История развития аналитической химии
Введение
Практически ежедневно каждый человек может наблюдать, как те или иные вещества подвергаются различным изменениям: железный предмет под воздействием влаги покрывается ржавчиной, опавшие листья постепенно истлевают, превращаясь в перегной и т.д. Результат этих изменений – появление новых веществ с совершенно иными свойствами. Такого рода процессы называются химическими явлениями, при которых из одних веществ образуются другие, новые вещества, а наука, изучающая превращения веществ, называется химией [7].
Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания. Это наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также фундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий [14].
Актуальность темы исследования. Содержательный подход к истории химии основывается на изучении того, как изменялись со временем теоретические основы науки. Вследствие изменений в теориях на всём протяжении существования химии постоянно менялось её определение. Химия зарождается как «искусство превращения неблагородных металлов в благородные»; Менделеев в 1882 г. определяет её как «учение об элементах и их соединениях». Определение из современного школьного учебника в свою очередь значительно отличается от менделеевского: «Химия – наука о веществах, их составе, строении, свойствах, взаимных превращениях и законах этих превращений» [10].
Следует отметить, что изучение структуры науки мало способствует созданию представления о путях развития химии в целом: общепринятое деление химии на разделы основано на целом ряде различных принципов.
Целью данной работы является изучение истории развития аналитической химии.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи
Задачи работы:
1. рассмотреть историю алхимии;
2. изучить возникновение и развитие научной химии;
3. проанализировать историю развития аналитической химии;
4. выявить значение аналитической химии для развития химической науки в целом.
Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.
1. Основные этапы развития химии
1.1. История алхимии
Алхимия – это донаучный период в развитии химии, начавшийся в Александрии в III – IV веках н.э. и продолжавшийся в Западной Европе до начала XVI века. Слово «алхимия» происходит от арабского alchimia, имеет прямое отношение к греческому «хьюмос», «химевкис» — лить, что говорит о связи алхимии с искусством плавки и литья металлов, или еще от «хеми» — черная земля – древнее название Египта, место возникновения алхимии [15].
Возникновение алхимии связывают зачастую с так называемым Алхимическим периодом IV–XVI вв., который характеризуется развитием как практической, так и ремесленной химии, здесь и берет свое начало история алхимии.
Алхимики открывали или усовершенствовали способы получения различных соединений и смесей, улучшали или создавали новые лабораторные приборы и т.д. В лабораториях алхимики разрабатывали многие химические процессы, такие как: кристаллизация, фильтрование, перегонка воды и спирта, сублимация, получение эфирных масел, получение лекарственных средств.
Египет был основным звеном в начале развития алхимии. Есть сведения, что уже XIII в. до н.э. египтяне подробно изучили изготовление различных сплавов, похожих на золото и серебро, и эти знания применялись в изготовлении монет. В то время считалось что ртуть и сера, основные составляющие всех металлов. Что примечательно египтяне были первыми получившие нашатырь. Хорошо известен арабский алхимик Джабир ибн Хайян (ок. 721 – ок.815 гг.), который был известен в Европе как Гебер, в своих сочинениях описывал практические операции: растворения, перегонки, возгонки, кристаллизации, методы получения азотной кислоты, нашатыря, азотнокислого серебра, окраски тканей, выплавки металлов и др [15, с. 208].
Развитие алхимии постепенно распространяется в Испанию, Францию, Италию, Англию, Германию. Здесь и начинается накопление знаний о лечебных свойствах различных веществ – от минеральных солей до вытяжек из растений или тканей животных. Занимающихся этим делом людей называли аптекарями. Здесь же на западе широко развивается практическая и прикладная химия, создаются новые лабораторные приборы и реализуются совершенно новые опыты, начинается изучение зависимости свойств веществ от их состава [17].
Таким образом, алхимия оказала огромное влияние на развитие медицины и фармации в эпоху феодализма. Западноевропейская алхимия увеличила знания о многих химических соединениях, выявив лучшие способы получения одних и впервые открыв другие. В то время положено начало для получения продуктов брожения (уксус, вино), сюда же относится получение чистого спирта перегонкой крепких вин. Перегонные аппараты появились в Италии с IX века и широко распространились в других странах. Были получены серная, азотная, соляная кислоты, соединения ртути, царская водка, сера; открыты эфир, фосфор и др. Отсюда и пошло зарождение научной химии.
1.2. Возникновение и развитие научной химии
Химия древности. Химия, наука о составе веществ и их превращениях, начинается с открытия человеком способности огня изменять природные материалы. По-видимому, люди умели выплавлять медь и бронзу, обжигать глиняные изделия, получать стекло еще за 4000 лет до н.э. К 7 в. до н.э. Египет и Месопотамия стали центрами производства красителей; там же получали в чистом виде золото, серебро и другие металлы. Примерно с 1500 до 350 г. до н.э. для производства красителей использовали перегонку, а металлы выплавляли из руд, смешивая их с древесным углем и продувая через горящую смесь воздух. Самим процедурам превращения природных материалов придавали мистический смысл [20].
Греческая натурфилософия. Эти мифологические идеи проникли в Грецию через Фалеса Милетского, который возводил все многообразие явлений и вещей к единой первостихии – воде. Однако греческих философов интересовали не способы получения веществ и их практическое использование, а главным образом суть происходящих в мире процессов. Так, древнегреческий философ Анаксимен утверждал, что первооснова Вселенной – воздух: при разрежении воздух превращается в огонь, а по мере сгущения становится водой, затем землей и, наконец, камнем. Гераклит Эфесский пытался объяснить явления природы, постулируя в качестве первоэлемента огонь [5].
Четыре первоэлемента. Эти представления были объединены в натурфилософии Эмпедокла из Агригента – создателя теории четырех начал мироздания. В различных вариантах его теория властвовала над умами людей более двух тысячелетий. Согласно Эмпедоклу, все материальные объекты образуются при соединении вечных и неизменных элементов-стихий – воды, воздуха, земли и огня – под действием космических сил любви и ненависти. Теорию элементов Эмпедокла приняли и развили сначала Платон, уточнивший, что нематериальные силы добра и зла могут превращать эти элементы один в другой, а затем Аристотель [17, с. 103].