***** 1 - Персональный сайт учителя химии Шулепиной Веры

1) Изучить историю возникновения
алхимии.
2) Изучить применение алхимических
открытий того времени в настоящей
жизни.
Задача работы:
Доказать, что алхимия – это предхимия.
Провести на практике алхимические
опыты.
Зарождение химии.
С незапамятных времен человек, сталкиваясь с различными
явлениями природы, накапливал сведения о них, позже стал
использовал их себе на блага. Человек заметил, что под действием
огня одни вещества исчезают, а другие изменяют свои свойства.
Например, обожженная сырая глина приобретает прочность.
Человек применил это в своей практике, и родилось гончарное дело.
Из руд выплавлял металлы, а, сплавляя их- получал различные
сплавы; так появилась металлургия. Превращение веществ под
действием огня были первыми химическими реакциями,
осуществленными человеком.
Алхимия.
Пятнадцать столетий многие поколения алхимиков закладывали первый камень в
основание химической науки, в само слово алхимик вкладывали колдовской смысл,
сдобренный чем- то из области магии. Период алхимии нельзя оценивать однозначно,
алхимия имеет двойственное значение в истории химии. Алхимики упрямо стремились, к
цели ( трансмутации), которая с точки зрения современной науки не может быть
достигнута химическим путем однако алхимики дали человечеству полезные
естественнонаучные знания. В конце средневековья поток химической информации
захлестнул Европу. Это говорило о том, что алхимиков сменили более умелые и
сообразительные. Главная особенность фундаментального вклада алхимии в науку
заключается в искусственном создании не существующего в готовом виде предмета химии,
в отличии от других предметов (физики, биологии…). Первый предмет химии, созданный
алхимией, оказался в полном смысле рукотворным. В этом и есть величайший подвиг
алхимии.
Химические элементы древности.
Ученые -философы древности пытались объяснить, каким образом
осуществляются различные превращения, из чего и как произошли
все вещества. Так возникло учение о началах, стихиях, или
элементах, как их стали называть позже. Учение Аристотеля о пятой
сущности легло впоследствии в основу представлений о
трансмутации, в том числе и о получении золота из неблагородных
металлов. И первыми стали применять учение Аристотеля
алхимики.
Тайны трансмутации.
В эллинистическом Египте произошло соединение представлений античных
философов и традиционной обрядности жрецов - то, что в последствии было
названо алхимией. Греческий алхимик Зосима (основатель алхимии) - автор
многих алхимических сочинений: "Имут". Неблагородные металлы расплавляют,
смешивают друг с другом , окрашивают, закапывают в землю, но тщетно! Только
философский камень мог превратить любой металл в золото. Теперь алхимики
сосредоточились на получении камня. Важнейшим алхимиком средневековья
можно назвать Альберта Великого. Он полагал, что трансмутация металлов
заключается в происхождении вида и плотности, а изменение свойств металлов
происходит под действием мышьяка (окрашивает металлы в желтый цвет) и воды
(сжимаясь и уплотняясь, она увеличивает плотность металлов).
Алхимик Зосима
Альберт Великий
От алхимии к научной химии.
Гассенди считал, что Бог создал определенное число атомов,
отличающихся друг от друга формой, величиной и весом. Все в мире
состоит из них. Соединяясь, атомы дают более крупные образования молекулы. Тем самым Гассенди первым ввел в химию понятие молекула.
Развитию корпускулярной теории способствовал великий английский
ученый Исаак Ньютон. Он считал, что они неделимы, тверды и
неуничтожимы. Соединение корпускул происходит за счет притяжения, а
не за счет крючков, зазубрин. Такое притяжение и определяет распад
существующих веществ на первичные частицы и образование из них
других сочетаний, обусловливают появление новых веществ.
Гассенди Пьер
22 января 1592—
24 октября 1655.
Исаак Ньютон
25 декабря 1642 года —
20 марта 1727 года.
Опыт и знание.
Химия древности не сводилась только к ремесленной практике. В
результате наблюдений химических свойств веществ из поколения в
поколение люди накапливали знания о различных реакциях и о
природе, образующихся при этом продуктов, а также о влиянии
условий на протекание реакций. Были изучены свойства ядов,
лекарств, красителей.
Революция в химии.
Лавуазье дает определение элемента и приводит таблицу и классификацию
простых веществ. Все простые вещества он разделил на группы.
Таким образом Лавуазье осуществил научную революцию в химии, он
превратил множество несвязанных друг с другом рецептов, в общую теорию,
основываясь на которой можно было объяснить все известные явления и
предсказывать новые.
Золото
Антуан Лавуазье
Никель
Сера
Практическая часть.
Болонский фосфор.
В. Касциароло нашел в горах около г. Болонья (Италия)
очень тяжелый плотный камень серого цвета. Алхимик
заподозрил в нем наличие золота. Чтобы выделить его, он
прокалил камень вместе с углем и олифой. К удивлению
Касциароло, охлажденный продукт реакции стал светиться в
темноте красным светом. Алхимик дал найденному камню
название «ляпис соларис» — солнечный камень. Известие о
светящемся камне произвело сенсацию среди алхимиков.
Камень стали называть «болонским фосфором».
Барий
химически
очень
активен.
Он
легко
самовоспламеняется на воздухе, окрашивая пламя в зеленый
цвет, энергично взаимодействует с водой. Поэтому приходится
его хранить под слоем безводного керосина.
Опыт №1.
Для получения болонского фосфора я сначала получил сульфат бария по
уравнению, слив хлорид бария и серною кислоту, осадок (белый)
отфильтровал, высушил.
ВаСl2+Н2SO4=BaSO4
+ 2HCI
К осадку добавил активированный уголь и прокалил на плитке,
BaSO4 + 2C = BaS + 2CO2↑ (получил осадок черного цвета),
оставил на подоконнике на солнце, а фосфоресценцию яркую не наблюдал
даже в шкафу под одеялом, хотя она присуще сульфиду бария. Соединения
бария внес в пламя спиртовки, оно окрасило пламя в зеленый цвет
(качественная реакция на ион бария).
Продукт оазиса Амона.
Арабские алхимики получали из оазиса Амона, расположенного в пустыне
Сахара, бесцветное кристаллическое вещество, которое они называли «нушадир».
При растирании «нушадира» с гашеной известью и нагревании смеси выделялся
газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде. Алхимики заметили, что
водный раствор этого газа, находясь рядом с соляной кислотой, начинал
«дымить» и с течением времени все стеклянные сосуды рядом с ними
покрывались белым налетом. Алхимики отметили и ещё кое-что: когда раствор
неизвестного газа добавляли к водному раствору медного купороса, то голубая
окраска последнего становилась интенсивно-синей. Как объяснить эти явления?
При взаимодействии NH4Cl с гашёной известью – гидроксидом кальция
Ca(OH)2 выделялся аммиак NH3:
2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3+ CaCl2 + 2H2O
Аммиак взаимодействует с газообразным хлороводородом, образуя в
воздухе «дым», состоящий из мельчайших кристаллов NH4Cl. При добавлении
аммиака к водному раствору медного купороса (содержащего сульфат меди
CuSO4) образуется комплексная соль – сульфат тетраамин меди II [Cu(NH3)4]SO4:
CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4
Опыт №2.
Чтобы получить продукт оазиса Амона я взял хлорид аммония и нагрел с гидроксидом
кальция:
2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3+ CaCl2 + 2H2O
К газоотводной трубке поднес палочку смоченную концентрированной соляной кислотой
наблюдал «дым без огня» (белые кристаллы NH4Cl).
NH3+HCl = NH4Cl
Газоотводную трубку с NH3 опустил в раствор медного купороса (CuSO4 )
CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4
Получил комплексную соль- сульфат тетраамин меди (II) – ярко-синего цвета
Цианоферратные кустарники Ломоносова.
Русский физикохимик Михаил Васильевич Ломоносов в 1750 году занялся
разработкой способа получения синей краски, известной в то время как
«берлинская лазурь». Химическая формула этого соединения, уточненная уже в
наши дни, - KFe[Fe(CN)6), гексацианоферрат (III) железа (II) – калия. Попутно
Ломоносов изучал взаимодействие желтой и красной кровяных солей,
гексацианоферрата (II) и гексацианоферрата (III) с различными солями других
металлов. Изумительные «растения», похожие на нитевидные «водоросли» или
ветки «подводного кустарника», вырастают в сосудах при взаимодействии в
водном растворе гексацианоферратов калия с хлоридом или сульфатом марганца
(II), цинка (II), никеля (II), кобальта (II), хрома (III). Для этого в раствор 30-50 г
желтой кровяной соли - гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6] 1 л воды
добавляют два-три кристаллика этих солей.
Опыт №3.
К 30-50 г. желтой кровяной соли – гексоцианоферрата (II) калия в 1 литре воды,
разлив по пробиркам и стаканам добавлял несколько кристаллов солей хлорида
марганца (II), цинка, никеля (II), кобальта (II), хрома (III). Оставил в покое на
несколько дней. После этого наблюдал рост кристаллов в виде веток,
напоминающих растения.
Аналогично провел опыт с сульфатом меди II.
K3[Fe(CN)6]+ CuSO4=KCu [Fe(CN)6) + К2SO4
(СИНИЙ)
Зеленовато-синие водоросли получаются,
если добавить в хлорид никеля (II )
гексацианоферрат (III) калия.
K3[Fe(CN)6]+NiCl2= KNi [Fe(CN)6) + KCl
Химический осенний сад с желтой «травой» и золотистыми «листьями»
вырастает, если в водный раствор, содержащий 30-50 г хромата калия K2CrO4 в 1
л воды, добавить кристаллик дигидрата хлорида бария ВаCl2·2Н2О. В желтом
растворе будет протекать осаждение хромата бария ВаCrO4:
K2CrO4 + ВаCl2 = ВаCrO4 + 2KCl
Тонкие нити желтого цвета, похожие на траву, появятся и в водном
растворе нитрата свинца (II) Pb(NO3)2, содержащем 100-150 г соли в 1 л воды,
если в него опустить несколько кристалликов хромата калия. В этом случае
«трава» - это малорастворимый хромат свинца PbCrO4:
K2CrO4 + Pb(NO3)2 = PbCrO4 + 2KNO3
Замшелые камни.
На дно широкого стеклянного сосуда с достаточно толстыми стенками опускал
речную гальку. Затем наливал на половину объёма сосуда концентрированный раствор
сульфата меди (II) CuSO4. После этого в раствор добавлял смесь цинковой пыли и
гранулированного цинка до исчезновения голубой окраски раствора.
Частицы цинка покрываются лохматым налетом кирпично-красного цвета,
похожим на мох, и оседают на камнях. Это говорит о выделении кристаллов меди в
результате окислительно-восстановительной реакции:
CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu
Цинк можно заменить алюминием Al, для предотвращения гидролиза сульфата
алюминия Al2(SO4)3, образующегося в реакции:
3CuSO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3Cu,
к раствору сульфата меди (II) CuSO4 заранее добавлял 5-10 мл разбавленной серной
кислоты, которая с медью не взаимодействует.
То, что арабский алхимик Джабир аль-Хайян на рубеже I и II тысячелетий
называл «превращением железа в медь», на самом деле было процессом, очень похожим на
рассмотренные опыты. В растворе медного купороса железные клинки покрывались слоем
меди, выделившейся по реакции:
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
Полная иллюзия превращения одного металла в другой! Жаль только, что алюминий
во времена алхимиков еще не был известен.
Опыт №4.
В химический стакан положил гальку и гранулы цинка, в другой стакан к гальке
добавил гранулы алюминия и добавил раствор медного купороса CuSO4,
(подкисленный серной кислотой), оставил на время.
Со временем наблюдаю замшелость на дне стакана.
CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu
3CuSO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3Cu
Опыт №5. «Трансмутация» металла.
Железный гвоздь опустил в раствор медного купороса, через некоторое время
наблюдал выделение чистой красной меди на гвозде.
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
Это явление объясняли в алхимическом духе: железо трансмутируется в медь.
Изменяются отношения двух начал в металлах. Изменяется и их цвет.
(Мы теперь хорошо знаем, что медь, вытесненная железом из раствора медного
купороса, оседает на поверхности гвоздя по реакции замещения, где активный
металл Fe вытесняет менее активный Cu из CuSO4), см. ряд напряжения металлов.
Опыт №6. «Деревья Сатурна и Юпитера».
К ацетату свинца положил гранулу цинка, затем наблюдал рост
кристаллов свинца.
Pb(CН3СОО)2 + Zn → Zn(CН3СОО)2 + Pb
А получить дерево Юпитера не удалось, т.к. нет хлорида олова.
Реакция идет :
SnCl2+Zn=ZnCl2+Sn
Заключение.
Конечно, в своей работе я рассмотрел далеко не все особенности этого
загадочного и интересного периода в истории химии. Ясно одно,
алхимия внесла огромный вклад в развитие науки. Следует воздать
должное алхимикам за те усилия, которые они вложили в дело
становления химии. Даже если взгляды алхимиков о составе веществ и
сути химических превращений были наивными и ошибочными,
современная наука не могла бы возникнуть без экспериментального
базиса. Они были вдохновлены верой в магическую силу
материальных операций с веществом, сулящих им возможность
получения неограниченной власти над природой. Вклад алхимиков в
науку, будучи чисто практическим, оказался равным по значению всем
современным и будущим химическим теориям. Речь идёт о
рукотворном создании исторически первого предмета химической
науки – чистых веществ. Кто знает, если бы не период алхимии, каков
был бы уровень развития современной химии. И я полагаю, что
алхимия – это один из главных этапов в процессе прогрессивного
развития общества.