Rewolucja chemiczna. Historia chemii Początki współczesnej chemii

Dzieło Lavoisiera wywołało być może tę samą rewolucję w chemii, co dwa i pół wieku przed odkryciem Kopernika w astronomii. Substancje, które wcześniej uważano za pierwiastki, jak pokazał Lavoisier, okazały się związkami składającymi się z kolei ze złożonych „pierwiastków”. Odkrycia i poglądy Lavoisiera wywarły ogromny wpływ nie tylko na rozwój teorii chemicznej, ale także na cały system wiedzy chemicznej. Tak przekształcili podstawy wiedzy chemicznej i języka, że kolejne pokolenia chemików w zasadzie nie mogły nawet zrozumieć terminologii używanej przed Lavoisierem. Na tej podstawie później wierzono, że o „prawdziwej” chemii można mówić dopiero po odkryciach Lavoisiera. Zapomniano o ciągłości badań chemicznych. Dopiero historycy chemii zaczęli odtwarzać faktycznie istniejące wzorce rozwoju chemii. Jednocześnie stwierdzono, że „rewolucja chemiczna” Lavoisiera byłaby niemożliwa, gdyby nie istniał przed nim pewien poziom wiedzy chemicznej.

Lavoisier zwieńczył rozwój wiedzy chemicznej stworzeniem nowego systemu, w którym znalazły się najważniejsze osiągnięcia chemii minionych wieków. System ten jednak w znacznie rozszerzonej i poprawionej formie stał się podstawą chemii naukowej.

Przede wszystkim Lavoisier zastąpił przestarzałe koncepcje elementu nowymi. Postępy w chemii eksperymentalnej i praktycznej do czasów Lavoisiera umożliwiły porzucenie hipotetycznych elementów Arystotelesa i alchemików. Po pracach Lavoisiera pierwiastek zaczęto nazywać substancją, której nie można dalej rozłożyć żadnymi środkami chemicznymi. Definicja ta nie powinna być zbyt rygorystyczna. Przecież Lavoisier nie mógł jeszcze wiedzieć, że za pomocą specjalnych metod i metod będzie można później oddzielić substancje, które wówczas były „nierozłączne”. Definicja pierwiastka zaproponowana przez Lavoisiera była postępowa: dawała chemikom jasne kryteria, ale nie narzucała ścisłych ograniczeń stosowania różnych metod badania pierwiastków. Dla rozwoju chemii definicja Lavoisiera była niezwykle owocna. Stymulowało próby rozkładu substancji wszelkimi dostępnymi środkami. W ten sposób w pierwszej połowie XIX wieku odkryto większość pierwiastków chemicznych.

Wraz ze zmianą koncepcji kamienia węgielnego – pierwiastka chemicznego – nowy system chemiczny wymagał także nowej terminologii, w której nazwy substancji byłyby prostsze i bardziej zrozumiałe. Ponadto istniejące wcześniej nazwy różnych substancji, nie oddające ich istoty chemicznej, były na tyle skomplikowane i trudne do zrozumienia, że szybko o nich zapomniano. W 1787 roku Lavoisier ogłosił Akademii Nauk w Paryżu wyniki prac specjalnej komisji, której przewodniczył, mającej na celu stworzenie nowej nomenklatury chemicznej. Członkowie komisji – czołowi chemicy Francji – Guiton de Morveau, Berthollet i Fourcroix nadali nowe nazwy pierwiastkom chemicznym i proponują układanie nazw ciał złożonych, biorąc pod uwagę nazwy pierwiastków wchodzących w ich skład. Od tego czasu pierwiastki zaczęto nazywać substancjami, których nie można rozdzielić na części za pomocą analizy chemicznej, na przykład metale, fosfor, siarka, tlen i wodór. Za związki uważano wszystkie substancje składające się z dwóch lub więcej pierwiastków.

Nazwy pierwiastków zostały dobrane tak, aby odzwierciedlały charakterystykę reakcji danej substancji. Zatem element, który Johna Priestleya uważany za „odkażone powietrze”, Scheele - „ogniste powietrze”, a Lavoisier - „witalne powietrze”, zgodnie z nową nomenklaturą zaczęto nazywać tlen (ohudepe), ponieważ gaz ten podczas spalania przekształcał wiele substancji w „kwasy”. „Palne powietrze” nazwano wodorem, ponieważ spalając się w tlenie, utworzyła się woda. „Powietrze duszące” zgodnie z decyzją komisji zaczęto nazywać azotem („substancją duszącą”), ponieważ gaz ten „dławił” spalanie i oddychanie.

Kwasy wzięły swoją nazwę od pierwiastków, z których powstały. Dlatego jeden z kwasów, który zawierał siarkę, był teraz nazywany nie „olejem witriolu”, ale kwasem siarkowym. Komisja postanowiła nazwać kwasy zawierające fosfor kwasami fosforowymi; kwas zawierający węgiel - kwas węglowy.

Nowa terminologia była postępowa, ponieważ nazwy związków odzwierciedlały ich skład. Ułatwiło to znacznie usystematyzowanie substancji, biorąc pod uwagę najnowsze dane z badań eksperymentalnych.

Lavoisier dokonał rewolucyjnej rewolucji w chemii. Ale nie wszyscy chemicy XVIII wieku byli w stanie to zrozumieć. Johna Priestleya, Scheele i Cavendish, którzy sami wnieśli tak ważny wkład w przygotowanie tego „rewolucyjnego zamachu stanu”, pozostali zwolennikami teorii flogistonu. Próbowali wyjaśnić swoje odkrycia w świetle przestarzałych teorii. Dopiero Lavoisierowi udało się spojrzeć na te zjawiska z zupełnie innych stanowisk. Niektórzy chemicy, na przykład Gren, próbowali połączyć te dwa systemy. Jednak po około dwudziestu latach teoria Lavoisiera dotycząca tlenu została powszechnie zaakceptowana. Na początku XIX wieku. trudno było znaleźć chemików, którzy w swojej pracy posługiwaliby się „językiem” i koncepcjami teorii flogistonu.

Powszechne stosowanie zapisów nowej teorii, nowych pojęć i terminów je oznaczających ułatwiło chemikom wyjaśnienie i zrozumienie wyników badań eksperymentalnych Wenzla i Richtera (przeprowadzonych za panowania teorii flogistonu).

Mniej więcej w tym samym czasie rozwiązano inny ważny problem w chemii: pokazano, w jaki sposób i w jakich relacjach ilościowych elementy są ze sobą łączone. Proust odkrył prawo stałości składu substancji: pierwiastki chemiczne łączą się ze sobą w określonych (stałych) stosunkach wagowych. W tym samym czasie John Dalton odkrył prawo wielokrotnych stosunków: stosunki wagowe dwóch pierwiastków tworzących różne związki (jak na przykład C i O tworzą CO lub CO 2) mają postać prostych liczb całkowitych 1: 1, 1 : 2, 1: 3 itd. Powszechnie wykorzystując w praktyce wnioski z tego prawa, Dalton już na początku XIX wieku. zbudował nową teorię atomową (atomizm chemiczny), a nieco później Jacob Berzelius określił względne masy atomowe [masy atomowe] i zaproponował oznaczenia pierwiastków i ich związków, które zachowały się niemal w całości do dziś. W ten sposób powstały najważniejsze zasady chemii klasycznej.

W rezultacie na początku XIX w. Zmieniło się także miejsce chemii wśród innych dziedzin wiedzy i działalności produkcyjnej. Chemia stała się całkowicie samodzielną dyscypliną naukową, która odgrywała coraz większą rolę w rewolucji przemysłowej XIX – XX wieku.

Metoda Lavoisiera Teoria spalania tlenu Przemyślenie koncepcji pierwiastka Globalne zmiany w poglądach na zjawiska chemiczne, które wynikają z prac francuskiego naukowca A.L. Lavoisiera tradycyjnie nazywa się rewolucją chemiczną. 1. Zastąpienie teorii flogistonu koncepcją spalania tlenowego; 2. Rewizja przyjętego systemu składu substancji chemicznych; 3. Przemyślenie koncepcji pierwiastka chemicznego; 4. Kształtowanie poglądów na temat zależności właściwości substancji od ich składu jakościowego i ilościowego. A. Lavoisier swoje badania oparł na podejściu fizykochemicznym, które wyróżniało się konsekwentnym stosowaniem metod eksperymentalnych i teoretycznych koncepcji fizyki tamtych czasów. Centralną rolę wśród teoretycznych poglądów na fizykę tamtych czasów odgrywała doktryna I. Newtona o sile grawitacji. Miarą tej grawitacji jest masa ciała, zgodnie ze stanowiskiem I. Newtona na temat proporcjonalności ciężaru do masy, można określić metodami fizycznymi (ważeniem). Konsekwencją tych poglądów było postrzeganie ciężaru jako najistotniejszej właściwości cząstek materialnych. Antoine Laurent Lavoisier 1743-1794 A. Lavoisier zaczął systematycznie stosować precyzyjne ważenie w celu określenia ilości substancji biorących udział w reakcjach chemicznych. W przeciwieństwie do wielu swoich poprzedników, A. Lavoisier ważył wszystkie substancje biorące udział w procesie chemicznym (w tym gazowe), w oparciu o ogólną zasadę zachowania całkowitej masy substancji oddziałujących. Oznacza to, że jego metoda ilościowa opierała się na aksjomacie zachowania materii - podstawowym stanowisku klasycznych nauk przyrodniczych, wyrażanym w czasach starożytnych. A. Lavoisier określił nie tylko masę, ale także inne właściwości fizyczne substancji wyjściowych i produktów reakcji (gęstość, temperatura itp.). Pomiary parametrów ilościowych w przyszłości umożliwiły wyjaśnienie szczegółowego mechanizmu przemian chemicznych, które były już badane jakościowo. Umieścił odważoną ilość rtęci w retorcie, której długa zakrzywiona szyjka łączyła się z dzwonkiem przewróconym nad ciekłą rtęcią. Przed eksperymentem mierzono nie tylko objętość powietrza nad rtęcią w retorcie i dzwonze, ale także określano masę całego aparatu. Następnie retortę ogrzewano przez 12 dni do temperatury prawie wrzenia rtęci. Stopniowo powierzchnia rtęci w retorcie pokryła się czerwonymi łuskami. Kiedy ilość tych płatków (tlenku rtęci) przestała rosnąć, doświadczenie przerwano. Po ochłodzeniu urządzenia dokonano dokładnego zliczenia ilości powstałych produktów. Stwierdzono, że: masa całkowita całego urządzenia nie uległa zmianie, objętość powietrza uległa zmniejszeniu, masa pobranego powietrza zmniejszyła się w takim samym stopniu, jak wzrosła masa rtęci (w wyniku tworzenia się tlenku). Otrzymywanie tlenu z tlenku rtęci (retorta a) metodą Priestleya. Rtęć gromadzi się w kulistym naczyniu b, a tlen przechodzi przez rurkę wylotową gazu c do cylindra d, gdzie gromadzi się nad ciekłą rtęcią. Aby dopełnić obrazu, wystarczyło zebrać powstały tlenek rtęci, rozłożyć go zgodnie z metodą Priestleya i zmierzyć ilość uzyskanego tlenu. Jak można było się spodziewać, odtworzenie takiego eksperymentu dało Lavoisierowi taką samą (w ramach możliwego błędu) ilość tlenu, która została pochłonięta z powietrza przez rtęć. A. Lavoisier umieścił płytkę z fosforem na pływającym w wodzie stojaku z korka, podpalił fosfor gorącym drutem i szybko przykrył go szklanym dzwonkiem. Gęsty biały dym wypełnił przestrzeń wewnątrz. Wkrótce fosfor zgasł, a woda zaczęła się podnosić i wypełniać dzwon. Po pewnym czasie podnosząca się woda ustała. - Wygląda na to, że nie przyjmowałem wystarczającej ilości fosforu. Całe powietrze nie mogło się z nim połączyć. Musimy powtórzyć eksperyment. Ale drugi eksperyment z podwójną ilością fosforu dał podobny wynik: woda podniosła się do tego samego poziomu. Nawet eksperyment przeprowadzony po raz dziesiąty dał ten sam wynik. - Fosfor łączy się tylko z jedną piątą powietrza. Czy powietrze naprawdę jest złożoną mieszaniną? Lavoisier badał także spalanie siarki. Podczas spalania łączy się również z tylko jedną piątą powietrza. Następnie naukowiec zaczął badać spalanie metali. Kiedy urządzenia Lavoisiera poddano długotrwałej kalcynacji, metale zamieniły się w popiół metaliczny, ale po zmieszaniu z węglem i podgrzaniu w wysokiej temperaturze popiół ponownie zamienił się w metal. Jednak w procesie tym uwolnił się gaz, który chemicy nazywają „wiązaniem powietrza” (dwutlenek węgla). Lavoisier dobrze rozumiał, że spalanie jest związane z gazami, ale nadal nie mógł wyciągnąć ostatecznych wniosków. Stąd pojawiła się potrzeba badania gazów. Co to jest „wiązanie powietrza”? Czy jest zawarty w wapieniu? Jak powstaje, gdy wapień jest podgrzewany i zamieniany w wapno palone? Rtęć metaliczna i tlenek rtęci(II) Miedź metaliczna i tlenek miedzi(II) Czy podczas spalania zawsze bierze udział powietrze? Jeśli tak, to która substancja jest w tym przypadku bardziej złożona – metal czy popiół metalu? A. Lavoisier wyraźnie wskazywał, że powietrze składa się z dwóch części – jedna z nich podtrzymuje spalanie (podczas kalcynacji łączy się z metalami), druga nie podtrzymuje spalania i giną w nim organizmy żywe. Podczas spalania ciała pochłaniają tę aktywną część powietrza, którą nazwał „dobrym powietrzem”. Wyjaśnia to również fakt, że powstały produkt jest cięższy niż produkt oryginalny. Naukowiec doszedł do wniosku, że spalanie nie jest procesem rozkładu, ale połączenia się z częścią powietrza. Ponadto ta część powietrza nie pełni mechanicznej funkcji rozpuszczalnika flogistonowego, lecz bierze udział w chemii procesu spalania, dając początek nowym związkom. Obserwacja rozkładu tlenku rtęci w retorcie Na początku 1775 roku dyrektorem Urzędu Prochu i Azotanów został A. Lavoisier. W związku z tym zaczął badać materiały używane do produkcji prochu. Lavoisier udowodnił, że saletra i kwas azotowy zawierają „dobre powietrze”; siarka i fosfor łączą się z tego typu powietrzem podczas spalania, a powstałe substancje mają właściwości kwasów. - Być może wszystkie kwasy zawierają ten gaz? – zadawał sobie pytanie nie raz. Lavoisier nazwał nowy gaz tlenem. Podstawowe zasady teorii spalania tlenu zostały sformułowane w 1777 r. 1. Zgodnie z tą teorią spalanie może nastąpić tylko w obecności tlenu i wydziela się światło i ogień. 2. Masa spalonej substancji wzrasta dokładnie o ilość wchłoniętego powietrza. 3. Podczas spalania metali w wyniku łączenia się z tlenem tworzą się wapna metaliczne. 4. Przy wypalaniu substancji niemetalicznych - kwasy (tak wówczas nazywano bezwodniki kwasowe). A. Lavoisier wykazał, że dwutlenek węgla powstaje podczas spalania węgla, a także jest uwalniany podczas spalania wielu ciał naturalnych (organicznych). Dało to A. Lavoisierowi możliwość zaproponowania dogodnej metody określania składu jakościowego i ilościowego substancji organicznych. Określenie składu dwutlenku węgla pozwoliło A. Lavoisierowi nakreślić prawidłowe rozumienie chemii oddychania (pochłanianie tlenu i uwalnianie dwutlenku węgla), której ścisłą analogię z procesami spalania odnotowywano już wielokrotnie (prace J. Mayow, G. Boerhaave, J. Priestley, itp.) Urządzenie chemiczne do eksperymentów z gazami. Z książki A.L. Lavoisiera „Podstawy chemii antyflogistonu”. Wydanie 1792 Ruda żelaza czerwonego (hematyt) Fe2Oz Badanie metod powstawania i właściwości dwutlenku węgla pozwoliło A. Lavoisierowi rozszerzyć teorię spalania tlenowego i wyjaśnić wiele procesów chemicznych z punktu widzenia utleniania-redukcji substancji. Oznacza to, że od badania procesów spalania naukowiec przeszedł do ogólnego badania reakcji utleniania. Przykładowo A. Lavoisier badał reakcje: 2Fe2O3 + 3C = 3CO2 + 4Fe 2Fe + 3H2O = Fe2O3 + 3H2 węgiel A mimo to nie znalazł odpowiedzi na jedno pytanie; dotyczyło to spalania „palnego powietrza”, które otrzymywano przez rozpuszczenie metali w kwasie i łatwo się paliło. Według nowej teorii produkty powinny być cięższe, według Lavoisiera nie udało się ich uchwycić w całości, a waga była zawsze mniejsza. Tutaj pojawiła się kolejna trudność. Zgodnie z teorią kwasów „palne powietrze” (wodór) po połączeniu z tlenem powinno: utworzyć kwas, ale nie udało się go uzyskać. Lavoisier postanowił omówić ten złożony problem z przybyłym z Anglii fizykiem i chemikiem Charlesem Blagdenem, któremu szczegółowo opowiedział o swoich nieudanych eksperymentach. - Mój przyjaciel Henry Cavendish udowodnił, że jeśli w zamkniętym naczyniu zmiesza się zwykłe powietrze z „palnym powietrzem” i podpali tę mieszaninę, na ściankach naczynia utworzą się małe krople – produkt spalania „palnego powietrza”. Cavendish ustalił, że były to krople wody. - Niesamowite odkrycie. Oznacza to, że woda nie jest pierwiastkiem, ale złożoną substancją. Chciałbym natychmiast powtórzyć te eksperymenty i przekonać się na własne oczy. Urządzenie do wytwarzania i gromadzenia wodoru G. Cavendisha A. Lavoisier przeprowadził eksperyment dotyczący syntezy wody z palnego powietrza i tlenu po podobnych eksperymentach G. Cavendisha i J. Watta (jednocześnie z A. Lavoisierem podobne doświadczenia przeprowadził G. Monge), jednak w odróżnieniu od tych naukowców A. Lavoisier zinterpretował tę syntezę z punktu widzenia teorii tlenu, wykazując, że „palne powietrze” (któremu zaproponował nazwę „wodór”) i tlen to pierwiastki, a woda jest ich mieszanina. (podczas eksperymentu mającego na celu określenie składu wody poprzez zapalenie mieszaniny wodoru i tlenu iskrą elektryczną) W wyniku eksperymentów A. Lavoisier doszedł do wniosku, że prawo zachowania masy substancji jest uniwersalnym prawo. Teoria utleniania jest również ogólna i nie ma od niej wyjątków. Woda, kwasy i tlenki metali są substancjami złożonymi, natomiast metale, siarka i fosfor są substancjami prostymi. To całkowicie zmieniło poglądy na cały system składów związków chemicznych. Flogiston nie istnieje, a powietrze jest mieszaniną gazów. A. Lavoisier podzielił się tymi przemyśleniami z naukowcami, którym zademonstrował swoje eksperymenty. Większość z nich nie chciała jednak uznać twórczości Lavoisiera, oskarżano go o zapożyczanie swoich pomysłów z badań Priestleya i Cavendisha. Naukowcy wielokrotnie stwierdzali, że znają podobne eksperymenty z rozkładem wody, powołując się na Gasparda Monge'a. Priorytet Lavoisiera nie został uznany. Zamiast łączyć siły w badaniach, naukowcy kłócili się o to, kto odkrył to zjawisko. Nie znajdując wsparcia w świecie naukowym, Lavoisier kontynuował swoją pracę. Teraz współpracował ze słynnym fizykiem i matematykiem Pierrem Simonem Laplacem. Udało im się skonstruować specjalną aparaturę, za pomocą której można było mierzyć ciepło wydzielane w wyniku spalania substancji. Był to tak zwany kalorymetr lodowy. Naukowcy przeprowadzili także szczegółowe badania ciepła emitowanego przez organizmy żywe. Mierząc ilość wydychanego dwutlenku węgla oraz ciepło wydzielane przez organizm, udowodnili, że żywność „spala się” w organizmie w szczególny sposób. Ciepło powstające w wyniku tego spalania służy utrzymaniu prawidłowej temperatury ciała. Kalorymetr lodowy Lavoisiera-Laplace'a już w XVIII wieku umożliwił pomiar pojemności cieplnej wielu ciał stałych i cieczy, a także ciepła spalania różnych paliw i ciepła wydzielanego przez organizmy żywe. Na przykład ciepło wydzielane przez zwierzę (lub inny przedmiot) w wewnętrznej komorze zostało wykorzystane do stopienia lodu w wewnętrznym „płaszczu lodowym”. Zewnętrzny służył do utrzymywania stałej temperatury części wewnętrznej. Uwolnione ciepło mierzono poprzez ważenie stopionej wody wpływającej do naczynia. Laplace był przekonany o słuszności poglądów Lavoisiera i jako pierwszy przyjął jego teorię. W 1785 roku Claude Louis Berthollet, który w tym czasie stał się bardzo sławny, wystąpił w obronie teorii Lavoisiera. Nieco później Lavoisiera poparli najwybitniejsi wówczas chemicy Antoine Fourcroix i Guiton de Morveau. Laplace Pierre-Simon 1749 -1827 Francuski matematyk, mechanik, fizyk i astronom Fourcroix Antoine-Francois (1755-1809) Francuski chemik i polityk Z punktu widzenia metodologicznego ważnym rezultatem rewolucji w chemii, jaką wywołały prace A.L. Lavoisiera nastąpiła zmiana treści pojęcia „pierwiastek chemiczny”. Elementy zaczęto postrzegać nie jako produkty rozkładu istniejące wcześniej w przedmiocie, ale jako ostateczną granicę, do której w zasadzie można rozłożyć substancje. O pierwiastkach zaczęto myśleć jako o materialnych, analitycznie określonych fragmentach składu, nierozkładalnych w jakościowo nowe formacje i utrwalających się w procesie wszelkich przemian chemicznych złożonych ciał, które tworzą. Dzięki zastosowaniu metody analizy wag w pracach A. Lavoisiera ukształtowały się wyobrażenia o ograniczonym zbiorze elementów i ich jakościowej heterogeniczności. Doprowadziło to do podejścia do wyjaśniania różnorodności substancji chemicznych jako konsekwencji zróżnicowanego jakościowego i ilościowego składu pierwiastkowego. Przyjęto, że każda substancja zdefiniowana jakościowo ma zawsze dokładnie określony i niepowtarzalny skład ilościowy. Nie były wówczas znane związki o zmiennym składzie (berthollidy) i zjawisko izomerii. Urządzenie A. Lavoisiera do analizy elementarnej substancji organicznych W XVIII wieku chemicy wykazali zainteresowanie problemem kwasowości nie mniej niż problemem spalania, ponieważ oba te problemy odpowiadały dwóm głównym kierunkom badań analitycznych tamtych czasów ( rozkład „na sucho” - przy pomocy ognia i „na mokro” - przy użyciu kwasów). Przed publikacją prac A. Lavoisiera uważano, że wszystkie kwasy zawierają w swoim składzie pewien pojedynczy kwas pierwszorzędowy, który nadaje całemu związkowi cechę kwasowości. A. Lavoisier na podstawie eksperymentów rozkładu kwasów siarkowego, fosforowego i azotowego (we współczesnych koncepcjach - SO3, P2O5, N2O5) powiązał właściwość kwasowości z obecnością w tych związkach tlenu (stąd nazwa tlen - tlen - tworzący kwas, zasada kwasowa). Kwasy, zdaniem A. Lavoisiera, różnią się od siebie tym, że są związane z tlenem, rodnikiem kwasowym. Tlen uznawano za niezbędny pierwiastek kwasów, przez pewien czas nawet kwas murowy (chlorowodorowy) był przedstawiany jako związek rodnika murowego z tlenem, a chlor uznawano za tlenek kwasu murowego. Guiton De Morveau Louis Bernard (1737-1816) Francuski chemik i polityk Guiton de Morveau po raz pierwszy spotkał Lavoisiera nie w sprawie teorii spalania: „Nie wiem, jak bardzo cię to interesuje, ale w nazwach związków chemicznych panuje kompletny chaos . - Całkowicie się z Tobą zgadzam. - Obecnie do publikacji przygotowywany jest dział chemiczny Encyklopedii Metodologicznej. A ponieważ posługując się wciąż istniejącymi nazwami, nie da się udzielić wyczerpujących odpowiedzi na wszystkie pytania, zacząłem opracowywać nową nomenklaturę związków chemicznych. Oczywiście potrzebuję pomocy czołowych chemików. – Bazując na teorii spalania i roli tlenu w tym procesie, mogę poczynić pewne założenia. Weźmy popiół metalu - związek metalu z tlenem. Nazwijmy połączenie pierwiastków tlenkami tlenu. Wtedy popiół cynkowy będzie tlenkiem cynku, popiół żelazny będzie tlenkiem żelaza i tak dalej. Co to jest „wiązanie powietrza”? Udowodniłem już, że jest to związek węgla i tlenu. Dlatego należy go nazwać tlenkiem węgla. W 1787 roku Guiton de Morveau opublikował „Metodę nomenklatury chemicznej”, w tworzeniu której brali udział Lavoisier, Fourcroix i Berthollet. Tabela ciał prostych Lavoisier A.L. Lavoisier Transformacja języka chemicznego była konsekwencją globalnych zmian w chemii i miała na celu nadanie każdej substancji nazwy, która charakteryzowałaby jej skład i właściwości chemiczne (do tej pory jedna substancja mogła mieć wiele nazw, które często nadawali szansa). W nowej nomenklaturze każdą substancję rozpatrywano z punktu widzenia jej ogólnych (na przykład kwasu) i specyficznych właściwości (na przykład kwasu siarkowego, azotowego, fosforowego). Specyficzne właściwości określono na podstawie danych dotyczących składu pierwiastkowego. Nomenklatura znacznie ułatwiła wymianę informacji chemicznych, a jej podstawowe zasady w zasadzie zostały zachowane do dziś. Lavoisier pracował w tym czasie nad jednym ze swoich najwspanialszych dzieł – podręcznikiem chemii, którego opracowanie było już dawno potrzebne. Trzeba było w nowy sposób wyjaśnić zjawiska w przyrodzie, jasno określić podstawy współczesnych teorii. Nowe osiągnięcia w chemii nie znalazły odzwierciedlenia w starych podręcznikach Christophle'a Glasera i Nicolasa Lemery'ego. Pod koniec 1788 roku podręcznik był gotowy. Duża zasługa w przygotowaniu rękopisu przypadła Madame Lavoisier, która artystycznie zaprojektowała trzecią część podręcznika. Strona tytułowa podręcznika A. Lavoisiera. Pierwsza część podręcznika A. Lavoisiera zawierała przedstawienie teorii spalania tlenu, opis doświadczeń dotyczących powstawania i rozkładu gazów, spalanie prostych substancji, powstawanie kwasów, opis składu atmosfery i wody oraz nowa nomenklatura. Druga część zawierała „Tabelę Ciał Prostych”, która była praktycznie pierwszą klasyfikacją pierwiastków chemicznych (w sumie przedstawiono 33 pierwiastki). W tabeli znalazły się zarówno pierwiastki rzeczywiste, jak i niektóre związki (np. tlenki metali alkalicznych), które w tamtym czasie nie mogły ulec rozkładowi (ale, jak zauważył A. Lavoisier, mogły ulec rozkładowi później). W tabeli jako pierwiastki pojawiają się dwie zasady - kaloryczna i wodorowa, które nie mają ciężaru, ale ich wygląd jest stale związany z procesami chemicznymi. Przypisanie pierwiastkom ciepła i światła było konsekwencją upowszechnienia się teorii kalorycznej w ówczesnej fizyce. W tej teorii ciepło uznano za rodzaj atmosfery, która otacza cząstki wszystkich ciał i jest przyczyną odpychania się cząstek od siebie. Lavoisier skłaniał się do wyjaśnienia zjawiska absorpcji ciepła w reakcjach chemicznych, a także podczas przejścia substancji ze stanu stałego w ciekły i ze stanu ciekłego w gazowy, w wyniku połączenia kaloryczności z materią. Uważał, że stan stały, ciekły i gazowy substancji zależy od ilości zawartego w niej ciepła, w przeciwieństwie do wcześniejszych wyobrażeń o gazach, które w cieczach są całkowicie niekondensujące, cieczach „nieodparowujących” i trwałych ciałach stałych. Lavoisier napisał, że w stanie stałym siły przyciągania pomiędzy cząsteczkami tworzącymi ciało przewyższają siły odpychania, w stanie ciekłym są one wyrównywane, a w stanie gazowym pod wpływem ciepła przeważają siły odpychania nad siłami przyciągania. Idea zdolności wszystkich materialnych makrosubstancji do istnienia w różnych stanach skupienia stała się kolejnym ważnym aspektem rewolucji chemicznej. Eksperymentalne uzasadnienie prawa zachowania pierwiastków w reakcjach chemicznych oraz prawa zachowania masy substancji pozwoliło A. Lavoisierowi wprowadzić zestawienie równań chemicznych, tj. Bilanse materiałowe przemian chemicznych. A. Lavoisier pisał: „Należy założyć istnienie równości lub równania pomiędzy zasadami (elementami) badanych ciał a tymi, które uzyskano z nich w drodze analizy”. Reakcje papieru (a) i miedzi (b) z tlenem Należy zauważyć, że na długo przed pracą A. Lavoisiera oryginalne poglądy na temat struktury materii wyraził rosyjski naukowiec M.V. Łomonosow. W książce „Elementy chemii matematycznej” napisał, że wszystkie ciała składają się z ciałek, które z kolei zawierają pewną liczbę pierwiastków. Korpuskuły są jednorodne, jeśli składają się z tej samej liczby takich samych elementów, połączonych ze sobą w ten sam sposób. Korpuskuły są heterogeniczne, jeśli ich elementy nie są identyczne i są ze sobą powiązane na różne sposoby lub w różnej liczbie. Od tego zależy nieskończona różnorodność ciał. Ciała są proste, gdy składają się z ciałek jednorodnych, i mieszane, gdy składają się z kilku ciałek odmiennych. Właściwości ciał nie są przypadkowe, zależą od właściwości ciałek, z których się składają. Rozważmy pierwszy - ciepło. Co to reprezentuje? Nieważka ciecz, która może przepływać z jednego ciała do drugiego? NIE. Galileusz również wierzył, że ciałka są w ruchu. Moim zdaniem jest to pierwsza i główna właściwość ciałek. Ale ruch wytwarza ciepło. Wszyscy wiedzą, że gdy koło się obraca, jego oś nagrzewa się. Ciałka ciała poruszają się, obracają wokół własnej osi, ocierają się o siebie i wytwarzają ciepło... W liście do Eulera Michaił Wasiljewicz przedstawił swoje poglądy na temat przemian w przyrodzie: „Wszystkie zmiany zachodzące w przyrodzie zachodzą w taki sposób że jeśli coś zostanie dodane do czegoś, to zostanie odjęte od czegoś innego. Zatem ile materii dodaje się do jednego ciała, tyle samo traci się przez drugie, ile godzin spędzam śpiąc, tyle samo zabieram, gdy nie śpię itp. Ponieważ jest to uniwersalne prawo natury, ma ono również zastosowanie do praw ruchu: ciało, które swoim pchnięciem pobudza drugiego do ruchu, tyle samo traci na swoim ruchu, ile komunikuje się z drugim, poruszane przez nie...” – myśli, których nikt przed Łomonosowem nie wyraził. Dlaczego Boyle otworzył naczynia po podgrzaniu? W takim przypadku coś mogłoby wyparować z naczyń i zmienić ich wagę. Eksperymenty należy powtórzyć, ale wszystkie obserwacje i pomiary przeprowadzać w zamkniętym naczyniu. Jest w nim powietrze. Łomonosow przygotował specjalne naczynie, wsypał do niego opiłki ołowiu, następnie podsycił ogień miechem i podgrzewał szyjkę naczynia, aż szkło zmięknie. Za pomocą zacisku zapieczętował szkło i natychmiast położył naczynie na ogniu. Teraz miał całkowitą pewność, że nic nie dostanie się do naczynia i nic z niego nie ucieknie. Miechy nabrzmiewały po raz ostatni i teraz błękitne płomienie zniknęły w rozżarzonej do czerwoności kupie węgla. Łomonosow ostrożnie położył naczynie na stole i zaczął przygotowywać następne. Doświadczenie trzeba było wielokrotnie powtarzać, kalcynując nie tylko ołów, ale także inne metale: żelazo, miedź... Łomonosow zważył wychłodzone naczynia, położył je na węglach w dużym piecu i zaczął podsycać ogień. Miechy początkowo pracowały powoli, lecz stopniowo strumień powietrza nasilał się, a wraz z nim pojawiały się niebieskawe płomienie. Ściany naczynia zaczerwieniły się, a opiłki ołowiu stopiły się. Błyszczące srebrzystobiałe krople szybko pokryły się szaro-żółtym nalotem. Czerwone opiłki miedzi zamieniły się w czarnobrązowy proszek. Opiłki żelaza poczerniały. Ciekawe czy „kaloryczne” dostało się do naczyń? Czy łączył się z metalami? Jeśli tak, to masa statku powinna wzrosnąć. Ale waga pokazała, że waga wszystkich naczyń pozostała niezmieniona! Wizyta Katarzyny II w laboratorium Łomonosowa A co z popiołami metali? Musimy porównać jego wagę z wagą metalu. Następnego dnia badacz powtórzył eksperymenty. Przed zamknięciem naczynia zważył opiłki metalu. Po kalcynacji ponownie zważył naczynia, następnie je otworzył i zważył powstały popiół metalu. Popiół był cięższy niż wcześniej pobrany metal! - Eksperymenty te obalają opinię Roberta Boyle'a. Metale nie łączą się z „kalorycznymi”: w końcu waga naczynia się nie zmienia. To jest niezaprzeczalne. A jednak popiół jest cięższy. - ponownie pomyślał Łomonosow. W naczyniu znajdowała się jednak pewna ilość powietrza... Być może metale łączą się z cząsteczkami powietrza? Ponieważ popiół metalu w naczyniu stał się cięższy, oznacza to, że masa powietrza w naczyniu zmniejszyła się o tę samą ilość. Bez dopływu powietrza zewnętrznego ciężar metalu pozostanie niezmieniony! Żyjąc w czasach, gdy chemia dopiero powstawała jako nauka, Łomonosow był w stanie, pomimo błędnych idei teorii flogistonu, dojść do takich uogólnień, które do dziś stanowią podstawę nauk fizycznych i chemicznych. Jako pierwszy sformułował prawo zachowania materii i energii, jako pierwszy wskazał drogę, którą podążało wielu naukowców.

Odkąd ludzkość pojawiła się na tej planecie, prowadziła stosunkowo spokojny i stabilny tryb życia, spożywając te same pokarmy, czerpiąc wodę z tych samych źródeł i oddychając tym samym powietrzem. Do niedawna istniała krucha równowaga między nami a resztą natury, a przy każdej zmianie środowiska lub klimatu równowaga sił została ponownie wyrównana dzięki nieprzerwanemu biegowi ewolucji.

Ze względu na obecność zdolności umysłowych i pewną wytrzymałość w naszych ciałach, człowiek jako gatunek biologiczny rozwinął zdolność ingerencji w przyrodę i zmiany środowiska. Stworzenie narzędzi, odkrycie ognia, udomowienie zwierząt, uprawa dzikich roślin, powstanie pierwszych osad – to wszystko było pierwszymi krokami na drodze postępu i cywilizacji.

Było to ważne dla ludzi, ale wszystko to były słabe próby, ponieważ człowiek nie mógł wyrządzić wielkiej szkody, ponieważ niewielka populacja ludzi była nadal całkowicie zależna od sił natury i drżała przy jej najmniejszych kaprysach. Z biegiem czasu, w miarę zwiększania się koncentracji ludzi, ich najazdy stawały się nie tylko coraz bardziej uporczywe, ale i coraz bardziej stałe, charakter tych najazdów stał się jeszcze bardziej ukierunkowany. Doprowadziło to do tego, że ostatecznie w drugiej połowie ubiegłego wieku zdolność człowieka do przyspieszania procesów zmieniła się tak bardzo, że „szybkość własnego rozwoju” zaczęła nam zagrażać.

Przychodzi mi na myśl pomysł braci Wachowskich – Matrix, w którym, jak na ironię, maszyny stworzone przez ludzi zaczęły wykorzystywać samych ludzi jako biologicznie korzystne paliwo. Obecna rzeczywistość skłania do refleksji, które tak barwnie ukazano we wspomnianym hicie: ludzie od dawna są wyrafinowani w wymyślaniu wielu mechanizmów, maszyn i substancji, uzasadniając to wszystko chęcią „poprawy” własnego życia, czyli ucywilizowania się.

Dla większej przejrzystości sięgnijmy do historii „wynalazków” chemicznych i, jak już powiedziano, spójrzmy na drugą połowę ubiegłego wieku w liczbach. Wykres wyraźnie pokazuje wzrost liczby wynalazków substancji chemicznych w drugiej połowie XX wieku. Jak widać, w latach 50. ubiegłego wieku rozpoczął się prawdziwy rozkwit przemysłu chemicznego i do 1975 r. statystyki odnotowały 1 000 000 syntetycznych materiałów chemicznych. Dalsze „sukcesy” chemików w różnych krajach charakteryzowały się dodawaniem około 1000 nowych chemikaliów rocznie. Pod koniec ostatniego tysiąclecia ludzkość była „w użyciu”, tj. W powszechnym użyciu było ponad 60 000 sztucznie wytworzonych chemikaliów.

Najwięcej „wynalazków” tego typu dotyczy najsłabszych ogniw łańcucha podtrzymywania życia ludzkości, a mianowicie:

produkcja powszechnie używanych materiałów

tekstylia
izolatory
powłoki

produkcji i konsumpcji najczęściej spożywanych produktów

Suplementy odżywcze
substancje stosowane w procesie przetwarzania i przechowywania
substancje stosowane w lekach

wykorzystanie powszechnych i dostępnych źródeł energii i mediów

grunt
powietrze

Ten cykl substancji chemicznych, który stworzyliśmy, jest już częścią naszego życia; a my, jak każdy gatunek, musimy z niego korzystać, przystosować się do niego lub, co najmniej, unikać go, aby przetrwać. Koncepcję tę można zrozumieć, jeśli zaakceptujemy fakt własnego udziału, owszem, udziału w tym ciągłym procesie – z jednej strony jesteśmy producentami, z drugiej zaś jesteśmy produktem tego cyklu. Dlatego każdy zwrot w naszym własnym rozwoju lub naszej wiedzy obraca się przeciwko nam samym.

Czasami nasze eksperymenty przynosiły nam korzyści, jak miało to miejsce w przypadku penicyliny, która uratowała życie ponad milionowi osób podczas wojen i czasu pokoju. Są i takie, o których nawet sami ich odkrywcy chcieliby zapomnieć – wypada przypomnieć jedną z najpotężniejszych broni masowego rażenia, gaz Sarin (który został odkryty przez fatalny przypadek przez niemieckich chemików, którzy próbowali zwiększyć skuteczność pestycydów tuż przed wybuchem II wojny światowej). Charakter trzeciego odkrycia nie jest dla nas jasny, podobnie jak nasz, ponieważ po prostu zmieniają nas: prawdopodobnie nie ma potrzeby podawania przykładów wpływu środków odurzających na organizm ludzki. Chociaż u zarania farmacji w Starym Świecie, a później w innych częściach świata, przedstawiano je jako leki potrzebne ludziom.

Wydawać by się mogło, że skoro wynaleziono jakąś substancję z myślą o ludziach, to dlaczego na światło dzienne wychodzą pewne fakty, o istnieniu których nawet nie podejrzewaliśmy? W praktyce wszystko jest dość proste – niebezpieczeństwo sztucznych substancji polega właśnie na tym, że nie wiemy nic z jakąkolwiek wiarygodną dokładnością na temat ich wpływu na to, z czym stykają się przez całe swoje niekontrolowane istnienie.

Można to pokazać na elementarnym przykładzie: od dawna wiemy, jak nam się wydaje, wszystko o tlenie. Tlen jest niezwykle ważny dla naszego organizmu, ale czysty tlen może nas zabić. Ponieważ tlen nie występuje w przyrodzie bez zanieczyszczeń, nie jesteśmy w stanie go spożyć w tej postaci. Jak widać, uczestniczymy w łańcuchach życia dokładnie tak, jak nauczyła nas Natura; a każde odstępstwo (a tutaj próbowaliśmy ulepszyć potrzebną nam substancję) okazuje się fatalne w skutkach. Wniosek nasuwa się tylko jeden: w przypadku każdej substancji możemy być całkowicie pewni, że nie wiemy, jak długo mogą nie ujawnić się jej potencjalnie szkodliwe skutki.

Jednym z istotnych atrybutów rewolucji, który także dzisiaj obserwujemy z coraz większym niepokojem, jest niewypowiedziany zakaz wolności informacji na temat wymyślonych produktów, składników, składów i ich etykietowania. Choć coraz więcej krajów wprowadza obowiązkowe wymogi dotyczące podawania informacji na temat składu żywności, leków, odzieży itp., w dalszym ciągu w życiu codziennym prawie niemożliwe jest określenie, jaki jest np. proszek do prania, farba, produkt z tworzywa sztucznego itp. składa się z czegokolwiek! Najbardziej prowokacyjną rzeczą w tym względzie jest ukrywanie osób, które są bezpośrednio zaangażowane w ustanawianie tego reżimu tajności.

Nadmiar niepotrzebnej chemii stał się już na tyle oczywisty, że nikogo nie ekscytuje wynalezienie nowego materiału, polimeru czy zamiennika. Głównym potwierdzeniem tego jest rosnące zapotrzebowanie ludzi na produkty przyjazne dla środowiska. „Droga do piekła jest wybrukowana dobrymi chęciami” – można by powiedzieć o drodze, którą muszą przejść wszyscy ludzie, aby zapobiec „zwycięstwu rewolucji chemicznej”.

Najnowsze trendy w postępie naukowym wskazują na większy zwrot w kierunku biologii, genetyki i wszystkiego, co ekologiczne. Najprawdopodobniej ludziom „otworzą się” oczy na nieskończone możliwości natury wykraczające poza chemię i energię nuklearną i dojdą do wniosku, że jeśli podaż czegoś nie jest odnawialna, to prawdopodobnie nie ma sensu długo- plany terminowe dla tego elementu skończonego.

Przychodzi mi na myśl film „Matrix”.

Wykres przedstawiający wzrost ilości chemikaliów na przestrzeni lat ubiegłego stulecia

Najwięcej „wynalazków” tego typu dotyczy najsłabszych ogniw łańcucha podtrzymywania życia ludzkości, a mianowicie:

produkcja powszechnie używanych materiałów

* izolatory

* pokrycia

produkcji i konsumpcji najczęściej spożywanych produktów

* Suplementy odżywcze

*substancje stosowane w procesie przetwarzania i przechowywania

*substancje stosowane w lekach

wykorzystanie powszechnych i dostępnych źródeł energii i mediów

* powietrze

Szeroka gama substancji chemicznych stała się częścią naszego życia.

Jeśli podobał Ci się ten materiał, według naszych czytelników oferujemy Ci wybór najlepszych materiałów na naszej stronie. Wybór TOP materiałów na temat nowego człowieka, nowej gospodarki, perspektyw na przyszłość i edukacji znajdziesz tam, gdzie jest to dla Ciebie najwygodniejsze

Chemia starożytności.

Chemia, nauka o składzie substancji i ich przemianach, rozpoczęła się wraz z odkryciem przez człowieka zdolności ognia do zmiany naturalnych materiałów. Podobno ludzie umieli wytapiać miedź i brąz, palić wyroby gliniane i wytwarzać szkło już 4000 lat p.n.e. Do VII wieku. PNE. Egipt i Mezopotamia stały się ośrodkami produkcji barwników; Pozyskiwano tam także złoto, srebro i inne metale w czystej postaci. Od około 1500 do 350 pne. Do produkcji barwników stosowano destylację, a metale wytapiano z rud, mieszając je z węglem drzewnym i wdmuchując powietrze przez płonącą mieszaninę. Samym zabiegom przekształcania naturalnych materiałów nadano mistyczne znaczenie.

Grecka filozofia przyrody.

Te mitologiczne idee przeniknęły do Grecji za pośrednictwem Talesa z Miletu, który podniósł całą różnorodność zjawisk i rzeczy do jednego elementu – wody. Filozofów greckich nie interesowały jednak sposoby otrzymywania substancji i ich praktyczne zastosowanie, lecz głównie istota procesów zachodzących w świecie. Tak więc starożytny grecki filozof Anaksymenes argumentował, że podstawową zasadą Wszechświata jest powietrze: rozrzedzone powietrze zamienia się w ogień, a gdy gęstnieje, staje się wodą, potem ziemią i wreszcie kamieniem. Heraklit z Efezu próbował wyjaśnić zjawiska naturalne, postulując ogień jako pierwiastek pierwotny.

Cztery podstawowe elementy.

Idee te połączył w filozofii przyrody Empedokles z Agrigentum, twórca teorii czterech zasad wszechświata. W różnych wersjach jego teoria dominowała w umysłach ludzi przez ponad dwa tysiące lat. Według Empedoklesa wszystkie przedmioty materialne powstają w wyniku połączenia wiecznych i niezmiennych elementów – wody, powietrza, ziemi i ognia – pod wpływem kosmicznych sił miłości (przyciągania) i nienawiści (odpychania). Teorię elementów Empedoklesa przyjął i rozwinął najpierw Platon, który sprecyzował, że niematerialne siły dobra i zła mogą te elementy przekształcić w siebie, a następnie Arystoteles.

Według Arystotelesa elementy elementarne nie są substancjami materialnymi, ale nośnikami pewnych właściwości - ciepła, zimna, suchości i wilgoci. Pogląd ten został przekształcony w ideę Galena o czterech „sokach” i dominował w nauce aż do XVII wieku. Innym ważnym pytaniem, które zajmowało greckich filozofów przyrody, była kwestia podzielności materii. Założycielami koncepcji, którą później nazwano „atomistyczną”, byli Leucippos, jego uczeń Demokryt i Epikur. Według ich nauk istnieje tylko pustka i atomy - niepodzielne elementy materialne, wieczne, niezniszczalne, nieprzeniknione, różniące się kształtem, położeniem w pustce i wielkości; z ich „wiru” powstają wszystkie ciała. Teoria atomowa pozostawała niepopularna przez dwa tysiące lat po Demokrycie, ale nie zniknęła całkowicie. Jednym z jego zwolenników był starożytny grecki poeta Tytus Lukrecjusz Carus, który w wierszu nakreślił poglądy Demokryta i Epikura O naturze rzeczy (De Rerum Natura).

Alchemia.

Alchemia to sztuka ulepszania materii poprzez przemianę metali w złoto oraz ulepszania człowieka poprzez tworzenie eliksiru życia. Dążąc do osiągnięcia najbardziej atrakcyjnego dla nich celu - stworzenia nieobliczalnego bogactwa - alchemicy rozwiązali wiele praktycznych problemów, odkryli wiele nowych procesów, zaobserwowali różne reakcje, przyczyniając się do powstania nowej nauki - chemii.

Okres hellenistyczny.

Egipt był kolebką alchemii. Egipcjanie byli genialni w chemii stosowanej, która jednak nie była izolowana jako niezależna dziedzina wiedzy, ale stanowiła część „świętej tajemnicy sztuki” kapłanów. Alchemia pojawiła się jako odrębna dziedzina wiedzy na przełomie II i III wieku. OGŁOSZENIE Po śmierci Aleksandra Wielkiego jego imperium upadło, jednak wpływy Greków rozciągnęły się na rozległe terytoria Bliskiego i Środkowego Wschodu. Alchemia osiągnęła szczególnie szybki rozkwit w latach 100–300 naszej ery. w Aleksandrii.

Około 300 r. n.e. Egipcjanin Zosima napisał encyklopedię - 28 książek obejmujących całą wiedzę alchemiczną z poprzednich 5-6 wieków, w szczególności informacje o wzajemnych konwersjach (transmutacjach) substancji.

Alchemia w świecie arabskim.

Po podbiciu Egiptu w VII wieku Arabowie przyjęli kulturę grecko-orientalną, utrwaloną przez wieki przez szkołę aleksandryjską. Naśladując starożytnych władców, kalifowie zaczęli patronować nauce, a w VII – IX wieku. pojawili się pierwsi chemicy.

Najbardziej utalentowanym i znanym arabskim alchemikiem był Jabir ibn Hayyan (koniec VIII w.), który później zasłynął w Europie pod pseudonimem Geber. Jabir uważał, że siarka i rtęć to dwie przeciwstawne zasady, z których powstaje siedem innych metali; Złoto jest najtrudniejsze do uformowania: do tego potrzebna jest specjalna substancja, którą Grecy nazywali xerion - „suchy”, a Arabowie zmienili na al-iksir (tak pojawiło się słowo „eliksir”). Eliksir miał mieć jeszcze inne cudowne właściwości: leczyć wszelkie choroby i dawać nieśmiertelność. Inny arabski alchemik, al-Razi (ok. 865–925) (znany w Europie jako Rhazes) również zajmował się medycyną. Opisał zatem sposób przygotowania gipsu i sposób zakładania bandaża na miejsce złamania. Jednak najsłynniejszym lekarzem był Bucharianin Ibn Sina, znany również jako Awicenna. Jego pisma przez wiele wieków służyły jako przewodnik dla lekarzy.

Alchemia w Europie Zachodniej.

Naukowe poglądy Arabów przeniknęły do średniowiecznej Europy w XII wieku. przez Afrykę Północną, Sycylię i Hiszpanię. Dzieła arabskich alchemików zostały przetłumaczone na łacinę, a następnie na inne języki europejskie. Początkowo alchemia w Europie opierała się na pracach takich luminarzy jak Jabir, jednak trzy wieki później ponownie wzrosło zainteresowanie naukami Arystotelesa, zwłaszcza dziełami niemieckiego filozofa i teologa dominikańskiego, późniejszego biskupa i profesora na Uniwersytecie Paryskim Albertus Magnus i jego uczeń Tomasz z Akwinu. Przekonany o zgodności nauki greckiej i arabskiej z doktryną chrześcijańską Albertus Magnus propagował ich wprowadzenie na studia szkolne. W 1250 roku filozofia Arystotelesa została wprowadzona do nauczania na Uniwersytecie Paryskim. Problematyką alchemiczną interesował się także angielski filozof i przyrodnik, franciszkański mnich Roger Bacon, który antycypował wiele późniejszych odkryć; badał właściwości saletry i wielu innych substancji i znalazł metodę wytwarzania czarnego prochu. Inni europejscy alchemicy to Arnaldo da Villanova (1235–1313), Raymond Lull (1235–1313) i Basil Valentinus (niemiecki mnich z XV – XVI wieku).

Osiągnięcia alchemii.

Rozwój rzemiosła i handlu, powstanie miast w Europie Zachodniej w XII–XIII w. towarzyszył rozwój nauki i pojawienie się przemysłu. Receptury alchemików wykorzystywano w procesach technologicznych takich jak obróbka metali. W ciągu tych lat rozpoczęły się systematyczne poszukiwania sposobów pozyskiwania i identyfikacji nowych substancji. Pojawiają się przepisy na produkcję alkoholu i udoskonalanie procesu destylacji. Najważniejszym osiągnięciem było odkrycie mocnych kwasów – siarkowego i azotowego. Teraz europejskim chemikom udało się przeprowadzić wiele nowych reakcji i otrzymać substancje takie jak sole kwasu azotowego, witriolu, ałunu, sole kwasu siarkowego i chlorowodorowego. Z usług alchemików, którzy często byli wykwalifikowanymi lekarzami, korzystała najwyższa szlachta. Wierzono także, że alchemicy posiadają tajemnicę przemiany zwykłych metali w złoto.

Do końca XIV w. Zainteresowanie alchemików przekształcaniem pewnych substancji w inne ustąpiło miejsca zainteresowaniu produkcją miedzi, mosiądzu, octu, oliwy z oliwek i różnych leków. W XV – XVI w. Doświadczenia alchemików coraz częściej wykorzystywano w górnictwie i medycynie.

POCZĄTEK WSPÓŁCZESNEJ CHEMII

Koniec średniowiecza charakteryzował się stopniowym odchodzeniem od okultyzmu, spadkiem zainteresowania alchemią i upowszechnieniem się mechanistycznego spojrzenia na strukturę natury.

Jatrochemia.

Paracelsus (1493–1541) miał zupełnie odmienne poglądy na temat celów alchemii. Pod wybranym przez siebie imieniem („przełożonym Celsusa”) do historii przeszedł szwajcarski lekarz Philip von Hohenheim. Paracelsus, podobnie jak Awicenna, uważał, że głównym zadaniem alchemii nie jest poszukiwanie sposobów pozyskiwania złota, ale produkcja leków. Zapożyczył z tradycji alchemicznej doktrynę mówiącą, że istnieją trzy główne części materii - rtęć, siarka, sól, które odpowiadają właściwościom lotności, palności i twardości. Te trzy elementy stanowią podstawę makrokosmosu (Wszechświata) i są powiązane z mikrokosmosem (człowiekiem), utworzonym przez ducha, duszę i ciało. Przechodząc do ustalenia przyczyn chorób, Paracelsus argumentował, że gorączka i dżuma powstają z powodu nadmiaru siarki w organizmie, przy nadmiarze rtęci następuje paraliż itp. Zasadą, której wyznawali wszyscy jatrochemicy, było to, że medycyna to kwestia chemii i wszystko zależy od umiejętności lekarza oddzielenia czystych zasad od substancji zanieczyszczonych. W ramach tego schematu wszystkie funkcje organizmu zostały sprowadzone do procesów chemicznych, a zadaniem alchemika było odnalezienie i przygotowanie substancji chemicznych do celów medycznych.

Głównymi przedstawicielami kierunku jatrochemicznego byli Jan Helmont (1577–1644), z zawodu lekarz; Franciszek Sylwiusz (1614–1672), który cieszył się wielką sławą jako lekarz i wyeliminował zasady „duchowe” z nauczania jatrochemicznego; Andreas Liebavius (ok. 1550–1616), lekarz z Rothenburga. Ich badania w znacznym stopniu przyczyniły się do powstania chemii jako samodzielnej nauki.

Filozofia mechanistyczna.

Wraz ze spadkiem wpływu jatrochemii filozofowie przyrody ponownie zwrócili się ku naukom starożytnych o naturze. Na pierwszy plan w XVII wieku. pojawiły się poglądy atomistyczne (korpuskularne). Jednym z najwybitniejszych naukowców - autorów teorii korpuskularnej - był filozof i matematyk Rene Descartes, który swoje poglądy przedstawił w eseju z 1637 r. Rozumowanie na temat metody. Kartezjusz uważał, że wszystkie ciała „składają się z wielu małych cząstek o różnych kształtach i rozmiarach… które nie pasują do siebie na tyle dokładnie, że nie ma wokół nich żadnych szczelin; te szczeliny nie są puste, ale wypełnione... rozrzedzoną materią. Kartezjusz nie uważał swoich „małych cząstek” za atomy, tj. niepodzielny; opowiadał się za nieskończoną podzielnością materii i zaprzeczał istnieniu pustki. Jednym z najwybitniejszych przeciwników Kartezjusza był francuski fizyk i filozof Pierre Gassendi. Atomizm Gassendiego był zasadniczo powtórzeniem nauk Epikura, jednak w przeciwieństwie do tego ostatniego Gassendi uznał stworzenie atomów przez Boga; wierzył, że Bóg stworzył pewną liczbę niepodzielnych i nieprzeniknionych atomów, z których składają się wszystkie ciała; Pomiędzy atomami musi być absolutna pustka. W rozwoju chemii w XVII wieku. szczególna rola przypada irlandzkiemu naukowcowi Robertowi Boyle’owi. Boyle nie akceptował twierdzeń starożytnych filozofów, którzy wierzyli, że elementy wszechświata można ustalić spekulacyjnie; znajduje to odzwierciedlenie w tytule jego książki Sceptyczny chemik. Będąc zwolennikiem eksperymentalnego podejścia do oznaczania pierwiastków chemicznych (co ostatecznie przyjęto), nie wiedział o istnieniu pierwiastków rzeczywistych, chociaż sam prawie odkrył jeden z nich - fosfor. Boyle'owi zwykle przypisuje się wprowadzenie terminu „analiza” do chemii. W swoich eksperymentach z zakresu analizy jakościowej stosował różne wskaźniki i wprowadzał pojęcie powinowactwa chemicznego. Opierając się na pracach Galileo Galilei Evangelista Torricellego, a także Otto Guericke, który w 1654 roku zademonstrował „półkule magdeburskie”, Boyle opisał zaprojektowaną przez siebie pompę powietrza i przeprowadził eksperymenty mające na celu określenie sprężystości powietrza za pomocą rurki w kształcie litery U. W wyniku tych eksperymentów sformułowano dobrze znane prawo odwrotnej proporcjonalności pomiędzy objętością powietrza a ciśnieniem. W 1668 Boyle został aktywnym członkiem nowo zorganizowanego Towarzystwa Królewskiego w Londynie, a w 1680 został wybrany jego prezesem.

Chemia techniczna.

Postęp i odkrycia naukowe nie mogły nie wpłynąć na chemię techniczną, której elementy można znaleźć w XV – XVII wieku. W połowie XV wieku. opracowano technologię kuźni dmuchawowych. Potrzeby przemysłu wojskowego stymulowały prace nad udoskonaleniem technologii produkcji prochu. W XVI wieku. Produkcja złota podwoiła się, a produkcja srebra wzrosła dziewięciokrotnie. Publikowane są podstawowe prace dotyczące produkcji metali i różnych materiałów stosowanych w budownictwie, produkcji szkła, barwienia tkanin, konserwacji żywności i garbowania skór. Wraz ze wzrostem spożycia napojów alkoholowych udoskonalane są metody destylacji i projektowane są nowe aparaty destylacyjne. Pojawiły się liczne laboratoria produkcyjne, przede wszystkim metalurgiczne. Wśród ówczesnych technologów chemicznych wymienić można Vannoccio Biringuccio (1480–1539), którego klasyczne prace O pirotechnika został wydrukowany w Wenecji w 1540 roku i zawierał 10 ksiąg, które dotyczyły min, badania minerałów, przygotowania metali, destylacji, sztuki wojennej i sztucznych ogni. Kolejny znany traktat O górnictwie i hutnictwie, napisał Georg Agricola (1494–1555). Należy także wspomnieć o Johannie Glauberze (1604–1670), holenderskim chemiku, twórcy soli Glaubera.

OSIEMNASTY WIEK

Chemia jako dyscyplina naukowa.

Od 1670 do 1800 roku chemia uzyskała oficjalny status w programach nauczania wiodących uniwersytetów, wraz z filozofią przyrody i medycyną. W 1675 r. ukazał się podręcznik Nicolasa Lemery’ego (1645–1715). Kurs chemii, które zyskało ogromną popularność, ukazało się 13 jego wydań francuskich, a ponadto zostało przetłumaczone na łacinę i wiele innych języków europejskich. W XVIII wieku w Europie powstają naukowe towarzystwa chemiczne i duża liczba instytutów naukowych; Prowadzone przez nich badania są ściśle powiązane z potrzebami społeczno-gospodarczymi społeczeństwa. Pojawili się chemicy praktykujący, zajmujący się produkcją instrumentów i produkcją substancji dla przemysłu.

Teoria flogistonu.

W pracach chemików drugiej połowy XVII wieku. Wiele uwagi poświęcono interpretacjom procesu spalania. Według starożytnych Greków wszystko, co może spalić, zawiera element ognia, który zostaje uwolniony w odpowiednich warunkach. W 1669 roku niemiecki chemik Johann Joachim Becher próbował racjonalistycznie wyjaśnić palność. Zasugerował, że ciała stałe składają się z trzech rodzajów „ziemi”, a jeden z nich, który nazwał „ziemią tłustą”, został uznany za „zasadę palności”.

Zwolennik Bechera, niemiecki chemik i lekarz Georg Ernst Stahl, przekształcił koncepcję „grubej ziemi” w uogólnioną doktrynę flogistonu – „początku łatwopalności”. Według Stahla flogiston to pewna substancja zawarta we wszystkich substancjach palnych i uwalniana podczas spalania. Stahl argumentował, że rdzewienie metali przypomina spalanie drewna. Metale zawierają flogiston, ale rdza (łuska) nie zawiera już flogistonu. Dało to również akceptowalne wyjaśnienie procesu przekształcania rud w metale: rudę, w której zawartość flogistonu jest niewielka, podgrzewa się na węglu drzewnym bogatym w flogiston, a ten zamienia się w rudę. Węgiel zamienia się w popiół, a ruda w metal bogaty w flogiston. Do 1780 roku teoria flogistonu została zaakceptowana przez chemików niemal wszędzie, choć nie odpowiadała na bardzo ważne pytanie: dlaczego żelazo staje się cięższe, gdy rdzewieje, mimo że flogiston z niego odparowuje? Chemicy XVIII wieku. ta sprzeczność nie wydawała się aż tak istotna; najważniejsze, ich zdaniem, było wyjaśnienie przyczyn zmiany wyglądu substancji.

W XVIII wieku Było wielu chemików, których działalność naukowa nie wpisuje się w zwykłe schematy rozważania etapów i kierunków rozwoju nauki, a wśród nich szczególne miejsce zajmuje rosyjski encyklopedysta, naukowiec, poeta i mistrz oświecenia Michaił Wasiljewicz Łomonosow (1711–1711–1711). 1765). Swoimi odkryciami Łomonosow wzbogacił prawie wszystkie dziedziny wiedzy, a wiele jego pomysłów wyprzedzało ówczesną naukę o ponad sto lat. W 1756 r. Łomonosow przeprowadził słynne eksperymenty ze spalaniem metali w zamkniętym naczyniu, które dostarczyły niepodważalnych dowodów na zachowanie materii podczas reakcji chemicznych i rolę powietrza w procesach spalania: jeszcze przed Lavoisierem wyjaśnił zaobserwowany wzrost masy podczas spalania metali łącząc je z powietrzem. W przeciwieństwie do panujących poglądów na temat kaloryczności, argumentował, że zjawiska termiczne powstają na skutek mechanicznego ruchu cząstek materiału. Wyjaśnił sprężystość gazów ruchem cząstek. Łomonosow rozróżnił pojęcia „korpuskuły” (cząsteczki) i „pierwiastka” (atomu), które zyskały powszechne uznanie dopiero w połowie XIX wieku. Łomonosow sformułował zasadę zachowania materii i ruchu, wykluczył flogiston z listy czynników chemicznych, położył podwaliny chemii fizycznej, a w 1748 r. stworzył laboratorium chemiczne w petersburskiej Akademii Nauk, w którym nie tylko prace naukowe były prowadzonych, ale także zajęcia praktyczne dla studentów. Prowadził szeroko zakrojone badania z dziedzin wiedzy związanych z chemią – fizyką, geologią itp.

Chemia pneumatyczna.

Mankamenty teorii flogistonu najwyraźniej ujawniły się w trakcie rozwoju tzw. chemia pneumatyki. Największym przedstawicielem tego nurtu był R. Boyle: nie tylko odkrył prawo gazowe, które dziś nosi jego imię, ale także zaprojektował urządzenia do gromadzenia powietrza. Chemicy mają obecnie istotne środki do izolowania, identyfikowania i badania różnych „powietrzy”. Ważnym krokiem było wynalezienie na początku XVIII wieku „łaźni pneumatycznej” przez angielskiego chemika Stephena Halesa (1677–1761). - urządzenie do wychwytywania gazów wydzielających się podczas podgrzewania substancji w naczyniu z wodą, opuszczonym do góry nogami do wanny wodnej. Później Hales i Henry Cavendish ustalili istnienie pewnych gazów („powietrza”), które różnią się swoimi właściwościami od zwykłego powietrza. W 1766 roku Cavendish systematycznie badał gaz powstały w wyniku reakcji kwasów z niektórymi metalami, zwany później wodorem. Wielki wkład w badania gazów wniósł szkocki chemik Joseph Black, który zaczął badać gazy wydzielające się podczas reakcji kwasów z zasadami. Black odkrył, że mineralny węglan wapnia rozkłada się pod wpływem ogrzewania, uwalniając gaz i tworząc wapno (tlenek wapnia). Uwolniony gaz (dwutlenek węgla – Black nazwał go „związanym powietrzem”) można ponownie połączyć z wapnem, tworząc węglan wapnia. Odkrycie to między innymi ustaliło nierozerwalność wiązań między substancjami stałymi i gazowymi.

Rewolucja chemiczna.

Joseph Priestley, protestancki ksiądz pasjonujący się chemią, odniósł wielki sukces w izolowaniu gazów i badaniu ich właściwości. Niedaleko Leeds (Anglia), gdzie służył, znajdował się browar, z którego można było pozyskać do eksperymentów duże ilości „związanego powietrza” (obecnie wiemy, że był to dwutlenek węgla). Priestley odkrył, że gazy mogą rozpuszczać się w wodzie i próbował zebrać je nie nad wodą, ale nad rtęcią. Dzięki temu mógł zbierać i badać tlenek azotu, amoniak, chlorowodór, dwutlenek siarki (oczywiście to ich współczesne nazwy). W 1774 roku Priestley dokonał swojego najważniejszego odkrycia: wyizolował gaz, w którym substancje paliły się szczególnie jasno. Będąc zwolennikiem teorii flogistonu, nazwał ten gaz „zdeflogistykowanym powietrzem”. Gaz odkryty przez Priestleya wydawał się przeciwieństwem „flogistycznego powietrza” (azotu), wyizolowanego w 1772 roku przez angielskiego chemika Daniela Rutherforda (1749–1819). W „flogistycznym powietrzu” myszy zdechły, ale w „zdeflogizowanym” powietrzu były bardzo aktywne. (Należy zauważyć, że właściwości wyizolowanego przez Priestleya gazu opisał szwedzki chemik Karl Wilhelm Scheele już w 1771 r., lecz jego przesłanie, na skutek zaniedbań wydawcy, ukazało się drukiem dopiero w 1777 r.) Wielki Francuz chemik Antoine Laurent Lavoisier natychmiast docenił znaczenie odkrycia Priestleya. W 1775 roku przygotował artykuł, w którym argumentował, że powietrze nie jest prostą substancją, ale mieszaniną dwóch gazów, jednym z nich jest „deflogistyczne powietrze” Priestleya, które łączy się z płonącymi lub rdzewiejącymi przedmiotami, przechodzi z rud na węgiel drzewny i jest niezbędna do życia. Lavoisier zadzwonił do niego tlen, tlen, tj. „wytwarzający kwas” Drugi cios zadany teorii pierwiastków elementarnych nastąpił, gdy stało się jasne, że woda również nie jest prostą substancją, ale produktem połączenia dwóch gazów: tlenu i wodoru. Wszystkie te odkrycia i teorie, pozbywając się tajemniczych „pierwiastków”, doprowadziły do racjonalizacji chemii. Na pierwszy plan wysunęły się jedynie te substancje, które można zważyć lub których ilość można zmierzyć w inny sposób. W latach 80-tych XVIII w. Lavoisier we współpracy z innymi francuskimi chemikami Antoine François de Fourcroy (1755–1809), Guiton de Morveau (1737–1816) i Claude Louis Berthollet opracowali logiczny system nomenklatury chemicznej; opisał ponad 30 prostych substancji, wskazując ich właściwości. Ta praca Metoda nomenklatury chemicznej, ukazał się w 1787 r.

Rewolucja w poglądach teoretycznych chemików, która nastąpiła pod koniec XVIII wieku. w wyniku szybkiego gromadzenia się materiału doświadczalnego pod dominacją teorii flogistonu (choć niezależnie od niej) nazywa się to zwykle „rewolucją chemiczną”.

DZIEWIĘTNASTY WIEK

Skład substancji i ich klasyfikacja.

Sukcesy Lavoisiera pokazały, że zastosowanie metod ilościowych może pomóc w określeniu składu chemicznego substancji i wyjaśnieniu praw ich asocjacji.

Teoria atomowa.

Narodziny chemii fizycznej.

Do końca XIX wieku. Pojawiły się pierwsze prace, w których systematycznie badano właściwości fizyczne różnych substancji (temperatura wrzenia i topnienia, rozpuszczalność, masa cząsteczkowa). Badania takie rozpoczęli Gay-Lussac i Van't Hoff, którzy wykazali, że rozpuszczalność soli zależy od temperatury i ciśnienia. W 1867 roku norwescy chemicy Peter Waage (1833–1900) i Kato Maximilian Guldberg (1836–1902) sformułowali prawo działania mas, zgodnie z którym szybkość reakcji zależy od stężenia reagentów. Zastosowany przez nich aparat matematyczny pozwolił znaleźć bardzo ważną wielkość charakteryzującą każdą reakcję chemiczną – stałą szybkości.

Termodynamika chemiczna.

Tymczasem chemicy zajęli się centralnym pytaniem chemii fizycznej - wpływem ciepła na reakcje chemiczne. Do połowy XIX wieku. fizycy William Thomson (Lord Kelvin), Ludwig Boltzmann i James Maxwell rozwinęli nowe poglądy na temat natury ciepła. Odrzucając kalorystyczną teorię Lavoisiera, przedstawiały one ciepło jako wynik ruchu. Ich pomysły zostały opracowane przez Rudolfa Clausiusa. Opracował teorię kinetyczną, według której wielkości takie jak objętość, ciśnienie, temperatura, lepkość i szybkość reakcji można rozpatrywać w oparciu o ideę ciągłego ruchu cząsteczek i ich zderzeń. Równolegle z Thomsonem (1850) Clasius podał pierwsze sformułowanie drugiej zasady termodynamiki i wprowadził pojęcia entropii (1865), gazu doskonałego i średniej drogi swobodnej cząsteczek.

Termodynamiczne podejście do reakcji chemicznych wykorzystał w swoich pracach August Friedrich Gorstmann (1842–1929), który w oparciu o koncepcje Clausiusa próbował wyjaśnić dysocjację soli w roztworze. W latach 1874–1878 amerykański chemik Josiah Willard Gibbs podjął systematyczne badania termodynamiki reakcji chemicznych. Wprowadził pojęcie energii swobodnej i potencjału chemicznego, wyjaśnił istotę prawa działania mas oraz zastosował zasady termodynamiki do badania równowagi pomiędzy różnymi fazami w różnych temperaturach, ciśnieniach i stężeniach (reguła fazowa). Praca Gibbsa położyła podwaliny pod nowoczesną termodynamikę chemiczną. Szwedzki chemik Svante August Arrhenius stworzył teorię dysocjacji jonowej, która wyjaśnia wiele zjawisk elektrochemicznych i wprowadził pojęcie energii aktywacji. Opracował także elektrochemiczną metodę pomiaru masy cząsteczkowej substancji rozpuszczonych.

Głównym naukowcem, dzięki któremu chemia fizyczna została uznana za samodzielną dziedzinę wiedzy, był niemiecki chemik Wilhelm Ostwald, który zastosował koncepcje Gibbsa w badaniach katalizy. W 1886 roku napisał pierwszy podręcznik chemii fizycznej, a w 1887 założył (wraz z Van't Hoffem) czasopismo Physical Chemistry (Zeitschrift für physikalische Chemie).

XX WIEK

Nowa teoria strukturalna.

Wraz z rozwojem teorii fizycznych dotyczących budowy atomów i cząsteczek na nowo przemyśleno takie stare pojęcia, jak powinowactwo chemiczne i transmutacja. Pojawiły się nowe koncepcje dotyczące struktury materii.

Model atomu.

W 1896 roku Antoine Henri Becquerel (1852–1908) odkrył zjawisko promieniotwórczości, odkrywszy spontaniczną emisję cząstek subatomowych z soli uranu, a dwa lata później małżonkowie Pierre Curie i Maria Skłodowska-Curie wyizolowali dwa pierwiastki promieniotwórcze: polon i rad . W kolejnych latach odkryto, że substancje radioaktywne emitują trzy rodzaje promieniowania: A-cząsteczki, B-cząsteczki i G-promienie. Wraz z odkryciem Fredericka Soddy'ego, które wykazało, że podczas rozpadu radioaktywnego następuje przemiana jednych substancji w inne, wszystko to nadało nowe znaczenie temu, co starożytni nazywali transmutacją.

W 1897 roku Joseph John Thomson odkrył elektron, którego ładunek z dużą dokładnością zmierzył w 1909 roku Robert Millikan. W 1911 roku Ernst Rutherford, opierając się na koncepcji elektronów Thomsona, zaproponował model atomu: w środku atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, a wokół niego krążą ujemnie naładowane elektrony. W 1913 roku Niels Bohr, korzystając z zasad mechaniki kwantowej, wykazał, że elektrony mogą znajdować się nie na dowolnych orbitach, ale na ściśle określonych orbitach. Planetarny kwantowy model atomu Rutherforda-Bohra zmusił naukowców do przyjęcia nowego podejścia do wyjaśniania struktury i właściwości związków chemicznych. Niemiecki fizyk Walter Kossel (1888–1956) zasugerował, że o właściwościach chemicznych atomu decyduje liczba elektronów w jego zewnętrznej powłoce, a o powstawaniu wiązań chemicznych decydują głównie siły oddziaływania elektrostatycznego. Amerykańscy naukowcy Gilbert Newton Lewis i Irving Langmuir sformułowali elektroniczną teorię wiązań chemicznych. Zgodnie z tymi ideami cząsteczki soli nieorganicznych są stabilizowane poprzez oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy ich składowymi jonami, które powstają podczas przenoszenia elektronów z jednego pierwiastka na drugi (wiązanie jonowe), a cząsteczkami związków organicznych – w wyniku podziału elektronów (wiązanie kowalencyjne). Idee te leżą u podstaw nowoczesnych koncepcji wiązania chemicznego.

Nowe metody badawcze.

Wszelkie nowe wyobrażenia o budowie materii mogły powstać dopiero w wyniku rozwoju w XX wieku. technik eksperymentalnych i pojawienia się nowych metod badawczych. Odkrycie promieni rentgenowskich w 1895 roku przez Wilhelma Conrada Roentgena posłużyło jako podstawa do późniejszego stworzenia metody krystalografii rentgenowskiej, która umożliwia określenie struktury cząsteczek na podstawie dyfrakcji promieni rentgenowskich na kryształach. Za pomocą tej metody odszyfrowano strukturę złożonych związków organicznych - insuliny, kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA), hemoglobiny itp. Wraz z powstaniem teorii atomowej pojawiły się nowe potężne metody spektroskopowe, które dostarczają informacji o strukturze atomów i cząsteczek. Za pomocą znaczników radioizotopowych bada się różne procesy biologiczne, a także mechanizm reakcji chemicznych; Metody radiacyjne są również szeroko stosowane w medycynie.

Biochemia.

Ta dyscyplina naukowa, badająca właściwości chemiczne substancji biologicznych, była pierwszą z gałęzi chemii organicznej. Niepodległym regionem stało się w ostatniej dekadzie XIX wieku. w wyniku badań właściwości chemicznych substancji pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Jednym z pierwszych biochemików był niemiecki naukowiec Emil Fischer. Zsyntetyzował substancje takie jak kofeina, fenobarbital, glukoza i wiele węglowodorów oraz wniósł wielki wkład w naukę o enzymach - katalizatorach białkowych, wyizolowanych po raz pierwszy w 1878 r. Powstanie biochemii jako nauki ułatwiło stworzenie nowych metod analitycznych . W 1923 roku szwedzki chemik Theodor Svedberg zaprojektował ultrawirówkę i opracował metodę sedymentacyjną do oznaczania masy cząsteczkowej makrocząsteczek, głównie białek. Asystent Svedberga Arne Tiselius (1902–1971) w tym samym roku stworzył metodę elektroforezy, bardziej zaawansowaną metodę rozdzielania gigantycznych cząsteczek, opartą na różnicy w szybkości migracji naładowanych cząsteczek w polu elektrycznym. Na początku XX wieku. Rosyjski chemik Michaił Semenowicz Cwiet (1872–1919) opisał metodę rozdzielania pigmentów roślinnych poprzez przepuszczanie ich mieszaniny przez rurkę wypełnioną adsorbentem. Metodę tę nazwano chromatografią. W 1944 roku angielscy chemicy Archer Martin i Richard Singh zaproponowali nową wersję metody: zastąpili rurkę adsorbentem bibułą filtracyjną. Tak pojawiła się chromatografia bibułowa – jedna z najpowszechniejszych metod analitycznych w chemii, biologii i medycynie, za pomocą której na przełomie lat 40. i 50. XX wieku można było analizować mieszaniny aminokwasów powstałe w wyniku rozkładu różnych białek i określić skład białek. W wyniku żmudnych badań ustalono kolejność aminokwasów w cząsteczce insuliny (Frederick Sanger), a do 1964 roku zsyntetyzowano to białko. Obecnie wiele hormonów, leków i witamin otrzymuje się metodami syntezy biochemicznej.

Chemia przemysłowa.

Prawdopodobnie najważniejszym etapem rozwoju współczesnej chemii było powstanie w XIX wieku. różne ośrodki badawcze zajmują się, oprócz podstawowych, także badaniami stosowanymi. Na początku XX wieku. wiele korporacji przemysłowych utworzyło pierwsze przemysłowe laboratoria badawcze. W USA laboratorium chemiczne DuPont powstało w 1903 r., a laboratorium Bella w 1925 r. Po odkryciu i syntezie penicyliny w latach czterdziestych XX wieku, a następnie innych antybiotyków, powstały duże firmy farmaceutyczne, w których zatrudnieni byli profesjonalni chemicy. Duże znaczenie praktyczne miały prace z zakresu chemii związków wielkocząsteczkowych. Jednym z jej założycieli był niemiecki chemik Hermann Staudinger (1881–1965), który opracował teorię struktury polimerów. Intensywne poszukiwania metod wytwarzania polimerów liniowych doprowadziły w 1953 roku do syntezy polietylenu (Karl Ziegler), a następnie innych polimerów o pożądanych właściwościach. Dziś produkcja polimerów jest największą gałęzią przemysłu chemicznego.

Nie wszystkie osiągnięcia chemii były korzystne dla ludzi. W 19-stym wieku Do produkcji farb, mydła i tekstyliów używano kwasu solnego i siarki, co stwarzało ogromne zagrożenie dla środowiska. W XX wieku Wzrosła produkcja wielu materiałów organicznych i nieorganicznych w wyniku recyklingu zużytych substancji, a także przetwarzania odpadów chemicznych stanowiących zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowiska.

Literatura:

Figurovsky N.A. Esej na temat ogólnej historii chemii. M., 1969
Jua M. Historia chemii. M., 1975
Azimow A. Krótka historia chemii. M., 1983