности.

Химия, наука о составе веществ и их превращениях, начинается с открытия человеком способности огня изменять природные материалы. Люди умели выплавлять медь и бронзу, обжигать глиняные изделия, получать стекло еще за 4000 лет до н.э. С 7 в. до н.э. Египет и Месопотамия стали центрами производства красителей; там же получали в чистом виде золото, серебро и другие металлы. Примерно с 1500 до 350 до н.э. для производства красителей использовали перегонку, а металлы выплавляли из руд, смешивая их с древесным углем и продувая через горящую смесь - воздух. Самым процедурам преобразования природных материалов давали мистическое значение.

Греческая натурфилософия. Эти мифологические идеи проникшие в Грецию через Фалеса Милетского (ок. 625 ок. 547 до н.э.), который возводил все многообразие явлениям и вещей к единой первостихии - воды. Однако греческих философов интересовали не способы получения веществ и их практическое использование, а главным образом суть происходящих в мире процессов. Так, древнегреческий философ Анаксимен (585 525 до н.э.) утверждал, что первооснова Вселенной воздуха: при разрежении воздуха превращается в огонь, а по мере сгущения становится водой, затем землей и, наконец, камнем. Гераклит Эфесский (конец 6 начало 5 века. До н.э.) пытался объяснить явления природы, огонь 5 тем элементом.

Четыре первоэлемента. Эти представления были объединены в натурфилософии Эмпедокла из Агригента (490430 до н.э.) создателя теории четырех начал мироздания. В различных вариантах его теория властвовала более двух тысячелетий. Согласно Эмпедоклу, все материальные объекты образуются при соединении вечных и неизменных элементов-стихий воды, воздуха, земли и огня под действием космических сил любви (притяжения) и ненависти (отталкивания). Теорию элементов Эмпедокла приняли и развили сначала Платон (427 347 до н.э.), уточнил, что нематериальные силы добра и зла могутпревращать эти элементы один в другой, а затем Аристотель (384 322 до н.э..).

Согласно Аристотелю, элементы-стихии это не материальные субстанции, а носители определенных качеств тепла, холода, сухости и влажности. Этот взгляд трансформировался в идею четырех «соков» Галена (129 200 н.э.) и господствовал в науке вплоть до 17 в. Другим важным вопросом, занимавшим греческих натурфилософов, был вопрос о делимости материи. Родоначальниками концепции, получившей впоследствии название «атомистической», были Левкипп (ок. 500 440 до н.э.), его ученик Демокрит (ок. 470 360 до н.э.) и Эпикур (ок. 342 270 до н.э .). Согласно их учению, существуют только пустота и атомы неделимы материальные элементы, вечные, неразрушимые, непроницаемые, различаются формой, положением в пространстве и величиной; с их «вихря» образуются все тела. Атомистическая теория оставалась непопулярной в течение двух тысячелетий после Демокрита, но не исчезла полностью. Одним из ее сторонников стал древнегреческий поэт Тит Лукреций Кар (95 55 до н.э.), изложил взгляды Демокрита и Эпикура в поэме О природе вещей (De Rerum Natura).

Алхимия. Алхимия искусство совершенствования вещества через превращение металлов в золото и совершенствования человека путем создания эликсира жизни. Стремясь к достижению самой привлекательной для них цели созданию несметных богатств, алхимики решили многие практические задачи, открыли множество новых процессов, наблюдали разнообразные реакции, способствуя становлению новой науки химии.

Эллинистический период. Колыбелью алхимии был Египет. Египтяне блестяще владели прикладной химией, которая, однако, не была выделена в самостоятельную область науки, а входила в «священное тайное искусство» жрецов. Особенно бурного расцвета алхимия достигла в 100300 н.э. в Александрии.

Примерно в 300 н.э. египтянин Зосима написал энциклопедию 28 книг, которые охватывали все знания по алхимии за предыдущие 5 6 ст., В том числе сведения о взаимопревращениях (трансмутация) веществ.

Алхимия в арабском мире.Завоевав Египет в 7 в., Арабы усвоили греко-восточную культуру, сохранялась на протяжении веков александрийской. Следуя древним властителям, халифы начали покровительствовать наукам, и у 7 9 ст. появились первые химики.

Наиболее талантливым и прославленным арабским алхимиком был Джабир ибн Хайян (конец 8 в.), Позднее ставший известным в Европе под именем Гебер. Джабир полагал, что сера и ртуть являются двумя противоположными началами, из которых образуются семь других металлов; труднее всего образуется золото: для этого нужно особое вещество, которое греки называли xerion «сухой», а арабы изменили на al-iksir (так появилось слово «эликсир»). Эликсир должен был обладать и другими чудесными свойствами: излечивать от всех болезней и давать бессмертие. Другой арабский алхимик, Рази (ок. 865 - 925) (в Европе известен под именем Разес) занимался также медициной. Так, он описал методику приготовления гипса и способа наложения повязки на место перелома. Однако самым знаменитым врачом был бухарец Ибн Сина (ок. 980 -1037), известный также под именем Авиценна. Его произведения стали настольными книгам для врачей в течение многих веков.

Алхимия в Западной Европе. Научные воззрения арабов проникли в средневековую Европу в 12 в. через Северную Африку, Сицилию и Испанию. Работы арабских алхимиков были переведены на латынь, а затем и на другие европейские языки. Сначала алхимия в Европе опиралась на работы таких корифеев, как Джабир, но спустя три столетия вновь с явилась интерес к учению Аристотеля, особенно в трудах немецкого философа и теолога - доминиканца, ставшего впоследствии епископом и профессором Парижского университета, Альберта Великого (ок. 1200 1280) и его ученика Фомы Аквинского. Убежден в совместимости греческой и арабской науки с христианской доктриной, Альберт Великий способствовал введению их в схоластические курсы обучения. В 1250 философия Аристотеля была введена в курс преподавания в Парижском университете. Алхимическими проблемами интересовался и английский философ и естествоиспытатель,монах - францисканец Роджер Бэкон (1214 1294), предсказавший многие позднейшие открытия; он изучал свойства селитры и многих других веществ, нашел способ изготовления черного пороха. Среди других европейских алхимиков следует упомянуть Арнальдо да Вилланова (1235 1313), Раймонда Луллия (1235 1313), Василия Валентина (немецкого монаха 15 16 в.).

Достижения алхимии. Развитие ремесел и торговли, возвышение городов в Западной Европе 12 13 в. сопровождались развитием науки и появлением промышленности. Рецепты алхимиков использовавшиеся в таковых технологических процессах, как обработка металлов. В эти годы начинаются систематические поиски способов получения и идентификации новых веществ. Появляются рецепты производства спирта и усовершенствования процесса его перегонки. Важнейшим достижением было открытие сильных кислот серной, азотной. Теперь европейские химики смогли осуществить многие новые реакции и получить такие вещества, как соли азотной кислоты, купорос, соли серной и соляной кислот. Услугами алхимиков, которые нередко были искусными врачами, пользовалось высшая знать. Считалось также, что алхимики владеют тайной трансмутации металлов в золото.

К концу 14 в. интерес алхимиков к превращению одних веществ в другие уступил место интересу к производству меди, латуни, уксуса, оливкового масла и различных лекарств. В 15 16 в. опыт алхимиков все чаще использовался в горном и медицине.

Зарождение СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ

Последняя Средних веков отмечен постепенным отходом от оккультизма, спадом интереса к алхимии и распространением механистического взгляда на устройство природы.

ятрохимия. Совершенно иных взглядов по алхимии придерживался Парацельс (1493 1541). Под таким именем ( «превосходящий Цельса») вошел в историю швейцарский врач Филипп фон Гогенгейм. Парацельс, как и Авиценна, считал, что основная задача алхимии не поиск способов получения золота, а изготовление лекарственных средств. Он заимствовал из алхимической учения том, что существуюттри основные части материи ртуть, сера, соль, которым соответствуют свойства летучести, горючести и твердости. Эти три элемента составляют основу макрокосма (Вселенной) и связаны с микрокосмом (человеком), образованным духом, душой и телом. Переходя к определению причин болезней, Парацельс утверждал, что лихорадка и чума происходят от избытка в организме серы, при избытке ртути наступает паралич и т.д. Принцип, которого придерживались все ятрохимики, заключался в том, что медицина это дело химии, и все зависит от способности врача выделять чистые вещества из нечистых субстанций. В рамках этой схемы все функции организма сводились к химическим процессам, и задача алхимика заключалась в нахождении и приготовлении химических веществ для медицинских нужд.

Основными представителями ятрохимического направления были Ян Гельмонт (1577 1644), по профессии врач; Франциск Сильвий (1614 1672), пользовавшийся как медик большой славой и отстранил от ятрохимического учения «духовные» начала; Андреас Либава (ок. 1550 1616), врач из Ротенбурга. Их исследования во многом способствовали формированию химии как самостоятельной науки.

Механистическая философия. С уменьшением влияния ятрохимии натурфилософ вновь обратились к учениям древних о природе. На первый план в 17 в. вышли атомистические убеждения. Одним из самых видных ученых авторов новой теории был философ и математик Рене Декарт (1596 - 1650). Свои взгляды он изложил в 1637 в сочинении "Рассуждение о методе". Декарт считал, что все тела «состоят из многочисленных мелких частиц различной формы и размеров ... которые не столь точно прилегают друг к другу, чтобы вокруг них не оставалось промежутков; эти промежутки не пустые, а наполненные ... разреженной материей ». Свои «маленькие частички» Декарт не счел атомами, т.е. неделимыми; он стоял на точке зрения бесконечной делимости материи и отрицал существование пустоты. Одним из самых видных противников Декарта был французский физик и философ Пьер Гассенди (1592 - 1655). Атомистика Гассенди была по сути переводом вния Эпикура, однако, в отличие от последнего, Гассенди признавал сотворение атомов Богом он считал, что Бог создал определенное число неделимых и непроницаемых атомов, из которых и состоят все тела между атомами должна быть абсолютная пустота. В развитии химии 17 в. особая роль принадлежит ирландскому ученому Роберту Бойлю (1627 -1691). Будучи сторонником экспериментального подхода к определению химических элементов (который в итоге и был принят), он не знал о существовании реальных элементов, хотя один из них - фосфор едва не открыл сам. Конечно Бойлю приписывают заслугу введения в химию термина «анализ». В своих опытах по качественному анализу он применял различные индикаторы, ввел понятие химического сродства. Основываясь на ghfwz [Галилео Галилея (1564 - 1642) и Торричелли (1608 - 1647), а также Отто Герике (1602 - 1686), который демонстрировал в 1654 «магдебургские полушария», Бойль описал сконструированный им воздушный насос и опыты по определению упругости воздуха с помощью U-образной трубки. В результате этих опытов был сформулирован известный закон об обратной пропорциональности объема и давления воздуха. В 1668 Бойль стал действительным членом только что организованного Лондонского королевского общества, а в 1680 был избран его президентом.

Техническая химия. Научные успехи и открытия не могли не повлиять на техническую химию, элементы которой можно найти в 15 17 в. В середине 15 в. была разработана технология воздуходувных труб. Потребности военной промышленности стимулировали работы по усовершенствованию технологии производства пороха. В течение 16 в. удвоилось производство золота и в девять раз возросло производство серебра. Выходят фундаментальные труды по производству металлов и различных материалов, используемых в строительстве, при изготовлении стекла, покраске тканей, для сохранения пищевых продуктов. С расширением потребления спиртных напитков совершенствуются методы перегонки, конструируются новые перегонные аппараты. Появляются многочисленные производственные лаборатории, прежде всего г.еталургийни. Среди химиков-технологов того времени можно упомянуть Ванноччо Бирингуччо (1480 - 1539), чья классический труд О пиротехнике была напечатана в Венеции в 1540 и содержал 10 книг, в которых речь шла о месторождениях, испытания минералов, приготовление металлов, перегонку, военное искусство и фейерверки. Другой известный трактат, О горном деле и металлургии, был написан Георгом Агриколой (1494 -1555). Нужно упомянуть также о Иоганне Глаубере (1604 1670), голландского химика, создателя глауберовой соли.

восемнадцатый век

Химия как научная дисциплина. С 1670 по 1800 химия получила официальный статус в учебных планах ведущих университетов наряду с натурфилософией и медициной. В 1675 появился учебник Николя Лемери (1645 - 1715) Курс химии, завоевавший огромную популярность, в свет вышло 13 его французских изданий, а кроме того, он был переведен на латынь и многие другие языки. В 18 в. в Европе создаются научные химические общества и большое количество научных институтов; исследования, проводимые в них тесно связаны с социальными и экономическими потребностями общества. Появляются химики-практики, занимающиеся изготовлением приборов и получением веществ для промышленности.

Теория флогистона. В произведениях химиков второй половины 17 в. большое внимание уделялось толкованием процесса горения. По представлениям древних греков, все, что может гореть, содержит в себе элемент огня, который высвобождается при соответствующих условиях. В 1669 немецкий химик Иоганн Иоахим Бехер (1635 - 1682) попытался дать рационалистическое объяснение горючести. Он предположил, что твердые вещества состоят из трех видов «земли», и один из видов, названный им «жирной землей», принял на себя «можлтвисть горючести».

Последователь Бехера немецкий химик и врач Георг Эрнст Шталь (1659 - 1734) трансформировал концепцию «жирной земли» в обобщенную доктрину флогистона - «начала горючести». Согласно Шталю, флогистон это некая субстанция, содержащаяся во всех горючих веществах и высвобождается пры горении. Шталь утверждал, что коррозия - металлов подобно горению дерева. Металлы содержат флогистон, а ржавчина (окалина) уже не содержит флогистона. Это давало приемлемое объяснение и процесса преобразования руд в металлы: руда, содержание флогистона в которой незначительно, нагревается на древесном угле, богатом флогистоном, и последний переходит в руду. Уголь же превращается в золу, а руда в металл, богатый флогистоном. До 1780 теория флогистона была принята химиками почти повсеместно, хотя и не отвечала на очень важный вопрос: почему железо при коррозии становится тяжелее, хотя флогистон из него испаряется? Химикам 18 в. это противоречие не казалась такой важной; главное, по их мнению, было объяснить причины изменения внешнего вида веществ.

В 18 в. работало много химиков, чья научная деятельность не укладывается в обычные схемы рассмотрения этапов и направлений развития науки, и среди них особое место принадлежит российскому ученому-энциклопедисту, поэту, поборниче образования Михаилу Васильевичу Ломоносову (1711 1765). Своими открытиями Ломоносов обогатил почти все области знания, и многие его идеи более чем на сто лет опередили науку того времени. В 1756 Ломоносов провел знаменитые опыты по обжиганию металлов в закрытом сосуде, которые дали неоспоримое доказательство сохранения вещества при химических реакциях и роли воздуха в процессах горения: увеличение веса, наблюдаемое при обожженные металлов, еще до Лавуазье, он объяснял соединением их с воздухом . Упругость газов он объяснял движением частиц. Ломоносов разграничивал понятия «корпускула» (молекула) и «элемент» (атом), что получило всеобщее признание лишь в середине 19 в. Ломоносов сформулировал принцип сохранения материи и движения, исключил флогистон из числа химических агентов, заложил основы физической химии, создал при Петербургской АН в 1748 химическую лабораторию, в которой проводились не только научные работы, но и практические занятия студентов. Обширные исследования проводил он в смежных с химией областях знания физике, геологии и др.

пневматична химия. Недостатки теории флогистона наиболее ясно выявились в период развития. пневматической химии. Крупнейшим представителем этого направления был Р.Бойль: он не только открыл газовый закон, носящий теперь его имя, но и сконструировал аппараты для сбора воздуха. Химики получили важнейшее средство для выделения, идентификации и изучения различных «воздухов». Важным шагом было изобретение английским химиком Стивеном Хейлз (1677 - 1761) «пневматической ванны» в начале 18 в. - прибора для улавливания газов, выделяющихся при нагревании вещества, в сосуд с водой, опущенную вверх дном в ванну с водой. Позже Хейлз и Генри Кавендиш (1731 - 1810) установили существование неких газов ( «воздухов»), отличающихся по своим свойствам от обычного воздуха. В 1766 Кавендиш систематически исследовал газ, образующийся при взаимодействии кислот с некоторыми металлами, позже названный водородом. Большой вклад в изучение газов внес шотландский химик Джозеф Блэк (1728 - 1799). Он занялся исследованием газов, выделяющихся при действии кислот на щелочи. Блэк установил, что минерал карбонат кальция при нагревании разлагается с выделением газа и образует известь (оксид кальция). Газ (углекислый газ - Блэк назвал его «связанным воздухом»), что можно было вновь соединить с известью и получить карбонат кальция. Среди прочего, это открытие устанавливало неразрывность связей между твердыми и газообразными веществами.

Химическая революция. Больших успехов в выделении газов и изучении их свойств достиг Джозеф Пристли (1733 - 1804) протестантский священник, увлеченно занимался химией. Вблизи Лидса (Англия), где он служил, находилась пивоварня, откуда можно было получать в больших количествах «связанный воздух» (теперь мы знаем, что это был диоксид углерода) для проведения опытов. Пристли обнаружил, что газы могут растворяться

Загрузка...

Страницы: 1 2