Хімія - від давнини до сучасності

РЕФЕРАТ

на тему

«Хімія - від давнини до сучасності»

Зміст

Вступ

1. Алхімічний період: III -- XVII століття

2. Зародження сучасної хімії

3. Значення хімії в житті сучасного суспільства

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Хімія належить до природничих наук. Так само як фізика, біологія, геологія, хімія вивчає природу, весь навколишній світ і передусім -- речовини та їх перетворення. Це -- одна з наук про природу, яка вивчає молекулярно-атомарні перетворення речовин, тобто, при яких молекули одних речовин руйнуються, а на їх місці утворюються молекули інших речовин з новими властивостями. Завданням хімії, від самого її зародження, є дослідження властивостей елементів і хімічних сполук, вивчення залежності властивостей речовин від їх складу й будови, вивчення умов перетворення одних речовин в інші, поширення хімічних речовин у природі, технологій їх одержання, механізмів взаємодії хімічних сполук, а також практичне використання хімічних реакцій. За ознакою об'єктів вивчення (речовин) хімію прийнято поділяти на неорганічну та органічну. Розрізняють ще хімію фізичну, колоїдну, аналітичну та ін.

Протягом усього свого розвитку, з давніх-давен і донині, хімія завжди слугувала і продовжує слугувати людині та її практичній діяльності. Ще в стародавні часи, задовго до Різдва Христового, людина спостерігала в природі хімічні явища і намагалася використовувати їх для покращення умов свого існування. Скисання молока, бродіння солодкого соку плодів, дія отруйних рослин привертали увагу людини.

Хімія, як наука про склад речовин і їх перетворення, почалася з відкриття людиною здатності вогню змінювати природні матеріали. Відомо, що ще у стародавньому Єгипті виникли ремесла, в основі яких лежали хімічні процеси.

1. Алхімічний період: III--XVII ст.

З давних давен люди уміли виплавляти мідь і бронзу, обпалювати глиняні вироби, отримувати скло ще за 4000 років до н. е. З 7 ст. до н. е. Єгипет і Месопотамія стали центрами виробництва барвників; там же отримували в чистому вигляді золото, срібло і інші метали. Приблизно з 1500 до 350 до н. е. для виробництва барвників використали перегонку, а метали виплавляли з руд, змішуючи їх з деревним вугіллям і продуваючи через суміш, що горить -- повітря. Самим процедурам перетворення природних матеріалів давали містичне значення. Дещо пізніше Греції та Риму хімія досягла значного розвитку в арабів. Араби почали називати хімію алхімією.

Алхімія набула великого поширення у середні віки. Алхімія - мистецтво вдосконалення речовини через перетворення металів в золото і вдосконалення людини шляхом створення еліксиру життя. Прагнучи до досягнення найпривабливішої для них мети -- створення незліченних багатств, алхіміки розв'язали багато практичних задач, відкрили багато нових процесів, спостерігали різноманітні реакції, сприяючи становленню нової науки хімії.

Вже тоді засновник ятрохімії (напрям у природничих науках та медицині, представники якого розглядали процеси, що відбуваються в організмі, як хімічні явища, хвороби -- як результат порушення хімічної рівноваги і ставили задачу пошуку хімічних засобів їх лікування) Теофраст Парацельс (1493--1541) твердив, що справжнє покликання хімії не у добуванні золота, а у виготовленні ліків. Відтепер хвороби розглядали, як порушення хімічної рівноваги в організмі й шукали хімічні засоби їх лікування. Відтоді головною метою хімії стає пошук і створення лікувальних препаратів.

Наукові переконання арабів проникли в середньовічну Європу у 12 ст. через Північну Африку, Сицилію і Іспанію. Роботи арабських алхіміків були перекладені латинською, а потім і іншими європейськими мовами.

У алхіміків були значні прогресивні здобутки, пов'язані з використанням хімії на благо людини. До них можна віднести відкриття низки речовин (фосфору, стибію, селітри сульфатної, хлоридної, нітратної та фосфатної кислот) і розробку методик багатьох операцій (фільтрування, перегонка речовин тощо), які швидко знайшли практичне застосування.

2. Зародження сучасної хімії

Протягом 15 ст. подвоїлося виробництво золота і в дев'ять разів зросло виробництво срібла. Виходять фундаментальні праці по виробництву металів і різних матеріалів, що використовуються в будівництві, при виготовленні скла, фарбуванні тканин, для збереження харчових продуктів. Наукові успіхи і відкриття не могли не вплинути на технічну хімію, елементи якої можна знайти у 15 -- 17 ст. У середині 15 ст. була розроблена технологія повітродувних сурм. Потреби військової промисловості стимулювали роботи по удосконаленню технології виробництва пороху. З розширенням споживання спиртних напоїв удосконалюються методи перегонки, конструюються нові перегінні апарати. З'являються численні виробничі лабораторії, передусім металургійні.

З 1670 по 1800 хімія отримала офіційний статус в провідних університетів поряд з натурфілософією і медициною. У 18 ст. в Європі створюються наукові хімічні товариства і велика кількість наукових інститутів; дослідження, що проводяться в них тісно пов'язані з соціальними і економічними потребами суспільства. З'являються хіміки-практики, що займаються виготовленням приладів і отриманням речовин для промисловості.

Переворот в теоретичних поглядах хіміків, який стався в кінці 18 ст. внаслідок швидкого накопичення експериментального матеріалу, зазвичай, називають «хімічною революцією».

Успіхи у вивченні складу речовин та їх класифікації показали, що застосування кількісних методів може допомогти у визначенні хімічного складу речовин і з'ясуванні законів їх об'єднання. Дослідження спорідненості і складу різних типів речовин пішло іншим руслом на початку 19 ст. з відкриттям нового аналітичного методу. У 1807 англійський хімік Гемфрі Деві (1778 -- 1829) пропустив електричний струм, що отримувався від батареї з 250 металевих пластин, через розплавлений карбонат калію і отримав маленькі кульки металу, згодом названого калієм, а потім таким же способом виділив з соди натрій. Однак, стало зрозуміло, що електрохімічна теорія не може пояснити існування простих двоатомних молекул (наприклад, O₂ і H₂) або реакцію заміщення водню (позитивна спорідненість) хлором (негативна спорідненість).

У 1869 російський хімік Дмитро Менделєєв опублікував свою періодичну таблицю. Всі відомі елементи він розташував відповідно до збільшення їх атомної ваги і розбив на періоди і групи, що відповідають зміні валентності. У таблиці були залишені пусті місця для ще невідкритих елементів.

Відкриття і виділення величезного числа складних сполук гостро поставило питання про склад їх молекул і привели до необхідності ревізувати існуючу систему класифікації. Ще до 1840-м років вчені-хіміки усвідомили, що дуалістичні ідеї Берцеліуса можуть бути застосовні тільки до неорганічних солей. У 1853 була зроблена спроба класифікувати всі органічні сполуки. Узагальнена «теорія типів» була запропонована французьким хіміком Шарлем Фредеріком Жераром (1816 -- 1856), який вважав, що об'єднання різних груп атомів визначається не електричним зарядом цих груп, а їх специфічними хімічними властивостями. Жерар виділив чотири основних типи атомних груп, з яких, на його думку, і складаються як органічні, так і неорганічні сполуки.

У 1857 Кекуле, виходячи з теорії валентності (під валентністю малася на увазі кількість атомів водню, що сполучені з одним атомом даного елементу), передбачив, що вуглець чотиривалентний і тому може сполучатися з чотирма іншими атомами, утворюючи довгі ланцюги прямі або розгалужені. Тому органічні молекули стали зображати не у вигляді комбінацій радикалів, а у вигляді структурних формул атомів і зв'язків між ними. До кінця 19 ст. ідеї структурної хімії були підкріплені даними, отриманими спектроскопічними методами. Ці методи дозволяли отримувати інформацію про будову молекул виходячи з їх спектрів поглинання. До 1900 концепція об'ємної організації молекул складних органічних і неорганічних сполук була прийнята практично всіма вченими. З'явилися перші праці, в яких систематично вивчалися фізичні властивості різних речовин (температури кипіння і плавлення, розчинність, молекулярна вага). З розвитком фізичних теорій про будову атомів і молекул виникли нові уявлення про будову матерії.

Всі нові уявлення про будову речовини могли формуватися тільки внаслідок розвитку у 20 ст. експериментальної техніки і появи нових методів дослідження. Відкриття в 1892 Іваном Пулюєм (1845 -- 1918) Х-променів послужило основою для створення згодом методу рентгенівської кристалографії, що дозволяє визначати структуру молекул по картині дифракції рентгенівських променів на кристалах. Зароджується та швидко розвивається біохімія, що займається вивченням хімічних властивостей біологічних речовин, спочатку була одним з розділів органічної хімії. У самостійну область вона виділилася в останнє десятиріччя 20 ст. внаслідок досліджень хімічних властивостей речовин рослинного і тваринного походження. А створення у 19 ст. різних дослідницьких центрів, що займалися, крім фундаментальних, також прикладними дослідженнями та на початку 20 ст. ряд промислових корпорацій створили перші промислові дослідницькі лабораторії поклали початок промислової хімії.

3. Значення хімії в житті сучасного суспільства

Про значення сучасної хімії для людини та її практичної діяльності нема чого й говорити, її роль у житті суспільства звичайно велика. У наш час без розвитку хімії неможливий розвиток паливно-енергетичного комплексу, металургії, транспорту, зв'язку, будівництва, електроніки, сфери побуту тощо.

Хімічна індустрія постачає промисловості й сільському господарству різні матеріали та сировину. Це паливо, мастила, хімічні волокна, пластмаси, синтетичні каучуки, мінеральні добрива, мийні засоби, парфуми, фармацевтичні препарати, луги, кислоти, розчинники, вибухові речовини тощо.

Окрім застосування речовин і матеріалів, у різних галузях промисловості використовуються хімічні методи, наприклад каталіз, захист металів від корозії, обробка деталей хімічним способом тощо.

Проникнення хімічних методів, нових речовин і нових матеріалів у основні галузі промислового виробництва, сферу побуту, охорону здоров'я дедалі більшою мірою забезпечує їх прогрес. Саме тому й відбувається хімізація практично всіх сфер людської діяльності. Вона є об'єктивною закономірністю розвитку виробничих сил суспільства.

Водночас розвиток сучасного хімічного виробництва немислимий без монтажу установок, без електроніки, вимірювальної, керівної, регулювальної техніки, наукового приладобудування, без розвитку сировинної бази та енергетичного господарства.

Останнім часом вимоги до матеріалів неухильно зростають. Це пояснюється тим, що значно ширше застосовуються тепер екстремальні впливи - надвисокі й наднизькі тиски та температури, ударні й вибухові хвилі, іонізуючі випромінювання, ферменти. З огляду на це зростає роль хімії у створенні нових матеріалів, здатних опиратися цим впливам.

Природа, що нас оточує, здається, є невичерпною коморою з якої промисловість бере сировину. У міру розвитку науки і техніки дедалі більше нових корисних копалин використовується для добування продуктів в-ва, з'являються нові види сировини.

За останніх 5 років багатьох корисних копалин було видобуто більше ніж за всю історію людства. Тепер у світі щорічно вилучається й переробляється 100 млрд. тон гірських порід. Багато які сировинні джерела швидко використовуються, внаслідок чого й виникає сировинна проблема. Уже тепер багато країн відчувають гостру нестачу окремих видів сировини ресурсів. В Україні, наприклад, не вистачає такої гострої мінеральної сировини, як нафта і природний газ.

Хіміки відповідають за раціональне використання сировини, її комплексну переробку, ліквідацію відходів, багато з яких завдають непоправної шкоди довкіллю та здоров'ю людини. Розробка нових способів комплексного використання сировини має величезне значення.

Невичерпним джерелом сировини є промислові й побутові відходи. Вони отруюють водойми, заражують грунт і повітря, захаращують території. Завдання хіміків полягає у знешкодженні відходів. Для цього будуть очисні споруди В Україні встановлено норми допустимого вмісту речовин у газоподібних промислових викидах і стічних водах.

Забезпеченість енергією в найважливішою умовою соціально-економічного розвитку будь-якої країни. Її промисловості, транспорту, с/г, сфер культури побуту.

Особливо багато енергії споживає хімічна промисловість. Хімічні виробництва разом із нафтохімічними є найенергоємнішими галузями індустрії. Випускаючи майже 7% промислової продукції, вони споживають у межах 13-20% енергії, що витрачається всією промисловістю.

Джерелами енергії найчастіше є традиційні невідповідні природні ресурси - вугілля, нафта, природний газ, торф, сланці. Останнім часом вони дуже швидко виснажуються. Особливо прискореними темпами зменшуються запаси нафти і природного газу, а вони обмежені й непоправні. Не дивно, що це породжує енергетичне проблему. У різних країнах енергетичну проблему розв'язують по різному, проте всюди в її розв'язання значний внесок робить хімія.

Дуже перспективною видається воднева енергетика, що ґрунтується на спалюванні водню, під час якого шкідливі викиди не виникають. Проте для її розвитку потрібно розв'язати низку завдань, поєднаних зниженням собівартості водню, створенням надійних засобів його зберігання та транспортування, Якщо ці завдання будуть розв'язані водень буде широко використовуватись в аварії, водному і наземному транспорті, промисловому і сільськогосподарському виробництві.

Висновки

Хімія у нашій країні, як і у всьому світі, служить одним з могутніх засобів побудови суспільства. Потужній хімічній промисловості, що безупинно росте і розвивається потрібне поповнення кадрів висококваліфікованих хіміків. Хімію широкого застосовують в усіх галузях промисловості.

Невідповідність між запасами і споживанням деяких видів сировини висуває проблему її бережливого й раціонального використання. У зв'язку з цим хіміки ставлять перед собою такі найголовніші завдання:

1) розвідування й застосування дешевої сировини, нових видів альтернативних сировинних матеріалів;

2) комплексне використання сировини;

3) розробка нових ефективних методів рециркуляції, тобто багаторазового використання різних видів сировини, наприклад металів;

4) використання відходів як сировини. Невідповідність між запасами і споживанням деяких видів сировини висуває проблему її бережливого й раціонального використання. У зв'язку з цим хіміки ставлять перед собою такі найголовніші завдання:

1) розвідування й застосування дешевої сировини, нових видів альтернативних сировинних матеріалів;

2) комплексне використання сировини;

3) розробка нових ефективних методів рециркуляції, тобто багаторазового використання різних видів сировини, наприклад металів;

4) використання відходів як сировини.

Сучасна хімія являє собою величезну галузь людських знань і відіграє важливу роль у житті суспільства. Роль хімії в житті суспільства є дуже великою. Вона застосовується в усіх галузях промисловості в природі, науці і техніці. Багато її розділів є самостійними, хоча й тісно взаємозв'язаними науковими дисциплінами.

Список використаної літератури

1. История химии. Авт. Джуа М. / пер. с итал. -- М.: «Мир»: 1966.

2. История химии. Фигуровский Н. А. 1979.

3. Вопросы истории и методологии химии. Под редакцией Р. Б. Добротина.: Л. 1976. Вып. 1. 105 с.; Л., 1978. Вып. 2. 133 с.

4. Добротин Р. Б. Керова Л. С. Логический анализ творческого пути Д. И. Менделеева. -- Вопросы истории и методологии химии. 1976. Вып. 1. С. 5--23

5. Вопросы истории и методологии химии. Под редакцией Р. Б. Добротина.: Л. 1976. Вып. 1. 105 с.; Л., 1978. Вып. 2. 133 с.

6. Добротин Р. Б. Керова Л. С. Логический анализ творческого пути Д. И. Менделеева. -- Вопросы истории и методологии химии. 1976. Вып. 1. С. 5--23

7. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. -- М.: Мир, 1983. 187 с.

8. Турченко Я. Основные пути развития общей неорганической и физической химии на Украине. К. 1957.