КОГДА ПОЯВИЛАСЬ ХИМИЯ. КОСТЕР КАК ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ. РЕМЕСЛЕННИЧЕСТВО И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ.

Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Химический институт им. А.М. Бутлерова
РЕФЕРАТ
КОГДА ПОЯВИЛАСЬ ХИМИЯ. КОСТЕР КАК ХИМИЧЕСКАЯ
ЛАБОРАТОРИЯ. РЕМЕСЛЕННИЧЕСТВО И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ.
Выполнили:
Студентки 3 курса группы 07-804
Атнабаева К.Р., Белова М.А.
Проверил:
Преподаватель по истории и методологии химии
Будников Г.К.
Казань – 2021
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................................. 3
КОСТЕР КАК ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ................................................................................... 4
РЕМЕСЛЕННИЧЕСТВО И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ .......... 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .........................................................................................................................................10
2
ВВЕДЕНИЕ
Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека. Поскольку
человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами, его
первые эксперименты с огнём, дублением шкур, приготовлением пищи можно
назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания
накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить
некоторые краски, эмали, яды и лекарства. Вначале человек использовал
биологические процессы, такие, как брожение, гниение; позже, с освоением
огня,
начал
использовать
процессы
горения,
спекания,
сплавления.
Использовались окислительно-восстановительные реакции, не протекающие в
живой природе — например, восстановление металлов из их соединений.
3
КОСТЕР КАК ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Медный век
Примерно 9 тысяч лет назад люди заметили, что некоторые “камни”
имеют необычный желтовато-красный цвет. При обработке они не
раскалываются под ударами на части, а сплющиваются, изменяя свою форму.
В таких “камнях” можно пробить отверстие. Попадая в огонь, они
размягчаются и, застывая, принимаю! новую форму. Что это за “камни”? И
камни ли это? Первобытные люди поняли, что перед ними какой-то другой
материал. Это металл. Это открытие было сделано в тех областях, где имелись
залежи меди, лежащие на поверхности земли. Затем люди научились
выплавлять медь из медной руды. Расплавленную медь заливали в форму и
получали медное изделие нужного вида, например, топор.
Первой химической лабораторией человека стал костер. После обжига
глины в огне она становилась прочной, из нее можно было делать нехитрую
посуду. На огне человек научился готовить пищу. Здесь же случайно получил
первые металлы – медь, олово, свинец, а также стеклянные изделия из,
казалось бы, обыкновенных камней. Так появились первые, как мы сейчас
говорим, химические ремесла – гончарное и металлургическое. Примерно
7000 лет назад человек научился выплавлять медь и делать из нее различные
изделия – орудия труда, предметы домашнего обихода, оружие. Этот период в
истории древней цивилизации получил название медный век. Медный век,
меднокаменный век, халколит (от греч. χαλκός — медь + λίθος — камень),
энеолит (от лат. aeneus — медный + греч. λίθος — камень) — эпоха в развитии
человечества, переходный период от неолита (нового каменного века) к
бронзовому веку.
Добычу руд человек освоил ещё во время неолита, когда появились
первые шахты, в которых добывался камень, служивший сырьём для орудий.
В Верхнем палеолите люди приносили на свои стоянки самородки металла и
4
метеоритного железа. Некоторые породы, которые отличаются высоким
содержанием железа и ряда других металлов, использовались для создания
минеральных красок. Однако для изготовления орудий эти металлы не
использовались, хотя в принципе эта технология уже была достижима.
Добычу руд человек освоил ещё во время неолита, когда появились
первые шахты, в которых добывался камень, служивший сырьём для орудий.
В Верхнем палеолите люди приносили на свои стоянки самородки металла и
метеоритного железа. Некоторые породы, которые отличаются высоким
содержанием железа и ряда других металлов, использовались для создания
минеральных красок. Однако для изготовления орудий эти металлы не
использовались, хотя в принципе эта технология уже была достижима.
Существует 2 наиболее вероятных пути открытия технологии плавки, оба
они связаны с гончарным делом. Производство глиняной посуды началось в
Азии около 9000 года до н. э. Обжиг глины требует высокой температуры.
Гончарные печи при правильной загрузке могут поддерживать температуру
выше 1000 °C в течение нескольких часов. Для обжига керамики необходимо
использовать обжиг при температуре до 1400 °C, а этой температуры
достаточно, чтобы выплавить из руды металл.
Вероятно, что после того, как появились печи для обжига керамики, люди
смогли освоить плавку меди. Обожженная керамика появилась около 6000
года до н. э. Первое известное литое изделие в Анатолии относится к 5000 году
до н. э. К этому времени, вероятно, уже были специальные плавильные печи
для получения меди, а кузнецы стали отдельными мастерам.
5
РЕМЕСЛЕННИЧЕСТВО И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
Бронзовый век
Выделяемая на основе данных археологии эпоха человеческой истории,
характеризующаяся ведущей ролью изделий из бронзы, что было связано с
улучшением обработки таких металлов, как медь и олово, получаемых из
рудных месторождений, и последующим получением из них бронзы. В целом,
хронологические рамки бронзового века: XXXV/XXXIII—XIII/XI вв. до н. э.,
но у разных культур они различаются.
Медные орудия труда облегчали жизнь людей. Медь, как мы выяснили,
металл недостаточно твердый. Поэтому люди стали добавлять к меди олово.
Так получилась бронза, сплав, не уступающий по прочности камню. Так около
7 тысяч лет назад наступил бронзовый век. Из бронзы стали делать оружие,
щиты, ножи, лезвия для плугов и серпов, другие орудия труда. Из бронзы
выплавляли роскошную посуду, вазы, статуи, украшения для дворцов и
храмов. Из бронзы делают памятники. Один из самых известных памятников
в нашей стране “Медный всадник”. Несмотря на название, сделан он все-таки
из бронзы.
Железный век
Самородное железо в природе встречается редко (точнее говоря, не
сохраняется в большинстве климатических условий из-за склонности к
коррозии). Его выплавка из руды — достаточно трудоёмкое занятие,
поскольку железо имеет более высокую температуру плавления, чем у бронзы,
хуже и его литьевые качества (фактически литьё из железа — в отличие от
чугуна — было освоено только в позднее средневековье, с появлением домны
— до этого его получали сыродутным способом, при котором полного
плавления содержащегося в руде железа не происходило, а рафинирование —
окончательная очистка железа от примесей — осуществлялось проковкой
заготовки). Кроме того, железо уступает бронзе некоторых сортов в твёрдости
6
(однако твёрдые бронзы очень хрупки и в чистом виде непригодны для
изготовления оружия или орудий труда) и коррозионной стойкости. По этим
причинам достаточно долго железо использовалось очень мало.
Поэтому большинство специалистов считает, что переход от бронзы к
железу был связан не с преимуществами изготовленных из железа орудий, а
главным образом с тем обстоятельством, что массовое изготовление
бронзовых орудий в конце эпохи бронзы быстро привело к истощению
месторождений
олова,
необходимого
для
изготовления
бронзы
и
распространённого в природе заметно меньше, чем медь.
Вероятно, изначально рудное железо было получено случайно —
железная руда использовалась в качестве флюса при получении бронзы, в
результате чего образовывалось чистое железо. Однако его количество было
очень мало. Позже научились использовать метеоритное железо, которое
считалось даром богов. Первоначально железо было очень дорого и
использовалось в основном для изготовления ритуальных предметов.
Позже появился и первый способ добычи железа из руды — сыродутный
процесс, иногда также называемый варкой железа. Использование данного
метода стало возможно с изобретением сыродутного горна, в который
подавался холодный воздух. Изначально железная руда помещалась в ямы,
закрытые сверху, позже стали использовать печи из глины. В горне
достигалась температура в 900 °C, при которой происходило восстановление
железа из оксида с помощью угарного газа, источником которого служил
древесный уголь. В результате получалась так называемая крица — пористый
кусок железа, пропитанный шлаком. Для удаления шлака использовалась
ковка. Несмотря на его недостатки, этот процесс долгое время оставался
основным методом получения железа.
7
По археологической классификации третий и последний период
первобытной эпохи, характеризующийся появлением железных орудий,
получил название железный век.
Он наступил 3–3,5 тыс. лет назад. Тысячи лет люди ходили по рыжеватокрасной земле и не подозревали, что это железная руда, из которой можно
добыть вещество, намного более твердое, нежели медь. Надо отметить, что в
отличие от других металлов, например, меди, золота, серебра, железо в виде
самородков в природе не встречается. Правда, иногда железо падает на землю
из космоса в виде обломков небесных тел (метеоритов). Поэтому некоторые
древние народы называли железо “небесным камнем”. Но упавшего с неба
железа было очень мало, и стоило оно намного дороже золота. Например, в
гробнице египетского фараона Тутанхамона найдено множество предметов из
золота общим весом в несколько тонн и только три самых драгоценных
предмета из железа: священный жук, браслет и кинжал.
В чистом виде железо – мягкий металл, и заменить бронзу оно не могло.
Кроме того, железо ржавеет. Посмотрите сплавы металлов: чугун и сталь.
Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и
человека. Входя в состав, чрезвычайно сложно построенного органического
соединения, называемого гемоглобином, железо обуславливает красную
окраску этого вещества, от которого в свою очередь зависит цвет крови
человека и животных. В организме взрослого человека содержится без малого
3г. чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль
гемоглобина – перенос кислорода из лёгких к тканям, а в обратном
направлении – СО2.
Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы,
участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не
содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к
субстрату – и они приобретают зелёный цвет. Больше того, достаточно белый
8
лист смазать раствором соли, содержащей железо, и вскоре смазанное место
зеленеет.
Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело
зеленеют листья растений и ярко румянятся щёки человека.
9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Уже в глубокой древности человеку были известны семь металлов:
золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Эти металлы можно
назвать «доисторическими», так как они применялись человеком ещё до
изобретения письменности. Очевидно, что из семи металлов человек вначале
познакомился с теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это
золото, серебро и медь. Остальные четыре металла вошли в жизнь человека
после того, как он научился добывать их из руд с помощью огня.
В древности и в средние века известные семь металлов соотносилось с
числом известных планет: Солнце (золото), Юпитер (олово), Луна (серебро),
Марс (железо), Меркурий (ртуть), Сатурн (свинец), Венера (медь). Алхимики
считали, что под влиянием лучей планет в недрах Земли рождаются эти
металлы.
10