علم Lomonosov المفضل هو الكيمياء. "الكيمياء تنتشر على نطاق واسع في الشؤون الإنسانية ... أينما ننظر ، وحيث لا ننظر إلى الوراء ، في كل مكان يلجأون إليه

حلقة الدماغ الكيمياء

"الكيمياء تمتد يدها على نطاق واسع في الشؤون الإنسانية."

توسيع المعرفة بالكيمياء ، وغرس الاهتمام بالعلوم

تنمية الإبداع

تطوير القدرة على العمل في أزواج

المشاركون: الطلاب في الصفوف 9-10

1. مقدمة من قبل المعلم.

مرحبا يا شباب! لقد دعوناكم اليوم لمشاهدة المنافسة في الحيلة والبهجة والمعرفة بموضوع الكيمياء بين فرق 9 و 10 درجات.

ولذا اسمحوا لي أن أذكركم بأننا اليوم نحمل "حلقة عقل" من 6 جولات.

أعزائي المعجبين ، يُسمح لك اليوم بتقديم المطالبات وتقديم إجابات مستقلة ، ويمكنك أن تصبح مشاركًا في الجولة السادسة ، وتقاتل مع الفائزين في المستقبل.

ستراقب هيئة المحلفين حلقة دماغنا: …….

يتم تقييم تحيات الفريق على نظام من خمس نقاط

حسنًا ، دعونا الآن نعطي الكلمة لفرقنا.

1. جولة "الكيميائيين العظام"

1. اقرأ قانون ثبات تركيب المركبات الكيميائية واذكر اسم العالم الفرنسي الذي اكتشف هذا القانون. (الجواب: بروست جوزيف لويس)

2. أضف الرقم إلى اسم العناصر الكيميائية للمجموعة الثالثة للحصول على لقب العالم الروسي - الكيميائي والملحن.

(الجواب: Bor-one \u003d Borodin Alexander Porfirevich 12.11.1833-27.02.87)

3. قال بطرس الأكبر: "لديّ شعور بأن الروس ، يومًا ما ، وربما خلال حياتنا ، سيخجلون أكثر الشعوب استنارةً بنجاحاتهم في العلوم ، بلا كلل في عملهم ، وعظمة المجد الراسخ والصاخب. "

سؤال. الآن عليك أن تقرر لمن تنتمي هذه الآيات وأن تخبر بإيجاز عن نوع شخصه.

"يا من ينتظرون

الوطن من أحشاءه

ويريد أن يرى هؤلاء ،

ما يسميه من معسكرات الغرباء ،

أوه ، أيامك مباركة!

تجرأ الآن ،

تظهر بيديك

ما الذي يمكن أن يمتلك فصائل

وسريع العقل نيفتونس

أرض روسية تلد ". إجابه. ام في لومونوسوف

5. عمل A. A. Voskresensky في معهد سان بطرسبرج الرئيسي التربوي ، وحاضر في معهد السكك الحديدية ، و Page Corps ، وأكاديمية الهندسة. في 1838-1867. تدرس في جامعة سانت بطرسبرغ.

سؤال. ما اسم أشهر تلميذه؟ دعا الطالب الممتن أستاذه "جد الكيمياء الروسية".

الجواب: دي آي مينديليف.

6. إعطاء قول مفضل لـ A. A. Voskresensky ، والذي كرره غالبًا D. I. Mendeleev "

الجواب: "ليس الآلهة هم الذين يحرقون الأواني ويصنعون الطوب".

7. من ومتى اقترح نظامًا بسيطًا ومفهومًا للأحرف الأبجدية للتعبير عن التركيب الذري للمركبات الكيميائية. كم سنة تم استخدام الرموز الكيميائية.

الجواب: 1814 العالم السويدي جان برزيليوس. تم استخدام العلامات منذ 194 عامًا.

كلمة المحلفين

الجولة الثانية "الأحماض"

1. ما الحامض وأملاحه التي خدمت سبب الحرب والدمار لعدة قرون.

الجواب: حمض النيتريك.

2. حدد ما لا يقل عن 5 أحماض يستهلكها الشخص في الطعام.

الجواب: أسكوربيك ، ليمون ، خليك ، حليب ، تفاح ، حشيشة الهر ، أكساليك ...

3. ما هو "زيت الزجاج"؟

الجواب: تم \u200b\u200bالحصول على حامض الكبريتيك (لوحة 1 ، 84 ، 96 ، 5٪ ، بسبب المظهر الزيتي ، من كبريتات الحديدوز (حتى منتصف القرن الثامن عشر).

4. هناك مفهوم المطر الحمضي. هل الثلج الحمضي أو الضباب أو الندى ممكن؟ اشرح هذه الظاهرة.

سنكون أول من ينادي القطة

والثاني سيقيس عمود الماء ،

الاتحاد الثالث سيذهب إلينا

وسوف تصبح كاملة

إجابه. حامض

"سر البحر الأسود" يو. كوزنتسوف.

كانت القرم تهتز في السنة الثامنة والعشرين ،

ونشأ البحر

ينفثون في رعب الشعوب ،

أعمدة الكبريت الناري.

ذهب كل شئ. رغوة يمشي مرة أخرى

لكن منذ ذلك الحين كانت أعلى وأكثر كثافة

الظل الجحيم الكبريت

القدوم إلى قيعان السفن ".

(!؟) اكتب مخططات عن معدل عائد داخلي محتمل يحدث في هذه الحلقة.

إجابه: 2H2S + O2 \u003d 2H2O + 2S + Q

S + O2 \u003d SO2

2H2 + 3O2 \u003d H2O + 3O2 + Q

ثالثا. الجولة (P ، S ، O ، N ،)

1. "نعم! كان كلبًا ، ضخمًا ، أسود مثل القار. لكن لم ير أي منا مثل هذا الكلب من قبل. انفجر اللهب من فمه ، وألقت العيون شرارات ، وامضت النيران الخافتة على الوجه ومؤخرة العنق. لا يمكن للدماغ الملتهب أن يكون لديه رؤية أكثر فظاعة ، وأكثر إثارة للاشمئزاز من هذا المخلوق الجهنمية الذي قفز من الضباب علينا ... كلب رهيب ، بحجم لبؤة صغيرة. كان فمه الضخم لا يزال يتوهج بلهب مزرق ، عيون عميقة الجذور لمست هذا الرأس المضيء ، وأخذت يده بعيدًا ، رأيت أصابعي تتوهج أيضًا في الظلام.

تعلمت؟ آرثر كونان دويل "The Hound of the Baskervilles"

(!؟) ما هو العنصر المتضمن في هذه القصة الشريرة؟ أعط وصفا موجزا لهذا العنصر.

الجواب: الخصائص حسب الوضع في PSCE.11669 ، اكتشف الكيميائي براند الفوسفور الأبيض. لقدرته على التوهج في الظلام سماه "بالنار الباردة".

2. كيفية إزالة النترات من الخضار؟ اقترح ثلاث طرق على الأقل.

الإجابة: 1. النترات قابلة للذوبان في الماء ، ويمكن نقع الخضار في الماء .2. عند تسخينها ، تتحلل النترات ، لذلك يجب غلي الخضار.

3. أي مدينة في روسيا تسمى مادة خام لإنتاج الأسمدة الفوسفورية؟

الجواب: أباتيتي ، منطقة مورمانسك.

4. كما تعلم ، توفي عالم الطبيعة البارز في العصور القديمة بليني الأكبر في عام 79 بعد الميلاد. خلال ثوران بركاني. كتب ابن أخيه في رسالة إلى المؤرخ تاسيتوس "... فجأة حدث قصف الرعد ، وتدحرجت أبخرة الكبريت السوداء من لهب الجبل. فروا جميعا. نهض بليني ، متكئًا على عبدين ، فكر في المغادرة أيضًا ؛ لكن البخار المميت أحاط به من كل جانب ، والتواء ركبتيه ، وسقط مرة أخرى واختنق ".

سؤال. ما هي أبخرة الكبريت التي قتلت بليني؟

الإجابة: 1) 0.01٪ كبريتيد الهيدروجين في الهواء يقتل الشخص على الفور تقريبًا. 2) أكسيد الكبريت (IV).

5. إذا كنت تريد تبييض الأسقف أو نحاس شيء ما أو تدمير الآفات في الحديقة ، فلا يمكنك الاستغناء عن البلورات الزرقاء الداكنة.

سؤال. ما هي صيغة المركب المكون لهذه البلورات؟

إجابه. كبريتات النحاس. СuSO4 * 5 H2O.

كلمة المحلفين

رابعا. جولة - سؤال - جواب

أي عنصر يكون سعيدًا دائمًا؟ (رادون)

ما العناصر التي تدعي أن "المواد الأخرى يمكن أن تلد" (الكربون ، الهيدروجين ، الأكسجين)

ما هي البيئة التي ستكون عندما تذوب كربونات الصوديوم في الماء؟ (قلوي)

ما هو اسم الجسيم موجب الشحنة الذي يتشكل عندما يمر التيار عبر محلول إلكتروليت (كاتيون)

ما هو العنصر الكيميائي المتضمن في الهيكل الذي أجبر توم سوير على رسمه (سياج - بورون)

يحمل اسم المعدن ساحرًا (ساحر مغنيسيوم)

الخامس. الجولة (As، Sb، Bi)

1. تميز القانون الجنائي دائما التسمم من بين أنواع أخرى من جرائم القتل بأنه جريمة خطيرة بشكل خاص. اعتبر القانون الروماني أن التسمم مزيج من القتل والخيانة. يضع القانون الكنسي التسمم على قدم المساواة مع السحر. في أكواد القرن الرابع عشر. للتسمم ، تم وضع عقوبة إعدام مخيفة بشكل خاص - العجلة للرجال والغرق مع التعذيب الأولي للنساء.

في أوقات مختلفة ، وفي ظروف مختلفة ، وبأشكال مختلفة ، يعمل كسم وكعامل شفاء فريد ، كمخلفات إنتاج ضارة وخطيرة ، كمكون من أكثر المواد فائدة والتي لا يمكن الاستغناء عنها.

سؤال. ما العنصر الكيميائي الذي نتحدث عنه ، ما هو الرقم التسلسلي وكتلته الذرية النسبية.

إجابه. الزرنيخ. Ar \u003d 34.

2. ما هو المرض المزمن الذي يعاني منه القصدير؟ ما المعدن الذي يمكن أن يعالج المرض؟

إجابه. يتحول القصدير إلى مسحوق عند درجات حرارة منخفضة - "طاعون القصدير". عندما تُضاف ذرات البزموت (الأنتيمون والرصاص) إلى القصدير ، تلصق شبكتها البلورية ، وتوقف "طاعون القصدير".

3. ما هو العنصر الكيميائي الذي صوره الخيميائيون على أنه ثعبان متلوى؟

إجابه. بمساعدة ثعبان متلوى ، تم تصوير الزرنيخ في العصور الوسطى ، مما يؤكد سميته.

5. ما العنصر الكيميائي الذي صوره الخيميائيون على أنه ذئب بفم مفتوح؟

إجابه. تم تصوير الأنتيمون على شكل ذئب بفم مفتوح. حصلت على هذا الرمز بسبب قدرتها على إذابة المعادن ، وخاصة الذهب.

6. بمركب ما د. هل تسمم نابليون؟

إجابه. الزرنيخ.

السادس. جولة (الكيمياء المنزلية)

1. بدون ما لا يمكنك خبز فطيرة التفاح الحامض؟

إجابه. لا صودا.

2. بدون أي مادة يستحيل كي الأشياء الجافة؟

إجابه. بدون ماء.

3. اسم المعدن الذي يكون سائلًا في درجة حرارة الغرفة.

إجابه. الزئبق.

4. ما هي المادة المستخدمة في معالجة التربة الحمضية للغاية.

إجابه. جير.

5. هل يحترق السكر؟ جرب هذا.

إجابه. تحترق جميع المواد. لكن لإشعال السكر ، فأنت بحاجة إلى محفز - رماد سيجارة.

6. منذ العصور القديمة ، استخدمت البشرية المواد الحافظة لتخزين الطعام. ما هي المواد الحافظة الرئيسية؟

إجابه. ملح طعام ، دخان ، عسل ، زيت ، خل.

بينما تحسب لجنة التحكيم نتائج المسابقات وتعلن الفائز لنا ، سأطرح أسئلة على المعجبين:

أي نوع من الحليب لا يشربون؟ (جير)

ما هو العنصر أساس الطبيعة الجامدة؟ (هيدروجين)

في أي ماء يذوب الذهب؟ (أكوا ريجيا)

لأي عنصر في شكل مادة بسيطة يدفعون أكثر من الذهب ، ثم على العكس يدفعون للتخلص منه؟ (الزئبق)

ما هو التآصل؟ أعط أمثلة.

ما هو حمض الجلاسيال؟ (خليك)

ما هو الكحول الذي لا يحترق؟ (الأمونيا)

ما هو الذهب الأبيض؟ (سبيكة من الذهب مع البلاتين أو النيكل أو الفضة)

كلمة هيئة المحلفين.

حفل تكريم الفائزين

تنظيف البنزين من الماء.

صببت البنزين في العلبة ، ثم نسيته وذهبت إلى المنزل. ظلت العلبة مفتوحة. المطر قادم.

في اليوم التالي أردت ركوب دراجة رباعية وتذكرت علبة بنزين. عندما اقتربت منه ، أدركت أن البنزين الموجود فيه قد اختلط بالماء ، حيث كان من الواضح أنه كان يحتوي على سائل أقل بالأمس. كنت بحاجة لفصل الماء عن البنزين. أدركت أن الماء يتجمد عند درجة حرارة أعلى من البنزين ، وضعت علبة بنزين في الثلاجة. في الثلاجة ، درجة حرارة البنزين -10 درجة مئوية. بعد فترة ، أخرجت العلبة من الثلاجة. كانت العلبة تحتوي على جليد وبنزين. صببت البنزين عبر شبكة في علبة أخرى. وفقًا لذلك ، بقي كل الجليد في العلبة الأولى. الآن يمكنني وضع البنزين المكرر في خزان ATV وأخيراً ركوبه. أثناء التجميد (في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة) ، حدث فصل للمواد.

كولجاشوف مكسيم.

في العالم الحديث ، لا يمكن تخيل حياة الإنسان بدون العمليات الكيميائية. حتى في زمن بطرس الأكبر ، على سبيل المثال ، كانت هناك كيمياء.

إذا لم يتعلم الناس كيفية مزج العناصر الكيميائية المختلفة ، فلن تكون هناك مستحضرات تجميل. كثير من الفتيات لسن جميلات كما يبدون. لن يكون الأطفال قادرين على النحت من الطين. لن يكون هناك ألعاب بلاستيكية. السيارات لا تعمل بدون غاز. غسل الأشياء أكثر صعوبة بدون استخدام المنظفات.

يوجد كل عنصر كيميائي في ثلاثة أشكال: الذرات والمواد البسيطة والمواد المعقدة. دور الكيمياء في حياة الإنسان هائل. يستخرج الكيميائيون العديد من المواد الرائعة من المواد الخام المعدنية والحيوانية والنباتية. بمساعدة الكيمياء ، يتلقى الشخص مواد ذات خصائص محددة مسبقًا ، وينتج منها بدوره الملابس والأحذية والمعدات ووسائل الاتصال الحديثة وغير ذلك الكثير.

كما لم يحدث من قبل ، فإن كلمات M.V. لومونوسوف: "الكيمياء تمد يدها على نطاق واسع في الشؤون الإنسانية ..."

يؤدي إنتاج المنتجات الكيميائية مثل المعادن والبلاستيك والصودا وما إلى ذلك إلى تلوث البيئة بمختلف المواد الضارة.

إنجازات الكيمياء ليست جيدة فقط. من المهم أن يستخدمها الشخص الحديث بشكل صحيح.

ماكاروفا كاتيا.

هل يمكنني العيش بدون عمليات كيميائية؟

العمليات الكيميائية موجودة في كل مكان. إنهم يحيطون بنا. في بعض الأحيان لا نلاحظ وجودهم في حياتنا اليومية. نحن نقبلهم بطبيعة الحال ، دون التفكير في الطبيعة الحقيقية لردود الفعل التي تحدث.

في كل لحظة في العالم هناك عمليات لا حصر لها تسمى التفاعلات الكيميائية.

عندما تتفاعل مادتان أو أكثر مع بعضهما البعض ، تتشكل مواد جديدة. هناك تفاعلات كيميائية بطيئة جدًا وسريعة جدًا. الانفجار هو مثال على التفاعل السريع: في الحال ، تتحلل المواد الصلبة أو السائلة مع إطلاق كميات كبيرة من الغازات.

تحتفظ الصفيحة الفولاذية بتألقها لفترة طويلة ، ولكن تظهر عليها أنماط صدأ حمراء تدريجيًا. هذه العملية تسمى التآكل. التآكل هو مثال على تفاعل كيميائي بطيء ولكنه ماكر للغاية.

في كثير من الأحيان ، خاصة في الصناعة ، من الضروري تسريع رد الفعل هذا أو ذاك من أجل الحصول على المنتج المطلوب بشكل أسرع. ثم يتم استخدام المحفزات. هذه المواد نفسها لا تشارك في التفاعل ، لكنها تسرعه بشكل ملحوظ.

أي نبات يمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء ويطلق الأكسجين. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء العديد من المواد القيمة في الورقة الخضراء. تحدث هذه العملية - التمثيل الضوئي في مختبراتهم.

بدأ تطور الكواكب والكون بأسره بتفاعلات كيميائية.

بيليالوفا جوليا.

سكر

سكر هو الاسم الشائع للسكروز. هناك أنواع عديدة من السكر. هذه ، على سبيل المثال ، الجلوكوز - سكر العنب ، الفركتوز - سكر الفاكهة ، قصب السكر ، سكر البنجر (السكر الحبيبي الأكثر شيوعًا).

في البداية ، كان يتم الحصول على السكر فقط من قصب السكر. يُعتقد أنه ظهر أصلاً في الهند ، البنغال. ومع ذلك ، بسبب النزاعات بين بريطانيا وفرنسا ، أصبح قصب السكر باهظ الثمن ، وبدأ العديد من الكيميائيين في التفكير في كيفية الحصول عليه من شيء آخر. كان الكيميائي الألماني أندرياس مارغراف أول من فعل ذلك في أوائل القرن الثامن عشر. لقد لاحظ أن بعض الدرنات المجففة لها طعم حلو ، وعند فحصها تحت المجهر تظهر بلورات بيضاء تشبه إلى حد بعيد السكر. لكن مارجراف لم يستطع إحياء معرفته وملاحظاته ، ولم يبدأ الإنتاج الضخم للسكر إلا في عام 1801 ، عندما اشترى فرانز كارل أرهارد ، طالب مارغراف ، عقار كونيرن وبدأ في بناء أول مصنع بنجر السكر. لزيادة الأرباح ، درس أنواعًا مختلفة من البنجر وحدد أسباب اكتساب درناتها نسبة عالية من السكر. في ثمانينيات القرن التاسع عشر ، بدأ إنتاج السكر في تحقيق أرباح كبيرة ، لكن أرهارد لم يعش ليرى ذلك.

الآن يتم استخراج سكر البنجر بالطريقة التالية. يتم تنظيف البنجر وتقطيعه واستخلاص العصير منه باستخدام مكبس ، ثم يتم تنقية العصير من الشوائب غير السكرية ويتبخر. أحضر شرابًا ، اغليه حتى تتكون بلورات السكر. مع قصب السكر ، الأمور أكثر تعقيدًا. كما يتم سحق قصب السكر واستخلاص العصير وتنقيته من الشوائب وغليه حتى تظهر البلورات في الشراب. ومع ذلك ، يتم الحصول على السكر الخام فقط الذي يصنع منه السكر. يتم تكرير هذا السكر الخام وإزالة المواد الزائدة والتلوين ، ويتم غلي الشراب مرة أخرى حتى يتبلور. لا توجد صيغة سكرية على هذا النحو: بالنسبة للكيمياء ، السكر عبارة عن كربوهيدرات حلوة وقابلة للذوبان.

أومانسكي كيريل.

ملح

ملح -منتج غذائي. عند الأرض ، تكون بلورة بيضاء صغيرة. يحتوي ملح الطعام الطبيعي دائمًا تقريبًا على خليط من أملاح معدنية أخرى ، والتي يمكن أن تمنحه ألوانًا مختلفة (عادة ما تكون رمادية). يتم إنتاجه بأشكال مختلفة: مكرر وغير مكرر (ملح صخري) ، طحن خشن وناعم ، نقي ومعالج باليود ، ملح البحر ، إلخ.

في العصور القديمة ، كان الملح يُستخرج عن طريق حرق بعض النباتات في الحرائق ؛ تم استخدام الرماد الناتج كتوابل. لزيادة محصول الملح ، تم غمرهم أيضًا بمياه البحر المالحة. منذ ألفي عام على الأقل ، بدأ استخراج ملح الطعام عن طريق تبخر مياه البحر. ظهرت هذه الطريقة لأول مرة في البلدان ذات المناخات الجافة والحارة ، حيث حدث تبخر الماء بشكل طبيعي ؛ مع انتشاره ، تم تسخين الماء صناعيا. في المناطق الشمالية ، ولا سيما على شواطئ البحر الأبيض ، تم تحسين الطريقة: كما تعلم ، تتجمد المياه العذبة في وقت أبكر من المياه المالحة ، ويزداد تركيز الملح في المحلول المتبقي وفقًا لذلك. وهكذا ، تم الحصول على محلول ملحي طازج ومركّز في نفس الوقت من مياه البحر ، والذي تم تبخيره بعد ذلك بتكاليف طاقة أقل.

ملح الطعام مادة خام مهمة للصناعات الكيماوية. يتم استخدامه لإنتاج الصودا والكلور وحمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم والصوديوم المعدني.

يتجمد محلول الملح في الماء عند درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية. عند مزجه مع جليد الماء النقي (بما في ذلك على شكل ثلج) ، يتسبب الملح في ذوبانه عن طريق أخذ الطاقة الحرارية من البيئة. تستخدم هذه الظاهرة لإزالة الثلوج من الطرق.

تشوماكوفا جوليا

من بين الأسماء المجيدة لماضي العلم الروسي ، هناك اسم قريب وعزيز علينا بشكل خاص - اسم ميخائيل فاسيليفيتش لومونوسوف. أصبح تجسيدًا حيًا للعلوم الروسية. اختار الكيمياء باعتبارها الاتجاه الرئيسي في عمله. كان لومونوسوف أبرز عالم في عصره. يتطلب نشاطه نتائج واضحة. وهذا يفسر المثابرة التي حقق بها النجاح.

موضوع العرض التقديمي:"الكيمياء تمتد يدها على نطاق واسع في الشؤون الإنسانية." هذا عرض تقديمي حول M.V. Lomonosov في مجال الكيمياء.

هذا الموضوع مناسب لأن M.V. لومونوسوف هو أحد العلماء العظماء ، الذين يمكن دون شك أن يوضعوا في أحد الأماكن الأولى بين الموهوبين المتنوعين بين البشر. تقدمه في العلم مذهل. كل ما تحول إليه لومونوسوف كان له طابع الاحتراف العميق. هذا هو السبب في أن أنشطته تحظى باهتمام كبير واحترام في الوقت الحاضر.

تم تنفيذ العمل بتوجيه من مدرس الكيمياء (تقرير) وعلوم الكمبيوتر (عرض)

تحميل:

معاينة:

تقرير "الكيمياء تمد يديها على نطاق واسع في الشؤون الإنسانية" في المؤتمر العلمي العملي للطلاب السادس "وتفكيرك مشتعل حتى الآن ..."

من بين جميع العلوم التي انخرط فيها الموسوعي لومونوسوف ، ينتمي المركز الأول موضوعيا إلى الكيمياء: في 25 يوليو 1745 ، بموجب مرسوم خاص ، حصل لومونوسوف على لقب أستاذ الكيمياء (ما يسمى الآن أكاديمي - ثم هناك لم يكن هذا العنوان ببساطة).

أكد لومونوسوف أنه في الكيمياء "يجب إثبات ما يقال" ، لذلك سعى إلى نشر مرسوم بشأن إنشاء أول مختبر كيميائي في روسيا ، والذي تم الانتهاء منه في عام 1748. يعتبر أول مختبر كيميائي في الأكاديمية الروسية للعلوم مستوى جديدًا نوعياً في أنشطته: لأول مرة ، تم تطبيق مبدأ دمج العلم والممارسة فيه. وقال لومونوسوف في حديثه في افتتاح المختبر: "دراسة الكيمياء لها هدف مزدوج: أحدهما هو تحسين العلوم الطبيعية. والآخر هو تكاثر منافع الحياة ".

من بين العديد من الدراسات التي أجريت في المختبر ، احتلت أعمال Lomonosov الكيميائية والتقنية على الزجاج والبورسلين مكانًا خاصًا. أجرى أكثر من ثلاثة آلاف تجربة ، قدمت مادة تجريبية غنية لإثبات "النظرية الحقيقية للألوان". قال لومونوسوف نفسه مرارًا وتكرارًا أن الكيمياء هي "مهنته الرئيسية".

قرأ Lomonosov المحاضرات على الطلاب في المختبر ، وعلمهم المهارات التجريبية. في الواقع ، كانت أول ورشة عمل للطلاب. التجارب المعملية سبقتها ندوات نظرية.

بالفعل في أحد أعماله الأولى - "عناصر الكيمياء الرياضية" (1741) أكد لومونوسوف: "يجب أن يكون الكيميائي الحقيقي منظِّرًا وممارسًا ، بالإضافة إلى فيلسوفًا". في تلك الأيام ، تم تفسير الكيمياء على أنها فن وصف خواص المواد المختلفة وطرق عزلها وتنقيتها. لا هذا ولا ذاك

طرق البحث ، لا طرق وصف العمليات الكيميائية ، ولا أسلوب تفكير الكيميائيين في ذلك الوقت لم ترضي لومونوسوف ، لذلك ابتعد عن القديم وحدد برنامجًا ضخمًا لتحويل الفن الكيميائي إلى علم.

في عام 1751 ، في الاجتماع العام لأكاديمية العلوم ، نطق لومونوسوف "كلمة حول فوائد الكيمياء" الشهيرة ، والتي أوجز فيها وجهات نظره ، مختلفة عن تلك السائدة. ما خطط لومونوسوف لتحقيقه كان عظيماً في مفهومه المبتكر: لقد أراد أن يجعل كل الكيمياء علمًا فيزيائيًا كيميائيًا وللمرة الأولى خص بشكل خاص مجالًا جديدًا من المعرفة الكيميائية - الكيمياء الفيزيائية. كتب: "لم أر فقط في مؤلفين مختلفين ، ولكن من خلال فنّي الخاص ، تحققت أيضًا من أن التجارب الكيميائية ، مجتمعة مع التجارب الفيزيائية ، تُظهر إجراءات خاصة". بدأ أولاً في تعليم الطلاب مقررًا عن "الكيمياء الفيزيائية الحقيقية" ، مصحوبًا بتجارب توضيحية.

في عام 1756 ، في المختبر الكيميائي ، أجرى لومونوسوف سلسلة من التجارب على تكليس (تكليس) المعادن ، وكتب عنها: "... أجريت التجارب في أوعية زجاجية صهرت بإحكام للتحقق مما إذا كان الوزن ناتجًا عن حرارة نقية ؛ من خلال هذه التجارب تبين أن رأي روبرت بويل المجيد خاطئ ، لأنه بدون مرور الهواء الخارجي ، يبقى وزن المعدن المحترق في مقياس واحد ... ". نتيجة لذلك ، أثبت لومونوسوف ، باستخدام مثال محدد لتطبيق القانون العام للحفظ ، ثبات الكتلة الكلية للمادة أثناء التحولات الكيميائية واكتشف القانون الأساسي للعلوم الكيميائية - قانون ثبات كتلة المادة . لذا فقد حول لومونوسوف ، لأول مرة في روسيا ، ولاحقًا لافوازييه في فرنسا ، الكيمياء إلى علم كمي صارم.

أدت التجارب العديدة والنظرة المادية للظواهر الطبيعية إلى لومونوسوف لفكرة "قانون عالمي للطبيعة". في رسالة إلى أويلر عام 1748 ، كتب: "كل التغييرات التي تحدث في الطبيعة تحدث بطريقة أنه إذا تمت إضافة شيء ما إلى شيء ما ، فإنه يُسحب من شيء آخر.

إذن ، مقدار المادة التي تضاف إلى جسم ما ، يتم فقد نفس الكمية في جسم آخر. نظرًا لأن هذا هو قانون عالمي للطبيعة ، فإنه ينطبق أيضًا على قواعد الحركة: فالجسم الذي يثير شخصًا آخر للحركة مع زخمه يفقد من حركته بقدر ما يتواصل مع آخر ، يتحرك بواسطته ". بعد عشر سنوات ، شرح هذا القانون في اجتماع لأكاديمية العلوم ، وفي عام 1760 نشره مطبوعًا. في الرسالة المذكورة أعلاه إلى أويلر ، أخبره لومونوسوف أن قانون الطبيعة الواضح هذا كان موضع تساؤل من قبل بعض أعضاء الأكاديمية. عندما أرسل مدير المستشارية الأكاديمية شوماخر ، دون موافقة لومونوسوف ، عددًا من أعمال لومونوسوف المقدمة للنشر للمراجعة إلى أويلر ، كان إجابة عالم الرياضيات العظيم متحمسًا: "كل هذه الأعمال ليست جيدة فحسب ، ولكنها ممتازة أيضًا" ، كتب أويلر ، "لأنه (لومونوسوف) يشرح الأمور المادية ، الأكثر ضرورة وصعوبة ، والتي هي مجهولة تمامًا ويستحيل تفسيرها من قبل أكثر العلماء ذكاءً ، مع مثل هذا الأساس الذي أنا متأكد تمامًا من دقة براهينه. في هذه المناسبة ، يجب أن أنصف للسيد لومونوسوف أنه كان موهوبًا بأسعد ذكاء لشرح الظواهر الفيزيائية والكيميائية. يجب أن نتمنى أن تكون جميع الأكاديميات الأخرى قادرة على إظهار مثل هذه الاختراعات التي أظهرها السيد لومونوسوف ".

صفحة 7 من 8

الكيمياء منتشرة ...

مرة أخرى حول الماس

الماس المقطوع والمصقول يتحول إلى ماسة ، ولا مثيل له بين الأحجار الكريمة.

يحظى الماس الأزرق بتقدير خاص من قبل الجواهريين. هم نادرون في طبيعتهم ، وبالتالي يدفعون لهم أموالًا مجنونة تمامًا.

لكن الله معهم بحلي الماس. فليكن هناك المزيد من الماس العادي حتى لا تضطر إلى الارتعاش فوق كل بلورة صغيرة.

للأسف ، لا يوجد سوى عدد قليل من رواسب الماس على الأرض ، وعدد أقل من الرواسب الغنية. واحد منهم في جنوب أفريقيا. ولا يزال يوفر ما يصل إلى 90 في المائة من إنتاج الماس في العالم. باستثناء الاتحاد السوفيتي. تم اكتشاف أكبر منطقة من الألماس في ياقوتيا قبل عشر سنوات. الآن هناك تعدين صناعي للماس.

كانت الظروف الاستثنائية مطلوبة لتشكيل الماس الطبيعي. درجات حرارة وضغوط هائلة. ولد الماس في أعماق الأرض. في بعض الأماكن ، ينفجر الماس الحامل إلى السطح ويتصلب. لكن هذا حدث نادرًا جدًا.

هل من الممكن الاستغناء عن خدمات الطبيعة؟ هل يمكن لأي شخص أن يصنع الماس بنفسه؟

سجل تاريخ العلم أكثر من اثنتي عشرة محاولة للحصول على الماس الاصطناعي. (بالمناسبة ، كان هنري مويسان من أوائل "الباحثين عن السعادة" ، الذي عزل الفلور الحر.) لم ينجح كل واحد منهم. إما أن الطريقة كانت خاطئة بشكل أساسي ، أو لم يكن لدى المجربين معدات يمكنها تحمل مزيج من أعلى درجات الحرارة والضغط.

فقط في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، وجدت أحدث التقنيات أخيرًا مفاتيح حل مشكلة الماس الاصطناعي. كانت المادة الخام الأولية ، كما هو متوقع ، هي الجرافيت. تعرض في نفس الوقت لضغط 100 ألف من الغلاف الجوي ودرجة حرارة حوالي 3 آلاف درجة. الآن يتم تحضير الماس في العديد من دول العالم.

لكن الكيميائيين يمكنهم فقط أن يفرحوا هنا مع أي شخص آخر. دورهم ليس عظيماً: استحوذت الفيزياء على الشيء الرئيسي.

لكن الكيميائيين نجحوا في شيء آخر. لقد ساعدوا بشكل كبير في صقل الماس.

كيف يمكن تحسين هذا؟ ما الذي يمكن أن يكون أكثر كمالا من الماس؟ هيكلها البلوري هو أقصى درجات الكمال في عالم البلورات. يرجع ذلك إلى الترتيب الهندسي المثالي لذرات الكربون في بلورات الماس التي تجعل الأخيرة صلبة للغاية.

لا يمكنك جعل الماس أصعب مما هو عليه. لكن يمكنك جعل مادة ما أصعب من الماس. وقد ابتكر الكيميائيون مواد أولية لهذا الغرض.

يوجد مركب كيميائي من البورون مع نيتروجين - نيتريد البورون. ظاهريًا ، إنه غير ملحوظ ، لكن إحدى خصائصه مثيرة للقلق: هيكله البلوري هو نفسه هيكل الجرافيت. "الجرافيت الأبيض" - تم تعيين هذا الاسم منذ فترة طويلة لنتريد البورون. صحيح ، لم يحاول أحد أن يخرج منه بالقلم الرصاص ...

وجد الكيميائيون طريقة رخيصة لتصنيع نيتريد البورون. أخضعه الفيزيائيون لاختبارات قاسية: مئات الآلاف من الغلاف الجوي ، وآلاف الدرجات ... كان منطق أفعالهم بسيطًا للغاية. منذ أن تم تحويل الجرافيت "الأسود" إلى الماس ، فهل من الممكن الحصول على مادة مشابهة للماس من الجرافيت "الأبيض"؟

وحصلوا على ما يسمى بالبورزون الذي يفوق الماس في صلابته. يترك خدوش على حواف الماس الملساء. ويمكن أن يتحمل درجات حرارة أعلى - لا يمكنك حرق البورون بهذه الطريقة.

لا يزال البورازون باهظ الثمن. سيكون هناك الكثير من المتاعب لجعلها أرخص بكثير. لكن الشيء الرئيسي قد تم بالفعل. أثبت الإنسان مرة أخرى أنه أكثر قدرة على الطبيعة.

... وإليك رسالة أخرى وصلت مؤخرًا من طوكيو. نجح علماء يابانيون في تحضير مادة تفوق صلابة الألماس بشكل كبير. قاموا بتعريض سيليكات المغنيسيوم (مركب مكون من المغنيسيوم والسيليكون والأكسجين) لضغط 150 طن لكل سنتيمتر مربع. لأسباب واضحة ، لا يتم الإعلان عن تفاصيل التوليف. "ملك الحزم" حديث الولادة ليس له اسم بعد. لكن لا يهم. هناك شيء آخر أكثر أهمية: مما لا شك فيه ، في المستقبل القريب ، أن الماس ، الذي تصدرت قائمة أصعب المواد لقرون ، لن يكون في المقام الأول في هذه القائمة.

جزيئات لا نهاية لها

في الوقت الحاضر ، يتم الحصول على المطاط والمنتجات المصنوعة منه في مئات المصانع والمصانع. وقبل بضعة عقود ، كان المطاط الطبيعي يستخدم في صناعة المطاط في جميع أنحاء العالم. تأتي كلمة "مطاط" من كلمة "كاو تشاو" الهندية ، والتي تعني "دموع الهيفيا". وهيفا شجرة. جمع ومعالجة عصير الحليب بطريقة معينة ، تلقى الناس المطاط.

يمكن صنع العديد من الأشياء المفيدة من المطاط ، لكن من المؤسف أن استخراجه شاق للغاية وأن نبات الهيفيا ينمو فقط في المناطق الاستوائية. واتضح أنه من المستحيل تلبية احتياجات الصناعة بالمواد الخام الطبيعية.

هنا جاءت الكيمياء لمساعدة الناس. بادئ ذي بدء ، طرح الكيميائيون السؤال التالي: لماذا المطاط مرن جدًا؟ استغرق الأمر منهم وقتًا طويلاً للتحقيق في "دموع الهيفيا" ، وفي النهاية وجدوا حلاً. اتضح أن جزيئات المطاط مبنية بطريقة غريبة جدًا. وهي تتألف من عدد كبير من الروابط المتطابقة المتكررة وتشكل سلاسل عملاقة. بالطبع ، مثل هذا الجزيء "الطويل" ، الذي يحتوي على حوالي خمسة عشر ألف رابط ، قادر على الانحناء في جميع الاتجاهات ، وله أيضًا مرونة. تبين أن رابط هذه السلسلة هو الكربون ، أيزوبرين C5H8 ، ويمكن وصف صيغتها الهيكلية على النحو التالي:

لطالما كانت مشكلة إنتاج المطاط الصناعي مصدر قلق للعلماء والمهندسين.

يبدو أن الأمر ليس مثيرًا لدرجة الصعوبة. احصل على الأيزوبرين أولاً. ثم اجعلها تتبلمر. اربط وحدات الأيزوبرين الفردية بسلاسل مطاطية صناعية مرنة وطويلة.

وكان على الكيميائيين ابتكار طرق لجعل وحدات الأيزوبرين تلتف في سلسلة في الاتجاه الصحيح.

تم إنتاج أول مطاط صناعي صناعي في العالم في الاتحاد السوفيتي. اختار الأكاديمي سيرجي فاسيليفيتش ليبيديف مادة أخرى لهذا - بوتادين:

يُعرف الآن عدد كبير نسبيًا من المطاط الصناعي (على عكس الطبيعي ، يطلق عليه الآن اسم المطاط الصناعي).

المطاط الطبيعي نفسه والمنتجات المصنوعة منه لها عيوب كبيرة. لذلك ، فإنه يتضخم بقوة في الزيوت والدهون ، فهو لا يقاوم عمل العديد من المؤكسدات ، وخاصة الأوزون ، الذي توجد آثار منه دائمًا في الهواء. في صناعة المنتجات من المطاط الطبيعي ، يجب أن تكون مبركنة ، أي أن تتعرض لدرجات حرارة عالية في وجود الكبريت. هذه هي الطريقة التي يتم بها تحويل المطاط إلى مطاط أو إبونيت. أثناء تشغيل المنتجات المصنوعة من المطاط الطبيعي (على سبيل المثال ، إطارات السيارات) ، يتم إطلاق قدر كبير من الحرارة ، مما يؤدي إلى تقادمها وتآكلها السريع.

لهذا السبب كان على العلماء الاهتمام بإنشاء مطاط اصطناعي جديد له خصائص أفضل. هناك ، على سبيل المثال ، عائلة من المطاط تسمى بونا. وهي تأتي من الأحرف الأولى من كلمتين: "بوتادين" و "صوديوم". (يعمل الصوديوم كعامل مساعد في البلمرة). وقد أثبتت العديد من اللدائن المرنة في هذه العائلة أنها ممتازة. ذهبوا بشكل أساسي إلى صناعة إطارات السيارات.

ما يسمى بمطاط البولي يوريثين غريب للغاية. نظرًا لقوتها العالية في الشد والشد ، فإنها لا تتأثر تقريبًا بالشيخوخة. من اللدائن المصنوعة من مادة البولي يوريثين ، يتم تحضير ما يسمى بالمطاط الرغوي ، وهو مناسب لتنجيد المقاعد.

في العقد الماضي ، تم تطوير المطاط ، وهو ما لم يفكر فيه العلماء من قبل. وفوق كل ذلك ، اللدائن المعتمدة على السيليكون العضوي ومركبات الفلوروكربون. تتميز هذه اللدائن بمقاومة درجات الحرارة العالية ، ضعف مقاومة المطاط الطبيعي لدرجة الحرارة. إنها مقاومة للأوزون ، والمطاط القائم على الفلوروكربون لا يخاف حتى من دخان أحماض الكبريتيك والنتريك.

لكن هذا ليس كل شيء. في الآونة الأخيرة ، تم الحصول على ما يسمى بالمطاط المحتوي على الكربوكسيل ، والبوليمرات المشتركة من البوتادين والأحماض العضوية. لقد أثبتوا أنهم يتمتعون بقوة شد عالية.

يمكننا أن نقول أنه هنا أيضًا ، تخلت الطبيعة عن أسبقيتها على المواد التي صنعها الإنسان.

قلب الماس وجلد وحيد القرن

لنأخذ أبسط الهيدروكربون ، الميثان الميثان. ماذا يحدث إذا تم استبدال ذرات الهيدروجين في الميثان بذرات الأكسجين؟ ثاني أكسيد الكربون CO 2. وماذا عن ذرات الكبريت؟ سائل سام شديد التقلب ، كبريتيد الكربون CS 2. حسنًا ، ماذا لو استبدلنا كل ذرات الهيدروجين بذرات الكلور؟ نحصل أيضًا على مادة معروفة: رابع كلوريد الكربون. وماذا لو تناولت الفلور بدلا من الكلور؟

قبل ثلاثة عقود ، كان القليل من الناس يجيبون على هذا السؤال بشيء مفهوم. ومع ذلك ، في عصرنا ، تعتبر مركبات الفلوروكربون بالفعل فرعًا مستقلاً من الكيمياء.

من حيث الخصائص الفيزيائية ، فإن مركبات الفلوروكربونات هي نظائر شبه كاملة للهيدروكربونات. ولكن هذا هو المكان الذي تنتهي فيه ممتلكاتهم المشتركة. تبين أن الفلوروكربونات ، على عكس الهيدروكربونات ، مواد شديدة التفاعل. بالإضافة إلى ذلك ، فهي شديدة المقاومة للحرارة. ليس من قبيل الصدفة أن يطلق عليهم أحيانًا مواد لها "قلب ماسي وجلد وحيد القرن".

من ناحية أخرى ، فإن ذرات الفلور ، التي تحولت إلى أيونات ، من الصعب للغاية التبرع بإلكترونها و "لا تريد" أن تتفاعل مع أي ذرات أخرى. بعد كل شيء ، الفلور هو الأكثر نشاطًا من غير المعادن ، وعمليًا لا يمكن لأي غير فلز آخر أن يؤكسد أيونه (يأخذ إلكترونًا من أيونه). ورابطة الكربون والكربون مستقرة في حد ذاتها (تذكر الماس).

بسبب خمولهم ، وجدت مركبات الكربون الفلورية أوسع تطبيق. على سبيل المثال ، البلاستيك المصنوع من مركبات الفلوروكربون ، ما يسمى بالتفلون ، يكون مستقرًا عند تسخينه حتى 300 درجة ، ولا يصلح لعمل أحماض الكبريتيك والنتريك والهيدروكلوريك وغيرها. لا يتأثر بغليان القلويات ، ولا يذوب في جميع المذيبات العضوية وغير العضوية المعروفة.

ليس من دون سبب أن يطلق على PTFE أحيانًا اسم "البلاتين العضوي" ، لأنه مادة رائعة لصنع أواني المعامل الكيميائية ، والمعدات الكيميائية الصناعية المختلفة ، والأنابيب لجميع أنواع الأغراض. صدقوني ، أشياء كثيرة في العالم كانت ستصنع من البلاتين إذا لم تكن باهظة الثمن. الفلوروبلاستيك رخيص نسبيًا.

من بين جميع المواد المعروفة في العالم ، يعتبر البلاستيك الفلوري هو الأكثر انزلاقًا. فيلم PTFE تم إلقاؤه على المنضدة حرفياً "يتدفق لأسفل" على الأرض. تتطلب محامل PTFE القليل من التشحيم أو لا تتطلب أي تزييت. أخيرًا ، يعتبر البلاستيك الفلوري عازلًا رائعًا للكهرباء ، علاوة على أنه مقاوم للغاية للحرارة. يمكن لعزل PTFE أن يتحمل التسخين حتى 400 درجة (فوق نقطة انصهار الرصاص!).

هذا هو البلاستيك الفلوري - أحد أكثر المواد الاصطناعية المدهشة التي صنعها الإنسان.

الفلوروكربونات السائلة غير قابلة للاشتعال ولا تتجمد في درجات حرارة منخفضة للغاية.

اتحاد الكربون والسيليكون

قرر العلماء "إصلاح" هذا النقص في السيليكون. في الواقع ، السيليكون رباعي التكافؤ مثل الكربون. صحيح أن الرابطة بين ذرات الكربون أقوى بكثير من الرابطة بين ذرات السيليكون. لكن السيليكون ليس عنصرًا نشطًا.

وإذا كان من الممكن الحصول من خلال مشاركتها على مركبات مماثلة لتلك العضوية ، فما هي الخصائص المدهشة التي يمكن أن تمتلكها!

في البداية ، لم يحالف الحظ العلماء. صحيح أنه ثبت أن السيليكون يمكن أن يشكل مركبات تتناوب فيها ذراته مع ذرات الأكسجين:

جاء النجاح عندما تقرر أن تتحد ذرات السيليكون مع ذرات الكربون. تمتلك هذه المركبات ، التي تسمى السيليكون العضوي ، أو السيليكون ، في الواقع عددًا من الخصائص الفريدة. على أساسها ، تم إنشاء راتنجات مختلفة ، مما يجعل من الممكن الحصول على مواد بلاستيكية مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة لفترة طويلة.

تتمتع المطاط المصنوعة على أساس بوليمرات السيليكون العضوي بأعلى الصفات قيمة ، على سبيل المثال ، مقاومة الحرارة. بعض أنواع مطاط السيليكون مقاومة لدرجات حرارة تصل إلى 350 درجة. تخيل إطار سيارة مصنوع من هذا النوع من المطاط.

لا ينتفخ مطاط السيليكون على الإطلاق في المذيبات العضوية. بدأوا في صنع خطوط أنابيب مختلفة لضخ الوقود.

بعض سوائل وراتنجات السيليكون لا تتغير تقريبًا في اللزوجة على مدى نطاق واسع من درجات الحرارة. هذا فتح الطريق أمامهم لاستخدامهم كمواد تشحيم. بسبب التقلب المنخفض ونقطة الغليان العالية ، تستخدم سوائل السيليكون على نطاق واسع في المضخات للحصول على تفريغ عالي.

مركبات السيليكون العضوي طاردة للماء ، وقد تم أخذ هذه الجودة القيمة في الاعتبار. بدأ استخدامها في صناعة الأقمشة المقاومة للماء. لكنها ليست الأقمشة فقط. هناك مثل مشهور "الماء يزيل الحجر". أثناء بناء الهياكل الهامة ، تم اختبار حماية مواد البناء بمختلف سوائل السيليكون العضوي. كانت التجارب ناجحة.

في الآونة الأخيرة ، تم إنشاء مينا قوية مقاومة للحرارة على أساس السيليكون. يمكن لألواح النحاس أو الحديد المطلية بهذه المينا أن تتحمل التسخين حتى 800 درجة لعدة ساعات.

وهذه مجرد بداية نوع من اتحاد الكربون والسيليكون. لكن مثل هذا التحالف "المزدوج" لم يعد يرضي الكيميائيين. لقد حددوا مهمة إدخال مركبات السيليكون العضوي وعناصر أخرى في جزيئات ، مثل ، على سبيل المثال ، الألومنيوم والتيتانيوم والبورون. نجح العلماء في حل المشكلة. وهكذا ، ولدت فئة جديدة تمامًا من المواد - polyorganometallosiloxanes. يمكن أن تحتوي سلاسل هذه البوليمرات على روابط مختلفة: السيليكون - الأكسجين - الألومنيوم ، السيليكون - الأكسجين - التيتانيوم ، السيليكون - الأكسجين - البورون ، وغيرها. تذوب هذه المواد عند درجات حرارة تتراوح بين 500 و 600 درجة وبهذا المعنى تتنافس مع العديد من المعادن والسبائك.

في الأدبيات ، ظهرت رسالة بطريقة ما مفادها أن العلماء اليابانيين قد تمكنوا من صنع مادة بوليمر يمكنها تحمل حرارة تصل إلى 2000 درجة. قد يكون هذا خطأ ، لكنه خطأ ليس بعيدًا عن الحقيقة. يجب أن يدرج مصطلح "البوليمرات المقاومة للحرارة" قريبًا في القائمة الطويلة للمواد الجديدة في التكنولوجيا الحديثة.

مناخل مذهلة

أولاً ، مثل العديد من المواد البلاستيكية ، فهي غير قابلة للذوبان في الماء والمذيبات العضوية. وثانياً ، تشمل ما يسمى بالمجموعات الأيونية ، أي المجموعات التي يمكن أن تعطي أيونات معينة في المذيب (خاصة في الماء). وبالتالي ، تنتمي هذه المركبات إلى فئة الإلكتروليتات.

يمكن استبدال أيون الهيدروجين الموجود فيها ببعض المعدن. هذه هي الطريقة التي يحدث بها تبادل الأيونات.

تسمى هذه المركبات الغريبة بالمبادلات الأيونية. تلك القادرة على التفاعل مع الكاتيونات (أيونات موجبة الشحنة) تسمى مبادلات الكاتيون ، وتلك التي تتفاعل مع الأيونات سالبة الشحنة تسمى مبادلات الأنيون. تم تصنيع أول مبادلات أيونات عضوية في منتصف الثلاثينيات. وحصلوا على الفور على أوسع تقدير. هذا ليس مفاجئا. في الواقع ، بمساعدة المبادلات الأيونية ، يمكنك تحويل الماء العسر إلى مياه ناعمة ومالحة إلى مياه عذبة.

ولكن ليس فقط تحلية المياه جلبت شعبية واسعة للمبادلات الأيونية. اتضح أن الأيونات يتم الاحتفاظ بها بواسطة المبادلات الأيونية بطرق مختلفة وبقوى مختلفة. أيونات الليثيوم أقوى من أيونات الهيدروجين ، وأيونات البوتاسيوم أقوى من أيونات الصوديوم ، وأيونات الروبيديوم أقوى من أيونات البوتاسيوم ، وهكذا. بمساعدة المبادلات الأيونية ، أصبح من السهل جدًا إجراء فصل المعادن المختلفة. تلعب المبادلات الأيونية دورًا مهمًا الآن وفي مختلف الصناعات. على سبيل المثال ، في مصانع التصوير الفوتوغرافي لفترة طويلة لم تكن هناك طريقة مناسبة لالتقاط الفضة الثمينة. كانت مرشحات التبادل الأيوني هي التي حلت هذه المشكلة المهمة.

حسنًا ، هل سيتمكن أي شخص من استخدام المبادلات الأيونية لاستخراج المعادن القيمة من مياه البحر؟ يجب الإجابة على هذا السؤال بالإيجاب. وعلى الرغم من احتواء مياه البحر على كمية كبيرة من الأملاح المختلفة ، إلا أنه يبدو أن الحصول على المعادن النبيلة منها مسألة مستقبلية قريبة.

تكمن الصعوبة الآن في أنه عندما يتم تمرير مياه البحر من خلال مبادل الكاتيون ، فإن الأملاح التي تحتوي عليها لا تسمح في الواقع للشوائب الصغيرة من المعادن القيمة بالاستقرار في مبادل الكاتيون. في الآونة الأخيرة ، ومع ذلك ، تم تصنيع ما يسمى براتنجات التبادل الإلكتروني. لا يقومون فقط بتبادل أيوناتهم بأيونات معدنية من المحلول ، ولكنهم قادرون أيضًا على تقليل هذا المعدن عن طريق التبرع بالإلكترونات له. أظهرت التجارب الحديثة مع هذه الراتنجات أنه إذا تم تمرير محلول يحتوي على الفضة من خلالها ، فحينئذٍ لن تكون أيونات الفضة التي تترسب على الراتينج ، بل الفضة المعدنية ، والراتنج يحتفظ بخصائصه لفترة طويلة. وبالتالي ، إذا تم تمرير خليط من الأملاح عبر مبادل إلكتروني ، يمكن تحويل الأيونات التي يتم اختزالها بسهولة إلى ذرات معدنية نقية.

مخالب كيميائية

ولكن ماذا لو كان هناك عنصر كيميائي قيِّم في خليط يحتوي على كمية كبيرة من تلك التي لا قيمة لها بالنسبة لك؟ أو يلزم تطهير أي مادة من النجاسة الضارة الموجودة بكميات قليلة جداً.

يحدث هذا كثيرًا. يجب ألا تتجاوز شوائب الهافنيوم في الزركونيوم ، الذي يستخدم في بناء المفاعلات النووية ، عدة أجزاء من عشرة آلاف من المائة ، وفي الزركونيوم العادي يكون حوالي عُشر بالمائة.

لعدة قرون ، اتبع الكيميائيين وصفة بسيطة: "مثل يذوب في مثل". المواد غير العضوية تذوب جيدًا في المذيبات غير العضوية والعضوية - في المذيبات العضوية. العديد من أملاح الأحماض المعدنية تذوب جيدًا في الماء ، وحمض الهيدروفلوريك اللامائي ، وحمض الهيدروسيانيك السائل (الهيدروسيانيك). العديد من المواد العضوية قابلة للذوبان بشكل جيد في المذيبات العضوية - البنزين ، الأسيتون ، الكلوروفورم ، كبريتيد الكربون ، إلخ ، إلخ.

وكيف ستتصرف المادة وهي وسيط بين المركبات العضوية وغير العضوية؟ في الواقع ، كان الكيميائيون على دراية بمثل هذه المركبات إلى حد ما. لذلك ، الكلوروفيل (مادة تلوين الأوراق الخضراء) هو مركب عضوي يحتوي على ذرات المغنيسيوم. إنه قابل للذوبان بدرجة عالية في العديد من المذيبات العضوية. هناك عدد كبير من المركبات المعدنية العضوية المركبة صناعيا غير معروفة للطبيعة. كثير منهم قادر على الذوبان في المذيبات العضوية ، وهذه القدرة تعتمد على طبيعة المعدن.

قرر الكيميائيون اللعب على هذا.

أثناء تشغيل المفاعلات النووية ، يصبح من الضروري من وقت لآخر استبدال كتل اليورانيوم المستهلك ، على الرغم من أن كمية الشوائب (شظايا اليورانيوم الانشطارية) فيها لا تتجاوز عادة جزء من ألف في المائة. أولاً ، يتم إذابة الكتل في حمض النيتريك. جميع اليورانيوم (والمعادن الأخرى التي تكونت نتيجة للتحولات النووية) تدخل في أملاح حمض النيتريك. في هذه الحالة ، يتم إزالة بعض الشوائب تلقائيًا ، مثل الزينون واليود ، على شكل غازات أو أبخرة ، بينما تبقى بعض الشوائب ، مثل القصدير ، في الرواسب.

لكن المحلول الناتج ، بالإضافة إلى اليورانيوم ، يحتوي على شوائب من العديد من المعادن ، ولا سيما البلوتونيوم والنبتونيوم والعناصر الأرضية النادرة والتكنيشيوم وبعض العناصر الأخرى. هذا هو المكان الذي تأتي فيه المواد العضوية للإنقاذ. يتم خلط محلول من اليورانيوم والشوائب في حمض النيتريك بمحلول من مادة عضوية - فوسفات ثلاثي بوتيل. في هذه الحالة ، يمر كل اليورانيوم تقريبًا إلى الطور العضوي ، وتبقى الشوائب في محلول حمض النيتريك.

هذه العملية تسمى الاستخراج. بعد الاستخراج المزدوج ، يتم تحرير اليورانيوم تقريبًا من الشوائب ويمكن استخدامه مرة أخرى في صناعة كتل اليورانيوم. ويتم استخدام الشوائب المتبقية لمزيد من الفصل. سيتم استخراج أهم الأجزاء منها: البلوتونيوم وبعض النظائر المشعة.

وبالمثل ، يمكن فصل الزركونيوم والهافنيوم.

تستخدم عمليات الاستخراج الآن على نطاق واسع في التكنولوجيا. بمساعدتهم ، لا يقومون فقط بتنقية المركبات غير العضوية ، ولكن أيضًا العديد من المواد العضوية - الفيتامينات والدهون والقلويدات.

كيمياء في معطف أبيض

في العصور الوسطى ، نما اتحاد الكيمياء والطب بشكل أقوى. في ذلك الوقت ، لم تكن الكيمياء قد اكتسبت بعد الحق في أن تُسمى علمًا. كانت آرائها غامضة للغاية ، وتناثرت قواها في بحث عبثي عن حجر الفيلسوف سيئ السمعة.

لكن الكيمياء ، وهي تنغمس في شبكات التصوف ، تعلمت أن تشفي الناس من الأمراض الخطيرة. هكذا ولدت الكيمياء العلاجية. أو الكيمياء الطبية. وكان العديد من الكيميائيين في القرنين السادس عشر والسابع عشر والثامن عشر يطلق عليهم الصيادلة والصيادلة. على الرغم من أنهم كانوا يشاركون في أنقى كيمياء مائية ، إلا أنهم أعدوا جرعات علاجية مختلفة. صحيح أنهم طبخوا بشكل أعمى. وهذه "المخدرات" لا تفيد الإنسان دائمًا.

من بين "الصيادلة" كان باراسيلسوس من أبرزهم. تضمنت قائمة أدويته الزئبق ومراهم الكبريت (بالمناسبة ، لا تزال تستخدم لعلاج الأمراض الجلدية) ، وأملاح الحديد والأنتيمون ، وعصائر نباتية مختلفة.

إذا تصفحنا أدلة الوصفات الطبية الحديثة ، فسنرى أن 25 بالمائة من الأدوية هي ، إذا جاز التعبير ، أدوية طبيعية. من بينها مقتطفات وصبغات ومغلي مصنوعة من نباتات مختلفة. كل شيء آخر عبارة عن مواد طبية مركبة بشكل مصطنع غير مألوفة للطبيعة. مواد خلقتها قوة الكيمياء.

تم إجراء أول تخليق لمادة طبية منذ حوالي 100 عام. لطالما عُرف تأثير حمض الساليسيليك في علاج الروماتيزم. لكن استخراجه من المواد النباتية كان صعباً ومكلفاً. فقط في عام 1874 كان من الممكن تطوير طريقة بسيطة للحصول على حمض الساليسيليك من الفينول.

شكل هذا الحمض أساس العديد من الأدوية. على سبيل المثال ، الأسبرين. كقاعدة عامة ، فإن "حياة" المخدرات قصيرة: يتم استبدال القديمة بأخرى جديدة ، وأكثر تطوراً ، وأكثر تطوراً في مكافحة الأمراض المختلفة. الأسبرين هو استثناء في هذا الصدد. كل عام يكشف عن خصائص مذهلة جديدة لم تكن معروفة من قبل. اتضح أن الأسبرين ليس فقط خافض للحرارة ومسكن للآلام ، بل إن نطاق استخدامه أوسع بكثير.

دواء "قديم" جدا - الهرم المعروف (ولد عام 1896).

الآن ، في غضون يوم واحد ، يصنع الكيميائيون عدة مواد طبية جديدة. مع مجموعة متنوعة من الصفات ضد مجموعة واسعة من الأمراض. من مسكنات الألم إلى الأدوية للمساعدة في علاج الأمراض العقلية.

شفاء الناس ليس مهمة أنبل للكيميائيين. لكن لا توجد مهمة أكثر صعوبة.

لعدة سنوات ، حاول الكيميائي الألماني بول إيرليش تصنيع دواء ضد مرض رهيب - مرض النوم. في كل توليفة ، نجح شيء ما ، لكن في كل مرة ظل إيرليش غير راضٍ. فقط في المحاولة 606 كان من الممكن الحصول على علاج فعال - salvarsan ، وتمكن عشرات الآلاف من الأشخاص من التعافي ليس فقط من النوم ، ولكن أيضًا من مرض خبيث آخر - الزهري. وفي المحاولة رقم 914 ، تلقى إرليش عقارًا أكثر قوة - نيوسالفارسان.

إنه طريق طويل من دورق كيميائي إلى عداد صيدلية. هذا هو قانون الطب: حتى يجتاز الطب اختبارًا شاملاً ، لا يمكن التوصية به للممارسة. وعندما لا يتم اتباع هذه القاعدة تكون هناك أخطاء مأساوية. منذ وقت ليس ببعيد ، أعلنت شركات الأدوية في ألمانيا الغربية عن حبة نوم جديدة ، هي توليوميد. تضع الحبة البيضاء الصغيرة الشخص الذي يعاني من الأرق المستمر في نوم سريع وعميق. غنى توليدوميدا المديح ، واتضح أنه عدو رهيب للأطفال الذين لم يولدوا بعد. عشرات الآلاف من المهووسين المولودين - دفع الناس مثل هذا الثمن لحقيقة أن الأدوية التي لم يتم اختبارها بشكل كافٍ تم تسريع طرحها للبيع.

لذلك ، من المهم للكيميائيين والأطباء أن يعرفوا ليس فقط أن مثل هذا الدواء يعالج بنجاح مثل هذا المرض. إنهم بحاجة إلى معرفة الطريقة الأكثر شمولاً لكيفية عملها بالضبط ، وما هي الآلية الكيميائية الدقيقة في مكافحتها للأمراض.

كلما تعمق العلماء في اختراق طبيعة الأمراض ، كلما قام الكيميائيون بإجراء أبحاث أكثر شمولاً. وأصبح علم العقاقير أكثر فأكثر علمًا دقيقًا ، والذي كان يعمل في السابق فقط في إعداد الأدوية المختلفة والتوصية باستخدامها ضد الأمراض المختلفة. الآن يجب أن يكون عالم الصيدلة كيميائيًا وعالم أحياء وطبيبًا وعالم كيمياء حيوية. حتى لا تتكرر هذه المآسي الصلبة.

يعد تركيب المواد الطبية أحد الإنجازات الرئيسية للكيميائيين ، ومبدعي الطبيعة الثانية.

... في بداية هذا القرن ، حاول الكيميائيون جاهدين صنع أصباغ جديدة. وتم أخذ ما يسمى بحمض السلفانيليك كمنتج أولي. له جزيء "مرن" للغاية قادر على إعادة ترتيب مختلفة. في بعض الحالات ، استنتج الكيميائيون أنه يمكن تحويل جزيء حمض السلفانيليك إلى جزيء من صبغة قيمة.

وهكذا اتضح في الممارسة العملية. ولكن حتى عام 1935 ، لم يكن أحد يعتقد أن صبغات السلفونيل الاصطناعية كانت عقاقير قوية في نفس الوقت. تلاشى السعي وراء الأصباغ في الخلفية: بدأ الكيميائيون في البحث عن أدوية جديدة ، والتي كانت تسمى مجتمعة أدوية السلفا. فيما يلي أسماء أشهرها: سلفدين ، ستربتوسيد ، سلفازول ، سلفاديمزين. في الوقت الحاضر ، تحتل السلفوناميدات واحدة من المراكز الأولى بين العوامل الكيميائية لمكافحة الميكروبات.

... استخرج الهنود في أمريكا الجنوبية سمًا قاتلًا - curare من لحاء وجذور نبات chilibuhi. مات العدو على الفور ، بعد أن ضربه سهم ، تم غمس رأسه في كرار.

لماذا؟ للإجابة على هذا السؤال ، كان على الكيميائيين أن يفهموا تمامًا لغز السم.

وجدوا أن المبدأ النشط الرئيسي للكورار هو قلويد توبوكورارين. عندما تدخل الجسم ، لا يمكن للعضلات أن تنقبض. تصبح العضلات غير متحركة. يفقد الشخص القدرة على التنفس. يأتي الموت.

ومع ذلك ، في ظل ظروف معينة ، يمكن أن يكون هذا السم مفيدًا. يمكن أن يكون مفيدًا للجراحين عند إجراء بعض العمليات المعقدة للغاية. على سبيل المثال ، في القلب. عندما تحتاج إلى إطفاء عضلات الرئة وتحويل الجسم إلى تنفس صناعي. هذه هي الطريقة التي يتصرف بها العدو اللدود كصديق. يتم تضمين Tubocurarine في الممارسة السريرية.

ومع ذلك ، فهي مكلفة للغاية. ونحن بحاجة إلى دواء رخيص وبأسعار معقولة.

تدخل الكيميائيون مرة أخرى. درسوا جزيء توبوكورارين لجميع المقالات. قاموا بتقسيمه إلى جميع أنواع الأجزاء ، وفحصوا "الشظايا" الناتجة ، وخطوة بخطوة ، اكتشفوا العلاقة بين التركيب الكيميائي والنشاط الفسيولوجي للدواء. اتضح أن عملها يتحدد من خلال مجموعات خاصة تحتوي على ذرة نيتروجين موجبة الشحنة. وأن المسافة بين المجموعات يجب أن تحدد بدقة.

الآن يمكن للكيميائيين أن يسلكوا طريق تقليد الطبيعة. وحتى محاولة تجاوزها. أولاً ، تلقوا دواءً ليس أدنى من توبوكورارين في نشاطه. وبعد ذلك قاموا بتحسينه. هكذا ولدت شينكورين. هو ضعف نشاط توبوكورارين.

وهنا مثال أكثر وضوحا. محاربة الملاريا. عالجوها بالكينين (أو الكينين علميًا) ، وهو قلويد طبيعي. من ناحية أخرى ، تمكن الكيميائيون من إنتاج البلازموخين - وهي مادة أكثر نشاطًا من الكينين بستين مرة.

يحتوي الطب الحديث على ترسانة ضخمة من الأدوات ، إذا جاز التعبير ، لجميع المناسبات. تقريبا ضد جميع الأمراض المعروفة.

هناك علاجات قوية تعمل على تهدئة الجهاز العصبي ، واستعادة الهدوء حتى لأكثر الأشخاص انزعاجًا. هناك ، على سبيل المثال ، دواء يزيل الشعور بالخوف تمامًا. بالطبع ، لا أحد يوصيه للطالب الذي يخاف من الامتحان.

هناك مجموعة كاملة من المهدئات والأدوية المهدئة. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، ريزيربين. لعب استخدامه في علاج بعض الأمراض العقلية (الفصام) في وقت واحد دورًا كبيرًا. يحتل العلاج الكيميائي الآن المرتبة الأولى في مكافحة الاضطرابات النفسية.

ومع ذلك ، فإن غزوات الكيمياء الطبية لا تتحول دائمًا إلى جانب إيجابي. هناك ، على سبيل المثال ، علاج مشؤوم (يصعب تسميته بطريقة أخرى) مثل LSD-25.

في العديد من البلدان الرأسمالية يتم استخدامه كدواء يسبب بشكل مصطنع أعراض مختلفة من مرض انفصام الشخصية (جميع أنواع الهلوسة التي تسمح للشخص بالتخلص من "المصاعب الأرضية" لفترة من الوقت). ولكن كانت هناك حالات كثيرة عندما لم يعد الأشخاص الذين تناولوا أقراص LSD-25 إلى حالتهم الطبيعية.

تظهر الإحصاءات الحديثة أن غالبية الوفيات في العالم هي نتيجة النوبات القلبية أو النزيف الدماغي (السكتات الدماغية). يحارب الكيميائيون هؤلاء الأعداء من خلال اختراع عقاقير مختلفة للقلب ، وإعداد الأدوية التي تمدد الأوعية الدموية في الدماغ.

بمساعدة توبازيد و PASK المركبين بواسطة الكيميائيين ، نجح الأطباء في التغلب على مرض السل.

وأخيرًا ، يبحث العلماء بإصرار عن وسيلة لمكافحة السرطان - هذه الآفة الرهيبة للجنس البشري. لا يزال هناك الكثير من الأمور غير الواضحة وغير المعروفة هنا.

يتوقع الأطباء مواد خارقة جديدة من الكيميائيين. إنهم لا ينتظرون عبثا. هنا الكيمياء لم تظهر بعد ما يمكن أن تفعله.

معجزة العفن

الكلمة هي المضادات الحيوية.

لكن حتى قبل كلمة "المضادات الحيوية" ، تعرّف الشخص على كلمة "ميكروبات". وقد وجد أن عددًا من الأمراض مثل الالتهاب الرئوي والتهاب السحايا والدوسنتاريا والتيفوس والسل وغيرها تدين بأصلها للكائنات الحية الدقيقة. هناك حاجة للمضادات الحيوية لمكافحتها.

بالفعل في العصور الوسطى ، كان معروفًا عن تأثير الشفاء لأنواع معينة من العفن. صحيح أن أفكار أتباع القرون الوسطى كانت غريبة تمامًا. على سبيل المثال ، كان يُعتقد أن العفن المأخوذ من جماجم الأشخاص الذين تم شنقهم أو إعدامهم لارتكاب جرائم فقط يساعد في مكافحة الأمراض.

لكن هذا ليس ضروريا. شيء آخر مهم: الكيميائي الإنجليزي ألكسندر فليمنج ، الذي درس أحد أنواع العفن ، عزل مبدأ نشطًا عنه. هكذا وُلد البنسلين ، أول مضاد حيوي.

اتضح أن البنسلين هو سلاح ممتاز في مكافحة العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض: العقديات ، المكورات العنقودية ، إلخ. إنه قادر على هزيمة حتى اللولبيات الشاحبة ، العامل المسبب لمرض الزهري.

ولكن على الرغم من أن ألكسندر فليمنج اكتشف البنسلين في عام 1928 ، إلا أنه تم فك شفرة صيغة هذا الدواء فقط في عام 1945. وبالفعل في عام 1947 كان من الممكن إجراء تخليق كامل للبنسلين في المختبر. يبدو أن الإنسان قد استوعب الطبيعة هذه المرة. ومع ذلك، لم يكن هذا هو الحال. التوليف المختبري للبنسلين ليس بالمهمة السهلة. من الأسهل بكثير الحصول عليها من العفن.

لكن الكيميائيين لم يتراجعوا. وهنا كانوا قادرين على قول كلمتهم. ربما ليست كلمة نقولها ، ولكن عمل يجب القيام به. خلاصة القول هي أن العفن ، الذي يتم الحصول منه عادةً على البنسلين ، له "إنتاجية" قليلة جدًا. وقرر العلماء زيادة إنتاجيته.

لقد حلوا هذه المشكلة من خلال إيجاد المواد التي تغلغل في الجهاز الوراثي للكائن الحي ، وغيرت خصائصه. علاوة على ذلك ، يمكن توريث السمات الجديدة. بفضل مساعدتهم تم تطوير "سلالة" جديدة من الفطر ، والتي كانت أكثر نشاطًا في إنتاج البنسلين.

الآن مجموعة المضادات الحيوية مؤثرة للغاية: الستربتومايسين والتيراميسين والتتراسيكلين والأوريوميسين والبيوميسين والإريثروميسين. في المجموع ، هناك حوالي ألف من المضادات الحيوية الأكثر تنوعًا معروفة الآن ، وحوالي مائة منها تستخدم لعلاج الأمراض المختلفة. وتلعب الكيمياء دورًا مهمًا في إنتاجها.

بعد أن قام علماء الأحياء المجهرية بتجميع ما يسمى بسائل المزرعة الذي يحتوي على مستعمرات من الكائنات الحية الدقيقة ، فإن دور الكيميائيين.

أمامهم مهمة عزل المضادات الحيوية "المبدأ النشط". يتم تعبئة طرق كيميائية مختلفة لاستخراج المركبات العضوية المعقدة من "المواد الخام" الطبيعية. يتم امتصاص المضادات الحيوية باستخدام ماصات خاصة. يستخدم الباحثون "مخالب كيميائية" - يستخلصون المضادات الحيوية بمذيبات مختلفة. يتم تنقيتها على راتنجات التبادل الأيوني ، المترسبة من المحاليل. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على مضاد حيوي خام ، والذي يخضع مرة أخرى لدورة طويلة من التنقية ، حتى يظهر أخيرًا كمادة بلورية نقية.

لا يزال يتم تصنيع بعضها ، مثل البنسلين ، بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. لكن الحصول على الآخرين ليس سوى نصف مسألة طبيعة.

ولكن هناك أيضًا مضادات حيوية ، على سبيل المثال سينثوميسين ، حيث يستغني الكيميائيون تمامًا عن خدمات الطبيعة. يتم تصنيع هذا الدواء من البداية إلى النهاية في المصانع.

بدون الأساليب الكيميائية القوية ، لم تكن كلمة "مضاد حيوي" معروفة على نطاق واسع. ولما كانت هناك ثورة حقيقية في استخدام الأدوية ، في علاج العديد من الأمراض التي تنتجها هذه المضادات الحيوية.

العناصر النزرة - الفيتامينات النباتية

في فجر الكيمياء الحيوية ، تم تجاهل مثل هذه التفاهات. مجرد التفكير ، بعض المئات أو الألف في المائة. في ذلك الوقت لم يكونوا يعرفون كيفية تحديد هذه الكميات.

تم تحسين تقنيات وأساليب التحليل ، ووجد العلماء المزيد والمزيد من العناصر في الكائنات الحية. ومع ذلك ، لم يكن من الممكن تحديد دور العناصر النزرة لفترة طويلة. حتى الآن ، على الرغم من حقيقة أن التحليل الكيميائي يجعل من الممكن تحديد جزء المليون وحتى المائة مليون من نسبة مئوية من الشوائب في أي عينة تقريبًا ، لم يتم بعد توضيح أهمية العديد من العناصر النزرة لحياة النباتات والحيوانات .

لكن شيئًا ما معروف بالفعل اليوم. على سبيل المثال ، تحتوي الكائنات الحية المختلفة على عناصر مثل الكوبالت والبورون والنحاس والمنغنيز والفاناديوم واليود والفلور والموليبدينوم والزنك وحتى ... الراديوم. نعم ، إنه راديوم ، وإن كان بكميات ضئيلة.

بالمناسبة ، تم الآن العثور على حوالي 70 عنصرًا كيميائيًا في جسم الإنسان ، وهناك سبب للاعتقاد بأن النظام الدوري بأكمله موجود في الأعضاء البشرية. علاوة على ذلك ، يلعب كل عنصر دورًا محددًا للغاية. حتى أن هناك وجهة نظر مفادها أن العديد من الأمراض تنشأ بسبب انتهاك توازن العناصر النزرة في الجسم.

يلعب الحديد والمنغنيز دورًا مهمًا في عملية التمثيل الضوئي للنبات. إذا كنت تزرع نباتًا في تربة لا تحتوي حتى على آثار من الحديد ، فستكون أوراقه وسيقانه بيضاء مثل الورق. لكن الأمر يستحق رش مثل هذا النبات بمحلول أملاح الحديد ، لأنه يأخذ لونه الأخضر الطبيعي. النحاس ضروري أيضًا في عملية التمثيل الضوئي ويؤثر على امتصاص الكائنات الحية النباتية لمركبات النيتروجين. مع وجود كمية غير كافية من النحاس في النباتات ، تتشكل البروتينات بشكل ضعيف للغاية ، بما في ذلك النيتروجين.

في حالة عدم وجود البورون ، تمتص النباتات الفوسفور بشكل سيئ. يعزز البورون أيضًا حركة أفضل للسكريات المختلفة من خلال نظام النبات.

تلعب العناصر النزرة دورًا مهمًا ليس فقط في النبات ولكن أيضًا في الكائنات الحية. اتضح أن الغياب التام للفاناديوم في الغذاء الحيواني يسبب فقدان الشهية وحتى الموت. في الوقت نفسه ، تؤدي زيادة محتوى الفاناديوم في طعام الخنازير إلى نموها السريع وترسب طبقة سميكة من الدهون.

يلعب الزنك ، على سبيل المثال ، دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي وهو جزء من خلايا الدم الحمراء للحيوانات.

الكبد ، إذا كان الحيوان (وحتى الشخص) في حالة من الإثارة ، يطلق المنجنيز والسيليكون والألمنيوم والتيتانيوم والنحاس في الدورة الدموية العامة ، ولكن عندما يتم تثبيط الجهاز العصبي المركزي - المنغنيز والنحاس والتيتانيوم ، والتأخير الافراج عن السيليكون والألمنيوم. يشارك في تنظيم محتوى العناصر النزرة في دم الجسم ، بالإضافة إلى الكبد والدماغ والكليتين والرئتين والعضلات.

يعد تحديد دور العناصر النزرة في نمو وتطور النباتات والحيوانات مهمة مهمة ورائعة للكيمياء والبيولوجيا. في المستقبل غير البعيد ، سيؤدي هذا بالتأكيد إلى نتائج مهمة للغاية. وستفتح للعلم طريقة أخرى لخلق الطبيعة الثانية.

ماذا تأكل النباتات وما علاقة الكيمياء بها؟

بدت النباتات أكثر تواضعًا. في كل من الصحراء القاحلة وفي التندرا القطبية ، تعايش الحشائش والشجيرات. دعهم يتقزمون ، وإن كان بائسين ، لكنهم على طول

هناك حاجة إلى شيء لتنميتها. ولكن ماذا؟ ظل العلماء يبحثون عن هذا "الشيء" الغامض لسنوات عديدة. تم إجراء التجارب. ناقش النتائج.

ولم يكن هناك وضوح.

تم تقديمه في منتصف القرن الماضي بواسطة الكيميائي الألماني الشهير Justus Liebig. ساعده التحليل الكيميائي. قام العالم "بتحليل" النباتات الأكثر تنوعًا إلى عناصر كيميائية منفصلة. في البداية ، لم يكن هناك الكثير منهم. عشرة في المجموع: الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكالسيوم والبوتاسيوم والفوسفور والكبريت والمغنيسيوم والحديد. لكن هذه الدزينة جعلت المحيط الأخضر يغضب على كوكب الأرض.

ومن هنا الاستنتاج: من أجل العيش ، يجب على النبات أن يستوعب بطريقة ما العناصر المحددة "يأكل".

كيف بالضبط؟ أين توجد مخازن الأغذية النباتية؟

في التربة ، في الماء ، في الهواء.

لكن كانت هناك أشياء مدهشة. في بعض أنواع التربة ، ازدهرت النبتة وازدهرت وأثمرت. في حالات أخرى ، كان مريضًا وجافًا وأصبح مهووسًا باهتًا. لأن هذه التربة تفتقر إلى بعض العناصر.

حتى قبل Liebig ، كان الناس يعرفون شيئًا آخر. حتى لو زرعت نفس المحاصيل عامًا بعد عام في أكثر التربة خصوبة ، فإن الحصاد يزداد سوءًا.

كانت التربة مستنفدة. "أكلت" النباتات تدريجياً جميع احتياطيات العناصر الكيميائية الضرورية الموجودة فيها.

كان من الضروري "إطعام" التربة. أدخل المواد والأسمدة المفقودة فيه. تم استخدامها في العصور القديمة. تُطبق بشكل حدسي ، بناءً على خبرة الأجداد.

يتم الآن استخدام العشرات من الأسمدة المختلفة. وأهمها البوتاس والنيتروجين والفوسفور. لأن البوتاسيوم والنيتروجين والفوسفور هي عناصر لا ينمو بدونها أي نبات.

تشبيه صغير ، أو كيف أطعم الكيميائيون النباتات بالبوتاسيوم

... لطالما عُرفت رواسب الملح في ستاسفورت في ألمانيا. احتوت على العديد من الأملاح ، خاصة البوتاسيوم والصوديوم. ملح الصوديوم ، ملح الطعام ، وجد على الفور الاستخدام. تم التخلص من أملاح البوتاسيوم دون ندم. تراكمت جبالهم الضخمة بالقرب من المناجم. ولم يعرف الناس ماذا يفعلون بهم. كانت الزراعة في حاجة ماسة إلى أسمدة البوتاس ، لكن لا يمكن استخدام نفايات ستاسفورت. كانت عالية جدا في المغنيسيوم. وهو مفيد للنباتات بجرعات صغيرة ، اتضح أنه قاتل في الجرعات الكبيرة.

هنا الكيمياء ساعدت أيضا. وجدت طريقة بسيطة لإزالة المغنيسيوم من أملاح البوتاسيوم. وبدأت الجبال المحيطة بمناجم ستاسفورت تذوب أمام أعيننا. يذكر مؤرخو العلوم الحقيقة التالية: في عام 1811 ، تم بناء أول مصنع لمعالجة أملاح البوتاس في ألمانيا. بعد عام ، كان هناك بالفعل أربعة منهم ، وفي عام 1872 قام ثلاثة وثلاثون مصنعًا في ألمانيا بمعالجة أكثر من نصف مليون طن من الملح الخام.

تم إنشاء مصانع البوتاس في العديد من البلدان بعد ذلك بوقت قصير. والآن ، في العديد من البلدان ، يكون استخراج المواد الخام للبوتاس أكبر بعدة مرات من استخراج ملح الطعام.

"كارثة النيتروجين"

تحتاج النباتات إلى النيتروجين لتكوين جزيئات البروتين. لكن من أين حصلوا عليه؟ يتميز النيتروجين بنشاط كيميائي منخفض. في ظل الظروف العادية ، لا يتفاعل. لذلك ، لا يمكن للنباتات استخدام النيتروجين في الغلاف الجوي. بصراحة "... حتى لو رأى عينًا ، لكن السن لا يرى". هذا يعني أن مخزن النيتروجين للنباتات هو التربة. للأسف ، المخزن متناثر للغاية. هناك عدد قليل من المركبات التي تحتوي على النيتروجين فيه. هذا هو السبب في أن التربة تهدر نيتروجينها بسرعة ، وتحتاج إلى إثرائها بشكل إضافي. استخدم الأسمدة النيتروجينية.

الآن أصبح مفهوم "الملح الصخري التشيلي" جزءًا من التاريخ. ومنذ حوالي سبعين عامًا ، لم يترك فمه أبدًا.

تمتد صحراء أتاكاما الكئيبة على مساحات شاسعة من جمهورية تشيلي. يمتد لمئات الكيلومترات. للوهلة الأولى ، هذه هي الصحراء الأكثر شيوعًا ، لكن هناك ظرفًا غريبًا يميزها عن صحاري الكرة الأرضية الأخرى: تحت طبقة رقيقة من الرمل ، توجد رواسب قوية من نترات الصوديوم ، أو نترات الصوديوم. لقد علموا بهذه الرواسب لفترة طويلة ، لكن ربما لأول مرة تذكروها عندما كان هناك نقص في البارود في أوروبا. في الواقع ، لإنتاج البارود ، تم استخدام الفحم والكبريت والملح الصخري سابقًا.

ليست هذه هي المرة الأولى التي يضطر فيها الأوروبيون إلى إلقاء شحنات خارجية في البحر. في القرن السابع عشر ، تم العثور على حبيبات من معدن أبيض يسمى البلاتين على ضفاف نهر بلاتينو ديل بينو. لأول مرة جاء البلاتين إلى أوروبا عام 1735. لكنهم لم يعرفوا حقًا ماذا يفعلون بها. من المعادن النبيلة في ذلك الوقت ، كان الذهب والفضة فقط معروفين ، ولم يجد البلاتين سوقًا لنفسه. لكن الأشخاص الأذكياء لاحظوا أنه من حيث الثقل النوعي ، فإن البلاتين والذهب قريبان تمامًا من بعضهما البعض. استفادوا من ذلك وبدأوا في إضافة البلاتين إلى الذهب الذي استخدم في صنع العملات المعدنية. كانت بالفعل مزيفة. حظرت الحكومة الإسبانية استيراد البلاتين ، وتم جمع تلك الاحتياطيات التي لا تزال باقية في الدولة ، وبحضور العديد من الشهود ، غرقت في البحر.

لكن القصة مع الملح الصخري التشيلي لم تنته بعد. اتضح أنه سماد نيتروجين ممتاز ، قدمته الطبيعة للإنسان. لم تُعرف أي أسمدة نيتروجينية أخرى في ذلك الوقت. بدأ التطوير المكثف للرواسب الطبيعية لنترات الصوديوم. من ميناء إيكفيكوي التشيلي ، تبحر السفن كل يوم ، لتوصيل مثل هذا الأسمدة القيمة إلى جميع أنحاء العالم.

... في عام 1898 ، صُدم العالم بالتنبؤ الكئيب لـ Crookes الشهير. في خطابه ، تنبأ بالموت من جوع النيتروجين للبشرية. كل عام ، جنبًا إلى جنب مع الحصاد ، تُحرم الحقول من النيتروجين ، وتتطور رواسب النترات التشيلية تدريجياً. كنوز صحراء أتاكاما كانت قطرة في البحر.

ثم تذكر العلماء عن الغلاف الجوي. ربما كان أول شخص لفت الانتباه إلى الاحتياطيات غير المحدودة من النيتروجين في الغلاف الجوي هو عالمنا الشهير كليمنت أركاديفيتش تيميريازيف. كان Timiryazev يؤمن بعمق بالعلم وقوة العبقرية البشرية. لم يشارك كروكس مخاوفه. يعتقد Timiryazev أن البشرية ستتغلب على كارثة النيتروجين ، وتخرج من المشاكل. وكان على حق. في عام 1908 ، قام العالمان بيركلاند وإيدي في النرويج على نطاق صناعي بتثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي باستخدام قوس كهربائي.

في نفس الوقت تقريبًا ، في ألمانيا ، طور فريتز هابر طريقة لإنتاج الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين. وهكذا ، فإن مشكلة النيتروجين المرتبط ، وهو أمر ضروري للغاية لتغذية النبات ، تم حلها أخيرًا. وهناك الكثير من النيتروجين الحر في الغلاف الجوي: لقد حسب العلماء أنه إذا تم تحويل كل النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي إلى أسمدة ، فسيكون هذا كافياً للنباتات لأكثر من مليون عام.

ما هو الفوسفور؟

في كل عام ، تزيل المحاصيل حول العالم حوالي 10 ملايين طن من حمض الفوسفوريك من الحقول. لماذا تحتاج النباتات إلى الفوسفور؟ بعد كل شيء ، لا يتم تضمينه في الدهون أو الكربوهيدرات. والعديد من جزيئات البروتين ، وخاصة أبسطها ، لا تحتوي على الفوسفور. لكن بدون الفوسفور ، لا يمكن ببساطة تشكيل كل هذه المركبات.

التمثيل الضوئي ليس مجرد تخليق الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء ، الذي ينتجه النبات "مازحا". هذه عملية معقدة. يحدث التمثيل الضوئي في ما يسمى بالبلاستيدات الخضراء - وهي نوع من "أعضاء" الخلايا النباتية. تحتوي البلاستيدات الخضراء على العديد من مركبات الفوسفور. تقريبًا ، يمكن تخيل البلاستيدات الخضراء على شكل معدة حيوان ، حيث يتم هضم واستيعاب الطعام ، لأنهم هم الذين يتعاملون مع طوب "البناء" المباشر للنباتات: ثاني أكسيد الكربون والماء.

يحدث امتصاص النبات لثاني أكسيد الكربون من الهواء بمساعدة مركبات الفوسفور. يقوم الفوسفات غير العضوي بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أنيونات حمض الكربونيك ، والتي تُستخدم بعد ذلك لبناء جزيئات عضوية معقدة.

بالطبع دور الفوسفور في حياة النباتات لا يقتصر على هذا. ولا يمكن القول إن أهميتها بالنسبة للنباتات قد تم توضيحها بالكامل بالفعل. ومع ذلك ، حتى ما هو معروف يظهر دوره المهم في حياتهم.

الحرب الكيماوية

ما مقدار الضرر الذي تسببه ، على سبيل المثال ، ذبابة عادية؟ اتضح أن هذا المخلوق الخبيث يجلب خسارة ، فقط في بلدنا ، تصل إلى ملايين الروبلات في السنة. وماذا عن الحشائش؟ في الولايات المتحدة وحدها ، تبلغ قيمة وجودهم أربعة مليارات دولار. أو خذ الجراد ، وهي كارثة محضة تحول الحقول المزهرة إلى أرض جرداء بلا حياة. إذا قمت بحساب كل الضرر الذي يلحقه لصوص النباتات والحيوانات بزراعة العالم في عام واحد ، فستحصل على مبلغ لا يمكن تصوره. هذه الأموال يمكن أن تطعم 200 مليون شخص لمدة عام كامل!

ما هو "سيد" في الترجمة الروسية؟ هذا يعني القتل. وهكذا بدأ الكيميائيين في ابتكار "cids" مختلفة. لقد صنعوا مبيدات حشرية - "قاتلة للحشرات" ، مبيدات حيوانية - "قتل القوارض" ، مبيدات أعشاب - "قتل العشب". كل هذه "سيدس" تستخدم الآن على نطاق واسع في الزراعة.

حتى الحرب العالمية الثانية ، كانت المبيدات غير العضوية تستخدم على نطاق واسع. عولجت القوارض والحشرات المختلفة والأعشاب بالزرنيخ والكبريت والنحاس والباريوم والفلورايد والعديد من المركبات السامة الأخرى. ومع ذلك ، منذ منتصف الأربعينيات ، أصبحت المبيدات العضوية أكثر انتشارًا. تم إجراء هذا "التحيز" تجاه المركبات العضوية بشكل متعمد. لا تكمن النقطة فقط في أنها تبين أنها أكثر ضررًا للإنسان وحيوانات المزرعة. هم أكثر تنوعًا ، وهناك حاجة إلى عدد أقل بكثير من تلك غير العضوية للحصول على نفس التأثير. لذلك ، فقط جزء من مليون جرام من مسحوق DDT لكل سنتيمتر مربع من السطح يدمر بعض الحشرات تمامًا.

حتى وقت قريب ، تم استخدام المستحضرات الخارجية لحماية النباتات والحيوانات. لكن احكم بنفسك: لقد مر المطر ، وهبت الريح ، واختفت مادة الحماية الخاصة بك. عليك أن تبدأ من جديد. فكر العلماء في السؤال - هل من الممكن إدخال مواد كيميائية سامة في الكائنات الحية المحمية؟ يعطون الشخص التطعيمات - ولا يخاف من الأمراض. بمجرد دخول الميكروبات إلى مثل هذا الكائن الحي ، يتم تدميرها على الفور من قبل "حراس الصحة" غير المرئيين الذين ظهروا هناك كنتيجة لإدارة المصل.

اتضح أنه من الممكن تمامًا إنشاء مبيدات الآفات الداخلية. لعب العلماء على هياكل مختلفة من الآفات والنباتات الحشرية. بالنسبة للنباتات ، مثل هذه المادة الكيميائية السامة غير ضارة ، بالنسبة للحشرة - سم قاتل.

تحمي الكيمياء النباتات ليس فقط من الحشرات ، ولكن أيضًا من الأعشاب الضارة. تم إنشاء ما يسمى بمبيدات الأعشاب ، والتي لها تأثير محبط على الأعشاب الضارة وعمليًا لا تضر بنمو النبات المزروع.

ربما كان أحد مبيدات الأعشاب الأولى ، والغريب بما فيه الكفاية ، هو ... الأسمدة. لذلك ، لاحظ الممارسون الزراعيون منذ فترة طويلة أنه إذا تم تطبيق كميات متزايدة من السوبر فوسفات أو كبريتات البوتاسيوم في الحقول ، فعند النمو المكثف للنباتات المزروعة ، يتم منع نمو الأعشاب الضارة. ولكن حتى هنا ، كما في حالة المبيدات الحشرية ، تلعب المركبات العضوية في عصرنا دورًا حاسمًا.

مساعدي المزارع

بالنسبة للمبتدئين ، هذه عملية ممتعة للغاية. ولكن بعد حوالي عشر أو خمسة عشر عامًا ، أصبحت متعبة جدًا لدرجة أنها تريد أحيانًا إطلاق لحية.

خذ العشب ، على سبيل المثال. إنه غير مقبول على خط السكة الحديد. والناس من سنة إلى أخرى "يحلقونها" بالمنجل والمنجل. لكن تخيل خط سكة حديد موسكو - خاباروفسك. إنها تسعة آلاف كيلومتر. وإذا تم قص كل الحشائش بطولها ، وأكثر من مرة خلال فصل الصيف ، فسيتعين على ما يقرب من ألف شخص البقاء في هذه العملية.

هل من الممكن الخروج بنوع من الأساليب الكيميائية "للحلاقة"؟ اتضح أنك تستطيع.

لجز العشب في هكتار واحد ، يحتاج 20 شخصًا إلى العمل طوال اليوم. مبيدات الأعشاب تكمل "عملية القتل" في نفس المنطقة في غضون ساعات قليلة. علاوة على ذلك ، فإنهم يدمرون العشب تمامًا.

هل تعرف ما هي المسرات؟ فوليو تعني ورقة. المسقط مادة تؤدي إلى تساقطها. جعل استخدامها من الممكن مكننة حصاد القطن. من سنة إلى أخرى ، من قرن إلى آخر ، كان الناس يخرجون إلى الحقول ويقطفون شجيرات القطن يدويًا. لا يستطيع أي شخص لم ير الحصاد اليدوي للقطن أن يتخيل العبء الكامل لمثل هذا العمل ، والذي يحدث ، قبل كل شيء ، في حرارة شديدة تصل إلى 40-50 درجة.

الآن كل شيء أبسط من ذلك بكثير. قبل أيام قليلة من افتتاح لوز القطن ، تزرع مزارع القطن بالمواد المسكرة. أبسطها هو Mg 2. تتساقط الأوراق من الشجيرات ، ويعمل الآن حصاد القطن في الحقول. بالمناسبة ، يمكن استخدام CaCN 2 كمزيل ، مما يعني أنه عند معالجة الشجيرات ، يتم إضافة الأسمدة النيتروجينية إلى التربة.

هناك تشابه شبه كامل مع المواد الطبية. وهكذا ، هناك مستحضرات طبية معروفة تحتوي على الزرنيخ ، البزموت ، الزئبق ، ومع ذلك ، في تركيزات كبيرة (مرتفعة إلى حد ما) ، كل هذه المواد سامة.

على سبيل المثال ، يمكن للأوكسينات أن تطيل بشكل كبير وقت ازدهار نباتات الزينة ، وخاصة الزهور. في حالة الصقيع الربيعي المفاجئ ، قم بمنع تفتح البراعم وازدهار الأشجار ، وهكذا دواليك. من ناحية أخرى ، في المناطق الباردة مع فصل الصيف القصير ، سيسمح ذلك بحصاد سريع النمو للعديد من الفواكه والخضروات. وعلى الرغم من أن قدرات الأوكسينات هذه لم تتحقق بعد على نطاق واسع ، ولكنها مجرد تجارب معملية ، فلا شك في أن مساعدي المزارعين سيخرجون على نطاق واسع في المستقبل غير البعيد.

خدمة الأشباح

هو عليه الآن. قبل مائة عام ، كانت هذه الهدية تبدو سخية للغاية. تم تقديمه بالفعل من قبل الكيميائيين الإنجليز. وليس لأحد ، ولكن لديمتري إيفانوفيتش مندليف نفسه. كعلامة على الخدمات العظيمة للعلم.

ترى كيف أن كل شيء في العالم نسبي. في القرن الماضي ، لم تكن هناك طريقة رخيصة لاستخراج الألمنيوم من الخامات ، وبالتالي كان المعدن باهظ الثمن. وجدنا طريقة ، وانخفضت الأسعار بسرعة.

لا تزال العديد من عناصر الجدول الدوري باهظة الثمن. وهذا غالبا ما يحد من استخدامها. لكننا واثقون في الوقت الحالي. ستنفذ الكيمياء والفيزياء أكثر من مرة "تخفيضات أسعار" للعناصر. سيتم الاحتفاظ بهم بالتأكيد ، لأنه كلما زاد عدد سكان طاولة Mendeleev التي تنطوي عليها الممارسة في مجال نشاطها.

لكن من بينها تلك التي إما لا توجد على الإطلاق في قشرة الأرض ، أو أنها قليلة بجنون ، أو لا توجد على الإطلاق. دعنا نقول ، الأستاتين والفرانسيوم والنبتونيوم والبلوتونيوم والبروميثيوم والتكنيشيوم ...

ومع ذلك ، يمكن تحضيرها بشكل مصطنع. وبمجرد أن يحمل الكيميائي عنصرًا جديدًا في يديه ، يبدأ في التفكير: كيف يمنحه بداية في الحياة؟

لا يزال البلوتونيوم أهم عنصر اصطناعي في الممارسة. ويتجاوز إنتاجها العالمي الآن إنتاج العديد من العناصر "العادية" للنظام الدوري. دعونا نضيف أن الكيميائيين يصنفون البلوتونيوم كأحد أكثر العناصر التي تمت دراستها ، على الرغم من أنه يزيد قليلاً عن ربع قرن. كل هذا ليس من قبيل الصدفة ، لأن البلوتونيوم هو "وقود" ممتاز للمفاعلات النووية ، وليس بأي حال من الأحوال أدنى من اليورانيوم.

على بعض الأقمار الصناعية الأمريكية للأرض ، كان الأميريسيوم والكوريوم بمثابة مصدر للطاقة. هذه العناصر مشعة للغاية. عندما تتحلل ، يتم إطلاق الكثير من الحرارة. بمساعدة العناصر الحرارية ، يتم تحويلها إلى كهرباء.

وماذا عن البروميثيوم ، الذي لم يتم العثور عليه بعد في الخامات الأرضية؟ تم إنشاء بطاريات مصغرة ، أكبر قليلاً من غطاء دبوس التثبيت التقليدي ، بمشاركة البروميثيوم. لا تدوم البطاريات الكيميائية أكثر من ستة أشهر في أحسن الأحوال. تعمل بطارية البروميثيوم الذرية بشكل مستمر لمدة خمس سنوات. ونطاق تطبيقاته واسع جدًا: من المعينات السمعية إلى المقذوفات الموجهة.

أستاتين مستعدة لتقديم خدماتها للأطباء في مكافحة أمراض الغدة الدرقية. يحاولون الآن معالجته بمساعدة الإشعاع المشع. من المعروف أن اليود يمكن أن يتراكم في الغدة الدرقية ، لكن الأستاتين هو نظير كيميائي لليود. يدخل الأستاتين في الجسم ويتركز في الغدة الدرقية. عندها ستقول خصائصه المشعة كلمة ثقيلة.

لذلك فإن بعض العناصر الاصطناعية ليست بأي حال مساحة فارغة لاحتياجات الممارسة. صحيح أنهم يخدمون شخصًا من جانب واحد. يمكن للناس فقط استخدام خصائصهم المشعة. لم تصل الأيدي بعد إلى السمات الكيميائية. الاستثناء هو التكنيتيوم. كما اتضح فيما بعد ، يمكن لأملاح هذا المعدن أن تجعل منتجات الحديد والصلب مقاومة للتآكل.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين للغاية لك.

نشر على http:// www. allbest. ru

FSBEI HPE "جامعة ولاية بشكير"

سيناريو النشاط اللامنهجيفي الكيمياء

"الكيمياء تنتشر أيديها في الشؤون الإنسانية ..."

أهداف:

1. توسيع المعرفة بالكيمياء ، وغرس الاهتمام بالعلوم.

2. تنمية الإبداع.

3. تنمية القدرة على العمل ضمن فريق.

مشاركون: طلاب الصف التاسع.

شكل التنفيذ: KVN.

ترتيب السلوك:

1. قسم النقباء.

2. الاحماء.

3. مسابقة "Guess".

4. مسابقة "طاولة DI Mendeleev".

5. مسابقة "ارسمها بنفسك".

6. مسابقة القباطنة.

7. مسابقة "المجربون".

8. مسابقة الموسيقى.

9. مسابقة "التنازل من الظرف".

10. الواجب المنزلي.

11. تلخيص.

قيادة:

يا علوم سعيدة!

افرد يديك بجد

وتحديق في الأماكن البعيدة

اجتاز الأرض والهاوية

والسهول والغابات العميقة

وذات ارتفاع الجنة.

استكشف في كل مكان كل ساعة

ما هو عظيم وجميل

ما لم يره النور بعد ...

في أحشاء الأرض أنت ، كيمياء ،

تخترق العين بحدة

وماذا تحتوي روسيا فيه

افتح جرافات الكنز.

م. لومونوسوف.

مساء الخير أيها الأصدقاء الأعزاء. لقد قمنا بدعوتك اليوم لمشاهدة المنافسة في الحيلة والسرور والمعرفة بموضوع الكيمياء بين فرق الصف التاسع.

ندعو فريق "Chemists" (مقدمة الفريق ، تحية) ندعو فريق "Lyrics" (مقدمة الفريق ، التحية)

قيادة:

قبل بدء المنافسة ، يؤدي قادة الفريق اليمين.

قسم النقباء.

نحن ، قادة فريق الكيميائيين (Lyrics) ، قمنا بتجميع فرقنا في ميدان المبارزة الكيميائي وأمام فرقنا والمشجعين ولجنة التحكيم وكتاب الكيمياء الحكيم ، نقسم رسميًا:

1) كن صادقا. تعليم الكيمياء اللامنهجي المبدع

2) لا تصب الحامض على بعضها جسديا وعقليا.

3) لا تستخدم أساليب المصارعة والملاكمة والكاراتيه عند حل المهام الكيميائية.

4) لا تفقد روح الدعابة لديك حتى نهاية المساء.

قيادة:

الآن الاحماء. موضوع الإحماء: "المشاكل البيئية والكيمياء. من المذنب؟ أعدت الفرق 4 أسئلة لبعضها البعض.

يبدأ كيميائيو الفريق أولاً.

يبدو السؤال - 1 دقيقة. للمناقشة.

استجابة الأمر.

يطرح فريق Lyrica سؤاله الأول.

(إلخ لأربعة أسئلة).

قيادة:

الانتقال إلى المسابقات.

1. "تخمين".

نعلن عن مسابقة خروج داخل المدرسة. ندعو 2 أشخاص. التكليف: "اذهب إلى هناك ، لا أعرف إلى أين ، أحضر شيئًا ، لا أعرف ماذا." (الوقت 25 دقيقة).

2. "الجدول D.I. منديليف ".

تتطلب المسابقة الثانية من الطلاب معرفة النظام الدوري. من فوضى العلامات ، اختر العناصر الكيميائية واكتبها وقم بتسميتها. مرر البطاقات إلى هيئة المحلفين.

3. "ارسمها بنفسك".

المسابقة الثالثة تدعو من يستطيع الرسم. معصوب العينين ، ارسم ما يقرأه المقدم. (1 دقيقة.).

يوجد في غرفة الكيمياء طاولة على السبورة ، قارورة على المنضدة ، يتم إطلاق غاز بني من القارورة.

مسحوب. أي نوع من الغاز يمكن أن يكون؟ (NO2).

كلمة هيئة المحلفين.

قيادة:

منافسة القادة. (ادعُ إلى المنصة ، واعرض الجلوس ، وأعطِ قطعة من الورق وقلمًا).

سوف تستمع إلى قصة يتم فيها تسمية العناصر الكيميائية أو المواد الكيميائية. اكتبهم باستخدام العلامات الكيميائية.

قصة الكيمياء.

كان في أوروبا ، وربما في أمريكا. جلسنا مع بوهر وبيركلي في فيرمييا. كان البوتاسيوم جالسًا أيضًا. أقول: يكفي أكسجين يفسد ، وكبريت في الروح. دعنا نذهب إلى الروبيديوم ". وبيركل: "أنا من بلاد الغال ، إذن واحد. ولن أعطي اثنين من روبيديا. لماذا يجب أن أترك هولميوم وفيرمي تمامًا؟ " أنا هنا ، مثل أكتينيوس نفسه ، وأقول: "بلاتينيوم ، وهذا كل شيء!" وأخيرا البلاديوم. بدأوا يفكرون في من يذهبون إلى الباريوم. ويقول بركيل: "أنا أعرج تمامًا". هنا بور بلومبوم علينا ، وأمسك روبيدنا تحت الزرنيخ وذهب. نحن الراديوم. يجلس كوري وينتظر بوهر. فجأة نسمع: "أوروم ، أوروم!" أقول: "لا بوهر!" وبيركليوم: "لا نيون!" وهو نفسه ماكر ، يقف مع جاليوم ، ويسلمها إلى ثاليوس ولي ، شيئًا عن فرانتيوس. البلوتونيوم القديم. ثم مرة أخرى: "أوروم ، أوروم!" ننظر ، بور يركض ، وخلفه توجد الكوبالت والأرجون والهافنيوم المجاور له ، والتيربيوم خلف الزرنيخ ، حيث تكمن روبيديا. أصبح بور Lutetsky تمامًا. يصرخ ويلوح بيديه. فجأة ننظر ، والروبيديوم لدينا في الأرجون في عطارد. هنا يخذلنا بيركلي. ستانوم هو على أطرافه الأربعة ، وهو مثل Strontsky ، Strontsky ويقول: "Argonchik ، أخبر Hafniy". الأرجون صامت وسيزيوم فقط من خلال أسنانه المشدودة "Rrrrr". هنا بيركلي ، أيضًا ، وقف لوتيتسكي ، وبينما كان يصرخ ، "اخرج" ، هرب أرغون بعيدًا. ويقول بيركلي بورو أيضًا: "أعط الروبيديوم". البورون: "ليس البريليوم ، أنا الروبيديوم الخاص بك. ماذا ، أنا الروديوم أم ماذا؟ استاتيني وحدي ". وقال بركليوم له: "إذا رأيتك في فيرمية مرة أخرى ، فإن الصوديوم سيكون أذنيك".

يقوم القباطنة بتسليم الأوراق مع علامات مكتوبة على العناصر الكيميائية ، والتي ورد ذكرها في القصة.

4. المسابقة الرابعة "المجربون" يتم دعوة شخصين من الفريق. من لجنة التحكيم ، ممثل واحد للإشراف.

الخبرة: "فصل المخاليط"

أ) برادة الرمل والحديد

أ) برادة الخشب والحديد

ب) الرمل والسكر

ب) الملح والطين

الخبرة: "التعرف على المواد"

أ) KOH ، H2SO4 ، بوكل

أ) هيدروكسيد الصوديوم ، با (أوه) 2 ، Н2SO4

الخبرة: "احصل على المواد التالية"

تلخيص نتائج مسابقة القباطنة.

كلمة هيئة المحلفين.

5. مسابقة الموسيقى. تم تكليف الفرق بإعداد أغنية والرقص على موضوع كيميائي.

تلخيص نتائج مسابقة المجربين.

6. مسابقة "التنازل من الظرف".

1) أي نوع من الحليب لا يشربون؟

2) ما هو العنصر الذي هو أساس الطبيعة غير الحية؟

3) في أي ماء يذوب الذهب؟

4) لأي عنصر في شكل مادة بسيطة ، هل يدفعون أكثر من الذهب ، ثم على العكس يدفعون للتخلص منه؟

5) ما هو اسم المجتمع العلمي للكيميائيين السوفيت؟

6) ما هو التآصل؟ أعط أمثلة.

قيادة:

نستمع إلى المشاركين في المسابقة الخارجية.

التحضير للواجب المنزلي.

في هذا الوقت ، تلخص لجنة التحكيم أحدث المسابقات.

إذا لم تكن الفرق جاهزة بعد ، فسيتم طرح الأسئلة على الجماهير. لكل إجابة صحيحة ، تُعطى المروحة دائرة ، ويضاف الفريق نقطة واحدة.

1. هل يوجد معدن يذوب في اليد؟

2. ما هو حمض الجليدية؟

3. ما هو الذهب الأبيض؟

4. ما الكحول لا يحترق؟

قيادة:

يتم عرض الواجب المنزلي من قبل فريق الكيميائيين (كلمات)

الموضوع: "درس في الكيمياء في القرن الماضي".

تلخيص.

مكافأة المشاركين.

الأدب:

1. Blokhina O.G. أنا ذاهب إلى درس في الكيمياء: كتاب للمعلم. - م: دار النشر "أول سبتمبر" 2001.

2. Bocharova S.I. الأنشطة اللامنهجية في الكيمياء. 8-9 درجات - فولغوغراد: ITD "Coryphaeus" ، 2006

3. كورغان إس. الأنشطة اللامنهجية في الكيمياء: الاختبارات القصيرة والأمسيات الكيميائية - موسكو: 5 للمعرفة ، 2006.

4. CRC في الكيمياء ، قرص للصف 9. 1C Education 4. school: JSC "1C"، 2006

تم النشر في Allbest.ru

وثائق مماثلة

دراسة العلاقة بين الأدب والكيمياء بمثال الأعمال الفنية والأخطاء الكيميائية في الأدب. صور فنية للمعادن في كلمات ليرمونتوف. تحليل تأثير الأعمال الفنية على الاهتمام المعرفي للطلاب بالكيمياء.

أطروحة تمت إضافة 09/23/2014


يجعل العمل البحثي من الممكن تطوير النشاط المعرفي ، والإبداع لدى الطلاب ، ويساعد على تكوين الاهتمام بالمعرفة العلمية ، ويطور التفكير. يمكن إجراء العمل البحثي بعد ساعات.

تمت إضافة المقال في 03/03/2008


اعتماد تكوين حافز الطلاب لدراسة الكيمياء على الظروف التربوية لتنظيم العملية التربوية. أهم الشروط التربوية التي تحدد الدافع لدراسة الكيمياء لدى طلاب الصف التاسع قبل الملف الشخصي.

تمت إضافة أطروحة بتاريخ 04/13/2009


تعريف غير تقليدي للكيمياء. غرس الاهتمام بدراسة الموضوع. إجراء البدء في الكيميائيين من أجل اختبار الملاءمة المهنية للمرشحين لتنفيذ التحولات بين المواد. الكيمياء في الألغاز والألغاز والتجارب.

تمت إضافة العرض التقديمي 03/20/2011


- تكوين الاستعداد العام لتقرير المصير ، وتفعيل مشكلة اختيار المهنة ؛ لتوسيع معرفة الطلاب حول المهن المختلفة ، لتشكيل اهتمام بالمهن. رسم وإجراءات إجراء اختبار احترافي لطلاب الصف السابع.

تطوير الدرس ، تمت الإضافة في 08/25/2011


من هو المعلم وما هي مهمته في حياة الطالب. قدرة المعلم على تثقيف الطلاب بشكل مستقل ، والقدرة على العيش والبقاء في العالم ، والقدرة على الاتصال بالناس ، وتطوير المهارات والقدرات ، وإرشادهم على الطريق الصحيح.

مقال ، تمت إضافة 01/19/2014


مفهوم وأنواع التحكم في معرفة الطلاب وتقييم فعاليتهم العملية. طرق تنظيم الرقابة الموضوعية ، وضمان فاعلية العملية التعليمية ، ومنهجية تنفيذها ، وخصوصيات التنفيذ في دروس الكيمياء في المدرسة.

أطروحة تمت إضافة 06/15/2010


المعرفي والتربوي وتطوير وتثقيف أهداف النشاط اللامنهجي ومعداته وقواعد لعبة "الجلاد". التحليل النفسي للأنشطة التربوية ، وتكوين المواقف القيمية لدى الطلاب تجاه التاريخ والمجتمع.

العمل العملي ، تمت إضافة 01/19/2010


تبرير اختيار شكل موضوع الحدث التربوي. العمل المنجز قبل الحدث. خطة الأنشطة التعليمية. مسار الحدث التربوي (سيناريو). تلخيص وتحديد الفائز.

تقرير الممارسة ، تمت إضافة 04/17/2007


تحليل المؤلفات العلمية حول منهجية القراءة اللامنهجية. إعداد وإجراء القراءة اللامنهجية في دروس الأدب. وضع خطة درس للقراءة اللامنهجية على أساس قصيدة ب. أحمدولينا "حكاية المطر" لطلبة الصفوف السابع والثامن.