Учебно-методический комплекс дисциплины «Введение в специальность» (стр. 7 )

1. ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ для студентов специальности 5В072000 – Химическая технология неорганических веществ / учебное пособие – Семей, 2013. – 239 с.

МИКРОМОДУЛЬ 2 «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ОСНОВАНИЙ И СОЛЕЙ»

Лекция

История развития химических знаний и химической техники.

Содержание:

Области ремесленного производства. Греческая натурфилософия. Алхимия: в арабском мире, в Западной Европе, достижения алхимии. Зарождение современной химии.

1. Исторический анализ развития химических знаний и химической техники приводит к определенному выводу, истоками и основой накопления фактического материала в химии служили три области ремесленного производства:
1. высокотемпературные процессы - керамика, стеклоделие и особенно металлургия;

2. фармация, парфюмерия и косметика;

3. получение красителей и техника крашения.

Эти важнейшие области практической и ремесленной химии получили свое начальное развитие еще в эпоху рабовладельческого общества во всех цивилизованных государственных образованиях древности.

Насколько известно, наука о веществах и их превращениях зародилась в Египте – технически наиболее передовой стране древнего мира. Химия считалась в Египте «божественной» наукой, она находилась целиком в руках жрецов и тщательно скрывалась ими от непосвященных. Помимо Египта, попытки научных обобщений имели место и в других технически развитых странах древнего мира: Месопотамии, Индии, Китае и т. д.

Надо отметить, что в ремесленной химии стран Древнего мира много общего. Это объясняется не только торговыми и культурными связями, существовавшими в отдаленные эпохи между отдельными государствами, или, напротив, военными столкновениями, но и общими чертами путей освоения ремесел, одновременностью изобретения в разных странах тех же самых приемов ремесленного мастерства в связи с одинаковым уровнем состояния производительных сил и технических возможностей. Рассмотрим вкратце состояние и достижения ремесленной техники в отдельных странах Древнего мира в главнейших областях производства.

Металлургия. В рабовладельческом обществе происходило довольно быстрое расширение сведений о металлах, их свойствах и способах их выплавки из руд, а также об изготовлении различных сплавов, получивших большое техническое значение. Как установлено по тексту табличек, найденных при раскопках древних городов Месопотамии, в третьем тысячелетие до н. э. были известны способы получения из руд железа, меди, серебра и свинца. Полученные металлы частично вывозились в другие страны морским путем. Судя по характеру найденных остатков плавильных печей и глиняных сосудов, металлурги того времени умели получать температуры около 1000-12000С.

Достижения ремесленных металлургов древности стали, в общем, основой металлургической техники всего средневековья. Лишь в новое время старинные методы выплавки металлов, претерпели существенные усовершенствования, особенно техника получения железа.

Стекло и керамика. Стекло было известно в Древнем мире очень давно. Существует легенда о том, что стекло было случайно открыто моряками-финикийцами. Они потерпели бедствие и высадились на одном острове, где развели костер и обложили его кусками соды. Сода расплавилась и вместе с песком образовала стекло. Хотя эта легенда является малодостоверной, 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. Найденная археологами ваза, относящаяся приблизительно к 2800 г. до н. э., представляет собой 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 второго тысячелетия до н. э. Цель заключалась в получении декоративного и поделочного материала, так что изготовители стремились получать окрашенное, а не прозрачное стекло. 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 материала.

Окраска стекла зависела от введенных добавок. Аметистового цвета стекло 15 в. до н. э. окрашено соединениями 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.

Изготовление керамики относится к числу наиболее древних ремесленных производств. Гончарные изделия обнаружены в древнейших культурных слоях 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, керамические изделия, в частности в Индии.

Помимо производства глиняной посуды, получили распространение и другие керамические производства. Так, постройки месопотамских городов украшались узорчатыми 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.

Производство облицованных разноцветной глазурью керамических изделий было известно и в древнекитайской и среднеазиатской архитектуре. По-видимому, художественная керамика Китая и связанные с нею фарфоровое и фаянсовое производства имеют, по меньшей мере, четырехтысячелетнюю историю. Около II тысячелетия до н. э. в странах Междуречья, а также в Египте появились и фаянсовые изделия. Древнеегипетский фаянс по составу значительно отличался от обычного фаянса и приготовлялся из глины в смеси с кварцитным песчаником. До настоящего времени не выяснено, каким связующим материалом пользовались древние мастера при изготовлении и формовке фаянсовых смесей. Предполагают, что использовалось какое-то органическое вещество, выгоравшее при обжиге. Глазуровка фаянсовых изделий первоначально производилась смесью соды и окрашивающих добавок окислов металлов, преимущественно малахитовой муки. Позже стали готовить сначала сухую глазурь сплавлением соды, местного песка, всегда содержащего (в Египте) соли кальция, и окрашивающих добавок.

В качестве строительного вяжущего материала в Древнем мире применяли обычно гипс. В Индии такой гипсовый цемент обнаружен в постройках, относящихся приблизительно к 2000 г. до н. э. Известковые строительные растворы в Древнем мире долгое время не были известны. Это и понятно, так как известняк требует для обжига достаточно высокой температуры - около 1100oС.

Кроме такого гипсового цемента, при кладке зданий в качестве вяжущих веществ применялся асфальт (горная смола) и битум, те же строительные растворы применялись в Ассирии и Вавилонии.

фармация и парфюмерия. Одна из древнейших сохранившихся рукописей Древнего Египта, так называемый ''Папирус Эберса'' (XVI в. до н. э.), содержит ряд рецептов изготовления фармацевтических средств. Несмотря на то, что эти рецепты не могут быть названы чисто химическими, поскольку они посвящены способам извлечения из растений различных соков и масел, они дают представление об операциях вываривания, настаивания, выжимания, сбраживания и процеживания. Все это свидетельствует о хорошем знакомстве древних мастеров с многочисленными операциями, вошедшими впоследствии в арсенал методов, применяемых в химических лабораториях. Известны были также основные приемы экстракции, возгонки и перегонки. Также найдены записи, содержащие подробные сведения об изготовлении и применении мыла.

В Древнем Египте получило широкое распространение ремесло мумификации трупов умерших. Долгое время не удавалось в точности восстановить некоторые операции ''консервирования'' трупов, доведенного до высокой степени совершенства. На основе тщательного исследования мумий, было установлено, что труп вначале закапывали на несколько недель в сухую природную соду - ''натрон'', или ''нитрон'',- встречающуюся в Египте (она образуется при высыхании естественных содовых озер). При этом в условиях жары труп почти полностью обезвоживался. Затем (или предварительно) из трупа вынимали внутренности и мозг, череп (иногда) заливали смолой, а полость живота заполняли ветвями благовонных растений. В некоторых случаях внутренности не вынимали. Далее труп заворачивали в ткань типа марли, длиной иногда в несколько сот метров, с применением благовонных средств. Лицо покойника гримировали, применяя свинцовый блеск, окись меди, окрашенные глины и, вероятно, некоторые растительные краски. На лицо царских мумий клали маску из листового золота. Наконец, труп помещали в саркофаг.

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 состояла из песка, прокаленного в смеси с содой и медными опилками в глиняном горшке.