Реферат Химич ремесла. I. Теоретические основы возникновения ремесленной химии в древнем мире Из истории появления химической науки. Области знания первобытного общества Химические знания у первобытных людей

Наука сформировалась всего 300 лет назад. Имеет ли смысл удаляться при изучении химии во времена "Седой старины"? Может быть, достаточно рассмотреть, как развивалась химия в 18-20 вв. Ведь именно взгляды этого периода вошли в химические учения или были отвергнуты. При таком подходе мы не сможем с вами понять, почему и на какой основе выделились основные науки. Мы с вами не поймем, почему столь трудно пробивала себе дорогу атомистическая теория и многие другие взгляды, которые высказывались еще первыми натурофилософами. Чем дальше мы проникаем вглубь истории и рассматриваем те зачатки химических знаний, которые возникали на заре развития человечества, тем лучше мы будем понимать наше настоящее.

Химические знания у первобытных людей.

Обычно в курсах общей методологии в самом начале рассматриваются виды познания. И первым видом познания, который выделяют методологи, является обыденное познание, благодаря которому человек приобретает жизненный опыт и отрабатывают технологические приемы.
Именно с этих позиций мы с вами и должны рассматривать вклад первобытных в химические знания. Наблюдения за явлениями природы, созерцание природы было первым опытом, который обобщался, и человек овладевал определенными навыками и знаниями.
Как отмечают многие историки науки, первой лабораторией человека был костер. Овладев огнем  100 тыс. лет назад, человек стал испытывать действие огня на камни, минералы, керамику, руды.
Очевидно, таким образом, он мог плавить металлы из которых делал различные украшения. Названия металлов связывались с космическими явлениями. Так название золота Aurum - «аврора» - утренняя заря. Древние египтяне, армяне и другие народы знали о метеоритном железе. В эпоху первобытного общества были известны и некоторые минеральные краски (охра, умбра).
Все эти неполные, фрагментарные знания мы имеем благодаря успехам химии 20 века. В 1960 г. американскому физико-химику Уилларду Франку Либби была присуждена Нобелевская премия: «За введение метода использования углерода-14 для определения возраста в археологии, геологии, геофизике и других областях науки». Сам этот метод, метод радиоуглеродного датирования (по изотопу 14С) был им предложен в 1947 г. Тем самым сама химия позволила нам познавать ее далекое прошлое.

Зарождение ремесленной химии.

Практическая и ремесленная химия зародилась в эпоху рабовладения во всех странах Средней и Ближней Азии, Северной Африке и на берегах Средиземного моря. Какие же основные ремесла мы встречаем в это время?
Можно выделить 3 вида ремесленной химической техники:
1. Высокотемпературные процессы - керамика, стекловарерие, металлургия;
2. Фармацевтика и парфюмерия;
3. Получение красок и техника окрашивания.
Итак, рассмотрим каждое направление подробнее.

Высокотемпературные процессы (металлургия, керамика, стекловарение).

В металлургии быстро расширялись сведения о металлах и способах их выплавки из руд.
Стекловарение было освоено довольно давно. Существует легенда, что стекло было открыто случайно моряками-финикийцами, потерпевшими бедствие и высадившимися на одном острове, где развели костер и обложили его кусками соды. Когда костер потух, моряки обнаружили бусинки. Но легенда есть легенда, хотя она и бывает порой основана на реальных фактах. Археологические же раскопки говорят о том, что в Древнем Египте бусинки их стекла относятся к 2500 г. до н.э. Крупные изделия из стекла в это время производить не могли, поэтому изделия крупные (ваза) изготовлялись из спеченного материала.
В середине 2 тысячелетия до н.э. в Древнем Египте начало развиваться настоящее производство стекла для декоративного и поделочного материала. Содержание калия в стекле низкое, что свидетельствует о том, что кремнезем плавили с содой. За счет большого содержания соды удалось снизить температуру плавки, однако, качественные характеристики ухудшались. Окраска, естественно, зависела от добавок.
В Месопотамии развитое стеклянное производство уже появилось в 17 веке да н.э.
В Восточной Палестине в раскопках, относящихся к 3 тыс. до н.э. были обнаружены печи для выплавки стекла. Выдувание стекла, по-видимому, изобретено на пороге новой эры, а более ранние изделия из стекла были литыми.
Изготовление керамики - это самое древнее из ремесленных производств. Кроме посуды изготовлялись плитки для внешней отделки зданий. Этот вид ремесла был развит в Китае, Египте, Междуречье и т.д.

Фармация и парфюмерия

Ряд рецептов фармацевтических средств так называемый «Папирус Эберса» (16 в. до н.э.) Они хотя и не содержат чисто химических процедур, но свидетельствуют о том, что в арсенале ремесленников были такие приемы: вываривание, настаивание, выжимание, сбраживание, сцеживание и т.д. По свидетельству историка Плиния в его время было известно много медикаментов. FeSO4 использовали как рвотное, растворы квасцов - для компрессов и полоскания горла. Были известны яды, которые использовались на охоте и во время войны. Парфюмерные и косметические средства получались выдавливанием, экстракцией и т.д., как правило, из растений.

Получение красок и технологии окрашивания.

Мы уже с вами отмечали, что в древности широко использовались минеральные краски для наскальной и стенной живописи, а в косметических целях краски растительного и животного происхождения. В Древнем Египте для наскальной и стенной живописи применялись земляные краски, а также искусственно полученные оксиды и другие соединения металлов. Чаще всего применяли охру, сурик, белила, саксу, растертый медный блеск, оксиды железа, меди и т.д. Витруний (1 в. н.э.) описал получение Древнеегипетской глазури: песок прокаливался в глиняном горшке вместе с содой и медными опилками.
Вообще применение окрашенных соединений меди для получения глазурей использовалось широко. Синяя глазурь, окрашенная медью, зафиксировано в изделиях, относящихся к 2800 г. до н.э. В более позднее время в составе стекол был обнаружен кобольт(500 г. до н.э.). С начала первого тысячелетия до н.э. египтяне стали применять свинцовую глазурь, которая давала желтые и зеленоватые цвета.
В Передней Азии и в Египте, наряду с минеральными красками, применяли и растительные природные красители. Технология получения красящего начала бала самая различная - это растворение в подщелоченной воде и маслах, это ферментация, это экстракция и т.д.
Иногда получение красителя было очень трудоемкой задачей. Так в Месопотамии был известен куркур еще во 2 тысячелетии до н.э.
Краска получалась из двустворчатого моллюска рода мурекс, который обитал на отмелях острова Кипр. Красящее вещество находится в маленькой железе в виде мешочка. Оно выдавливалось и наносилось на ткань. При высушивании на свету начинала меняться окраска ткани: зеленая - красная - пурпурно-красная. Если эту ткань простирать с мылом, то цвет становился ярко-малиновым. Для получения 1,5 г сухого красителя требовалось переработать 12 тыс. моллюсков.
Египтяне пурпуровую окраску получали путем нанесения красной краски на синюю, а зеленую они получали нанесением синей на желтую.
В качестве протрав брали алюминиевые квасцы, соли железа(FeSO4, (CH3COO)2Fe). Медные, свинцовые и оловянные протравы стали применять во второй половине 1 тыс. до н.э.
К западу от Нила, в Древнем Египте, в пустыне добывали алюминиевые квасцы. Теродом, которого по праву называют «отцом истории», пишет, что в 4 в до н.э. из Египта в Дельфы было направлено 1000 талантов (более 36 т) «вяжущей земли». Мы с вами впервые встретились с весовыми единицами. Вы обратили внимание, что мера веса совпадает по названию с достоинством денежных знаков. И это не случайно. Дело в том, что металлические монеты часто в государствах Малой, средней и Передней Азии служили мерой веса. При изучении древних гирь и монет было установлено, что самая древняя из известных нам систем весовых единиц имеет в своей основе вес одного хлебного зерна (грана); 60 зерен весят 1 шекель, 60 шекелей - 1 мину, 60 мин - 1 талант. Правда, мин в Древнем Вавилоне было, по крайней мере, 3: обычная, «серебряная» и «золотая». В современных мерах измерения продуктовая (обычная) мина составляла 491,2 г; «серебряная» - 545,7 г; а «золотая» - 409,3г. Эти меры веса послужили основой для весовых единиц в других странах. В 6 веке до н.э. греческий законодатель Солон (638-559 г.г. до н.э.) преобразовал систему весовых единиц. В частности вес 1 мина в Древней Греции составлял 450 г, а 60 мин или талант равнялся 27 кг.
Но вернемся к протравам и красителям. «Вяжущая земля» была известна очень давно. Во 2 тыс. до н.э. греки использовали квасцы для крашения. О применении квасцов для дубления кож и в медицине было известно еще во времена Навухудоносора (12 в до н.э.)
На пороге Новой эры ассортимент, природных красителей существенно расширился. Были обнаружены другие растения - источники красок. Появились новые технологии крашения: набивка тканей в Египте. Расширился и ассортимент минеральных красок: ярь-медянка [(CH3COO)2Cu], свинцовые белила [(CH3COO)2Pb, PbCl2]. Появились лаки типа олифы. Широко применялись китайская тушь и китайские лаки.
Итак, подведем итог этому периоду предистории химии. Оценивая его, известный химик и историк химии Пауль Вальден писал: «Эти эмпирики древности в высокой степени овладели искусством превращения веществ только путем систематических опытом и наблюдений, осмысленного «Апробирования» и «Обдумывания». Именно в этот период появились ремесленнические приемы, которые позднее вошли в практику химических лабораторий. Это и обжиг, и плавление, и кипячение, и фильтрование, и сушка, и кристаллизация, и перегонка, а также приемы цементирования. Метод опреснения морской воды путем перегонки тоже был известен в древности. Появились в практике ремесленников древности и первые качественные методы анализа.
Но только ли этот, выражаясь современным языком, эмпирический материал был получен в этот период истории? Эти работы были основой первых теоретических построений. Но одно не вызывает сомнения в настоящее время, что греческая натурофилософия, в которой и появились первые взгляды на строение вещества - основы химических взглядов более позднего периода, - зародились еще в мифологии древних народов. «Субстации» первых натурофилософов Древней Греции мы легко можем обнаружить в стихиях мифологии, которые имели субстанциональное значение уже внутри мифологического мышления. Мифологическое мышление, таким образом, предшествовало философическому и натурофилософскому, а первые строители философских систем прекрасно знали мифологию. Поэтому, не случайно все первоосновы древнегреческих философов мы находим в мифоэпических космогониях.
Многое еще предстоит сделать историкам науки и культорологам, чтобы мы с вами смогли переосмыслить этот пласт человеческой культуры. Ведь совершенно очевидно, что человеческий разум, который рационализировал миф, не вспыхнул однажды в головах первых философов. Сам этот разум, само теоретическое мышление формировалось как результат переосмысления этого мифа. Подтверждение этих слов мы находим у самих древнегреческих философов. Так, анализируя воззрения Фалеса, Аристотель отмечал: «… мыслители очень древние, жившие задолго до теперешнего поколения и впервые занявшиеся теологией, держались именно таких взглядов относительно природы: Океан и Тефиду они сделали источниками возникновения, и клятвою богов стала у них вода, а именно Стикс, как они его называли, ибо почтеннее всего - самое старое, а клятва - самое почтенное».
Мы подошли с вами к следующему разделу, который традиционно входил в курс «Истории химии», да и «Истории естествознания» вообще. Это раздел, посвященный натурофилософии Древнего мира.

Возникновение и развитие натурофилософских представлений о веществе.

В последних веках прошлой уходящей эры стали появляться первые философские учения. Это были учения Конфуция в Китае, Будды в Индии пи многие другие. Почему эти учения относятся к философским?
Прежде всего потому, что это были мировоззренческие системы, хотя некоторые из них опирались на интерпретацию мифов и включали мифологию, как составную часть учения. Что наиболее важно для нас, так это то, что в этих философских системах содержалось учение о началах всех вещей. Это были, в первую очередь, онтологические системы.
Наиболее полно учения о веществах и началах представлены у древних греческих философов. Традиционно разбор учений древнегреческих философов начинается с рассмотрения учения Фалеса из Милета (ок 620 -540 г.г. до н.э.).
Один из мудрецов античного мира, он по праву считается отцом древнегреческой науки. В старину про него писали, что он был «первым» философом, «первым» физиком, «первым» математиком и астрономом.
Он основал ионийскую школу философов природы. Он был активнейшим участником политической и экономической жизни своего полиса (города). Он был деятельным человеком, торговцем, который побывал и в Египте, и в Финикии, и в Вавилоне.
Бытует мнение, древнегреческие философы не занимались эмпирическими опытами. Первые опыты с янтарем по изучению электрических явлений провел Фалес. О взгляде Фалеса на первоматерию мы уже говорили. И источник этого взгляда нам указал Аристотель. «Вода» - первооснова всего сущего на земле. «Воздух» - это испарившаяся «вода», а после испарения воды остается «земля». Откуда? Из раствора! Ведь это морская вода, содержащая соли, как мы сейчас прекрасно знаем. И простое наблюдение никак не противоречит этим взглядам. Все есть в воде. Трудно оспорить этот взгляд, если учесть уровень знаний того времени.
Алаксимен из Милана (585 - 525 г.г. до н.э.) высказал другую идею. Первоначало всему - это «воздух», который, сгущаясь, переходит в «воду» и выпадает в виде дождя, а «вода» испаряясь, дает землю.
У Гераклита из Эфеса (540 - 475 г.г. до н.э.) первоначалом выступает огонь. И это понятно, если мы вспомним, что Гераклиту мы обязаны диалектической формой познания мира. Изменчивость мира, постоянное обновление лучше всего передает образ огня.
Естественно существовали учения, исходящие из двух начал, которые рождают все, как в случае человека (антропоморфизм).
Но для нас более интересны учения Аристотеля и Демокрита. Именно эти учения определили формирование научных взглядов в химии. Именно они являются источником борьбы различных теорий и различных взглядов на строение и состав химических веществ. Удивительно и то, что эти два учения появились почти в одно и то же время.
Итак, начнем с учения Аристотеля. Это учение идет непосредственно от Сократа через Платона и, конечно, оно объединяет и развивает учения других философских школ Древней Греции. Учение Аристотеля является, как бы продолжением и развитием учения Эмпедокла об элементах, которое восходит к космологии. В учении Эмпедокла космос образован 4 -элементарными стихиями (огонь, воздух, вода и земля). Эти стихии объединяются в разных пропорциях за счет двух «сил» - Любви и Вражды. Эти «силы» у Эмпедокла не внешние по отношению к его элементарным стихиям, а сами элементарные стихии наделены этими качествами. Но как же из этих элементов возникают сложные тела? Здесь обнаружилось противоречие в учении Эмпедокла, которое вскрыл Филонон (6 в. н.э.): «Самому же себе он противоречит, говоря, что элементы неизменны, и, что они не возникают друг из друга, но (все) остальное (возникает) из них; с другой же стороны, утверждая, что во время господства Любви все становится и образуется бескачественный Шар, в котором не сохраняются своеобразие ни огня, ни какого-либо из прочих (элементов), так как каждый из элементов теряет (здесь) свой собственный вид».
Иначе говоря, по-Эмпедоклу, целое - лишено качества, а входящие в это целое части им наделены. Обычный, метафизический подход, не позволяет нам разрешить этой проблемы. Чтобы понять учение Эмпедокла, необходимо вначале рассмотреть биоморфную концепцию, которая лежит в основе его учения. «Стихии» у Эмпедокла прекращают свое существование в целом (в космосе) в органическом целом, как соки, которыми питаются растения, приводя к росту его и развитию, и утрачивают в нем, в растении, свою индивидуальность. При этом Эмпедокл абстрагируется от структуры целого. У Эмпедокла нет различия между живой и неживой природой. Весь космос - это сочетание его «корней» - элементов. И эти элементы у Эмпедокла мыслятся как динамические противоположности: «все из четырех элементов; природа последних состоит из противоположностей: сухости и влажности, теплоты и холода …».
Чем же натурофилософия Аристотеля отличается от учения Эмпедокла? У Эмпедокла, как мы уже видели, нет никакого представления о возникновении элементов и не рассматриваются качественные изменения. Аристотель сосредоточил свое внимание именно на качественных изменениях.
Мы начали с вами разбор философских учений Древней Греции, которые оказали решающее значение на развитие теоретических учений в химии с Аристотеля по нескольким причинам. Во-первых, труды Аристотеля более известны. Во-вторых, атомистическое учение наиболее подробно рассмотрено именно Аристотелем и им же указаны слабые стороны его.
Аристотель был, наверное, первым мыслителем древности, который высоко оценил учение атомистов. Именно Аристотель первым отметил, что атомисты создали такое учение, которое вносило ясность в понимание различия между понятиями возникновения и понятием простого изменения вещи. Но в то же время Аристотель критиковал Демокрита за отрицание самостоятельного бытия качеств. Критический анализ взглядов своего учителя Платона и атомистов привел Аристотеля к заключению, что любой объект, отличающийся наличием определенных качеств, не может быть образован из мыслимых объектов, лишенных качества. В соответствии с учением Демокрита, все состоит из атомов и пустот. Изменения, которые мы наблюдаем в телах - это перемена состава, возникновение - это соединение атомов, а уничтожение - это разъединение атомов. Аристотель, критикуя эти взгляды, выступил как диалектик, утверждая, что разделение целого на части - это не только уничтожение старого, но и рождение нового, а соединение - это рождение, но и уничтожение. «Если вода разделена на мельчайшие частицы, то рождается сразу же воздух, в то время как, если частицы воды соединены, воздух рождается очень медленно».
Исходя из критического анализа предыдущих учений об элементах, Аристотель создает свою философскую систему. Строит он ее «сверху» «вниз», т.е. «от высшего к низшему», от «сложного к простому». Что понимает Аристотель под элементами? Под элементами Аристотель понимает «нечто», что возникает и уничтожается при каком-либо переходе. Эти элементы мы можем воспринять по «качествам». Следует отметить, что в учении различаются реальные и идеальные элементы.
Схематично воззрения Аристотеля можно представить так:

Эту схему можно расшифровать следующим образом: элемент - огонь имеет два качества: тепло и сухость и т.д. Это так называемое нормальное состояние элемента, но в экстремальном состоянии (реальном) равновесие сдвинуто в сторону тепла - это и есть реальный огонь. Лед - это вода, в которой за счет сдвига равновесия доминирует холод, а влажность практически отсутствует.
Исходя из приведенной нами схемы, можно проанализировать механизмы взаимопревращений элементов. Первый путь - это последовательное превращение:

Огонь (т - с)  воздух (т - в)

Осуществляется легко, так как необходима конверсия лишь 1-го качества в противоположное.
Труднее протекает превращение элементов, расположенных по диагонали, так как конверсии должны подвергаться 2 качества:

Огонь  вода
Воздух  земля

И, наконец, можно привести и третий механизм, когда два элемента переходят в третий путем элиминации 2-х качеств.

Огонь (т - с) + вода (х - в)  земля (с - х) + т + в

Следует отметить, что 4-элемента у Аристотеля не равнозначные: они разделены на 2 чистых (огонь и земля) и 2 смешанных (вода и воздух)
Еще одно немаловажное замечание по поводу аристотелевых элементов. Элементы Аристотеля - это предел совершенства, не существующий в природе. Вода в море, в реке, в капле дождя лишь отдаленно напоминает Аристотелев элемент «вода». Эти две «воды» никогда не тождественны.
Для нас, также, интересно, как Аристотель рассматривал происхождение конкретных веществ, например, металлов.
По Аристотелю земля под действием солнечного тепла дает два вида испарений:

Х + в = пар т + с = дым пар + земля = металл!!!

.
Основоположниками атомистики (античной) являются Левкипп и Демокрит. Несмотря на всю прогрессивность этого учения, оно оказало влияние на развитие естествознания лишь в Новое время, причем в заметно переработанном виде. Причин этого несколько. Основными являются следующие. Как мы уже показали выше, учение Аристотеля вобрало и критически переработало учение атомистов, указав на слабые стороны этого учения. С другой стороны, атомистическое учение вступало в противоречие с различными учениями, поэтому оно не могло успешно развиваться в эпоху средневековья.
Атомистическое учение Древнегреческих философов мы с вами рассмотрим более подробно позднее. А сейчас перейдем к другому, очень важному этапу развития химии, которое воспринимается многими историками науки и, особенно историками химии, весьма неоднозначно. Этот этап получил название периода алхимии.

зрения последующего развития науки после того, как становится очевидным их научное и практическое значение.

Для понимания процесса развития химии в нашу эпоху наибольшее значение имеет изучение истории новейших открытий и исследований. Поэтому знакомство с историей химии последнего столетия приобретает особо важное значение для будущих специалистов-химиков.

Маркс К. и Энгельс Ф. Соч., т. 14, с. 338.

» ГЛАВА 7.

ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ В ДРЕВНОСТИ

ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ У ПЕРВОБЫТНЫХ ЛЮДЕЙ

Процесс накопления химико-практических знаний начался в глубокой древности. Протекал он медленно. Условия жизни людей при первобытном родовом строе, добывавших средства к существованию путем использования природных продуктов, не благоприятствовали развитию производительных сил. Прошло несколько тысячелетий, прежде чем первобытные люди в жестокой борьбе за жизнь овладели некоторыми случайными химическими знаниями. В доисторические времена люди познакомились с поваренной солью, ее вкусовыми и консервирующими свойствами. Потребность в одежде научила наших далеких предков примитивными методами обрабатывать шкуры животных.

Овладение огнем произошло приблизительно 100 тысяч лет назад и ознаменовало новую эру в истории культуры. Для человека каменного века костер стал и своеобразной химической лабораторией. На огне он испытывал различные камни и минералы, обжигал глиняную посуду. Здесь же были получены и первые образцы металлов из руд - свинец, олово и медь.

На ранних стадиях первобытного строя металлы, особенно встречающиеся в самородном состоянии, применялись для украшений. А в эпоху неолита металлы уже применялись для изготовления орудий труда и оружия. В ряде регионов люди были знакомы и с некоторыми свойствами металлов, например плавкостью.

Названия некоторых металлов на языках древних народов связаны с космическими явлениями. Золото, например, называлось солнечным металлом или просто солнцем. Название Aurum происходит от латинского «аврора» - утренняя заря. Древние египтяне, армяне и другие народы знали о метеоритном железе, называли его «упавшим с неба» и «капнувшим с неба». В эпоху первобытного общества были известны и некоторые минеральные краски (охра, умбра и др.), применявшиеся для окраски различных предметов быта, тканей, для пещерной живописи и татуировки.

" ^ Первоначальные достижения человека в области практической химии были очень скромны, но на их основе происходило развитие химических знаний в последующие эпохи.

РЕМЕСЛЕННАЯ ХИМИЯ В РАБОВЛАДЕЛЬЧЕСКОМ ОБЩЕСТВЕ

В рабовладельческом обществе, основанном на эксплуатации труда огромного количества рабов, зародилась специализация производственных процессов, появились ремесленники - профессионалы в различных областях химической техники. Значительные достижения были сделаны в области металлургии. За несколько тысячелетий до н. э. в древних районах Месопотамии, Закавказья, Малой Азии и Египта добывали, очищали и обрабатывали золото. Были хорошо известны приемы добычи из руд меди, олова, свинца, а позднее серебра и ртути. Особый интерес вызывает широкое распространение в древнем мире медных («медный век»), а в дальнейшем бронзовых («бронзовый век») изделий. Предположение о том, что все эти предметы произведены из самородной меди, не выдерживает критики, если иметь в виду сравнительную редкость самородной меди в природе. Несомненно, что большие количества меди получали в древности не только из окисных руд, но и из сернистых. По-видимому, сернистые руды перед выплавкой меди подвергались окислительному обжигу, как это описано в позднейших сочинениях (например, у Теофила-пресвитера в X в.). Изделия из чистой меди производили в Месопотамии, Малой Азии, в Египте в IV-III тысячелетиях до н. э. К середине III тысячелетия до н. э. относится начало «бронзового века».

Железо в эту эпоху было известно только метеоритное. Железо из металлических руд тогда не получали, несмотря на то что для этого вовсе не требовались высокие температуры. Только в XII в. до н. э. в Малой Азии, на юге Армении, в Египте и Месопотамии появились изделия из «земного» железа и начался «железный век». Археологические данные указывают, что наиболее вероятной родиной металлургических производств следует считать южные районы современной Армении, Анатолии и Малую Азию.[Дальнейшим важным шагом явилось развитие производств керамики, стекла, минеральных и растительных красителей, вяжущих строительных материалов, фармацевтических и косметических.средств и т. д.(

АНТИЧНЫЕ НАТУРФИЛОСОФСКИЕ УЧЕНИЯ

Развитие ремесленной химической техники в странах древнего мира и связанные с этим некоторые практические сведения о веществах и их превращениях вызвали к жизни первоначальные представления о природе различных веществ и начал, их составляющих.

Возникновение этих представлений относится к VII-V вв. до н. э., когда жили и основали свои философские учения Конфуций и Лао-Цзи в Китае, Будда в Индии, Зароастр в Персии, Фалес и другие философы в Греции. Знаменательно, что в основе учений всех эти

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат по истории и методологии химии

Тема: Возникновение химических ремёсел. История развития металлургии

Введение

Ремесленная химия до начала новой эры

Ремесленная химия в эллинистический период

Химическая ремесленная техника

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Химическое искусство возникло в глубокой древности, и его трудно отличить от ремесла, потому что оно рождалось и у горна металлурга, и у чана красильщика, и у горелки стекольщика.

Металлы стали основным естественным объектом, при изучении которого возникло понятие о веществе и его превращениях.

Выделение и обработка металлов и их соединений впервые дали в руки практиков множество индивидуальных веществ. На основе изучения металлов, особенно ртути и свинца, родилась идея превращения металлов.

Овладение процессом выплавки металлов из руд и выработка методов получения из металлов различных сплавов привели, в конце концов, к постановке научных вопросов о природе горения, о сущности процессов восстановления и окисления.

Ремесло, таким образом, рождало не только средства и методы удовлетворения жизненных потребностей человека. Оно будило разум. Рядом с магической обрядностью мифологического мышления, порожденной верой в сверхъестественное, появились ростки совершенно нового образа мысли, основанного на постепенно увеличивающемся доверии к силе разума, прогрессирующего по мере усовершенствования орудий труда. Первое завоевание на этом пути - желание понять скрытую природу вещей, обусловливающую цвет, запах, горючесть, ядовитость и многие другие их качества. химический искусство ремесленный эллинистический

Исторический анализ развития химических знаний и химической техники приводит к определенному выводу, что истоками и основой накопления фактического материала в химии служили три области ремесленной химической техники: высокотемпературные процессы - керамика, стеклоделие и особенно металлургия; фармация и парфюмерия; получение красителей и техника крашения. Сюда же следует добавить использование биохимических процессов, в частности брожения, для переработки органических веществ. Эти важнейшие области практической и ремесленной химии получили свое начальное развитие еще в эпоху рабовладельческого общества во всех цивилизованных государственных образованиях древности, в частности в Средней и Ближней Азии, в Северной Африке и на территориях, расположенных по берегам Средиземного моря.

Ремесл енная химия до начала новой эры

История металлургии: В рабовладельческом обществе происходило довольно быстрое расширение сведений о металлах, их свойствах и способах их выплавки из руд и, наконец, об изготовлении различных сплавов, получивших большое техническое значение. Однако начало зарождения ремесленной химии следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии. В истории Древнего мира традиционно выделяются Медный, Бронзовый и Железный века, в которых основным материалом для изготовления орудий труда и оружия являлись соответственно медь, бронза и железо. Медь впервые получена выплавкой из руд, видимо, примерно за 9000 лет до н. э. Достоверно известно, что в конце VII тысячелетия до н. э. существовала металлургия меди и свинца. В IV тысячелетии до н. э. уже имеет место широкое распространение изделий из меди. Приблизительно 3000 годом до н. э. датируются первые изделия из оловянной бронзы, сплава меди и олова, значительно более твёрдого, чем медь. Несколько раньше (примерно с V тысячелетия до н. э.) широко распространились изделия из мышьяковистой бронзы - сплава меди с мышьяком. Бронзовый век в истории длился около двух тысяч лет; именно в бронзовом веке зародились крупнейшие цивилизации древности. Первые изделия из железа не метеоритного происхождения были изготовлены примерно за 2000 лет до н. э. Начиная с середины II тысячелетия до н. э., изделия из железа получили широкое распространение в Малой Азии, несколько позднее - в Греции и Египте. Появление металлургии железа представляло собой существенный шаг вперёд, поскольку технологически получение железа значительно сложнее выплавки меди или бронзы. Для получения железа необходимо применение дутья - продувания воздуха через горящий древесный уголь, а также использование добавок - флюсов, облегчающих отделение примесей в виде шлаков. Переход к металлургии железа предполагает также существенное усложнение технологии обработки металла после плавки - ковка, науглероживание поверхностного слоя, закалка и т. п. В III тысячелетии до н. э. были известны также и способы получения из руд золота и серебра. В середине II тысячелетия до н. э. впервые получена ртуть. Таким образом, в Древнем мире были известны в чистом виде семь металлов: медь, свинец, олово, железо, золото, серебро и ртуть, а в виде сплавов - ещё и мышьяк, цинк и висмут. Достижения металлургов древности стали основой металлургической техники всего средневековья. Сколько-нибудь существенные усовершенствования в старинные методы выплавки металлов, особенно в технику получения железа, были внесены лишь в Новое время.

Краски и техника крашения. В древности широко использовались некоторые минеральные краски для наскальной и стенной живописи, в качестве малярных красок и в других целях. Для окраски тканей, а также и для косметических целей использовались растительные и животные краски.

Для наскальной и стенной живописи в Древнем Египте применялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные окислы и другие соединения металлов. Особенно часто применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, окислы железа и меди и другие вещества. Древнеегипетская лазурь, изготовление которой было позднее (I в. н. э.) описано Витрувием, состояла из песка, прокаленного в смеси с содой и медными опилками в глиняном горшке.

В качестве источников красителей использовали растения: алканну, вайду, куркуму, марену, сафлор, а также и некоторые животные организмы.

Сопоставляя находки и тексты, можно реконструировать цветовую палитру народов этого региона вплоть до начала нашей эры. Алканна - род многолетних растений сем. Asperifoliaceae, близких к известной у нас медунице. Наиболее интересна A. tinctoria, фиолетово-красный корень которой содержит смолистое красящее вещество, растворяющееся, например, в маслах, с образованием раствора яркого красно-малинового цвета. Краситель хорошо растворяется в щелочах, даже в водном растворе соды, окрашивая его в голубой цвет, но при подкислении он выпадает в виде красного осадка. Дает окраску красивую, но весьма непрочную. Древнейшие обнаруженные в Египте выкраски алканной датируются XIV в. до н. э.

Вайда (синильник) - один из видов растений рода Isatis, к которому принадлежит также и знаменитая индигофера. Все они содержат в своих тканях вещества, которые после ферментации и воздействия воздуха образуют синюю краску. Как выяснилось уже в конце XIX в. (А. Байер), в состав лучшего индийского ""индиго"", полученного из индигоферы, входит не только синий краситель - индиготин, но и красный - индигорубин. В различных видах рода Isatis количество индигорубина различно, и из растений, где его мало или вовсе нет, выделяется синий краситель унылого цвета. Именно поэтому ярко окрашивающее индиго из Индии ценилось особенно дорого, но доставка его была нелегка. Геродот сообщает, что в VII в. до н. э. на территории Палестины имелись значительные плантации вайды, но краска была известна много ранее. Так, ею окрашена туника Тутанхамона (XII в. до н. э.).

Куркума - многолетнее травянистое растение сем. имбирных. Для крашения использовали желтый корень С. longa, который высушивали и истирали в порошок. Краситель легко экстрагируется содой с образованием красно-бурого раствора. Окрашивает в желтый цвет без протравы и растительные волокна, и шерсть. Легко изменяет цвет при малейшем изменении кислотности, бурея от щелочей, даже от мыла, но так же легко восстанавливает яркий желтый цвет в кислоте. Нестоек на свету.

Марена красильная - хорошо известное растение, толченый корень которой носил название крапп. Содержащийся в краппе ализарин давал с железной протравой фиолетовые и черные выкраски, с алюминиевой - ярко-красные и розовые, а с оловянной - огненно-красные. В Египте этот краситель был в ходу, но шумеры его не знали.

Сафлор - высокорослое (до 80 см) однолетнее травянистое растение с яркими оранжевыми цветками, из лепестков которых изготовляли краски - желтую и красную, легко отделяемые друг от друга с помощью уксуснокислого свинца. Несмотря на относительную нестойкость к свету и мылу, сафлор, даже не разделяя, использовали для прямого, без протравы, окрашивания хлопка в желтый или оранжевый цвет. В Египте найдены окрашенные сафлором ткани, относящиеся к XXV в. до н. э.

Кермес использовали в Месопотамии не позже чем в начале II тысячелетия до н. э. как основную красную краску. Любопытно, что красили не только остриженную шерсть, но даже шерсть непосредственно на животных. В документах о продаже, датируемых XIII в. до н. э., фигурируют окрашенные овцы.

Пурпур - знаменитая краска древности, известная в Месопотамии по меньшей мере во II тысячелетии до н. э. Источником краски служил напоминающий мидию двустворчатый моллюск рода мурекс, обитавший на отмелях о-ва Кипр и у финикийского побережья. Образующее краску вещество находится в маленькой железе в виде мешочка, из которого выдавливали студенистожидкую бесцветную массу с сильным чесночным запахом. При нанесении на ткань и высушивании на свету вещество начинало менять окраску, последовательно становясь зеленым, красным и, наконец, пурпурно-красным. После простирывания с мылом окраска становилась ярко-малиновой. Из 12 000 моллюсков можно было получить 1,5 г сухого красителя.

Для приготовления краски в основном поступали другим образом: тело моллюсков разрезали, солили, некоторое время варили в воде, раствор выдерживали на солнечном свету и упаривали до достижения нужной интенсивности окраски.

Стекло и керамика. Стекло было известно в Древнем мире очень рано. Распространенная легенда о том, что стекло было открыто случайно моряками-финикийцами, потерпевшими бедствие и высадившимися на одном острове, где они развели костер и обложили его кусками соды, расплавившимися и составившими вместе с песком стекло, малодостоверна. Возможно, что подобный случай, описанный Плинием Старшим, и мог иметь место, однако в Древнем Египте обнаружены изделия из стекла (бусины), относящиеся к 2500 г. до н. э. Техника того времени не позволяла изготавливать из стекла крупные предметы. Изделие (ваза), относящееся приблизительно к 2800 г. до н. э., представляет собой спеченный материал - фритту - плохо сплавленную смесь песка, поваренной соли и окиси свинца. По качественному элементному составу древнее стекло мало отличалось от современного, однако относительное содержание кремнезема в древних стеклах ниже, чем в современных. Настоящее производство стекла развивается в Древнем Египте в середине II тысячелетия до н. э. Цель заключалась в получении декоративного и поделочного материала, так что изготовители стремились получать окрашенное, а не прозрачное стекло. В качестве исходных материалов использовали природную соду, а не зольный щелок, что следует из весьма низкого содержания в стекле калия, и местный песок, повсеместно содержащий некоторое количество карбоната кальция.

Более низкое содержание кремнезема и кальция и высокое содержание натрия облегчало получение и плавку стекла, поскольку снижалась температура плавления, но это же обстоятельство уменьшало прочность, увеличивало растворимость и снижало атмосферостойкость материала.

Окраска стекла зависела от введенных добавок. Аметистового цвета стекло середины-второй половины II тысячелетия до н. э. окрашено добавкой соединений марганца. Черный цвет вызван в одном случае наличием меди и марганца, а в другом - большого количества железа. Значительная часть синих стекол того же периода окрашена медью, хотя образец синего стекла из гробницы Тутанхамона содержал кобальт. Более поздние исследования показали наличие кобальта в ряде стеклянных изделий начиная с XVI в. до н. э. Это обстоятельство особенно интересно, во-первых, потому, что в Египте кобальт не встречается вовсе, а во-вторых, потому, что кобальтовые руды в отличие от медных не имеют характерного цвета, и их применение для подсвечивания свидетельствует о большом опыте древних стеклоделов.

Зеленое египетское стекло второй половины II тысячелетия до н. э. окрашено не железом, а медью. Желтое стекло конца II тысячелетия окрашено свинцом и сурьмой. К тому же времени относятся образцы красного стекла, цвет которых обусловлен содержанием окиси меди. В гробнице Тутанхамона обнаружено молочное (глушеное) стекло, содержащее олово, а также кусочек окиси олова, по-видимому, специально приготовленной. Там же обнаружены и изделия из прозрачного стекла.

Изготовление керамики относится к числу наиболее древних ремесленных производств. Гончарные изделия обнаружены в древнейших культурных слоях древнейших поселений Азии, Африки и Европы. В глубокой древности появились и глазурованные глиняные изделия. Наиболее древние глазури представляли собой ту же глину, которая шла на производство гончарных изделий, тщательно растертую, видимо, с поваренной солью. В более позднее время состав глазурей был значительно усовершенствован. Туда входила сода и окрашивающие добавки окислов металлов. Рано появились и раскрашенные, но не глазурованные керамические изделия, в частности в Индии в эпоху дохараппской культуры. Помимо производства глиняной посуды, развитого повсеместно, в странах Древнего мира получили распространение и другие керамические производства. Так, постройки месопотамских городов украшались орнаментированными плитками, служившими наружными кирпичами. Эти плитки делались следующим образом: на кирпич после легкого обжига наносился контур рисунка расплавленной стеклянной черной нитью. Затем окаймленные нитью площадки заполнялись сухой глазурью, и кирпичи подвергались вторичному обжигу. При этом глазурная масса остекловывалась и прочно связывалась с поверхностью кирпича. Такая разноцветная глазурь, в сущности, представляла собою род эмали и обладала большой долговечностью. Образец такой глазурованной различными цветами керамики хранится в Берлинском музее ""Пергамон"" и представляет собой изображения львов, драконов, быков, воинов. Изображения, выполненные в ярких синих, желтых, зеленых и других тонах, превосходно сохранились до нашего времени. По-видимому, этот способ лег в основу покрытия разноцветной эмалью металлических изделий (выемочная, или перегородочная, эмаль).

Ремесленная химия в эллинистический период

В 332 г. до н. э. Египет в числе других стран Древнего мира был покорен войсками Александра Македонского (356-323 гг. до н. э.). В следующем году в дельте Нила был заложен город Александрия. Город этот благодаря выгодному географическому положению быстро вырос и сделался крупнейшим торговым и промышленно-ремесленным центром Древнего мира. После смерти Александра Македонского и распада его империи в Египте воцарился один из полководцев македонян Птолемей Сотэр, основавший династию Птолемеев.

В Египте поселилось много ученых и ремесленников-греков, которые овладели знаниями и практическим опытом египетских мастеров и жрецов и внесли свой вклад в дальнейшее развитие античной ремесленной техники. В Египте в этот исторический период, получивший название ""эллинистический"", скрестились знания и практический опыт двух древнейших культур: египетской и древнегреческой. Поселившиеся в Египте пришельцы-завоеватели - эллины (греки) получили доступ к накопленным в течение тысячелетий секретам египетской ремесленной техники, к рецептурной литературе, касающейся добычи и переработки драгоценных металлов и камней. Сами же греки принесли в Египет и свои обширные знания и опыт, также накопленные в течение длительного времени, начиная с критской и микенской культур.

Ремесленная техника эллинистического периода может быть охарактеризована как высшая ступень античной ремесленной техники. В эллинистическом Египте процветали важнейшие направления ремесленной химической техники: переработка металлических руд, производство и обработка металлов, в том числе производство разнообразных сплавов, красильное искусство с более широким ассортиментом красителей по сравнению с Древним Египтом, приготовление разнообразных фармацевтических и косметических препаратов.

До нас дошли некоторые литературные памятники эллинистического Египта, в том число и рецептурпо-химические сборники. Следует подчеркнуть, однако, специфический характер таких сборников. Они не представляли собой записок обычных мастеров-ремесленников, а скорее - представителей так называемого ""священного тайного искусства"", получившего в Александрии весьма широкое развитие. Древнеегипетские мастера владели искусством изготовления золотоподобных сплавов. Уже в первые столетия до н. э. такое искусство подделки металлов приобрело широкое распространение. Оно процветало и в самой Александрийской Академии, где и получило свое наименование.

Изучение дошедших до нас письменных памятников эпохи эллинистического Египта, содержащих изложение тайн ""священного тайного искусства"", показывает, что способы ""превращения"" неблагородных металлов в золото сводились к трем путям:

1) изменение поверхностной окраски подходящего сплава либо воздействием подходящих химикатов, либо нанесением на поверхность тонкой пленки золота;

2) окраска металлов лаками подходящего цвета;

3) изготовление сплавов, внешне похожих на подлинное золото или серебро.

Из литературных памятников эпохи Александрийской Академия особенно широкую известность приобрел так называемый ""Лейденский папирус X"". Этот папирус был найден в одном из погребений около г. Фивы. Он был приобретен голландским посланником в Египте и около 1828 г. поступил в Лейденский музей. Долгое время он не привлекал внимание исследователей и был прочитан лишь в 1885 г. М. Бертло. Оказалось, что папирус содержит около 100 рецептов, записанных на греческом языке. Они посвящены описаниям способов подделки благородных металлов.

Химическая ремесленная техника

Ремесленная техника Древнего Египта в эллинистический период и в позднейшее время получила широкое развитие в ряде стран Средиземноморского бассейна и колоний (греческих и римских), вплоть до колоний на северных берегах Черного моря (понта Евксинского). В 30 г. до н. э. Египет был завоеван римлянами, и это обстоятельство еще более содействовало распространению греко-египетской культуры и ремесленной техники в Римской империи и, естественно, прежде всего, в самом Риме. Как административный центр огромной Римской империи Рим стал около начала новой эры средоточием квалифицированных ремесленников различных наций - греков, египтян, евреев, сирийцев и др.

Относящиеся ко времени Римской империи (первые века новой эры) памятники материальной культуры, собранные в музеях, наглядно свидетельствуют о том, что уровень ремесленного производства, как в самом Риме, так и в его главных колониях (по берегам Средиземного и Черного морей) был весьма высоким. К сожалению, однако, технические приемы ремесленного производства, и в особенности ремесленно-химических производств, изучены еще недостаточно, и на основе исследований памятников материальной культуры далеко не всегда возможно судить как о круге веществ и материалов, использовавшихся ремесленниками, так и о некоторых химических процессах, осуществлявшихся в процессе производства.

Некоторое представление в этом плане дает известное сочинение Кая Плиния-Секунда (старшего), появившееся в Риме во второй половине I столетия под заглавием ""Естественная история"" (""Historia naturalis"") . Это сочинение представляет собой своего рода энциклопедию, но лишь в последних главах (книгах) автор приводит сведения по химии, минералогии и металлургии. При составлении своего труда Плиний использовал многочисленные источники: сочинения античных авторов и рецептурные сборники, большею частью не дошедшие до нас.

Плиний называет довольно много минералов, очевидно, служивших исходными и вспомогательными материалами в химической ремесленной технике, в том числе алмаз, серу, кварц, природную соду (нитрон), известняк, гипс, мел, алебастр, асбест, глинозем, разнообразные драгоценные камни и другие вещества, а также и стекло. Среди многих химикатов и материалов Плиний упоминает прежде всего металлы, ""рождающиеся"" в земных недрах под влиянием тепла и постепенно совершенствующиеся. Более подробно он говорит о золоте, затем о серебре. Он знает медь, железо, олово, свинец, ртуть. В сочинении Плиния упоминаются также соли и окислы и другие соединения металлов. Он знает купоросы, киноварь, ярь-медянку, свинцовые белила и сурик, галмей, ""сурьму"" (видимо, сернистое соединение), реальгар, аурипигмент, квасцы и многие другие вещества. Плиний знает и многие органические вещества - смолы, нефть, клей, крахмал, сахаристые вещества, воск, а также некоторые растительные краски (крапп, индиго и др.), бальзамы, масла, различные душистые вещества.

Описывая различные операции с применением перечисленных веществ и высказывая соображения и данные о происхождении и переработке различных материалов, Плиний пользуется, очевидно, сведениями, почерпнутыми у ремесленников-химиков, а также, как уже говорилось, и из некоторых письменных источников. Однако, не будучи сам знаком со всеми приемами химической ремесленной техники, Плиний пользуется собранными им данными без должной критики и сообщает наряду с интересными и достоверными фактами множество фантазий и непроверенных сведений. Так, он сообщает свою известную историю об изобретении стекла, совершенно случайном, по его мнению. Однако при всех недостатках изложения ""Естественная история"" Плиния представляет собой важнейший источник для суждения об уровне ремесленной химической техники в Римской империи на рубеже начала новой эры.

Эпоха расцвета культуры, в том числе и ремесленного производства, в Римской империи была непродолжительной. Вместе с падением могущества империи происходила деградация, а затем и полный упадок культуры квалифицированного искусного ремесленного мастерства. Уже в III в. римские владения в Италии стали подвергаться постоянным нападениям полудиких народов и племен Европы с севера. В эту эпоху в связи с явлениями, сопровождавшими так называемое ""великое переселение народов"" из Азии в Западную Европу и в связи с этим перемещение европейских народов, а также в связи с резким обострением классовых противоречий в Римской империи, восстаниями рабов и другими событиями столица Римской империи неоднократно оказывалась на краю гибели. В IV в. столица империи была перенесена в Константинополь (Древняя Византия), культура Рима все более и и более приходила в упадок. В конце V в. под напором варваров Рим пал, и Римская империя (Западная Римская империя) перестала существовать. Часть искусных ремесленников и ученых переселилась в Константинополь, где в дальнейшем, после потрясений, связанных с религиозной борьбой, возник средневековый центр ремесленной техники.

Нам остается сказать несколько слов о развитии ремесленной химии в других регионах. Государства Индии, Тибета и Китая, существовавшие в древности до III в. н. э., почти не участвовали в политических событиях, происходивших в странах Средиземноморского бассейна. Развитие культуры и ремесленной техники происходило в этих странах, если и не полностью изолированно, по, в общем, вполне независимо, несмотря на то что торговые связи между Индией, Египтом и Грецией, а также и Римом, несомненно, существовали. Северо-западная Индия со времени походов Александра Македонского (IV в. до н. э.) познакомилась с эллинистической культурой и отчасти с ремесленной техникой Древней Греции. Однако установившиеся связи были кратковременными и не оказали серьезного влияния на развитие науки и ремесел в Индии.

Масштабы многих производств даже выходили за рамки ""ремесленных"": например, при добыче и переработке металлических руд совместно трудились десятки тысяч рабов.

Культура и ремесленная техника в Индии возникли в очень давние времена, за несколько тысячелетий до новой эры. Однако судить о достижениях древнеиндийского ремесла в достаточно отдаленные времена мы можем лишь на основании изучения археологических памятников (культура Хараппи). Приблизительно во втором тысячелетии до н. э. в Индии возникли религиознопоэтические гимны, пополнявшиеся в последующие эпохи и получившие название ""Веды"". В истории культуры Индии ""ведический период"" относится к эпохе 1500-800 гг. до н. э. В этот период обособились четыре группы ""Вед"" (Ригведа, Самаведа, Яджурведа, Ахтарваведа). Несмотря на специфическое содержание, веды дают некоторые сведения о состоянии и химической ремесленной техники, а также и о натурфилософских представлениях, зародившихся и получивших своеобразное развитие в Индии.

Химико-практические знания и некоторые приемы ремесленно-химической техники рано проникли и в страны Европы, лежащие за пределами Средиземноморского бассейна, правда, не получив здесь такого высокого развития, как в Египте, Месопотамии, Армении, Греции и Риме. В эпоху Римской империи, когда Рим овладел обширными территориями в Галлии, Испании и на юге Англии, в этих странах возникли разнообразные ремесленные, в том число и химико-ремесленные и металлургические, производства.

Заключение

Развитие химико-практических знаний и ремесленной химической техники в Древнем мире явилось первой и весьма важной в историческом отношении ступенью в возникновении и развитии научных и химических знаний. Накопленный в течение многих веков богатейший практический опыт ремесленников-химиков послужил основой для знакомства наших предков с разнообразными веществами и их свойствами, с возможностями использования всех этих веществ для удовлетворения практических нужд и для решения множества выдвигавшихся жизнью практических задач.

Список использованной литерату ры

С.И. Левченков «Краткий очерк истории химии».

Всеобщая история химии. Возникновение и развитие химии с древнейших времен до XVII века. (Институт истории естествознания и техники АН СССР).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

"Золотой век" мировой культуры. Прогрессивное развитие науки. Периодическая система, или периодическая классификация, химических элементов и ее значение для развития неорганической химии во второй половине XIX века. Таблица Менделеева и ее видоизменение.

реферат , добавлен 26.02.2011

Открытие Д.И. Менделеевым периодического закона химических элементов. Неорганическая химия с точки зрения периодического закона в труде "Основы химии". Полет на воздушном шаре, наблюдение за затмением. Проблемы освоения Арктики. Другие увлечения ученого.

презентация , добавлен 29.11.2013

Использование знаний химии в Древнем Египте и Индии, метод получения чистого золота. Фундаментальные области, в которых химия оказывает своё созидательное воздействие на жизнь людей: пищевая промышленность, сельское хозяйство, строительство, медицина.

презентация , добавлен 23.04.2015

Условия возникновения мануфактур. Типы и виды мануфактур (посессионная, вотчинная, купеческая, приписная, крестьянская). Разделение труда и ручная ремесленная техника. Мануфактурное и мелкое крестьянское производство (кустарничество).

реферат , добавлен 20.12.2006

История России в период между Февральскими и Октябрьскими событиями (попытка становления демократического государства с многопартийной системой). А.Ф. Керенский как политик новой эпохи в анализе событий развития России с февраля по октябрь 1917 года.

дипломная работа , добавлен 18.09.2008

История развития металлургии в России. Поездка за границу для обучения химии, горному делу и металлургии воспитанника академического университета М.В. Ломоносова. Обучение Ломоносова у крупного специалиста горнорудного дела и металлургии И. Генкеля.

реферат , добавлен 16.03.2011

Загадка керамических изделий. Возникновение металлургии в эпоху палеолита, мотивы для ее развития. Первые мореплаватели. Идея паруса. Древние плоты из древесных стволов. Способы выбора маршрута. Новые факты и "официальная" история. Древняя талассократия.

реферат , добавлен 05.03.2012

История создания первой партии федералистов по инициативе государственного деятеля Александра Гамильтона. Краткая биография и политическая деятельность 3-го президента США Томаса Джефферсона. История возникновения и развития партийной системы США.

презентация , добавлен 09.03.2012

Возникновение первых государств на территории современной Центральной Азии, история их становления и развития. Основные причины роста и развития инфраструктуры городов. Понятие азиатского способа производства, его сущность и особенности, этапы изучения.

реферат , добавлен 03.02.2009

Этапы становления и развития городов и городского хозяйства: древний период и средневековье, города в эпоху Возрождения и в постиндустриальный период. Становление систем городского хозяйства в России. Развитие городов в советский и постсоветский период.

Билет №1

1) Химия среди других наук естественного цикла. Происхождение термина «Химия».

Химия есть наука о веществах, их свойствах и превращениях. Место химии в системе естественных наук определяется специфичной только для нее формой движения материи. Химическая форма движения материи определяется движением атомов внутри молекул, протекающим при качественном изменении молекул. Атомы, молекулы, макромолекулы, ионы, радикалы, а также и другие образования являются материальными носителями химической формы движения материи. Ассоциация и диссоциации молекул также следует отнести к химической форме движения молекул. Химическая форма движения качественно неисчерпаема, бесконечна в своих проявлениях.В природе и в искусственных условиях приходится постоянно наблюдать взаимосвязь между всеми естественными науками (физика, химия, биология, геология математика и др.). Химия, физика, биология широко пользуются методами и понятиями выработанными физикой; расшировка сложных биологических образований возможна лишь при участии химии, математики и биологии.

Слово "химия" возникло еще за 3000 лет до н. э. Чаще всего его происхождение связывают с наименованием Древнего Египта – «хем», что означает "темный" или "черный" (видимо, по цвету почвы в долине Нила) или древнеегипетским словом «хюма» – "земля". Смысл этого названия –«египетская наука» . Некоторые историки считают, что слово "химия" связано с древнегреческим "χημο’ζ " ("сок"), и означает искусство выделения соков (возможно, жидких расплавов из руд). Существует также версия происхождения этого слова от древнекитайского "ким" – "золото".

2. Общая картина развития физической химии 19 и 20 веков

К концу 19 в. появились первые работы, в которых систематически изучались физические свойства различных веществ. Начало таким исследованиям положили Гей-Люссак и Вант-Гофф, показавшие, что растворимость солей зависит от температуры и давления. В 1867 норвежские химики Петер Вааге (1833–1900) и Като Максимилиан Гульдберг (1836–1902) сформулировали закон действующих масс.

Химическая термодинамика. Тем временем химики обратились к центральному вопросу физической химии – о влиянии теплоты на химические реакции. К середине 19 в. физики Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824–1907), Людвиг Больцман (1844–1906) и Джеймс Максвелл (1831–1879) выработали новые взгляды на природу теплоты (они представляли теплоту как результат движения). Их идеи развил Рудольф Клаузиус (1822–1888). Он разработал кинетическую теорию. Одновременно с Томсоном (1850) Клазиус дал первую формулировку второго начала термодинамики, ввел понятия энтропии (1865), идеального газа, длины свободного пробега молекул.Термодинамический подход к химическим реакциям применил в своих работах Август Фридрих Горстман (1842–1929), который на основе идей Клаузиуса попытался объяснить диссоциацию солей в растворе. В 1874–1878 американский химик ДжозайяУиллард Гиббс (1839–1903) предпринял систематическое изучение термодинамики химических реакций. Он ввел понятие свободной энергии и химического потенциала, объяснив суть закона действующих масс, применил термодинамические принципы при изучении равновесия между различными фазами при разных температуре, давлении и концентрации (правило фаз). Шведский химик Сванте Август Аррениус (1859–1927) создал теорию ионной диссоциации и ввел понятие энергии активации. Немецкий химик Вильгельм Оствальд (1853–1932) применил концепции Гиббса при изучении катализа.

Билет №4

1. Химические знания и ремесла в первобытном обществе и древнем мире.

Процесс накопления химико-практических знаний начался в глубокой древности. В доисторические времена люди познакомились с поваренной солью, ее вкусовыми и консервирующими свойствами. Потребность в одежде научила наших далеких предков примитивными методами обрабатывать шкуры животных.Овладение огнем произошло приблизительно 100 тысяч лет назад. Для человека каменного века костер стал и своеобразной химической лабораторией. На огне он испытывал различные камни и минералы, обжигал глиняную посуду. Здесь же были получены и первые образцы металлов из руд - свинец, олово и медь. В эпоху неолита металлы уже применялись для изготовления орудий труда и оружия. В ряде регионов люди были знакомы и с некоторыми свойствами металлов, например плавкостью. В эпоху первобытного общества были известны и некоторые минеральные краски (охра, умбра и др.).

Древний мир . Так уже во времена рабовладельческого строя (4 тыс. лет до н. э.-Vв. н. э.) cуществовали металлургия, крашение, изготовлялась керамика и т.д. В стране священного Нила развивалось производство керамики и глазурей, стекла и фаянса. Использовали древние египтяне и различные краски: минеральные (охра, сурик, белила) и органические (индиго, пурпур, ализарин). "Папирус Эберса" (XVI в. до н.э.) и "Папирус Бругша" (XIV в. до н.э.) можно считать наиболее древними химическими текстами, они содержат фармацевтические рецепты.

2. «Зелёная химия» как альтернатива методологии традиционной химии. Использование знаний биологии для дальнйшего развития химии (биомиметика и биоремедиация в контексте химической экологии)

Зелёная химия (GreenChemistry ) - научное направление в химии, к которому можно отнести любое усовершенствование химических процессов, которое положительно влияет на окружающую среду. Как научное направление, возникло в 90-е годы XX века.

Новые схемы химических реакций и процессов, которые разрабатываются во многих лабораториях мира, призваны кардинально сократить влияние на окружающую среду крупнотоннажных химических производств.

В то же время, Зелёная химия предполагает другую стратегию - вдумчивый отбор исходных материалов и схем процессов, который вообще исключает использование вредных веществ. Таким образом, Зеленая химия - это своего рода искусство, позволяющее не просто получить нужное вещество, но получить его таким путем, который, в идеале, не вредит окружающей среде на всех стадиях своего получения.

Последовательное использование принципов Зеленой химии приводит к снижению затрат на производство, хотя бы потому, что не требуется вводить стадии уничтожения и переработки вредных побочных продуктов, использованных растворителей и других отходов, - поскольку их просто не образуется. Сокращение числа стадий ведет к экономии энергии, и это тоже положительно сказывается на экологической и экономической оценке производства.

Термин биомиметика (от др.-греч. βίος - жизнь, и μίμησις - подражание)- подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.Одним из удачных примеров биомиметики является широко распространенная «липучка», прототипом которой стали плоды растения репейник, цеплявшиеся за шерсть собаки швейцарского инженера Жоржа де Местраля.

Биоремедиация - комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов - растений, грибов, насекомых,червей и других организмов.Первые простейшие методы очистки сточных вод - поля орошения и поля фильтрации - были основаны на использовании растений.

Министерство образования РФ
Дальневосточный федеральный университет
Дальнереченский социально – экономический институт

Реферат

Химические знания и ремесла в древности

По дисциплине "Концепция современного естествознания"

Выполнил: студент группы № ДР 0610
Ильина Анна Андреевна
Проверил: преподаватель
Мойсеенко Антон

Дальнереченк 2012
Содержание:

Введение………………………………………………………… …………………….3

Введение

С незапамятных времён человек, сталкиваясь с различными явлениями природы, накапливая сведения о них и об окружающих его предметах, всё чаще использовал их себе на благо. Человек заметил, что под действием огня одни вещества (и сам жизнь) исчезают, а другие изменяют свои свойства. Например, обожженная сырая глина приобретает прочность. Человек применил это в своей практике, и родилось гончарное дело. Из руд научились выплавлять металлы, а сплавляя металлы- получать различные сплавы; так появилась металлургия.
Используя свои наблюдения и знания, человек научился создавать, и, создавая, познавал. Науки рождались и развивались параллельно с ремёслами и производствами.
Превращения веществ под действием огня были первыми химическими реакциями, осуществлёнными человеком. По образному выражению советского историка Н. А. Фигуровского, костёр был своеобразной химической лабораторией.

Химические элементы древности

Некоторые металлы- золото, свинец, медь, железо- были известны людям ещё при первобытно- общинном строе. Вначале эти металлы шли на изготовление украшений, и только позднее, примерно в конце каменного века (4-5 тыс. лет до н. э.), из металлов стали делать орудия труда и оружие. Постепенно из различных ремёсел стали возникать производства. Так уже во времена рабовладельческого строя (4 тыс. лет до н. э. -Vв. н. э.) существовали металлургия, крашение, изготовлялась керамика и т. д. С развитием этих производств значительно обогатились знания о веществах, их свойствах и превращениях.
Уже за несколько тысяч лет до нашей эры в Древнем Египте умели выплавлять и использовать золото, медь, серебро, олово, свинец и ртуть. В стране священного Нила развивалось производство керамики и глазурей, стекла и фаянса. Использовали древние египтяне и различные краски: минеральные (охра, сурик, белила) и органические (индиго, пурпур, ализарин). Недаром знаменитый французский химик Мю Бертло считал, что само название науки химия произошло от древнеегипетского слова хемы: так называли людей, населяющих “чёрные земли” (Египет), где были развиты ремёсла. Однако греческий алхимик Зосима(III-IVвв. н. э.) объяснил происхождения этого слова иначе: он считал химией искусство делать серебро и золото. Известны и другие толкования. До сих пор у учёных нет единого мнения на этот счёт.
Химические ремёсла были развиты в 4-2 тысячелетии до н. э. И в странах Междуречья на Ближнем Востоке (долины рек Тигра и Евфрата). В те времена народы, населявшие Междуречье, знали металлы (из свинца, например, отливали статуэтки, культовые фигурки), широко использовали минеральные и органические красители, умели изготовлять глазури, фаянс и т. д.

Учёные-философы Древней Греции (VII-Vвв. до н. э.) пытались объяснить, каким образом осуществляются различные превращения, из чего и как произошли все вещества. Так возникло учение о началах, стихиях(от стехейя- основа), или элементах(от латинского elementum-первооснова, первоначало), как их стали называть позже.
Фалес Милетский считал, что мир - это единое целое, а всё , что происходит в природе, есть результат уплотнения или разряжения единой первоматерии, единого первоночала - воды. Анаксимен Милетский признавал первичной материей воздух, при охлаждении и сгущении которого образуется вода, а из неё затем при последующем уплотнении и охлаждении возникает земля. Философ Ксенофан учил, что первичными началами являются вода и земля; материя не уничтожается и не возникает, мир существует вечно.
В 544-483 гг. до н. э. В городе Эфесе жил знаменитый философ Гераклит, который считал, что все «телам» природы присуще вечное движение. Естественно, что первоматерией при этом он признавал самое подвижное изменчивое начало - огонь. Мир, по мнению Гераклита, не создан ни богами, ни людьми, «был, есть и будет вечно живым огнём», который закономерно воспламеняется и так же закономерно угасает.
Другой древнегреческий философ, Эмпедокл, наблюдая горение дерева, отмечал, что сначала образуется дым (воздух затем пламя (огонь) и в конце концов остаётся зола (земля). Если около пламени будет находится холодная поверхность, то на ней осаждаются пары воды. Таким образом, горение есть разложение горящего вещества на четыре элемента: воздух, огонь, воду и землю. На основании такого вывода Эмпедокл первый создал учение о четырёх началах («корнях») природы: «Сначала выслушай, что четыре корн всего), существующего – Огонь, и Вода, и Земля, и безграничная высь Эфира. . . Из них всё, что было, и всё то, что будет». Эти «начала» вечны и неизменны.
Тайны «трансмутации»

В 321 г. До н. э. в дельте Нила был заложен новый город - Александрия, названный так в честь завоевателя Александра Макендонского. Имея выгодное географическое положение, город стал одним из крупнейших торговых и ремесленных центров. Там была основана первая в истории академия- специальное учреждение, где занимались различными исследованиями и обучали известным в то время наукам.
До завоевание Египта жрецы, знавшие химические операции (получение сплавов, амальгамирование, имитация драгоценных металлов, выделение красок и т. д.), держали их в глубочайшей тайне и передавали только избранным ученикам, а сами операции проводили в храмах, сопровождая их пышными мистическими церемониями. После покорения этой страны многие тайны жрецов стали известны древнегреческим учёным, которые считали, что имитация драгоценных металлов есть настоящее «превращение» одних веществ в другие, соответствующее законам природы. Словом, в эллинистическом Египте произошло соединение представлений античных философов и традиционной обрядности жрецов - то, что впоследствии было названо алхимией.
Около 640 г. н. э. Египет захватили арабы, а уже в начале VIIIв. их власть установилась на огромной территории – от Гибралтара до Индии. Научно-практические знания и культура, усвоенные арабами в покорённых странах (и особенно в Египте), к XIIв. достигли Европы. В этом большую роль сыграла торговля между государствами арабского Востока и европейскими странами. Химические знания, пришедшие в Европу от арабов, стали называть арабским словом «алхимия».
Греческий алхимик Зосима – автор многих научных сочинений, в том числе и алхимических («Имут», где говорится о происхождении алхимии;» О хорошем качестве и составе вод», где описывается получение живительной воды). Его считают одним из основателей алхимии.
Среди арабских алхимиков одним из виднейших был принц Калида ибн Казид (ок. 660-704), проведший большую часть жизни в Египте. Он приказал перевести на арабский язык все известные алхимические сочинения.
Но истинным «царём науки» арабы называли великого учёного Джабира ибн Гайяна (ок. 721-815), известного в Европе под именем Гебер. Знакомый с учениями древних, он стал последователем Аристотеля, взгляды которого на элементы-качества были переосмыслены арабами.
Гайян считал, что металлы состоят из двух основных частей (элементов) : серы, являющейся носителем горючести и изменчивости, и ртути – «души» металлов, носителя металличности (блеска, твёрдости, плавкости), а основными химическими процессами являются горение и плавление. Самыми благородными металлами являются золото и серебро, в состав которых входят сера и ртуть в наичистейшим виде и в самой оптимальной пропорции. Разнообразие последних зависит от количественного соотношения серы и ртути и от примесей. Но в природе этот процесс соединения идёт очень медленно, и, чтобы ускорить его, надо добавить «медикамент» (особый препарат), тогда превращение займёт около 40 дней; если же использовать «элексир», то весь процесс получения золота займёт всего 1 час!
Изучал Гайян и свойства, а также способы приготовления многих солей: купоросов, квасцов, селитры и др. ; знал получение кислот: азотной, серной, уксусной; при проведении опытов прибегал к перегонке, обжигу, возгонке, кристаллизации. Он считал, что практика и опыты для алхимиков имеют первоступенную важность, без них успех невозможен. Труды Гайяна («Книга семидесяти», «Книга ядов», «сумма совершенств», «Книга о печах») изучалось много веков.
Учеником прославленного Гебера считал себя крупнейщий арабский алхимик Абу Бакр Мухаммед ибн Закарийа ар-Рази (865-925), автор «Книги тайн» и «Книги тайны тайн». Он первый провёл классификацию известных в то время веществ, разделив их на три класса: землистые (минеральные), растительные и животные.
Ар-Рази признавал трансмутацию неблагородных металлов в благородные, признавал элементы металлов – серу и ртуть, но, не ограничиваясь этим, ввёл дополнительный третий – элемент «соляной природы», являющийся носителем твёрдости и растворимости. Это учение о трёх элементах (сера, ртуть, соль) широко распространилось среди европейских алхимиков.
Как и Гайян, ар-Рази считал, что целью алхимии должно быть познание свойств веществ, освоение всевозможных операций над ними, изготовление различных аппаратов для осуществления этих операций. В этой практической, а не отвлеченно-мистической направленности как раз и выразилась специфика учения арабских алхимиков.
Идея превращения неблагородных металлов в благородные нашла много приверженцев в Западной Европе. И вот за толстыми стенами, в сырых подвалах, в уединённых кельях пытаются ускорить процесс «совершенствования» металлов. Неблагородные металлы расплавляют, смешивают друг с другом, окрашивают, закапывают в землю, но тщетно! Почему же не получается золото?
Возможно, этот процесс сверхъестественный? Над металлами произносятся заклинания; на полу, на стенах изображаются магические формулы. . . и опять неудача.
А может быть, вся суть заключается в пятом элементе –«квинта эссенции», получившем множество различных возвышенных и таинственных имён? Только он один мог превратить любой металл в золото, дать человеку вечную жизнь и молодость. Теперь усилия алхимиков сосредотачиваются на получении философского камня. Были созданы сотни зашифрованных рецептов, большинство из которых до сих пор не удалось разгадать, не говоря уже об экспериментальной проверке.
Альберт Великий полагал, что трансмутация металлов заключается в происходит вида и плотности. Изменение же свойств металлов происходит под действием мышьяка (окрашивает металлы в жёлтый цвет) и воды (сжимаясь и уплотняясь, она увеличивает плотность металлов). Описывая проведение алхимических операций, он приводит ряд правил, которым надо следовать в работе: хранить молчание, скрываться от глаз людских, соблюдать время и т. д.
В XVIв. особой популярностью пользовались сочинения Василия Валентина («могущественный царь»): «О тайной философии», «О великом камне древних мудрецов», «Триумфальная колесница антимония». Правда, все попытки установить подлинное имя автора не удались; видимо, под этим псевдонимом писал неизвестный алхимик, возможно, не один.
Признавая трансмутацию металлов и начала алхимиков, Василий Валентин особо подчеркивал, что алхимические элементы металлов не имеют ничего общего с реальными элементами того же названия:
Но не все средневековые учёные принимали основные теоретические положения алхимиков. И одним из таких учёных был Авиценна. Этим латинским именем называли знаменитого арабского философа и врача абу Али ал- Хусейна ибн Сину (980-1037), таджика по национальности, родившегося недалеко от Бухары. Он создал около 300 трудов, и некоторые из них («Медицинский канон», «Книга исцеления», «Книга знаний») пользуются известностью и в настоящие время. Им описана почти тысяча различных веществ, среди которых были металлы, Авиценна считал серу и ртуть, но отрицал возможность превращения одного металла в другой, поскольку полагал, что для этого нет путей.
Не верил в трансмутацию и алхимические начала величайший итальянский учёный и художник Леонардо да Винчи (1452-1519), поставивший своей целью «постичь происхождение многочисленных созданий природы». Он опирался на эксперимент, который он считал посредником «между искусной природой и родом человеческим» и который «должно производить многократно, чтобы какое-нибудь случайное обстоятельство не повлияло бы на его результаты».
В поисках условий для осуществления таинственной трансмутации алхимики разработали такие важные методы очистки веществ, как фильтрация, возгонка, дистилляция, кристаллизация. Для проведения экспериментов они создали специальные аппараты- водяную баню, перегонный куб, печи для нагревания колб; ими были открыты серная, соляная и азотная кислоты, многие соли, этиловый спирт, изучены многие реакции (взаимодействие металлов с серой, обжиг, окисление и т. д.).
Но чтобы превратить алхимические учение в положения научной химии, необходимо было «очистить» его от мистических наслоений, поставить на подлинную экспериментальную основу, детально исследовать состав веществ. Начало этому сложному и длительному процессу положили иатрохимики(от иатрос– врач) и представители технической химии.
Развитие иатрохимии, металлургии, красильного дела, изготовление глазурей и т. д. , усовершенствование химической аппаратуры – всё это способствовало тому, что эксперимент постепенно становится основным критерием истинности теоретических положений. Практика же, в свою очередь, не могла развиваться без теоретических представлений, которые должны были не только объяснить, но и предсказывать свойства веществ и условия проведения химических процессов.

От алхимии к научной химии.

Новому пониманию предмета химического познания способствовало возрождение античного атомизма. Здесь важную роль сыграли труды французского мыслителя П. Гассенди. Он не только воскресил атомистическую теорию, но, по словам Дж. Бернала, превратил её «в учение, куда вошло всё то новое в физике, что было найдено в эпоху Возрождения». Для обнаружения частиц, не видимых простым глазом, Гассенди использовалэнгиоскоп(микроскоп); из этого он делал вывдо, что если можно обнаружить столь мелкие частицы, то могут существовать и совсем мельчайшие, которые удастся увидеть впоследствии.
Он считал, что Бог создал определённое исло атомов, отличаю-щихся друг от друга формой, величиной и весом. всё в мире состоит из них. Как из кирпича, брёвен и досок можно построить огромное число разнообразных зданий, так и из нескольких десятков видов ато-мов природа создаёт великое множество тел. Соединяясь, атомы дают более крупные образования – «молекулы». Последние в свою очередь, объединяясь друг с другом, становятся более крупными и «доступными для ощущения». Тем самым Гассенди первым ввёл в химию понятие молекула(от латинского moles– с уменьшительным суффиксом cula).
и т.д.................