Лекція 3. СТАНОВЛЕННЯ І РОЗВИТОК ХІМІЧНОЇ КАРТИНИ СВІТУ
План
1. Виникнення хімії.
2. Алхімія.
3. Період зародження наукової хімії.
4. Теорія флогістону.
5. Закон збереження маси Лавуазьє.
6. Відкриття основних законів хімії.
7. Таблиця Менделєєва.
8. Хімія як наука.
Виникнення хімії
Процес зародження і формування хімії як науки був тривалим у часі, складним і суперечливим за змістом. Витоки хімічних знань лежать у глибокій старовині. В їх основу покладено потребу людини отримувати необхідні речовини для своєї життєдіяльності. Для цього слід було навчитися створювати з одних речовин інші із заданими властивостями, тобто здійснювати їх якісні перетворення.
Походження назви «хімія» не з'ясоване дотепер, хоча з цього питання існує декілька версій. Згідно з однією із них ця назва походить від єгипетського слова «хемі», що означало Єгипет, а також «чорний». Історики науки перекладають цей термін також як «єгипетське мистецтво». Таким чином, у цій версії слово «хімія» означає мистецтво створювати необхідні речовини, у тому числі й мистецтво перетворювати звичайні метали у золото і срібло або їх сплави.
Проте у наш час популярніше інше пояснення. Група вчених вважають, що слово «хімія» походить від грецького терміна «хімос», який можна перекласти як «сік рослин». Тому «хімія» означає «мистецтво отримання соків», але сік, про який йде мова, може бути і розплавленим металом. Отже, хімія може означати і «мистецтво металургії».
|
|
|
Історія хімії показує, що її розвиток відбувався нерівномірно: періоди накопичення і систематизації даних емпіричних дослідів і спостережень змінювалися періодами відкриттів і бурхливого обговорення фундаментальних законів і теорій. Послідовне чергування таких періодів дозволяє розділити історію хімічної науки на декілька етапів:
1.Період алхімії - із старовини до XVI ст. нашої ери. Він характеризується пошуками філософського каменя (реактиву, необхідного для перетворення будь-яких металів у золото), еліксиру довголіття та алькагесту (універсального розчинника). Крім того, в алхімічний період майже в усіх культурах практикувалося «перетворення» неблагородних металів у золото або срібло, але всі ці «перетворення» у кожного народу здійснювалися різними способами.
2.Період зародження наукової хімії, який мав місце протягом XVI - XVIII століть. На цьому етапі були створені теорія Парацельса, теорія газів Бойля, Кавендіша та ін., теорія флогістону Г. Шталя і, нарешті, теорія хімічних елементів Лавуазьє. Протягом цього періоду удосконалювалася прикладна хімія, пов'язана з розвитком металургії, виробництва скла і фарфору, мистецтво перегонки рідин тощо. До кінця XVIII століття відбулося становлення хімії як науки, незалежної від інших природничих наук.
|
|
|
3.Період відкриття основних законів хімії охоплює перші шістдесят років XIX століття і характеризується виникненням і розвитком атомної теорії Дальтона, атомно-молекулярної теорії Авогадро, встановленням Берцеліусом атомної ваги елементів і формуванням основних понять хімії: атом, молекула та ін.
4.Сучасний період триває з 60-х років XIX століття до наших днів. Це найбільш плідний період розвитку хімії, в цей час були розроблені періодична класифікація елементів, теорія валентності, теорія ароматичних сполук і стереохімія, теорія електролітичної дисоціації Ареніуса, електронна теорія матерії тощо.
Разом з тим у цей період значно розширився діапазон хімічних досліджень. Такі складові частини хімії, як неорганічна хімія, органічна хімія, фізична хімія, фармацевтична хімія, хімія харчових продуктів, агрохімія, геохімія, біохімія та ін., набули статуту самостійних наук і отримали власну теоретичну базу.
Алхімія
Традиційно алхімія вважалася псевдонаукою, або езотеричними знаннями, повними містики і таємниць. Метою її були пошуки філософського каменя, створення еліксиру довголіття і відкриття способів перетворення металів у золото і срібло. При такому розумінні алхімії вивчення її в курсі історії науки уявляється дуже сумнівним. Але така оцінка алхімії є односторонньою.
|
|
|
Справа у тому, що протягом своєї багатовікової історії алхіміки у процесі досліджень, що проводилися ними, вирішували багато практично важливих завдань. Протягом алхімічного періоду були одержані відомості про багато невідомих раніше процесів, і відкриті різні методи виробництва продуктів, що мали великий попит. Алхіміки хоч і не змогли знайти філософський камінь, зробили стільки відкриттів, спостерігали стільки реакцій, що це сприяло становленню нової науки. Саме алхіміки у пошуках філософського каменя заклали фундамент для створення хімії.
Найвищого розвитку алхімія досягла у трьох основних своїх типах: греко-єгипетському, арабському і західноєвропейському. Виділення цих типів у структурі алхімічних досліджень обумовлене перш за все особливим розумінням мети і предмета у кожному з них.
Батьківщиною алхімії був Єгипет. Там ще в давнину були відомі способи виробництва металів, отримання сплавів для монет і дорогоцінних виробів, які трималися у секреті і були надбанням дуже обмеженого кола жерців. Постійний попит на благородні метали був викликаний зростанням населення, розширенням торгового обміну, зниженням продуктивності старих золотоносних родовищ. Він підштовхнув представників практичної металургії до реалізації ідеї, що передбачала можливість перетворення одного металу в інший і, зокрема, перетворення свинцю або заліза у золото (трансмутація). Вважалося, що у цих практиків накопичилося достатньо спостережень, що підтверджували перетворення неблагородних металів у благородні.
|
|
|
Свою роль у становленні алхімії зіграла філософська теорія Емпідокла про чотири елементи Землі (вода, повітря, земля, вогонь). Згідно з цією теорією різні речовини на Землі розрізняються тільки за характером поєднання цих елементів. Ці чотири елементи можуть змішуватися і в однорідні речовини.
Цілком природно, що алхімічний характер металургії досить швидко пов'язав її з астрологією і магією. Число сім у давнину було священними, було відомо сім металів і відкритих планет було також сім. Цей збіг став основою для припущення, що кожен метал має астрологічний зв'язок з відповідною планетою. Так, золото пов’язувалося з Сонцем, срібло - з Місяцем, мідь - із Венерою, залізо - з Марсом, свинець - із Сатурном, олово - з Юпітером, ртуть - із Меркурієм. Відповідно виникло і позначення металів символами і найменуваннями, що відповідають небесним світилам.
Найважливішою проблемою алхімії вважався пошук філософського каменя. Але в марній гонитві за ним алхіміків поглиблювалися і розширювалися знання про хімічні процеси. У цей час греко-єгипетські алхіміки поліпшили процес очищення золота шляхом купеляції (нагріваючи багату на золото руду зі свинцем і селітрою). Було також значно поширене виділення срібла шляхом сплавлення руди зі свинцем. Одержала розвиток і металургія звичайних металів. Для отримання золота і срібла широко застосовувалася ртуть, був відомий і сам процес отримання ртуті.
Підсумки початкового періоду алхімії були узагальнені в «Смарагдовій скрижалі», що приписується Гермесу Трисмегісту. Вона була складена приблизно у III ст. і стала класичним алхімічним твором.
У період правління імператора Діоклетіана у Стародавньому Римі алхімія стала переслідуватися, оскільки Діоклетіан боявся, що отримання дешевого золота остаточно підірве хитку економіку імперії. Як результат, він наказав знищити всі праці з алхімії.
Свою роль у забороні алхімії зіграло і християнство. У перші століття нашого літочислення воно виступило проти алхімічної практики, розглядаючи її тоді як справу диявола.
У VII сторіччі на світовій арені з'явилися араби. У 641 р. н.е. вони вторглися до Єгипту і незабаром зайняли всю країну. Наслідуючи стародавніх єгипетських фараонів, арабські халіфи стали протектувати наукам. До кінця VIII століття в арабському світі з'явилися хіміки. Араби перетворили єгипетське слово «хемі» в «аль-хімія». Європейці пізніше запозичили це слово в арабів і в результаті в європейських мовах з'явилися терміни «алхімія» і «алхімік».
Найталановитішим і прославленим арабським алхіміком був Джабірібн Хайям, що став пізніше відомим в Європі під ім'ям Гебер. Після себе він залишив численні праці, в яких описав нашатирний спирт, технологію виготовлення свинцевих білил, спосіб перегонки оцту для отримання оцтової кислоти.
Проте основним предметом його досліджень стало вивчення можливості трансмутації металів, і ці його дослідження сильно вплинули на подальші покоління арабських алхіміків. Джабір вважав, що ртуть є найбільш чистою з усіх металів, оскільки завдяки своїй рідкій формі містить дуже мало домішок. Такими самі незвичайні властивості має і сірка: вона здатна самостійно загорітися. При цьому він вважав, що найбільш чистим металом є той, який містить більше ртуті, а менш чистим - той, який містить більше сірки. Серед арабських алхіміків взагалі існувало глибоке переконання, що найбільш міцні, блискучіші і ковкі метали містять більше ртуті, а метали, що легше піддаються зміні, містять більше сірки.
Основоположна ідея теорії Джабіра полягала у тому, що всі сім основних металів утворюються з суміші ртуті і сірки. Найважче утворюється золото - найбільш довершений метал. Щоб здійснити перетворення одного металу в іншій, необхідно було згідно з цією теорією мати якісь «ліки», які спричиняють перетворення неблагородних металів у благородні, прискорюють «дозрівання» золота.
У старовинних рукописах говорилося, що ця речовина є сухим порошком, каменем, великим еліксиром, «магістерієм». Греки називали його ксеріон, а араби змінили цю назву на аль-іксир, і врешті-решт в європейських мовах з'явилося слово еліксир. В Європі ця дивовижна речовина одержала назву філософського каменя. Еліксир повинен був мати багато чудових властивостей: виліковувати від усіх хвороб, давати безсмертя, а найголовніше перетворювати неблагородні метали на срібло і золото.
Весь подальший розвиток арабської алхімії відбувався двома паралельними шляхами: одні займалися трансмутацією золота, інші шукали еліксир життя, що давав безсмертя.
Виникнення алхімії на Заході стало можливим перш за все завдяки хрестовим походам. Тоді європейці запозичили в арабів багато науково-практичних знань і серед них алхімію, яка набула швидкого поширення і сприяла розширенню знань про препарати, необхідні у медицині.
Європейська алхімія перебувала у цей період під впливом астрології і тому набула характеру таємної науки. Політичні умови, що склалися у середньовічній Європі, і гостре суперництво численних королівських дворів сприяли розвитку алхімії. У період з XI до XVстоліття, тобто протягом п'яти століть, західна алхімія дала багато великих мислителів, що залишили глибокий слід у розвитку хімії.
Починаючи з 1200 року, європейські вчені змогли ближче ознайомитися зі спадщиною алхіміків минулого і почали розвивати їхні дослідження. Ім'я найвидатнішого з середньовічних алхіміків залишилося невідомим, але, ймовірно, він був іспанцем і жив у XIV столітті. Його заслуга перед хімією полягала у тому, що він перший описав сірчану кислоту - одну з найважливіших сполук сучасної хімії (після води, повітря, вугілля і нафти). Він також описав, як утворюється азотна кислота. Її відкриття також пов'язане зі спробами одержати золото. Була відмічена важлива властивість «царської горілки» (яка одержувалася при взаємодії азотної кислоти з розчином нашатирю) впливати на золото, що вважалося таким, що не піддається зміні.
Відкриття сильних мінеральних кислот було найважливішим досягненням хімії після успішного отримання заліза і ртуті приблизно за 3000 років до того. Використовуючи сильні мінеральні кислоти, європейські хіміки змогли здійснити багато нових реакцій і, зокрема, зуміли розчинити такі речовини, які стародавні греки і араби вважали нерозчинними.
Мінеральні кислоти дали людству значно більше, ніж могло б дати золото, якби його навчилися одержувати за допомогою трансмутації. Якщо б золото перестало бути рідкісним металом, воно миттєво знецінилося. Цінність же мінеральних кислот тим вища, чим вони дешевші і доступніші.
У XIV столітті західні алхіміки, розчарувавшись у спробах одержати філософський камінь, повернулися до теорії, яка розглядала ртуть і сірку як основні складові частини металів, але при цьому вони ввели третю складову частину - «сіль». Під сіллю тут малася на увазі соляна основа металів, яка повинна була доповнити дві інші складові частини і надати ртуті властивостей тверднути і протистояти вогню. Таким чином, були вивчені солі, число яких значно зросло. Їх розрізняли за походженням: хлористий натрій називали морською сіллю, селітру – кам'яною сіллю тощо.
Західні алхіміки не внесли значного вдосконалення у металургію, вони лише адаптували те, що було відоме арабським алхімікам, до умов європейських країн і, головним чином, до переробки руд металів.
З досягнень європейських алхіміків на особливу згадку заслуговує вивчення продуктів бродіння (вино, оцет), оскільки саме в західній алхімії бере початок виготовлення чистого спирту шляхом перегонки міцних вин і горілки. Перегінні апарати застосовувалися в Італії з XI століття і швидко знайшли поширення в інших європейських країнах. Заслугою західних алхіміків є також значне розширення знань в області практичної і прикладної хімії. У цей період були створені апарати, що застосовувалися при різних операціях, пов'язаних з нагріванням на прямому вогні, на піщаній бані, на водяній бані, при перегонці, випаровуванні, фільтруванні, кристалізації, настоюванні і сублімації.
Таким чином, були підготовлені відповідні умови для досліджень хімічних сполук, їх застосування в медицині і практичній науці. Пошук золота став справою багатьох шахраїв, хоча деякі великі вчені навіть в освіченому XVII столітті (Бойль, Ньютон) не змогли встояти від спокуси спробувати одержати золото за допомогою трансмутації. І знову вивчення алхімії було заборонено. Заборона переслідувала дві мети: не можна було допустити знецінення золота і необхідно було боротися проти шахрайства.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 659; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!