Успехи технической химии в XVI - XVII века

Эпоха Возрождения в Западной Европе отмечена невиданной ранее интенсивностью развития науки, техники и культуры. Все эти положительные тенденции затронули те направления в химии, которые принято считать прикладными.

Именно в это время появляются трактаты по целому ряду отраслей техники, в которых содержатся доступные описания химических процессов без употребления обычного для алхимии туманного и фантасмагорического языка. Наиболее важными для химии среди подобных технических изданий следует считать книги немецкого ученого Георга Бауэра (Агриколы) «О горном деле и металлургии» и итальянского химика и технолога Ваноччо Бирингуччо «О пиротехнии».

Как считают многие ученые, эти сочинения являются истоками современной технической химии. Среди наиболее заметных естество-испытателей того времени, пред-ставляющих направление приклад-ной химии, необходимо назвать немецкого ученого Иоганна Рудольфа Глаубера. Особое внимание в своих изысканиях он уделял изучению различных солей. Ему была присуща большая проницательность в истолковании экспериментальных данных. Одна из открытых и подробно изученных им солей – кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O, в его честь называется глауберовой солью.

Общий технологический подъем, который переживала Западная Ев-ропа в XVI-XVII вв., сказался в тех областях химии, которые были непосредственно связаны с произ-водством. Особенно успешно раз-вивались такие отрасли приклад-ной и технической химии как горное дело и металлургия, производство керамики и фарфора, получение бумаги и окрашенного стекла.

2.История становления учения о растворах.
Одним из важнейших разделов химии является учение о растворах. В процессе изучения природы растворов были созданы фундаментальные теории и решены многие технологические задачи. С начала возникновения и развития научных представлений о явлениях растворения существовало два типа гипотез: физико-механическая и химическая. Физико-химические теории создавались главным образом физиками на основе корпускулярной теории процесса растворения. В XIХ веке, благодаря развитию химии и накоплению значительного экспериментального материала в области растворов, ведущее место заняла химическая теория, рассматривавшая растворение как результат действия сил химического сродства.

Идею об отсутствии резких границ между химическими соединениями и растворами высказал французский химик К.Л. Бертолле (1748-1822) в книге "Опыт химической статики" (1803). Он рассматривал процесс растворения как химический процесс, являющийся результатом взаимного сродства растворителя и растворенного вещества, а растворы - как особые химические соединения, отличные от обычных только степенью прочности. "Опыт" Бертолле сыграл большую роль в развитии учения о растворах, однако его теория поначалу не нашла признания у большинства ученых. Неопределенность состава и свойств растворов, отсутствие в процессах растворения ярко выраженного проявления химизма исключали растворы из области интересов исследователей.

Кроме этого, под влиянием электрохимической теории, развиваемой примерно в то же время Й.Я. Берцелиусом (1779-1848), появились новые представления о природе растворов. Согласно этой теории, причиной химический явлений являлась электрическая полярность, а так как в растворах ее не наблюдали, то и к химическим соединениям их не относили, рассматривая растворение как механический процесс распределения частиц растворенного вещества между частицами растворителя. Берцелиус считал, что "сила соединения" последних в растворе подобна капиллярной силе. Но в дальнейшем идеи Бертолле сыграли в развитии учения о растворах гораздо большую роль, нежели теория Берцелиуса.

В первой половине XIX в. нарастающее развитие химической промышленности стимулировало физико-химические исследования водных растворов солей, кислот и щелочей, а также водноспиртовые растворы. В результате был накоплен обширный, хотя и разрозненный опытный материал, многочисленные факты подтверждали взаимодействие растворенного вещества с растворителем, и большинство исследователей приходили к выводу, что природа растворения обусловлена химическим сродством. Однако обобщающих теорий не было создано; не ясны были многие вопросы, касающиеся взаимодействия образовавшихся в растворах соединений с растворителем. В середине столетия развитие химических производств стимулирует исследования свойств и состава различных растворов; вопрос о свойствах, а следовательно, и о природе растворов вновь привлекает внимание химиков.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 19.

Зарождение химии в России.

Первая знаменательная дата в истории российской химии, да и науки вообще - это 1725 год. По указу Петра I создается Петербургская Академия Наук. При ней создавались также академический университет и гимназия. Как и все, что создавалось Петром I, академия создавалась на пустом месте. Имеется в виду, что не было практически никаких научных кадров. Поэтому на должность академиков приглашались иностранцы, большей частью немцы. Ничего хорошего иностранцы эти российской химии, увы, не дали. То ли к нам приглашали каких-то одних бездарей, то ли наш климат на них так плохо влияет, однако факт остается фактом - основной заботой иностранных академиков (я имею в виду химиков) было желание удержать хорошо оплачиваемое место и не дать пробиться возможным претендентам на этот пост. Позже, когда появились первые молодые российские ученые, возникла и сохранилась на очень многие годы борьба иностранцев и русских. Это довольно сильно тормозило российскую науку.

Первым академиком-химиком был некто М.Бюргер. Он был приглашен на эту должность в марте 1726 года. Никаких трудов он после себя не оставил и пробыл на этом посту совсем не долго. В июле того же года он, направляясь домой, выпал из коляски и разбился на смерть. Долгое время кафедра химии пустовала, ее занимали по совместительству ученые других специальностей. В 1736 году ее ненадолго занял некий Миганд. Ничего не сделав за год своей деятельности, он в 1737 году уехал. Только в 1745 году кафедра химии перешла в надежные руки. Ее занял Михаил Васильевич Ломоносов. Какова же была в то время химия. В середине XVIII века она представляла собой гремучую смесь туманных теорий и еще не отживших полумистических алхимических представлений. Главенствующей и популярной была теория флогистона, выдвинутая Шталем. Изучая в свое время взаимодействие золы, получаемой как побочный продукт металлургии, с углем, немецкий ученый получал чистые металлы. Шталь предположил, что при взаимодействии, некая материя (он назвал ее флогистоном) переходит от угля к золе, превращая последнюю в металл. Обратный процесс идет с высвабождением флогистона из металла и образованием золы. Шталь говорил, что все вещества в той или иной мере содержат флогистон. Чем больше флогистона в веществе, тем лучше оно горит, при этом флогистон высвобождается. Уголь, например, состоит практически из чистого флогистона, так как после его сжигания почти ничего не остается. Все так правдиво, так логично... Флогистон объяснял многие окислительно-восстановительные процессы, и поэтому теория Шталя стала весьма популярна. В последствии, правда, обнаружилась, что металл, получаемый из золы, весит меньше чем сама зола. Однако это не смутило ученых-флогистиков. Они смело выдвинули предположение, что флогистон обладает отрицательной массы.

2.Краткая история становления качественного химического анализа.
Первым химическим производствам сопутствовало возникновение и развитие отдельных приемов и методов анализа. Это так называемое пробирное искусство, т. е. совокупность приемов для определения главным образом благородных металлов. Оно существовало в Древнем Египте, а в Киевской Руси было известно в IX—X вв. Подробное описание пробирного искусства было Дано немецким врачом Г. Агриколой (1494—1555). Но знание отдельных приемов еще не составляло науку.

Аналитическая химия как научная дисциплина начинает развиваться с середины XVII в. Основателем качественного анализа является английский ученый Роберт Бойль (1627—1691). Бойль Ввел термин «химический анализ», определил понятие «элемент» как простое тело, которое входит в состав смешанных тел. Однако Бойль не назвал ни одного конкретного элемента, так как для этого еще не было убедительных доводов и экспериментальных данных. Но в дальнейшем поиски новых химических элементов стали одной из главных задач химиков во всем мире.! Бойль применял различные реактивы при проведении качественного анализа: известковые соли для определения серной кислоты, нитрат серебра для установления хлороводородной кислоты, соли меди определял по добавлению избытка, аммиака, соли железа—по добавлению настоя дубовой коры. Для установления кислот и щелочей он использовал настойки лакмуса, фиалок и васильков. Р. Бойль открыл фосфорную кислоту и фосфористый водород.

В России анализ руд выполняла первая аптека, созданная в Москве в 1581, г. по инициативе Ивана Грозного. Приемами «пробирного искусства» владел Петр I, по его инициативе была создана в 1720 г..русская химическая лаборатория:

М. В. Ломоносов (1711—1765) является основателем химической науки в нащей стране. Трудно полностью охарактеризовать вклад в развитие науки этого гениального ученого-энциклопедиста, который далеко опередил свое время. В 1748 г. он основал первую в России химическую научно-исследовательскую лабораторию. В этой лаборатории он выполнил много химических анализовкруд и других материалов и экспериментально подтвердил закон сохранения массы вещества. Точность, с -которой М. В. Ломоносов проводил взвешивания, была очень высокой и достигала 0,0003 г. Основные принципы и приемы качественного и количественного анализов, например осаждение, прокаливание, взвешивание осадков, М. В. Ломоносов применял раньше

Т. Бергмана и Л. Тенара, считающихся на Западе основателями аналитической химии. Работая в период господства теории флогистона, Ломоносов не был ее слепым последователем и за флогистон принимал конкретное вещество—«горючий воздух», впоследствии названный водородом.

Химические операции, применяемые в анализе, М. В. Ломоносов описал в руководстве по металлургии, в соответствии с традициями своего времени, а в 1744 г. впервые применил микроскоп для изучения химических процессов. Эти работы М. В. Ломоносова были продолжены русским акад. Т. Е. Ловицем (1757—1804). По инициативе и проекту М.В.Ломоносова в 1755 г. был основан Московский университет—первый университет России, сыгравший огромную роль в развитии науки и образования в нашей стране, в том числе и в развитии аналитической химии.

Значительные химико-аналитические исследования провел акад. В. С. Севергин (1765—1826)—последователь М. В. Ломоносова. Им опубликованы руководства по химическому анализу минералов, руд, минеральных вод, лекарственных препаратов, например «Способ испытывать минеральные воды» (1800), «Пробирное искусство» (1801). В. С. Севергин предложил колориметрический метод анализа.

Основы систематического анализа катионов металлов разработал шведский химик Т. У. Бергман (1735—1784). При анализе «сухим путем» он широко применял паяльную трубку.

Для развития химии много сделал французский ученый А. Л. Лавуазье (1743—1794). Он исследовал кислород, создал кислородную теорию горения и установил состав диоксида углерода, оксида фосфора (фосфорного ангидрида). В 1783 г. он с Менье анализом определил состав воды и подтвердил его синтезом. Работы А. Л. Лавуазье привели к крушению теории флогистона, задерживающей развитие химии. Он участвовал в создании первой химической номенклатуры.

Особое место в истории развития аналитической химии занимает XIX в. Кардинальное значение как для химии, так и для химического анализа приобрела атомная теория Д. Дальтона (1766—1844). Впервые он ее изложил в 1803 г. в статье, которая содержит первую таблицу относительных атомных масс. При определении относительных атомных масс за единицу он принял массу атома водорода.

В дальнейшем были получены весьма точные значения известных в то время относительных атомных масс элементов.

Особенно заметную работу в этой области провёл шведский химик И. Я. Берцелиус (1779—1848). На протяжений 20 лет он изучил более 2000 соединений известных тогда 43 элементов, чтобы определить их относительные атомные массы.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 20.