Aivorengas "kemia ojentaa laajasti kätensä ihmisasioissa." Yhdessä varhaisessa työssään "Elements of Mathematical Chemistry" Lomonosov ehdotti lyhyttä määritelmää kemialle.

Sivu 7/8

Kemia on yleistä...

Jälleen timantista

Hiottu ja kiillotettu timantti muuttuu timantiksi, eikä sille ole vertaansa jalokivien joukossa.

Jalokivikauppiaat arvostavat erityisesti sinisiä timantteja. Ne ovat luonteeltaan järjettömän harvinaisia, ja siksi he maksavat niistä aivan hullua rahaa.

Mutta Jumala olkoon heidän kanssaan, timanttikorujen kanssa. Olkoon tavallisia timantteja enemmän, jotta sinun ei tarvitse täristä jokaista pientä kristallia.

Valitettavasti maapallolla on vain muutamia timanttiesiintymiä ja vielä vähemmän rikkaita. Yksi heistä on Etelä-Afrikassa. Ja se tuottaa edelleen jopa 90 prosenttia maailman timantituotannosta. Paitsi Neuvostoliitto. Jakutian suurin timanttialue löydettiin kymmenen vuotta sitten. Nyt siellä harjoitetaan teollista timanttikaiunnosta.

Luonnontimanttien muodostuminen vaati poikkeuksellisia olosuhteita. Valtavat lämpötilat ja paineet. Timantit syntyivät maan syvyyksissä. Paikoin timanttipitoisia sulatteita purskahti pintaan ja kiinteytyi. Mutta tämä tapahtui erittäin harvoin.

Onko mahdollista tulla toimeen ilman luonnon palveluita? Voiko ihminen luoda timantteja itse?

Tieteen historiassa on kirjattu yli tusina yritystä saada keinotekoisia timantteja. (Muuten, yksi ensimmäisistä "onnenetsijöistä" oli Henri Moissan, joka eristi vapaata fluoria.) Yksikään heistä ei menestynyt. Joko menetelmä oli pohjimmiltaan väärä tai kokeilijoilla ei ollut laitteita, jotka kestäisivät korkeimpien lämpötilojen ja paineiden yhdistelmän.

Vasta 1950-luvun puolivälissä uusin tekniikka löysi vihdoin avaimet keinotekoisten timanttien ongelman ratkaisemiseen. Alkuperäinen raaka-aine oli odotetusti grafiitti. Hän altistui samanaikaisesti 100 tuhannen ilmakehän paineelle ja noin 3 tuhannen asteen lämpötilalle. Nyt timantteja valmistetaan monissa maailman maissa.

Mutta täällä olevat kemistit voivat vain iloita yhdessä kaikkien kanssa. Heidän roolinsa ei ole niin suuri: fysiikka otti pääasia.

Mutta kemistit ovat onnistuneet jossain muussa. Ne auttoivat merkittävästi jalostamaan timanttia.

Miten tätä voidaan parantaa? Mikä voisi olla täydellisempää kuin timantti? Sen kristallirakenne on kristallimaailman täydellisyyttä. Timanttikiteiden hiiliatomien ihanteellinen geometrinen järjestely johtuu siitä, että timanttikiteet ovat niin kovia.

Et voi tehdä timantista kovempaa kuin se on. Mutta voit tehdä aineesta timanttia kovemman. Ja kemistit ovat luoneet raaka-aineita tätä varten.

On boorin kemiallinen yhdiste typen kanssa - boorinitridi. Ulkoisesti se on merkityksetön, mutta yksi sen piirre on hälyttävä: sen kiderakenne on sama kuin grafiitilla. "Valkoinen grafiitti" - tämä nimi on pitkään annettu boorinitridille. Totta, kukaan ei yrittänyt tehdä siitä lyijykynän johtoja ...

Kemistit ovat löytäneet halvan tavan syntetisoida boorinitridi. Fyysikot suorittivat hänelle julmia kokeita: satoja tuhansia ilmakehyksiä, tuhansia asteita ... Heidän toimiensa logiikka oli erittäin yksinkertainen. Koska "musta" grafiitti on muuttunut timantiksi, onko mahdollista saada "valkoisesta" grafiitista timantin kaltaista ainetta?

Ja he saivat niin sanotun boratsonin, joka ylittää timantin kovuudessaan. Se jättää naarmuja sileisiin timanttireunoihin. Ja se kestää korkeampia lämpötiloja - et vain voi polttaa boratsonia.

Borazon on edelleen kallis. Tulee paljon vaivaa saada se paljon halvemmaksi. Mutta tärkein asia on jo tehty. Ihminen osoittautui jälleen kykeneväksi luontoon.

... Ja tässä on toinen viesti, joka tuli äskettäin Tokiosta. Japanilaiset tiedemiehet ovat onnistuneet valmistamaan aineen, jonka kovuus on huomattavasti parempi kuin timantti. He altistivat magnesiumsilikaatin (magnesiumista, piistä ja hapesta valmistettu yhdiste) 150 tonnin paineeseen neliösenttimetriä kohti. Ilmeisistä syistä synteesin yksityiskohtia ei mainosteta. Vastasyntyneellä "lujuuden kuninkaalla" ei ole vielä nimeä. Mutta sillä ei ole väliä. Toinen asia on tärkeämpi: ei ole epäilystäkään siitä, että lähitulevaisuudessa timantti, joka oli vuosisatojen ajan kovimpien aineiden listan kärjessä, ei ole tällä listalla ensimmäisellä sijalla.

Loputtomat molekyylit

Nykyään kumia ja siitä valmistettuja tuotteita hankitaan sadoista tehtaista ja tehtaista. Ja muutama vuosikymmen sitten kaikkialla maailmassa luonnonkumia käytettiin kumin valmistukseen. Sana "kumi" tulee intialaisesta "kao-chao", joka tarkoittaa "hevean kyyneleitä". Ja hevea on puu. Keräämällä ja käsittelemällä sen maitomaista mehua tietyllä tavalla ihmiset saivat kumia.

Kumista voidaan tehdä monia hyödyllisiä asioita, mutta on sääli, että sen louhinta on erittäin työlästä ja Hevea kasvaa vain tropiikissa. Ja teollisuuden tarpeiden tyydyttäminen luonnollisilla raaka-aineilla osoittautui mahdottomaksi.

Täällä kemia tuli ihmisten avuksi. Ensinnäkin kemistit kysyivät: miksi kumi on niin joustavaa? Heiltä kesti kauan tutkia "hevean kyyneleitä", ja lopulta he löysivät vihjeen. Kävi ilmi, että kumimolekyylit on rakennettu hyvin omituisella tavalla. Ne koostuvat suuresta määrästä toistuvia identtisiä lenkkejä ja muodostavat jättimäisiä ketjuja. Tietenkin tällainen "pitkä" molekyyli, joka sisältää noin viisitoista tuhatta linkkiä, pystyy taipumaan kaikkiin suuntiin, ja sillä on myös elastisuutta. Tämän ketjun linkki osoittautui hiileksi, isopreeni C5H8, ja sen rakennekaava voidaan kuvata seuraavasti:

Keinotekoisen kumin saannin ongelma on huolestuttanut tutkijoita ja insinöörejä pitkään.

Vaikuttaa siltä, ​​​​että asia ei ole niin kuuma, kuinka hankala. Hanki ensin isopreeni. Laita se sitten polymeroitumaan. Sido yksittäiset isopreeniyksiköt pitkiksi, taipuisiksi synteettisiksi kumiketjuiksi.

Ja kemistien oli keksittävä tapoja saada isopreeniyksiköt kiertymään ketjussa oikeaan suuntaan.

Maailman ensimmäinen teollinen synteettinen kumi valmistettiin Neuvostoliitossa. Akateemikko Sergei Vasilievich Lebedev valitsi tähän toisen aineen - butadieeni:

Nykyään tunnetaan melko suuri määrä keinokumeja (toisin kuin luonnollisia, niitä kutsutaan nykyään usein elastomeereiksi).

Itse luonnonkumilla ja siitä valmistetuilla tuotteilla on merkittäviä haittoja. Joten se turpoaa voimakkaasti öljyissä ja rasvoissa, ei kestä monien hapettimien, erityisesti otsonin, toimintaa, jonka jäämiä on aina ilmassa. Luonnonkumista valmistettujen tuotteiden valmistuksessa se on vulkanoitava eli altistettava korkeille lämpötiloille rikin läsnä ollessa. Näin kumi muuttuu kumiksi tai eboniittiksi. Luonnonkumista valmistettujen tuotteiden (esim. autonrenkaat) käytön aikana syntyy huomattava määrä lämpöä, mikä johtaa niiden ikääntymiseen, nopeaan kulumiseen.

Siksi tutkijoiden oli huolehdittava uusien synteettisten kumien luomisesta, joilla olisi paremmat ominaisuudet. Siellä on esimerkiksi kumiperhe nimeltä buna. Se tulee kahden sanan alkukirjaimista: "butadieeni" ja "natrium". (Natrium toimii katalyyttinä polymeroinnissa.) Useat tämän perheen elastomeerit ovat osoittautuneet erinomaisiksi. Ne menivät pääasiassa autonrenkaiden valmistukseen.

Niin sanotut polyuretaanikumit ovat hyvin omituisia. Korkean veto- ja vetolujuuden ansiosta ikääntyminen ei vaikuta niihin lähes lainkaan. Polyuretaanielastomeerista valmistetaan niin kutsuttu vaahtokumi, joka soveltuu istuinten verhoiluun.

Viimeisen vuosikymmenen aikana on kehitetty kumia, joita tiedemiehet eivät edes ajatelleet aiemmin. Ja ennen kaikkea organopii- ja fluorihiiliyhdisteisiin perustuvat elastomeerit. Näille elastomeereille on ominaista korkean lämpötilan kestävyys, kaksinkertainen luonnonkumiin verrattuna. Ne kestävät otsonia, eikä fluorihiilipohjainen kumi pelkää edes savuavaa rikki- ja typpihappoa.

Mutta siinä ei vielä kaikki. Viime aikoina on saatu ns. karboksyylipitoisia kumeja, butadieenin ja orgaanisten happojen kopolymeerejä. Ne osoittautuivat erittäin vetolujuuksiksi.

Voidaan sanoa, että luonto luovutti tässäkin ensisijaisesti ihmisen luomille materiaaleille.

Timanttisydän ja sarvikuonon iho

Otetaan yksinkertaisin hiilivety, CH 4 -metaani. Mitä tapahtuu, jos metaanissa olevat vetyatomit korvataan happiatomeilla? Hiilidioksidi CO 2. Ja jos rikkiatomeille? Erittäin haihtuva myrkyllinen neste, hiilisulfidi CS 2. Entä jos korvaamme kaikki vetyatomit klooriatomeilla? Saamme myös hyvin tunnetun aineen: hiilitetrakloridin. Entä jos kloorin sijaan otetaan fluoria?

Kolme vuosikymmentä sitten harvat pystyivät vastaamaan tähän kysymykseen jollain ymmärrettävällä tavalla. Kuitenkin meidän aikanamme fluorihiiliyhdisteet ovat jo itsenäinen kemian ala.

Fysikaalisten ominaisuuksiensa perusteella fluorihiilivedyt ovat lähes täydellisiä hiilivetyjen analogeja. Mutta tähän niiden yleiset ominaisuudet päättyvät. Fluorihiilivedyt, toisin kuin hiilivedyt, osoittautuivat erittäin reaktiivisiksi aineiksi. Lisäksi ne ovat erittäin lämmönkestäviä. Ei ole turhaa, että niitä kutsutaan joskus aineiksi, joilla on "timanttisydän ja sarvikuonon iho".

Toisaalta ioneiksi muuttuneiden fluoriatomien on erittäin vaikea luovuttaa elektroniaan, eivätkä ne "halua" reagoida muiden atomien kanssa. Loppujen lopuksi fluori on aktiivisin ei-metalleista, eikä käytännössä mikään muu ei-metalli voi hapettaa ioniaan (ottaa elektronin ionistaan). Ja hiili-hiili-sidos on itsestään vakaa (muista timantti).

Fluorihiilivedyt ovat löytäneet laajimman sovelluksen juuri niiden inertiteettinsä vuoksi. Esimerkiksi fluorihiilivedyistä valmistettu muovi, niin kutsuttu teflon, on vakaa 300 asteeseen kuumennettaessa, se ei sovellu rikki-, typpi-, suola- ja muiden happojen vaikutuksille. Kiehuvat alkalit eivät vaikuta siihen, se ei liukene kaikkiin tunnettuihin orgaanisiin ja epäorgaanisiin liuottimiin.

Ei ole syytä, että PTFE:tä kutsutaan joskus "orgaaniseksi platinaksi", koska se on hämmästyttävä materiaali kemiallisten laboratorioiden, erilaisten teollisuuskemiallisten laitteiden, putkien valmistukseen kaikenlaisiin tarkoituksiin. Uskokaa minua, monet asiat maailmassa olisi tehty platinasta, jos se ei olisi niin kallista. Fluoroplasti on suhteellisen halpaa.

Kaikista maailmassa tunnetuista aineista fluoroplasti on liukkain. Pöydälle heitetty fluoroplastinen kalvo kirjaimellisesti "virtaa alas" lattialle. PTFE-laakerit vaativat vähän tai ei ollenkaan voitelua. Lopuksi fluoroplasti on upea eriste, ja lisäksi se on erittäin lämmönkestävä. PTFE-eristys kestää kuumennuksen jopa 400 asteeseen (lyijyn sulamispisteen yläpuolella!).

Tämä on fluoroplastia - yksi upeimmista ihmisen luomista keinotekoisista materiaaleista.

Nestemäiset fluorihiilivedyt ovat syttymättömiä eivätkä jäädy erittäin alhaisissa lämpötiloissa.

Hiilen ja piin liitto

Tiedemiehet päättivät "korjata" tämän piipuutteen. Itse asiassa pii on yhtä neliarvoinen kuin hiili. Totta, hiiliatomien välinen sidos on paljon vahvempi kuin piiatomien välinen sidos. Mutta sitten pii ei ole niin aktiivinen elementti.

Ja jos sen mukana oli mahdollista saada orgaanisten yhdisteiden kaltaisia ​​yhdisteitä, mitä hämmästyttäviä ominaisuuksia niillä voisi olla!

Aluksi tutkijoilla ei ollut onnea. On totta, että pii voi muodostaa yhdisteitä, joissa sen atomit vuorottelevat happiatomien kanssa:

Menestys tuli, kun piiatomit päätettiin yhdistää hiiliatomeihin. Tällaisilla yhdisteillä, joita kutsutaan organopiiksi tai silikoneiksi, on itse asiassa useita ainutlaatuisia ominaisuuksia. Niiden perusteella on luotu erilaisia ​​hartseja, joiden avulla on mahdollista saada muovia, joka kestää korkeita lämpötiloja pitkään.

Organopiipolymeerien pohjalta valmistetuilla kumeilla on arvokkaimmat ominaisuudet, esimerkiksi lämmönkestävyys. Jotkut silikonikumityypit kestävät jopa 350 asteen lämpötiloja. Kuvittele autonrengas, joka on valmistettu tällaisesta kumista.

Silikonikumit eivät turpoa lainkaan orgaanisissa liuottimissa. He alkoivat valmistaa erilaisia ​​putkia polttoaineen pumppaamiseen.

Joillakin silikoninesteillä ja -hartseilla on vähän tai ei ollenkaan viskositeetin muutosta laajalla lämpötila-alueella. Tämä avasi tien niiden käyttöön voiteluaineina. Alhaisen haihtuvuuden ja korkean kiehumispisteensä vuoksi silikoninesteitä käytetään laajalti pumpuissa korkean tyhjiön aikaansaamiseksi.

Orgaaniset piiyhdisteet ovat vettä hylkiviä, ja tämä arvokas laatu on otettu huomioon. Niitä alettiin käyttää vettä hylkivien kankaiden valmistukseen. Mutta se ei koske vain kankaita. On tunnettu sananlasku "vesi kuluttaa kiven". Tärkeiden rakenteiden rakentamisen aikana testattiin rakennusmateriaalien suojausta erilaisilla organopiinesteillä. Kokeilut onnistuivat.

Viime aikoina silikonien pohjalta on luotu vahvoja lämpöä kestäviä emaleja. Tällaisilla emaleilla päällystetyt kupari- tai rautalevyt kestävät kuumennuksen jopa 800 asteeseen useita tunteja.

Ja tämä on vasta alkua eräänlaiselle hiilen ja piin liitolle. Mutta tällainen "kaksoisliitto" ei enää tyydytä kemistejä. He asettivat tehtäväksi lisätä molekyyleihin organopiiyhdisteitä ja muita alkuaineita, kuten esimerkiksi alumiinia, titaania, booria. Tiedemiehet ovat onnistuneesti ratkaisseet ongelman. Näin syntyi täysin uusi aineluokka - polyorganometallosiloksaanit. Tällaisten polymeerien ketjut voivat sisältää erilaisia ​​linkkejä: pii - happi - alumiini, pii - happi - titaani, pii - happi - boori ja muut. Tällaiset aineet sulavat 500-600 asteen lämpötiloissa ja kilpailevat tässä mielessä monien metallien ja metalliseosten kanssa.

Kirjallisuudessa jotenkin välähti viesti, että japanilaisten tiedemiesten väitetään onnistuneen luomaan polymeerimateriaalin, joka kestää jopa 2000 asteen kuumennuksen. Tämä voi olla virhe, mutta virhe, joka ei ole liian kaukana totuudesta. Termi "lämmönkestävät polymeerit" pitäisi pian sisällyttää nykyaikaisen tekniikan uusien materiaalien pitkälle listalle.

Upeat seulat

Ensinnäkin, kuten monet muovit, ne ovat liukenemattomia veteen ja orgaanisiin liuottimiin. Ja toiseksi, ne sisältävät niin sanotut ionogeeniset ryhmät, toisin sanoen ryhmät, jotka voivat antaa tiettyjä ioneja liuottimessa (erityisesti vedessä). Siten nämä yhdisteet kuuluvat elektrolyyttien luokkaan.

Niissä oleva vetyioni voidaan korvata jollain metallilla. Näin ionien vaihto tapahtuu.

Näitä ainutlaatuisia yhdisteitä kutsutaan ioninvaihtimiksi. Niitä, jotka pystyvät olemaan vuorovaikutuksessa kationien (positiivisesti varautuneiden ionien) kanssa, kutsutaan kationinvaihtimiksi, ja niitä, jotka ovat vuorovaikutuksessa negatiivisesti varautuneiden ionien kanssa, kutsutaan anioninvaihtimiksi. Ensimmäiset orgaaniset ioninvaihtimet syntetisoitiin 1930-luvun puolivälissä. Ja he saivat heti laajimman tunnustuksen. Ja tämä ei ole yllättävää. Todellakin, ioninvaihtimien avulla voit muuttaa kovan veden pehmeäksi, suolaiseksi vedeksi makeaksi.

Mutta ei vain veden suolanpoisto toi laajaa suosiota ioninvaihtimille. Kävi ilmi, että ioninvaihtajat pitävät ioneja eri tavoin, eri vahvuuksilla. Litiumionit ovat vahvempia kuin vetyionit, kalium-ionit ovat vahvempia kuin natriumionit, rubidium-ionit ovat vahvempia kuin kalium-ionit ja niin edelleen. Ioninvaihtimien avulla tuli mahdolliseksi erilaisten metallien erottaminen erittäin helposti. Ioninvaihtimilla on tärkeä rooli nyt ja eri teollisuudenaloilla. Esimerkiksi valokuvatehtaissa ei pitkään aikaan ollut sopivaa menetelmää arvokkaan hopean vangitsemiseen. Ioninvaihtosuodattimet ratkaisivat tämän tärkeän ongelman.

Voiko ihminen koskaan käyttää ioninvaihtimia arvokkaiden metallien erottamiseen merivedestä? Tähän kysymykseen on vastattava myöntävästi. Ja vaikka merivesi sisältää valtavan määrän erilaisia ​​suoloja, näyttää siltä, ​​että jalometallien saaminen siitä on lähitulevaisuudessa.

Nyt vaikeus on se, että kun merivettä johdetaan kationinvaihtimen läpi, sen sisältämät suolat eivät itse asiassa salli pienten arvometallien seoksia laskeutua kationinvaihtimeen. Viime aikoina on kuitenkin syntetisoitu niin kutsuttuja elektroninvaihtohartseja. Ne eivät vain vaihta ionejaan metalli-ioneiksi liuoksesta, vaan pystyvät myös pelkistämään tämän metallin luovuttamalla sille elektroneja. Viimeaikaiset kokeet tällaisilla hartseilla ovat osoittaneet, että jos hopeaa sisältävä liuos johdetaan niiden läpi, niin pian hartsille ei kerrostu hopeaioneja, vaan metallihopeaa, ja hartsi säilyttää ominaisuutensa pitkään. Näin ollen, jos suolojen seos johdetaan elektroninvaihtimen läpi, helpoimmin pelkistyvät ionit voidaan muuntaa puhtaiksi metalliatomeiksi.

Kemialliset kynnet

Mutta entä jos seoksessa on arvokasta kemiallista alkuainetta valtavan määrän kanssa sinulle arvottomia? Tai on tarpeen puhdistaa kaikki aineet haitallisista epäpuhtauksista, joita on erittäin pieninä määrinä.

Tätä tapahtuu melko usein. Ydinreaktorien rakentamisessa käytettävän zirkoniumin hafniumin epäpuhtaus ei saisi ylittää useita kymmenesosia prosenttia, ja tavallisessa zirkoniumissa se on noin kaksi kymmenesosaa prosenttia.

Kemistit ovat vuosisatojen ajan noudattaneet yksinkertaista reseptiä: "Like liukenee samanlaiseen". Epäorgaaniset aineet liukenevat hyvin epäorgaanisiin liuottimiin, orgaaniset - orgaanisiin. Monet mineraalihappojen suolat liukenevat helposti veteen, vedettömään fluorivetyhappoon ja nestemäiseen syaanivetyhappoon (syaanivetyhappo). Monet orgaaniset aineet liukenevat melko hyvin orgaanisiin liuottimiin - bentseeni, asetoni, kloroformi, hiilisulfidi jne., jne.

Ja miten aine käyttäytyy, joka on jotain orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden välissä? Yleensä kemistit tunsivat jossain määrin tällaiset yhdisteet. Joten klorofylli (vihreiden lehtien väriaine) on orgaaninen yhdiste, joka sisältää magnesiumatomeja. Se liukenee hyvin moniin orgaanisiin liuottimiin. Luonnolle tuntemattomia keinotekoisesti syntetisoituja organometallisia yhdisteitä on valtava määrä. Monet niistä pystyvät liukenemaan orgaanisiin liuottimiin, ja tämä kyky riippuu metallin luonteesta.

Kemistit päättivät pelata tällä.

Ydinreaktorien toiminnan aikana tulee aika ajoin tarpeen vaihtaa käytettyjä uraanilohkoja, vaikka niissä olevien epäpuhtauksien (uraanin fissiopalasten) määrä ei yleensä ylitä prosentin tuhannesosaa. Ensin lohkot liuotetaan typpihappoon. Kaikki uraani (ja muut ydinmuutosten seurauksena muodostuneet metallit) muuttuu typpihapposuoloiksi. Tässä tapauksessa jotkut epäpuhtaudet, kuten ksenon, jodi, poistuvat automaattisesti kaasujen tai höyryjen muodossa, kun taas toiset, kuten tina, jäävät sedimenttiin.

Mutta saatu liuos sisältää uraanin lisäksi monien metallien, erityisesti plutoniumin, neptuniumin, harvinaisten maametallien, teknetiumin ja joidenkin muiden epäpuhtauksia. Täällä orgaaniset aineet tulevat apuun. Uraanin ja epäpuhtauksien liuos typpihapossa sekoitetaan orgaanisen aineen - tributyylifosfaatin - liuokseen. Tässä tapauksessa lähes kaikki uraani siirtyy orgaaniseen faasiin ja epäpuhtaudet jäävät typpihappoliuokseen.

Tätä prosessia kutsutaan uuttamiseksi. Kaksoisuuton jälkeen uraani on lähes vapautettu epäpuhtauksista ja sitä voidaan käyttää uudelleen uraanilohkojen valmistukseen. Ja loput epäpuhtaudet käytetään edelleen erottamiseen. Niistä erotetaan tärkeimmät osat: plutonium, joitain radioaktiivisia isotooppeja.

Samoin zirkonium ja hafnium voidaan erottaa.

Uuttoprosesseja käytetään nykyään laajalti tekniikassa. Heidän avullaan he eivät ainoastaan ​​puhdista epäorgaanisia yhdisteitä, vaan myös monia orgaanisia aineita - vitamiineja, rasvoja, alkaloideja.

Kemia valkoisessa takissa

Keskiajalla kemian ja lääketieteen liitto vahvistui. Tuolloin kemia ei ollut vielä ansainnut oikeutta kutsua sitä tieteeksi. Hänen näkemyksensä olivat liian epämääräisiä, ja hänen voimansa olivat hajallaan pahamaineisen viisasten kiven turhaan etsinnässä.

Mutta mystiikan verkoissa uppoutuessaan kemia oppi parantamaan ihmisiä vakavista vaivoista. Näin iatrokemia syntyi. Tai lääketieteellinen kemia. Ja monia kemistejä 1500-, 1700- ja 1700-luvuilla kutsuttiin farmaseuteiksi, proviisoreiksi. Vaikka he harjoittivat puhtainta vesikemiaa, he valmistivat erilaisia ​​parantavia lääkkeitä. Totta, he tekivät ruokaa sokeasti. Ja nämä "lääkkeet" eivät aina hyödyttäneet henkilöä.

"Apteekkarien" joukossa Paracelsus oli yksi näkyvimmistä. Hänen lääkkeiden luetteloon kuuluivat elohopea- ja rikkivoiteet (muuten niitä käytetään edelleen ihosairauksien hoitoon), rauta- ja antimonisuolat sekä erilaiset kasvismehut.

Jos selaamme nykyaikaisia ​​reseptiohjekirjoja, huomaamme, että 25 prosenttia lääkkeistä on niin sanotusti luonnonlääkkeitä. Niitä ovat eri kasveista tehdyt uutteet, tinktuurat ja keitteet. Kaikki muu on keinotekoisesti syntetisoituja, luonnolle tuntemattomia lääkeaineita. Kemian voimalla luodut aineet.

Ensimmäinen lääkeaineen synteesi tehtiin noin 100 vuotta sitten. Salisyylihapon parantava vaikutus reumaan on tiedetty pitkään. Mutta sen erottaminen kasvimateriaaleista oli vaikeaa ja kallista. Vasta vuonna 1874 oli mahdollista kehittää yksinkertainen menetelmä salisyylihapon saamiseksi fenolista.

Tämä happo muodosti perustan monille lääkkeille. Esimerkiksi aspiriini. Pääsääntöisesti lääkkeiden "elämä" on lyhytikäinen: vanhat korvataan uusilla, edistyneemmillä, kehittyneemmillä lääkkeillä taistelussa erilaisia ​​​​sairauksia vastaan. Aspiriini on tässä suhteessa eräänlainen poikkeus. Joka vuosi hän paljastaa kaikki uudet, aiemmin tuntemattomat upeat ominaisuudet. Osoittautuu, että aspiriini ei ole vain kuumetta alentava ja kipulääke, vaan sen käyttöalue on paljon laajempi.

Hyvin "vanha" lääke on tunnettu pyramidoni (syntynyt vuonna 1896).

Nyt yhden päivän sisällä kemistit syntetisoivat useita uusia lääkeaineita. Monilla eri ominaisuuksilla, monenlaisia ​​sairauksia vastaan. Kipulääkkeistä mielenterveysongelmia parantaviin lääkkeisiin.

Kemistillä ei ole jalompaa tehtävää parantaa ihmisiä. Mutta vaikeampaa tehtävää ei ole.

Saksalainen kemisti Paul Ehrlich yritti useiden vuosien ajan syntetisoida lääkettä kauheaa vaivaa - unihäiriötä - vastaan. Jokaisessa synteesissä jokin onnistui, mutta joka kerta Ehrlich pysyi tyytymättömänä. Vain 606. yrityksellä oli mahdollista saada tehokas lääke - salvarsan, ja kymmenet tuhannet ihmiset pystyivät toipumaan paitsi nukkumisesta myös toisesta salakavalasta sairaudesta - kupasta. Ja 914. yrityksellä Ehrlich sai vielä tehokkaamman lääkkeen - neosalvarsanin.

Kemikaalipullosta apteekin tiskille on pitkä matka. Tämä on lääketieteen laki: ennen kuin lääke on läpäissyt kattavan testin, sitä ei voi suositella käytettäväksi. Ja kun tätä sääntöä ei noudateta, tapahtuu traagisia virheitä. Ei kauan sitten länsisaksalaiset lääkeyritykset mainostivat uutta unilääkettä, Toledomidea. Pieni valkoinen pilleri nukahti jatkuvasta unettomuudesta kärsivän nopeasti ja syvään uneen. Toledomida lauloi ylistystä, ja hän osoittautui hirvittäväksi viholliseksi vauvoille, jotka eivät olleet vielä syntyneet. Kymmeniä tuhansia syntyneitä friikkejä - ihmiset maksoivat sellaisen hinnan siitä, että riittämättömästi testattua lääkettä rynnättiin vapauttamaan myyntiin.

Ja siksi kemistien ja lääkäreiden on tärkeää tietää paitsi, että tällainen ja sellainen lääke parantaa menestyksekkäästi sellaista ja sellaista sairautta. Heidän on selvitettävä perusteellisesti, kuinka se toimii, mikä on sen sairauksien torjunnan hienovarainen kemiallinen mekanismi.

Mitä syvemmälle tiedemiehet tunkeutuvat sairauden luonteeseen, sitä perusteellisempaa tutkimusta kemistit tekevät. Ja farmakologiasta on tulossa yhä tarkempi tiede, joka aiemmin harjoitti vain erilaisten lääkkeiden valmistusta ja niiden käyttöä eri sairauksia vastaan. Nyt farmakologin on oltava kemisti, biologi, lääkäri ja biokemisti. Joten solidomid-tragediat eivät koskaan toistu.

Lääkeaineiden synteesi on yksi kemistien, toisen luonnon luojien, tärkeimmistä saavutuksista.

... Tämän vuosisadan alussa kemistit yrittivät kovasti valmistaa uusia väriaineita. Ja niin kutsuttu sulfaniilihappo otettiin lähtötuotteeksi. Sillä on hyvin "joustava" molekyyli, joka pystyy erilaisiin uudelleenjärjestelyihin. Joissakin tapauksissa kemistit päättelivät, että sulfaniilihapon molekyyli voidaan muuntaa arvokkaan väriaineen molekyyliksi.

Ja niin kävi käytännössä. Mutta vuoteen 1935 asti kukaan ei uskonut, että synteettiset sulfonyylivärit olivat samanaikaisesti tehokkaita huumeita. Väriaineiden tavoittelu haihtui taustalle: kemistit alkoivat metsästää uusia lääkkeitä, joita kutsuttiin yhteisesti sulfalääkkeiksi. Tässä ovat tunnetuimpien nimet: sulfidiini, streptosidi, sulfatsoli, sulfadimetsiini. Tällä hetkellä sulfonamidit ovat yksi ensimmäisistä paikoista mikrobien torjuntaan tarkoitettujen kemiallisten aineiden joukossa.

... Etelä-Amerikan intiaanit loivat tappavan myrkyn - curaren chilibuhi-kasvin kuoresta ja juurista. Nuolen, jonka kärki oli kastettu curariin, osuma vihollinen kuoli välittömästi.

Miksi? Vastatakseen tähän kysymykseen kemistien oli ymmärrettävä perusteellisesti myrkyn mysteeri.

He havaitsivat, että curaren tärkein aktiivinen ainesosa on alkaloidi tubokurariini. Kun se tulee kehoon, lihakset eivät voi supistua. Lihakset muuttuvat liikkumattomiksi. Ihminen menettää kykynsä hengittää. Kuolema on tulossa.

Tietyissä olosuhteissa tämä myrkky voi kuitenkin olla hyödyllistä. Siitä voi olla hyötyä kirurgeille, kun he suorittavat erittäin monimutkaisia ​​leikkauksia. Esimerkiksi sydämessä. Kun sinun täytyy sammuttaa keuhkolihakset ja siirtää kehon tekohengitykseen. Näin kuolevainen vihollinen toimii ystävänä. Tubokurariini sisältyy kliiniseen käytäntöön.

Se on kuitenkin liian kallista. Ja tarvitsemme halvan ja edullisen lääkkeen.

Kemistit puuttuivat jälleen asiaan. He tutkivat tubokurariinimolekyyliä kaikkien artikkeleiden mukaan. He jakoivat sen kaikenlaisiin osiin, tutkivat syntyneet "fragmentit" ja selvittivät askel askeleelta yhteyden lääkkeen kemiallisen rakenteen ja fysiologisen aktiivisuuden välillä. Kävi ilmi, että sen toiminnan määräävät erityiset ryhmät, jotka sisältävät positiivisesti varautuneen typpiatomin. Ja että ryhmien välinen etäisyys tulisi määritellä tarkasti.

Nyt kemistit voisivat lähteä jäljittelemään luontoa. Ja jopa yrittää ylittää hänet. Ensin he saivat lääkkeen, joka ei ole teholtaan huonompi kuin tubokurariini. Ja sitten he paransivat sitä. Näin shinkuriini syntyi; se on kaksi kertaa niin aktiivinen kuin tubokurariini.

Ja tässä vielä silmiinpistävämpi esimerkki. Taistelee malariaa vastaan. He käsittelivät häntä kiniinillä (tai tieteellisesti kiniinillä), luonnollisella alkaloidilla. Kemistit sen sijaan onnistuivat luomaan plasmokiinin - aineen, joka on kuusikymmentä kertaa aktiivisempi kuin kiniini.

Nykyaikaisella lääketieteellä on valtava arsenaali työkaluja, niin sanotusti, kaikkiin tilanteisiin. Lähes kaikkia tunnettuja sairauksia vastaan.

On olemassa tehokkaita lääkkeitä, jotka rauhoittavat hermostoa ja palauttavat rauhallisuuden jopa ärtyneelle henkilölle. On olemassa esimerkiksi lääke, joka poistaa pelon tunteen kokonaan. Kukaan ei tietenkään suosittelisi sitä opiskelijalle, joka pelkää koetta.

On olemassa koko joukko niin sanottuja rauhoittavia lääkkeitä, rauhoittavia lääkkeitä. Näitä ovat esimerkiksi reserpiini. Sen käytöllä tiettyjen mielenterveyssairauksien (skitsofrenian) hoidossa oli kerralla valtava rooli. Kemoterapia on nyt ensimmäisellä sijalla taistelussa mielenterveyshäiriöitä vastaan.

Lääkekemian valloitukset eivät kuitenkaan aina ole positiivisia puolia. On olemassa esimerkiksi sellainen pahaenteinen (sitä on vaikea kutsua toisin) väline, kuten LSD-25.

Monissa kapitalistisissa maissa sitä käytetään lääkkeenä, joka aiheuttaa keinotekoisesti erilaisia ​​skitsofrenian oireita (kaikenlaisia ​​hallusinaatioita, joiden avulla "maallisista vaikeuksista" pääsee hetkeksi eroon). Mutta oli monia tapauksia, joissa LSD-25-pillereitä ottaneet ihmiset eivät palanneet normaalitilaansa.

Nykyaikaiset tilastot osoittavat, että suurin osa kuolemista maailmassa johtuu sydänkohtauksista tai aivoverenvuodoista (halvauksista). Kemistit taistelevat näitä vihollisia vastaan ​​keksimällä erilaisia ​​sydänlääkkeitä ja valmistamalla lääkkeitä, jotka laajentavat aivojen verisuonia.

Kemistien syntetisoimien tubasidin ja PASK:n avulla lääkärit onnistuvat voittamaan tuberkuloosin.

Ja lopuksi, tiedemiehet etsivät jatkuvasti keinoja torjua syöpää - tätä ihmiskunnan kauheaa vitsausta. Täällä on vielä paljon epäselvää ja tutkimatonta.

Lääkärit odottavat kemistiltä uusia ihmeaineita. He eivät odota turhaan. Tässä kemian on vielä näytettävä, mihin se pystyy.

Homeen ihme

Tämä sana on "antibiootit".

Mutta jopa aikaisemmin kuin sanalla "antibiootit", henkilö tutustui sanaan "mikrobit". Todettiin, että useat sairaudet, kuten keuhkokuume, aivokalvontulehdus, punatauti, lavantauti, tuberkuloosi ja muut, johtuvat mikro-organismeista. Niiden torjumiseksi tarvitaan antibiootteja.

Jo keskiajalla tiedettiin tiettyjen hometyyppien lääkevaikutuksista. Totta, keskiaikaisten eskulapilaisten esitykset olivat melko omituisia. Esimerkiksi uskottiin, että vain hirtettyjen tai rikoksista teloitettujen ihmisten kalloista otettu home auttoi sairauksien torjunnassa.

Mutta tämä ei ole välttämätöntä. Toinen asia on merkittävä: englantilainen kemisti Alexander Fleming, joka tutki yhtä hometyyppiä, eristi siitä aktiivisen aineen. Näin syntyi penisilliini, ensimmäinen antibiootti.

Kävi ilmi, että penisilliini on erinomainen ase taistelussa monia taudinaiheuttajia vastaan: streptokokit, stafylokokit jne. Se pystyy voittamaan jopa vaalean spirokeetan, kupan aiheuttajan.

Mutta vaikka Alexander Fleming löysi penisilliinin vuonna 1928, tämän lääkkeen kaava selvitettiin vasta vuonna 1945. Ja jo vuonna 1947 oli mahdollista suorittaa täydellinen penisilliinisynteesi laboratoriossa. Näytti siltä, ​​että tällä kertaa ihminen tarttui luontoon. Näin ei kuitenkaan ollut. Penisilliinin synteesi laboratoriossa ei ole helppo tehtävä. Se on paljon helpompi saada muotista.

Mutta kemistit eivät perääntyneet. Ja täällä he saivat sanoa mielipiteensä. Ei ehkä sanaakaan sanottavana, mutta teko on tehtävä. Tärkeintä on, että muotilla, josta penisilliiniä yleensä saadaan, on hyvin vähän "tuottavuutta". Ja tutkijat päättivät lisätä sen tuottavuutta.

He ratkaisivat tämän ongelman löytämällä aineita, jotka tunkeutuessaan mikro-organismin perinnölliseen laitteeseen muuttivat sen ominaisuuksia. Lisäksi uudet ominaisuudet pystyttiin perimään. Heidän avullaan kehitettiin uusi "sienirotu", joka oli paljon aktiivisempi penisilliinin tuotannossa.

Nykyään antibioottien valikoima on varsin vaikuttava: streptomysiini ja terramysiini, tetrasykliini ja aureomysiini, biomysiini ja erytromysiini. Kaiken kaikkiaan monimuotoisimpia antibiootteja tunnetaan nykyään noin tuhat ja niistä noin sata käytetään erilaisten sairauksien hoitoon. Ja kemialla on merkittävä rooli niiden tuotannossa.

Sen jälkeen kun mikrobiologit ovat keränneet niin sanotun viljelynesteen, joka sisältää mikro-organismipesäkkeitä, on kemistien vuoro.

Heidän edessään on tehtävä antibioottien, "aktiivisen aineen" eristäminen. Mobilisoidaan erilaisia ​​kemiallisia menetelmiä monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden uuttamiseksi luonnollisista "raaka-aineista". Antibiootit imeytyvät erityisillä imeytysaineilla. Tutkijat käyttävät "kemiallisia kynsiä" - he uuttavat antibiootteja erilaisilla liuottimilla. Puhdistettu ioninvaihtohartseilla, saostettu liuoksista. Näin saadaan raaka antibiootti, jota taas puhdistetaan pitkällä syklillä, kunnes lopulta se ilmestyy puhtaan kiteisen aineen muodossa.

Joitakin, kuten penisilliiniä, syntetisoivat edelleen mikro-organismit. Mutta muiden hankkiminen on vain puoliksi luonnollista.

Mutta on myös antibiootteja, esimerkiksi syntomysiini, jossa kemistit luopuvat kokonaan luonnon palveluista. Tämän lääkkeen synteesi alusta loppuun suoritetaan tehtaissa.

Ilman tehokkaita kemian menetelmiä sana "antibiootti" ei olisi koskaan ollut näin laajalti tunnettu. Eikä olisi ollut sitä todellista vallankumousta lääkkeiden käytössä, monien sairauksien hoidossa, joita nämä antibiootit tuottivat.

Hivenaineet - kasvivitamiinit

Biokemian kynnyksellä sellaiset pikkujutut jätettiin huomiotta. Ajatelkaapa joitain prosentin sadasosia tai tuhannesosia. Tuolloin he eivät tienneet kuinka määrittää tällaisia ​​määriä.

Analyysitekniikat ja -menetelmät paranivat, ja tutkijat löysivät yhä enemmän elementtejä elävistä esineistä. Mikroelementtien roolia ei kuitenkaan ollut mahdollista määrittää pitkään aikaan. Vaikka kemiallinen analyysi mahdollistaa lähes minkä tahansa näytteen epäpuhtauksien prosentin miljoonasosan ja jopa sadan miljoonasosan määrittämisen, monien hivenaineiden merkitystä kasvien ja eläinten elämälle ei ole vieläkään selvitetty. .

Mutta jotain tiedetään jo tänään. Esimerkiksi, että erilaiset organismit sisältävät elementtejä, kuten kobolttia, booria, kuparia, mangaania, vanadiinia, jodia, fluoria, molybdeeniä, sinkkiä ja jopa ... radiumia. Kyllä, se on radiumia, vaikkakin pieniä määriä.

Muuten, noin 70 kemiallista alkuainetta on nyt löydetty ihmiskehosta, ja on syytä uskoa, että koko jaksollinen järjestelmä sisältyy ihmisen elimiin. Lisäksi jokaisella elementillä on hyvin erityinen rooli. On jopa sitä mieltä, että monet sairaudet johtuvat kehon hivenainetasapainon rikkomisesta.

Raudalla ja mangaanilla on tärkeä rooli kasvien fotosynteesin prosessissa. Jos kasvatat kasvia maassa, jossa ei ole edes raudan jäämiä, sen lehdet ja varret ovat valkoisia kuin paperi. Mutta kannattaa ruiskuttaa tällainen kasvi rautasuolojen liuoksella, koska se saa luonnollisen vihreän värinsä. Kupari on myös välttämätön fotosynteesiprosessissa ja vaikuttaa typpiyhdisteiden imeytymiseen kasviorganismeissa. Kun kasveissa ei ole riittävästi kuparia, proteiinit muodostuvat erittäin heikosti, mukaan lukien typpi.

Boorin puuttuessa kasvit imevät fosforia huonosti. Boori edistää myös erilaisten sokereiden parempaa liikkumista kasvijärjestelmän läpi.

Hivenaineilla on tärkeä rooli paitsi kasveissa myös eläinorganismeissa. Kävi ilmi, että vanadiinin täydellinen puuttuminen eläinruoassa aiheuttaa ruokahaluttomuutta ja jopa kuoleman. Samanaikaisesti lisääntynyt vanadiinipitoisuus sikojen ruoassa johtaa niiden nopeaan kasvuun ja paksun rasvakerroksen laskeutumiseen.

Esimerkiksi sinkillä on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa ja se on osa eläinten punasoluja.

Maksa, jos eläin (ja jopa ihminen) on kiihtyneessä tilassa, vapauttaa mangaania, piitä, alumiinia, titaania ja kuparia yleiseen verenkiertoon, mutta kun keskushermosto on estynyt - mangaania, kuparia ja titaania ja viivästyy. piin ja alumiinin vapautuminen. Kehon veren hivenainepitoisuuden säätelyyn osallistuvat maksan lisäksi aivot, munuaiset, keuhkot ja lihakset.

Hivenaineiden roolin selvittäminen kasvien ja eläinten kasvussa ja kehityksessä on tärkeä ja kiehtova kemian ja biologian tehtävä. Lähitulevaisuudessa tämä johtaa varmasti erittäin merkittäviin tuloksiin. Ja se avaa tieteelle vielä yhden tavan luoda toinen luonto.

Mitä kasvit syövät ja mitä tekemistä kemialla on sen kanssa?

Kasvit näyttivät olevan paljon vaatimattomampia. Ja helteisessä autiomaassa ja napatundrassa ruohoa ja pensaita esiintyi rinnakkain. Olkoon heidän kitukasvuisia, vaikkakin surkeita, mutta tulivat toimeen.

Niiden kehittymiseen tarvittiin jotain. Mutta mitä? Tiedemiehet ovat etsineet tätä mystistä "jotain" monta vuotta. Kokeita suoritettiin. Keskusteltiin tuloksista.

Eikä ollut mitään selvyyttä.

Sen esitteli viime vuosisadan puolivälissä kuuluisa saksalainen kemisti Justus Liebig. Kemiallinen analyysi auttoi häntä. Tiedemies "hajotti" laajan valikoiman kasveja erillisiksi kemiallisiksi alkuaineiksi. Aluksi niitä ei ollut niin paljon. Yhteensä kymmenen: hiili ja vety, happi ja typpi, kalsium ja kalium, fosfori ja rikki, magnesium ja rauta. Mutta tämä tusina sai vihreän valtameren raivoamaan maapallolla.

Tämä johti johtopäätökseen: elääkseen kasvin on jotenkin omaksuttava, "syötävä" nimetyt alkuaineet.

Miten tarkalleen? Missä kasviruokien varastot sijaitsevat?

Maaperässä, vedessä, ilmassa.

Mutta siellä oli ihmeellisiä asioita. Joillakin maaperäillä kasvi kukoisti, kukki ja kantoi hedelmää. Toisilla se oli sairasta, kuivaa ja siitä tuli haalistunut friikki. Koska näistä maaperistä puuttui joitain elementtejä.

Jo ennen Liebigia ihmiset tiesivät jotain muuta. Vaikka samoja kasveja kylvettäisiin vuodesta toiseen hedelmällisimpään maahan, sato huononee ja huononee.

Maaperä oli tyhjentynyt. Kasvit "söivät" vähitellen kaikki sen sisältämät tarvittavat kemialliset alkuaineet.

Oli tarpeen "ruokkia" maaperää. Lisää siihen puuttuvat aineet ja lannoitteet. Niitä käytettiin antiikin aikana. Sovelletaan intuitiivisesti esi-isiensä kokemuksen perusteella.

Nykyään käytetään kymmeniä erilaisia ​​lannoitteita. Ja tärkeimmät niistä ovat potaska, typpi ja fosfori. Koska kalium, typpi ja fosfori ovat alkuaineita, joita ilman mikään kasvi ei kasva.

Pieni analogia tai kuinka kemistit ruokkivat kasveja kaliumilla

... Saksan Stassfurtin suolaesiintymät ovat olleet tiedossa pitkään. Ne sisälsivät monia suoloja, pääasiassa kaliumia ja natriumia. Natriumsuola, ruokasuola, löytyi heti käyttöön. Kaliumsuolat heitettiin pois katumatta. Heidän valtavat vuorensa olivat kasattuina kaivosten lähelle. Ja ihmiset eivät tienneet mitä tehdä heidän kanssaan. Maatalous tarvitsi kipeästi kaliumlannoitteita, mutta Stassfurtin jätteitä ei voitu käyttää. Niissä oli paljon magnesiumia. Ja hän, joka oli hyödyllinen kasveille pieninä annoksina, osoittautui kohtalokkaaksi suurissa annoksissa.

Tässäkin kemia auttoi. Hän löysi yksinkertaisen menetelmän magnesiumin poistamiseksi kaliumsuoloista. Ja Stassfurtin kaivoksia ympäröivät vuoret alkoivat sulaa silmiemme edessä. Tieteen historioitsijat raportoivat seuraavan tosiasian: Saksaan rakennettiin vuonna 1811 ensimmäinen kaliumsuolojen käsittelylaitos. Vuotta myöhemmin niitä oli jo neljä, ja vuonna 1872 Saksassa 33 tehdasta käsitteli yli puoli miljoonaa tonnia raakasuolaa.

Potaskan tehtaita perustettiin pian sen jälkeen moniin maihin. Ja nyt monissa maissa potaskan raaka-aineiden uuttaminen on monta kertaa suurempi kuin ruokasuolan uuttaminen.

"Typpikatastrofi"

Kasvit tarvitsevat typpeä proteiinimolekyylien muodostamiseen. Mutta mistä he saavat sen? Typelle on ominaista alhainen kemiallinen aktiivisuus. Normaaleissa olosuhteissa se ei reagoi. Siksi kasvit eivät voi käyttää ilmakehän typpeä. Suoraan sanottuna "... vaikka hän näkisi silmän, mutta hammas ei." Tämä tarkoittaa, että kasvien typpivarasto on maaperä. Valitettavasti ruokakomero on aika harvassa. Siinä on vähän typpeä sisältäviä yhdisteitä. Siksi maaperä hukkaa nopeasti typensä, ja sitä on lisäksi rikastettava sillä. Levitä typpilannoitteita.

Nyt käsitteestä "Chilen salpietari" on tullut osa historiaa. Ja noin seitsemänkymmentä vuotta sitten se ei koskaan lähtenyt suusta.

Tylsä Atacaman autiomaa ulottuu Chilen tasavallan valtavien alueiden halki. Se ulottuu satoja kilometrejä. Ensi silmäyksellä tämä on yleisin aavikko, mutta yksi omituinen seikka erottaa sen muista maailman aavikoista: ohuen hiekkakerroksen alla on voimakkaita natriumnitraatti- tai natriumnitraattikertymiä. He tiesivät näistä esiintymistä pitkään, mutta ehkä ensimmäistä kertaa he muistivat ne, kun Euroopassa oli pulaa ruudista. Itse asiassa ruudin valmistukseen käytettiin aiemmin hiiltä, ​​rikkiä ja salpeteria.

Se ei ollut ensimmäinen kerta, kun eurooppalaiset joutuivat heittämään ulkomaista lastia mereen. 1600-luvulla Platino del Pino -joen rannoilta löydettiin valkoisen metallin, jota kutsutaan platinaksi, rakeita. Ensimmäistä kertaa platina saapui Eurooppaan vuonna 1735. Mutta he eivät oikein tienneet mitä tehdä hänen kanssaan. Jalometalleista tuolloin tunnettiin vain kulta ja hopea, eikä platina löytänyt itselleen markkinoita. Mutta älykkäät ihmiset huomasivat, että platina ja kulta ovat ominaispainon suhteen melko lähellä toisiaan. He käyttivät tätä hyväkseen ja alkoivat lisätä platinaa kultaan, jota käytettiin kolikoiden valmistukseen. Se oli jo väärennös. Espanjan hallitus kielsi platinan tuonnin, ja osavaltioon jääneet reservit kerättiin ja hukkui mereen lukuisten todistajien läsnä ollessa.

Mutta tarina Chilen salpetterin kanssa ei ollut ohi. Se osoittautui erinomaiseksi typpilannoitteeksi, jonka luonto on armollisesti antanut ihmiselle. Muita typpilannoitteita ei tuolloin tunnettu. Natriumnitraatin luonnollisten esiintymien intensiivinen kehitys alkoi. Chilen Ikvikwen satamasta laivat kulkivat päivittäin toimittaen näin arvokasta lannoitetta kaikkialle maailmaan.

... Vuonna 1898 maailma järkyttyi kuuluisan Crookesin synkästä ennustuksesta. Puheessaan hän ennusti ihmiskunnalle kuolemaa typen nälästä. Joka vuosi sadonkorjuun myötä pelloilta puuttuu typpeä, ja Chilen nitraattiesiintymät kehittyvät vähitellen. Atacaman aavikon aarteet olivat pisara meressä.

Sitten tiedemiehet muistivat ilmapiirin. Ehkä ensimmäinen henkilö, joka kiinnitti huomion ilmakehän rajattomiin typpivaroihin, oli kuuluisa tiedemiehemme Kliment Arkadyevich Timiryazev. Timiryazev uskoi syvästi tieteeseen ja ihmisen nerouden voimaan. Hän ei jakanut Crookesin pelkoa. Ihmiskunta voittaa typpikatastrofin, selviää vaikeuksista, Timirjazev uskoi. Ja hän oli oikeassa. Jo vuonna 1908 tutkijat Birkeland ja Eide Norjassa teollisessa mittakaavassa kiinnittivät ilmakehän typen sähkökaaren avulla.

Samoihin aikoihin Fritz Haber kehitti Saksassa menetelmän ammoniakin valmistamiseksi typestä ja vedystä. Siten kasvien ravinnon kannalta välttämättömän sitoutuneen typen ongelma lopulta ratkesi. Ja ilmakehässä on paljon vapaata typpeä: tutkijat ovat laskeneet, että jos kaikki ilmakehän typpi muutetaan lannoitteiksi, tämä riittää kasveille yli miljoonaksi vuodeksi.

Mihin fosfori on tarkoitettu?

Joka vuosi viljelykasvit ympäri maailmaa poistavat pelloilta noin 10 miljoonaa tonnia fosforihappoa. Miksi kasvit tarvitsevat fosforia? Loppujen lopuksi se ei sisälly rasvojen tai hiilihydraattien koostumukseen. Ja monet proteiinimolekyylit, varsinkin yksinkertaisimmat, eivät sisällä fosforia. Mutta ilman fosforia kaikkia näitä yhdisteitä ei yksinkertaisesti voida muodostaa.

Fotosynteesi ei ole vain hiilihydraattien synteesiä hiilidioksidista ja vedestä, joita kasvi leikkimillään tuottaa. Tämä on monimutkainen prosessi. Fotosynteesi tapahtuu niin kutsutuissa kloroplasteissa - eräänlaisissa kasvisolujen "elimissä". Kloroplastit sisältävät monia fosforiyhdisteitä. Karkeasti ottaen kloroplastit voidaan kuvitella eläimen mahan muodossa, jossa ruoansulatus ja imeytyminen tapahtuu, koska juuri ne käsittelevät kasvien suoria "rakennuspalikoita": hiilidioksidia ja vettä.

Kasvin hiilidioksidin imeytyminen ilmasta tapahtuu fosforiyhdisteiden avulla. Epäorgaaniset fosfaatit muuttavat hiilidioksidin hiilihappoanioneiksi, joita sitten käytetään monimutkaisten orgaanisten molekyylien rakentamiseen.

Fosforin rooli kasvien elämässä ei tietenkään rajoitu tähän. Eikä voida sanoa, että sen merkitys kasveille olisi jo täysin selvitetty. Kuitenkin myös se, mitä tiedetään, osoittaa tärkeän roolinsa heidän elämässään.

Kemiallinen sodankäynti

Kuinka paljon haittaa esimerkiksi tavallisesta räppäästä on? Osoittautuu, että tämä ilkeä olento tuottaa tappiota, vain maassamme, miljoonia ruplaa vuodessa. Ja rikkaruohot? Pelkästään Yhdysvalloissa niiden olemassaolon arvo on neljä miljardia dollaria. Tai ota heinäsirkka, pelkkä katastrofi, joka muuttaa kukkivat pellot paljaaksi, elottomaksi maaksi. Jos lasket kaikki vahingot, joita kasvi- ja eläinryöstöt aiheuttavat maailman maataloudelle yhden vuoden aikana, saat käsittämättömän määrän. Näillä rahoilla olisi mahdollista ruokkia 200 miljoonaa ihmistä ilmaiseksi koko vuoden!

Mikä on "cid" venäjän käännöksessä? Tämä tarkoittaa tappamista. Ja niin kemistit alkoivat luoda erilaisia ​​"cideja". He loivat hyönteismyrkkyjä - "tappaa hyönteisiä", eläinmyrkkyjä - "tappaa jyrsijöitä", rikkakasvien torjunta-aineita - "tappaa ruohoa". Kaikki nämä "cidit" ovat nyt laajalti käytössä maataloudessa.

Toiseen maailmansotaan asti pääasiassa epäorgaanisia torjunta-aineita käytettiin laajalti. Erilaisia ​​jyrsijöitä ja hyönteisiä, rikkaruohoja käsiteltiin arseenilla, rikillä, kuparilla, bariumilla, fluorilla ja monilla muilla myrkyllisillä yhdisteillä. Kuitenkin 40-luvun puolivälistä lähtien orgaaniset torjunta-aineet ovat yleistyneet. Tämä "poikkeama" orgaanisia yhdisteitä kohtaan tehtiin varsin tarkoituksella. Asia ei ole vain siinä, että ne osoittautuivat vaarattomiksi ihmisille ja kotieläimille. Ne ovat monipuolisempia, ja niitä tarvitaan paljon vähemmän kuin epäorgaanisia saman vaikutuksen saavuttamiseksi. Joten vain miljoonasosa grammasta DDT-jauhetta pintaa neliösenttimetriä kohden tuhoaa kokonaan jotkin hyönteiset.

Viime aikoihin asti kasvien ja eläinten suojelemiseen käytettiin ulkoisia valmisteita. Mutta arvioi itse: sade on ohi, tuuli puhaltanut ja suojaava aineesi on kadonnut. Sinun on aloitettava kaikki alusta. Tiedemiehet ovat pohtineet kysymystä - onko mahdollista viedä myrkyllisiä kemikaaleja suojattuun organismiin? He antavat ihmiselle rokotuksia - eikä hän pelkää sairauksia. Heti kun mikrobit pääsevät sellaiseen organismiin, näkymättömät "terveyden vartijat", jotka ovat ilmaantuneet sinne seerumin antamisen seurauksena, tuhoavat ne välittömästi.

Kävi ilmi, että on täysin mahdollista luoda sisäisiä torjunta-aineita. Tutkijat ovat leikkineet tuhohyönteisten ja kasvien eri rakenteilla. Kasveille tällainen myrkyllinen kemikaali on vaaraton, hyönteiselle - tappava myrkky.

Kemia suojaa kasveja paitsi hyönteisiltä, ​​myös rikkaruohoilta. Luotiin niin sanottuja rikkakasvien torjunta-aineita, joilla on masentava vaikutus rikkakasveihin ja jotka eivät käytännössä vahingoita viljellyn kasvin kehitystä.

Ehkä yksi ensimmäisistä rikkakasvien torjunta-aineista, kummallista kyllä, olivat ... lannoitteet. Maatalouden ammattilaiset ovat siis pitkään huomanneet, että jos pelloille levitetään suurempia määriä superfosfaattia tai kaliumsulfaattia, viljeltyjen kasvien intensiivisen kasvun myötä rikkakasvien kasvu estyy. Mutta jopa täällä, kuten hyönteismyrkkyjen tapauksessa, meidän aikanamme orgaanisilla yhdisteillä on ratkaiseva rooli.

Maanviljelijän apulaiset

Aloittelijoille tämä on melko mielenkiintoinen operaatio. Mutta noin kymmenen tai viidentoista vuoden kuluttua hän väsyy niin, että joskus haluaa kasvattaa parran.

Otetaan esimerkiksi ruoho. Sitä ei voida hyväksyä radalla. Ja ihmiset vuodesta toiseen "ajelevat" sen sirpeillä ja viiteillä. Mutta kuvittele Moskovan ja Habarovskin rautatie. Se on yhdeksäntuhatta kilometriä. Ja jos leikkaat ruohon koko pituudelta ja useammin kuin kerran kesän aikana, joudut pitämään lähes tuhat ihmistä tämän toimenpiteen aikana.

Onko mahdollista keksiä jonkinlainen kemiallinen "parranajomenetelmä"? Osoittautuu, että voit.

Hehtaarin ruohon leikkaamiseen tarvitaan 20 ihmistä koko päivän. Rikkakasvien torjunta-aineet suorittavat "tappamisoperaation" samalla alueella muutamassa tunnissa. Lisäksi ne tuhoavat ruohon kokonaan.

Tiedätkö mitä defoliantit ovat? Folio tarkoittaa lehtiä. Defoliant on aine, joka saa ne putoamaan. Niiden käyttö mahdollisti puuvillan korjuun mekanisoinnin. Vuodesta vuoteen, vuosisadasta vuosisadalle ihmiset menivät pelloille poimimaan käsin puuvillapensaita. Kuka tahansa, joka ei ole nähnyt puuvillan käsinkorjuuta, voi tuskin kuvitella sellaisen työn täyttä taakkaa, joka tapahtuu muun muassa epätoivoisessa 40-50 asteen kuumuudessa.

Nyt kaikki on paljon yksinkertaisempaa. Muutama päivä ennen puuvillapullien avaamista puuvillaviljelmiä viljellään lehtienpoistoaineilla. Yksinkertaisin näistä on Mg 2. Lehdet putoavat pensaista, ja nyt puuvillankorjuukoneet työskentelevät pelloilla. Muuten, CaCN 2:ta voidaan käyttää defoliantina, mikä tarkoittaa, että kun se käsittelee pensaita, maaperään lisätään lisäksi typpilannoitetta.

Lääkeaineiden kanssa on lähes täydellinen analogia. Siten tunnetaan arseenia, vismuttia, elohopeaa sisältäviä lääkevalmisteita, mutta suurina (melko kohonneina) pitoisuuksina kaikki nämä aineet ovat myrkyllisiä.

Esimerkiksi auksiinit voivat pidentää merkittävästi koristekasvien ja erityisesti kukkien kukinta-aikaa. Äkillisten kevätpakkasten sattuessa estä silmujen avautumista ja puiden kukintaa ja niin edelleen ja niin edelleen. Toisaalta kylmillä alueilla, joilla on lyhyet kesät, tämä mahdollistaa monien hedelmien ja vihannesten nopean kasvun. Ja vaikka näitä auksiinien kykyjä ei ole vielä toteutettu suuressa mittakaavassa, vaan ne ovat vain laboratoriokokeita, ei ole epäilystäkään siitä, että ei liian kaukaisessa tulevaisuudessa viljelijöiden auttajat tulevat esiin laajassa mittakaavassa.

Palvele aaveita

Se on nyt. Sata vuotta sitten tällainen lahja olisi vaikuttanut erittäin anteliaalta. Sen esittelivät todella englantilaiset kemistit. Eikä kenellekään, vaan itse Dmitri Ivanovitš Mendelejeville. Merkkinä suurista palveluista tieteelle.

Näet kuinka kaikki maailmassa on suhteellista. Viime vuosisadalla he eivät tienneet halpaa menetelmää alumiinin uuttamiseksi malmeista, ja siksi metalli oli kallista. Löysimme tavan, ja hinnat putosivat alaspäin.

Monet jaksollisen taulukon elementit ovat edelleen kalliita. Ja tämä usein rajoittaa niiden käyttöä. Mutta toistaiseksi olemme varmoja. Kemia ja fysiikka tekevät useammin kuin kerran "hintojen alennuksia" elementeille. Niitä pidetään ehdottomasti, sillä mitä kauempana, sitä enemmän Mendelejevin pöydän asukkaita käytäntö sisältää sen toiminta-alueella.

Mutta niiden joukossa on sellaisia, joita joko ei esiinny ollenkaan maankuoressa tai niitä on mielettömän vähän, melkein ei ollenkaan. Oletetaan astatiini ja francium, neptunium ja plutonium, prometium ja teknetium ...

Ne voidaan kuitenkin valmistaa keinotekoisesti. Ja heti kun kemisti pitää käsissään uutta elementtiä, hän alkaa miettiä: kuinka antaa sille alku elämässä?

Toistaiseksi plutonium on käytännössä tärkein keinotekoinen alkuaine. Ja sen maailmantuotanto ylittää nyt monien "tavallisten" jaksollisen järjestelmän elementtien tuotannon. Lisäämme, että kemistit luokittelevat plutoniumin yhdeksi eniten tutkituista alkuaineista, vaikka se onkin hieman yli neljännesvuosisadan vanha. Kaikki tämä ei ole sattumaa, koska plutonium on erinomainen "polttoaine" ydinreaktoreille, ei millään tavalla huonompi kuin uraani.

Joillakin amerikkalaisilla maapallon satelliiteilla americium ja curium toimivat energialähteenä. Nämä alkuaineet ovat erittäin radioaktiivisia. Kun ne hajoavat, syntyy paljon lämpöä. Lämpöelementtien avulla se muunnetaan sähköksi.

Entä prometium, jota ei ole vielä löydetty maallisista malmeista? Pienoisparistot, jotka ovat hieman suuremmat kuin tavanomaisen työntötapin korkki, luotiin prometiumin mukana. Parhaimmillaan kemialliset akut kestävät enintään kuusi kuukautta. Promethium-atomiakku toimii yhtäjaksoisesti viisi vuotta. Ja sen käyttöalue on erittäin laaja: kuulokojeista ohjattuihin ammuksiin.

Astatine on valmis tarjoamaan palvelujaan lääkäreille kilpirauhasen sairauksien torjumiseksi. He yrittävät nyt hoitaa sitä radioaktiivisen säteilyn avulla. Tiedetään, että jodia voi kertyä kilpirauhaseen, mutta astatiini on jodin kemiallinen analogi. Kun astatiini ruiskutetaan kehoon, se keskittyy kilpirauhaseen. Sitten sen radioaktiiviset ominaisuudet sanovat painavan sanan.

Jotkut keinotekoiset elementit eivät siis suinkaan ole tyhjää tilaa harjoittelun tarpeille. Totta, ne palvelevat ihmistä yksipuolisesti. Ihmiset voivat käyttää vain radioaktiivisia ominaisuuksiaan. Kädet eivät ole vielä saavuttaneet kemiallisia ominaisuuksia. Poikkeuksena on teknetium. Tämän metallin suolat, kuten kävi ilmi, voivat tehdä teräs- ja rautatuotteista korroosionkestäviä.

Chumakova Julia

Venäjän tieteen menneisyyden loistavien nimien joukossa on yksi meille erityisen läheinen ja rakas - Mihail Vasilyevich Lomonosovin nimi. Hänestä tuli Venäjän tieteen elävä ruumiillistuma. Hän valitsi työnsä pääsuunnaksi kemian. Lomonosov oli aikansa merkittävin tiedemies. Hänen työnsä vaati näkyviä tuloksia. Tämä selittää sinnikkyyden, jolla hän saavutti menestystä.

Esityksen aihe:"Kemia ojentaa kätensä inhimillisissä asioissa." Tämä on esitys M.V.:n toiminnasta. Lomonosov kemian alalla.

Tämä aihe on tärkeä, koska M.V. Lomonosov on yksi suurista tiedemiehistä, joka epäilemättä voidaan asettaa ykkössijalle ihmiskunnan monipuolisten lahjakkaiden ihmisten joukossa. Hänen edistyksensä tieteessä on hämmästyttävä. Kaikella, mihin Lomonosov kääntyi, oli syvän ammattimaisuuden luonnetta. Siksi hänen toimintansa kiinnostaa ja kunnioittaa tällä hetkellä suurta.

Työ tehtiin kemian (raportti) ja tietojenkäsittelytieteen (esitys) opettajan ohjauksessa

Ladata:

Esikatselu:

Raportti "Kemia laajasti ojentaa kätensä ihmisasioissa" VI opiskelijatieteellis-käytännöllisessä konferenssissa "Ja heijastuksesi palaa vielä nyt ..."

Kaikista tieteistä, joita tietosanakirjailija Lomonosov harjoitti, ensimmäinen paikka kuuluu objektiivisesti kemialle: 25. heinäkuuta 1745 Lomonosov sai erityisellä asetuksella kemian professorin arvonimen (mitä nykyään kutsutaan akateemioksi - sitten siellä). Sellaista otsikkoa ei yksinkertaisesti ollut vielä).

Lomonosov korosti, että kemiassa "sanotun täytyy olla todistettavissa", joten hän halusi julkaista asetuksen Venäjän ensimmäisen kemian laboratorion rakentamisesta, joka valmistui vuonna 1748. Venäjän tiedeakatemian ensimmäinen kemian laboratorio on toiminnassaan laadullisesti uusi taso: siinä otettiin ensimmäistä kertaa käyttöön tieteen ja käytännön yhdistämisen periaate. Laboratorion avajaisissa puhuessaan Lomonosov sanoi: "Kemiatutkimuksella on kaksi tavoitetta: yksi on parantaa luonnontieteitä. Toinen on elämän siunausten lisääntyminen."

Laboratoriossa suoritettujen lukuisten tutkimusten joukossa erityinen paikka oli Lomonosovin kemiallisilla ja teknisillä lasi- ja posliinityöllä. Hän suoritti yli kolme tuhatta koetta, jotka tarjosivat runsaasti kokeellista materiaalia "todellisen väriteorian" perustelemiseksi. Lomonosov itse sanoi useammin kuin kerran, että kemia on hänen "pääammattinsa".

Lomonosov luki luentoja opiskelijoille laboratoriossa, opetti heille kokeellisia taitoja. Itse asiassa se oli ensimmäinen opiskelijapaja. Laboratoriokokeita edelsi teoreettiset seminaarit.

Jo yhdessä ensimmäisistä teoksistaan ​​- "Matemaattisen kemian elementit" (1741) Lomonosov väitti: "Todellisen kemistin on oltava teoreetikko ja harjoittaja sekä filosofi." Tuolloin kemiaa tulkittiin taiteena kuvata eri aineiden ominaisuuksia ja menetelmiä niiden eristämiseksi ja puhdistamiseksi. Ei

tutkimusmenetelmät, kemiallisten toimintojen kuvausmenetelmät tai silloisten kemistien ajattelutyyli eivät tyydyttäneet Lomonosovia, joten hän poikkesi vanhasta ja hahmotteli suurenmoisen ohjelman kemian taiteen muuttamiseksi tieteeksi.

Vuonna 1751 Tiedeakatemian julkisessa kokouksessa Lomonosov lausui kuuluisan "Sana kemian eduista", jossa hän esitti näkemyksensä, jotka poikkesivat vallitsevista. Se, mitä Lomonosov aikoi saavuttaa, oli hänen innovatiivisessa konseptissaan suurenmoista: hän halusi tehdä kaikesta kemiasta fysikaalis-kemiallista tiedettä ja nosti ensimmäistä kertaa erityisesti esiin uuden kemiallisen tietämyksen alueen - fysikaalisen kemian. Hän kirjoitti: "En ole vain nähnyt eri kirjailijoita, vaan olen myös omalla taiteellani todennut, että kemialliset kokeet yhdistettynä fyysisiin kokeisiin osoittavat erityisiä toimintoja." Hän alkoi ensin opettaa opiskelijoille kurssia "todellisesta fysikaalisesta kemiasta" ja sen mukana esittelykokeita.

Vuonna 1756 Lomonosov suoritti kemian laboratoriossa joukon kokeita metallien kalsinointiin (kalsinointiin), josta hän kirjoitti: ”… kokeita tehtiin lasiastioissa, jotka oli tiiviisti sulatettu, jotta tutkittiin, tuliko paino puhtaasta lämmöstä; Näillä kokeilla todettiin, että loistava Robert Boylen mielipide on väärä, koska ilman ulkoilman kulkua palaneen metallin paino pysyy yhdessä mitassa ... ". Tämän seurauksena Lomonosov, käyttämällä erityistä esimerkkiä yleisen säilymislain soveltamisesta, todisti aineen kokonaismassan muuttumattomuuden kemiallisten muutosten aikana ja löysi kemian tieteen peruslain - aineen massan pysyvyyden lain. . Joten Lomonosov ensimmäistä kertaa Venäjällä ja myöhemmin Lavoisier Ranskassa muuttivat kemian lopulta tiukasti kvantitatiiviseksi tieteeksi.

Lukuisat kokeet ja materialistinen näkemys luonnonilmiöistä johtivat Lomonosovin ajatukseen "universaalista luonnonlakista". Kirjeessään Eulerille vuonna 1748 hän kirjoitti: "Kaikki luonnossa tapahtuvat muutokset tapahtuvat siten, että jos jotain lisätään johonkin, se otetaan pois jostakin muusta.

Joten kuinka paljon ainetta lisätään johonkin kehoon, sama määrä häviää toisessa. Koska tämä on universaali luonnonlaki, se pätee myös liikesääntöihin: keho, joka kiihottaa toisen liikkeelle vauhtillaan, menettää liikkeestään yhtä paljon kuin se välittää toiselle sen liikuttamana." Kymmenen vuotta myöhemmin hän selitti tämän lain Tiedeakatemian kokouksessa, ja vuonna 1760 hän julkaisi sen painettuna. Edellä mainitussa kirjeessä Eulerille Lomonosov ilmoitti hänelle, että jotkut Akatemian jäsenet kyseenalaistivat tämän ilmeisen luonnonlain. Kun akateemisen kanslerin johtaja Schumacher lähetti ilman Lomonosovin suostumusta Eulerille useita julkaistavaksi lähetettyjä Lomonosovin teoksia, suuren matemaatikon vastaus oli innostunut: "Kaikki nämä teokset eivät ole vain hyviä, vaan myös erinomaisia ”, kirjoitti Euler, ”koska hän (Lomonosov) selittää fyysisiä asioita, kaikkein tarpeellisimpia ja vaikeimpia, jotka ovat täysin tuntemattomia ja joita nerokkaimmat tiedemiehet eivät voineet tulkita, sellaisella pohjalla, että olen melko varma hänen todisteidensa oikeellisuudesta . Tässä yhteydessä minun on myönnettävä herra Lomonosoville oikeutta, että hänellä on onnellisin nokkeluus fysikaalisten ja kemiallisten ilmiöiden selittämiseen. Meidän täytyy toivoa, että kaikki muut Akatemiat voisivat näyttää sellaisia ​​keksintöjä, joita herra Lomonosov osoitti."

Kemia levittää kätensä inhimillisissä asioissa ... minne katsomme, minne katsomme, kaikkialla hänen ahkeruutensa onnistumiset kääntyvät silmiemme edessä. M.V. Lomonosov.

Kemia luokka 9

"Nukleiinihappojen rakenne" - Polymeeri. Täydentävyys. Geneettinen koodi. DNA. NK rakenne. DNA malli. Nukleiinihapot. Punasolut. Kolme kodonia ovat välimerkkejä. Nukleotidien yhdiste. Aminohappoa koodaa kolme nukleotidia. NK:n avajaiset. RNA:n tyypit. Geneettisen koodin ominaisuudet.

"World of Metal" - Tunnetko metallit. Metalliset ominaisuudet. .Mikä on metallien "kuninkaan" nimi. Suunnitelma. Kemiallisia ominaisuuksia. Tehtävät. Matkusta "metallien maailmaan". Metallien vaikutus kasvien väriin. Metallien biologinen rooli. Metallien ja niiden yhdisteiden haitalliset vaikutukset ihmiskehoon. 4Al + 302. Metallien yleiset ominaisuudet. Mielenkiintoisia materiaaleja metalleista. Metallipitoisuus perunoissa. Kultaa, hopeaa, rautaa.

"Orgaaninen kemia" - Valenssiominaisuudet. Kemia levittää käsiään ihmisasioissa. Proteiini. Kohde. Pääkomponentit. Pesuaineet. Hiilihydraatit. F.A.Kekule. Aiheena orgaaninen kemia. E. G. Fisher. Aminohappoja. Normaali butaani. Orgaaninen kemia on hiilivetyyhdisteiden kemiaa. A. M. Butlerov. Synteettiset materiaalit. Hybridisaatio. Polttoaine. Polymeerit.

"Rikin kemialliset ominaisuudet" - Rakenteen toisto. Interaktiivisen taulun käyttäminen. Rikin säde. Tarkasta kysymykset. Vuorovaikutus hapen kanssa. Rikki. Kemiallisia ominaisuuksia. Rikin kemialliset ominaisuudet. Kemian oppitunti. Vuorovaikutus hiilen kanssa. Rikin vuorovaikutus vedyn kanssa. Happi. Vuorovaikutus metallien kanssa.

"Hiili, hiiliyhdisteet" - Veden kovuus ja sen poistaminen. Kyselylomake. Lisää soodaa. Tupakoinnin vaikutus sisäelimiin. Hiiliyhdisteiden käyttö: hiilidioksidi. Stalaktiitit ja stalagmiitit. Kasvihuoneilmiö. Hiilen kiertokulku luonnossa. Porat ja porat. Tupakoinnin vaikutus sikiön kehitykseen. Kovan veden käytön seuraukset. Algoritmi työskennellä pareittain muuttuvassa koostumuksessa. Grafiitin kristallihila. Elävissä organismeissa esiintyvät alkuaineet.

"Hopea" - Se on tunnettu pitkään, kuten kulta. Luonnonhopeassa Ag-pitoisuus on yleensä 97-99%. Hopean ominaispiirteet. Hopean typpihappoliuokseen kastettu kuparikolikko on päällystetty hopeapinnoitteella. Hopea on alkuperäinen jalometalli. Koulutus- ja hakuehdot. Kemiallisesti hopea on inaktiivinen, ei käytännössä ole vuorovaikutuksessa ilmakehän hapen kanssa. Mahdollinen terveysriski.

Kemian aivorengas

"Kemia ojentaa kätensä inhimillisissä asioissa."

Laajenna tietämystä kemiasta, herätä kiinnostusta tieteeseen

Kehitä luovuutta

Kehitä parityöskentelykykyä

Osallistujat: 9-10 luokkien opiskelijat

1. Opettajan johdantohuomautukset.

Hei kaverit! Kutsuimme sinut tänään todistamaan kekseliäisyyden, iloisuuden ja kemian alan osaamisen kilpailua 9-10 luokkalaisten joukkueiden välillä.

Ja niinpä haluan muistuttaa, että tänään pidämme 6 kierroksen "BRAIN RINGiä".

Hyvät fanit, tänään voit kysyä, antaa itsenäisiä vastauksia ja voit osallistua 6. kierrokseen, taistella tulevien voittajien kanssa.

JURYmme tarkkailee aivorenkaamme: …….

Ryhmätervehdyksiä arvioidaan viiden pisteen järjestelmässä

Joten, annetaan nyt puheenvuoro joukkueillemme.

I. KIERROS "Suurit kemistit"

1. Lue kemiallisten yhdisteiden koostumuksen pysyvyyden laki ja kerro sen ranskalaisen tiedemiehen nimi, joka löysi tämän lain. (Vastaus: Proust Joseph Louis)

2. Lisää numero 3. ryhmän kemiallisten alkuaineiden nimeen saadaksesi venäläisen tiedemiehen - kemistin ja säveltäjän - sukunimen.

(Vastaus: Bor-one = Borodin Aleksanteri Porfirevitš 12. 11. 1833–27. 02. 87)

3. Pietari Suuri sanoi: "Minulla on sellainen käsitys, että venäläiset jonakin päivänä ja kenties meidän elinaikanamme häpeäisivät valistuneimpia kansoja tieteen menestyksillä, heidän työnsä väsymättömyydellä ja lujan ja äänekkäällä kunnialla. "

Kysymys. Nyt sinun on päätettävä kenelle nämä säkeet kuuluvat ja kerrottava hyvin lyhyesti, millainen henkilö hän on.

"Voi sinä odotit

Isänmaa sisimmästään

Ja haluaa nähdä ne,

Mitä hän kutsuu vieraiden leireistä,

Oi, päiväsi ovat siunattuja!

Uskalla nyt rohkaistua,

Näytä käsilläsi

Mikä voi omistaa Platoneja

Ja nopeat Nevtonit

Venäjän maa synnytettäväksi". Vastaus. M. V. Lomonosov

5. A. A. Voskresensky työskenteli Pietarin Main Pedagogical Institutessa, luennoi Institute of Railways, Corps of Pagesissa, Engineering Academyssa. Vuosina 1838-1867. opetti Pietarin yliopistossa.

Kysymys. Mikä on hänen kuuluisimman oppilaansa nimi? Kiitollinen oppilas kutsui opettajaansa "venäläisen kemian isoisäksi".

Vastaus: D.I. Mendelejev.

6. Anna A. A. Voskresenskyn suosikkisanonta, jonka D. I. Mendelejev toisti usein "

Vastaus: "Eivät jumalat polta ruukkuja ja tekevät tiiliä."

7. Kuka ja milloin ehdotti yksinkertaista ja ymmärrettävää aakkosmerkkijärjestelmää kemiallisten yhdisteiden atomikoostumuksen ilmaisemiseksi. Kuinka monta vuotta kemiallisia symboleja on käytetty.

Vastaus: 1814 ruotsalainen tiedemies Jan Berzelius. Kyltit ovat olleet käytössä 194 vuotta.

JURY sana

KIERROS II "Hapot"

1. Mikä happo ja sen suolat ovat palvelleet sodan ja tuhon aihetta useiden vuosisatojen ajan.

Vastaus: Typpihappo.

2. Nimeä vähintään 5 happoa, joita ihminen kuluttaa ruoassa.

Vastaus: Askorbiini, sitruuna, etikka, maito, omena, valeriaani, oksaali ...

3. Mikä on "vitrioliöljy"?

Vastaus: rikkihappoa (pl. 1, 84, 96, 5 % öljyisen ulkonäön vuoksi saatiin rautasulfaatista (1700-luvun puoliväliin asti).)

4. On olemassa happosade käsite. Onko hapan lumi, sumu tai kaste mahdollista? Selitä tämä ilmiö.

Soitamme kissalle ensimmäisenä

Toinen on vesipatsaan mittaaminen,

Kolmannen liitto menee meille

Ja tulee kokonaiseksi

Vastaus. Acid

"Mustanmeren mysteeri" Yu. Kuznetsov.

Krim vapisi 28. vuonna,

Ja meri nousi,

Antaen kansojen kauhun,

Tuliset rikkipilarit.

Kaikki on poissa. Vaahto kävelee taas

Mutta siitä lähtien se on korkeampi ja tiheämpi

Hämärä rikkigehenna

Lähestymässä laivojen pohjaa."

(!?) Kirjoita kaavioita mahdollisista tässä jaksossa tapahtuvista IRR:istä.

Vastaus: 2H2S + O2 = 2H2O + 2S + Q

S + O2 = S02

2H2 + 3O2 = H2O + 3O2 + Q

III. PYÖRISTÄ (P, S, O, N,)

1. "Kyllä! Se oli koira, valtava, musta kuin piki. Mutta kukaan meistä kuolevaisista ei ole koskaan nähnyt sellaista koiraa. Sen suusta leimahti liekki, silmät heittivät kipinöitä, välkkyvä tuli valui sen kuonolle ja niskalle. tulehtunut aivoilla ei voisi olla kauheampaa, inhottavampaa näkemystä kuin tämä helvetin olento, joka hyppäsi sumusta meille... Kauhea koira, nuoren leijonan kokoinen. Sen valtava suu hehkui edelleen sinertävällä liekillä, syvä- istuvilla silmillä kosketin tätä valoisaa päätä ja oten hänen kätensä pois, näin, että myös sormeni hehkuivat pimeässä.

Oppinut? Arthur Conan Doyle "Baskervillen koira"

(!?) Mikä elementti tähän ilkeään tarinaan liittyy? Anna lyhyt kuvaus tästä elementistä.

Vastaus: Ominaisuudet PSCE:n tilanteen mukaan Vuonna 1669 alkemisti Brand löysi valkoisen fosforin. Sen kyvystä hehkua pimeässä hän kutsui sitä "kylmäksi tuleksi".

2. Kuinka poistaa nitraatit vihanneksista? Ehdota vähintään kolmea tapaa.

Vastaus: 1. Nitraatit liukenevat veteen, vihannekset voidaan liottaa vedessä. 2. Kuumennettaessa nitraatit hajoavat, joten vihannekset on keitetty.

3. Mitä Venäjän kaupunkia kutsutaan fosforilannoitteiden tuotannon raaka-aineeksi?

Vastaus: Apatity, Murmanskin alue.

4. Kuten tiedät, antiikin erinomainen luonnontieteilijä Plinius Vanhin kuoli vuonna 79 jKr. tulivuorenpurkauksen aikana. Hänen veljenpoikansa kirjoitti kirjeessään historioitsija Tacitukselle "... Yhtäkkiä kuului ukkosenjyrähdys ja mustat rikkihöyryt vierivät alas vuoren liekistä. He kaikki pakenivat. Plinius nousi ja nojaten kahteen orjaan, ajatteli myös lähtevänsä; mutta tappava höyry ympäröi häntä kaikilta puolilta, hänen polvensa vääntyivät, hän kaatui jälleen ja tukehtui."

Kysymys. Mitkä olivat ne rikkihöyryt, jotka tappoivat Pliniusin?

Vastaus: 1) 0,01 % rikkivetyä ilmassa tappaa ihmisen melkein välittömästi. 2) rikkioksidi (IV).

5. Jos haluat valkaista katot, kuparoida esineen tai tuhota tuholaisia ​​puutarhassasi, et tule toimeen ilman tummansinisiä kiteitä.

Kysymys. Mikä on nämä kiteet muodostavan yhdisteen kaava?

Vastaus. Kuparisulfaatti. СuSO4 * 5 H2O.

JURY sana

IV. ROUND - kysymys - vastaus

Mikä elementti on aina onnellinen? (radon)

Mitkä elementit väittävät, että "muut aineet voivat synnyttää" (hiili, vety, happi)

Millainen ympäristö on, kun natriumkarbonaatti liukenee veteen? (emäksinen)

Mikä on positiivisesti varautuneen hiukkasen nimi, joka muodostuu, kun virta johdetaan elektrolyyttiliuoksen (kationin) läpi?

Mikä kemiallinen alkuaine sisältyy rakenteeseen, jonka Tom Sawyer pakotettiin maalaamaan (aita - boori)

Minkä metallin nimi kantaa taikuria (magnesiumtaikuri)

V. PYÖRISTÄ (As, Sb, Bi)

1. Rikosoikeudellinen lainsäädäntö on aina erottanut myrkytyksen muista murhista erityisen vakavana rikoksena. Rooman laki näki myrkytyksen murhan ja petoksen yhdistelmänä. Kanonin laki asetti myrkytyksen noituuden rinnalle. XIV vuosisadan koodeissa. Myrkytyksestä määrättiin erityisen pelottava kuolemanrangaistus - miehille pyöräily ja naisille hukkuminen alustavaan kidutukseen.

Eri aikoina, eri olosuhteissa, eri muodoissa se toimii myrkkynä ja ainutlaatuisena parantavana aineena, haitallisena ja vaarallisena tuotantojätteenä, hyödyllisimpien, korvaamattomien aineiden komponenttina.

Kysymys. Mistä kemiallisesta alkuaineesta puhumme, mikä on sarjanumero ja sen suhteellinen atomimassa.

Vastaus. Arseeni. Ar = 34.

2. Mistä kroonisesta sairaudesta tina kärsii? Mikä metalli pystyy parantamaan sairauden?

Vastaus. Tina muuttuu jauheeksi matalissa lämpötiloissa - "tinarutto". Vismutti (antimoni ja lyijy) atomit, kun niitä lisätään tinaan, sementoivat sen kidehilan pysäyttäen "tinaruton".

3. Mitä kemiallista alkuainetta alkemistit kuvasivat väänteleväksi käärmeeksi?

Vastaus. Vääntelevän käärmeen avulla arseenia kuvattiin keskiajalla korostaen sen myrkyllisyyttä.

5. Mitä kemiallista alkuainetta alkemistit kuvasivat suksi, jolla on suu auki?

Vastaus. Antimonia kuvattiin suden muodossa, jolla on avoin suu. Hän sai tämän symbolin kyvystään liuottaa metalleja ja erityisesti kultaa.

6. Mikä on yhdisteen H.E. myrkytettiinkö Napoleon?

Vastaus. Arseeni.

Vi. ROUND (Kotitalouskemia)

1. Ilman mitä on mahdotonta leipoa hapan omenapiirakka?

Vastaus. Ei soodaa.

2. Ilman mitä ainetta on mahdotonta silittää kuivia tavaroita?

Vastaus. Ilman vettä.

3. Nimeä metalli, joka on huoneenlämmössä nestemäistä.

Vastaus. Merkurius.

4. Mitä ainetta käytetään liian happaman maaperän käsittelyyn?

Vastaus. Lime.

5. Palaako sokeri? Kokeile tätä.

Vastaus. Kaikki aineet palavat. Mutta sokerin sytyttämiseen tarvitset katalyytin - savukkeen tuhkaa.

6. Ihmiskunta on käyttänyt säilöntäaineita elintarvikkeiden säilytykseen muinaisista ajoista lähtien. Mitkä ovat tärkeimmät säilöntäaineet?

Vastaus. Ruokasuola, savu, hunaja, öljy, etikka.

Sillä aikaa, kun JURY laskee kilpailujen tuloksia ja julkistaa voittajan meille, esitän faneille kysymyksiä:

Millaista maitoa he eivät juo? (lime)

Mikä elementti on elottoman luonnon perusta? (vety)

Mihin veteen kulta liukenee? (aqua regia)

Mistä elementistä yksinkertaisen aineen muodossa he maksavat kalliimmin kuin kullasta, sitten päinvastoin, maksavatko siitä eroon? (elohopea)

Mikä on allotropia? Antaa esimerkkejä.

Mikä on jäähappo? (etikka)

Millainen alkoholi ei pala? (ammoniakki)

Mikä on White Gold? (kullan ja platinan, nikkelin tai hopean seos)

Tuomariston sana.

Voittajan palkintojenjakotilaisuus

• Yhdessä varhaisessa työssään, Elements of Mathematical Chemistry, Lomonosov ehdotti lyhyttä määritelmää kemialle.

• Kemia on tiedettä muutoksista sekakehossa.

• Siten tässä kemian aiheen muotoilussa Lomonosov esittää sen ensimmäistä kertaa tieteen, ei taiteen muodossa.

Vuonna 1749 g.

• Vuonna 1749 g.

• M.V. Lomonosov

• peräisin

• Senaatin rakennukset

• ensimmäinen Venäjällä

• kemiallinen

• laboratoriot

Lomonosovin laboratoriossa oli koko joukko erilaisia ​​painoja. Siellä oli suuria "koevaakoja lasikotelossa", hopeisia määritysvaakoja, useita kuparikupeilla varustettuja käsikäyttöisiä lääkevaakoja, tavallisia kaupallisia vaakoja raskaille painoille. Tarkkuus, jolla Lomonosov suoritti punnituksen kemiallisissa kokeissaan, saavutti nykyaikaisin termein 0,0003 grammaa.

• M.V. Lomonosov teki suuren panoksen

• painoanalyysin teoria ja käytäntö.

• Hän muotoili optimaaliset olosuhteet

• laskeuma, parantunut joitakin

• sateen kanssa työskennellyt toimenpiteet.

• Kirjassaan "Metallurgian ensimmäiset perusteet tai

• malmiasioiden "tutkija yksityiskohtaisesti

• kuvaili analyyttisen rakennetta

• vaa'at, punnitustekniikat,

• punnituslaitteet

• Huoneet.

• Lomonosovin ensimmäinen tieteellinen työ

• "Kiinteän aineen muuttamisesta nesteeksi riippuen olemassa olevan nesteen liikkeestä" kirjoitettiin vuonna 1738.

• Toinen teos "Sekakappaleiden erosta, joka koostuu verisolujen kiinnittymisestä" valmistui vuotta myöhemmin.

• Nämä tulevan tiedemiehen teokset

• olivat tutkimuksen alkua

• aineen pienimmät hiukkaset,

• josta koko luonto koostuu.

• Kahden vuosikymmenen jälkeen he

• muodostuu ohueksi atomiksi

• molekyylikäsite,

• sen kirjoittajan kuolematon nimi.

1745 g.

• 1745 g.

• M.V. Lomonosov ja

• V. K. Trediakovsky -

• ensimmäiset venäläiset

• akateemikot

• Aineiden massan ja liikkeen säilymislaki

• Tämä M.V. Lomonosovin laki ensimmäistä kertaa

• kirjeessä selvästi sanottu

• L. Eulerille 5. heinäkuuta 1748: "Kaikki

• luonnollisia muutoksia

• tapahtua niin, että jos mihinkään

• jotain lisätään, sitten se otetaan pois

• jotain muuta. Joten kuinka paljon väliä

• lisätään mihin tahansa runkoon,

• yhtä paljon menetetään toiselta kuin

• Vietän tunteja nukkuen, samoin

• Otan pois valveillaolosta jne.

• Koska tämä on yleinen luonnonlaki,

• sitten se koskee sääntöjä

• liike: keho, joka sen mukaan

• stimuloi toista

• liikkeestä menetetään sama määrä

• sen liike, kuinka monta raporttia

• toiselle, hänen liikuttamana."

Vuonna 1752 M.V. Lomonosov sisään

• Vuonna 1752 M.V. Lomonosov sisään

• "Käsin kirjoitetut luonnokset

• muistikirjat "" Johdatus totuuteen

• fysikaalinen kemia ", ja" Alku

• vaaditaan fysikaalinen kemia

• nuoria, jotka sitä haluavat

• parantaa "jo kysytty

• Kuva tulevaisuuden uudesta tieteestä -

• Fysikaalinen kemia.

• Fysikaalinen kemia on tiedettä, joka selittää fysiikan säännösten ja kokeiden perusteella, mitä sekakappaleissa tapahtuu kemiallisten toimintojen aikana.

• Lomonosov kehitti värillisen lasin teknologian.

• Tätä tekniikkaa käytti Mihail Vasilievich vuonna

• värillisen lasin teollinen sulattaminen ja luomisen yhteydessä

• tuotteet siitä.

• Pietari I:n muotokuva. Mosaiikki. "Poltavan taistelu" mosaiikki

• Rekrytoi M.V. Lomonosov, M.V. Lomonosov Akatemian rakennuksessa

• 1754. Eremitaaši. Tiede. Pietari 1762-1764

• Noin 1750 Lomonosov osallistui posliinimassojen formuloinnin valmisteluun ja loi perustan posliinin valmistusprosessin tieteelliselle ymmärtämiselle. Ensimmäistä kertaa tieteessä hän ilmaisee oikean käsityksen lasimaisen aineen arvosta posliinin rakenteessa, mikä, kuten hän sanoi "Lasin käyttöä koskevassa kirjeessään", "estää nestemäisten kappaleiden pääsyn kaivot."

• MV Lomonosov tutki liukenemisprosesseja, suoritti tutkimuksen eri suolanäytteiden laadusta, havaitsi raudan passivoitumisen ilmiön typpihapolla, havaitsi epätavallisen kevyen kaasun (vedyn) muodostumisen raudan liukeneessa kloorivetyhappoon, havaitsi eron metallien liukenemismekanismi happoihin ja suoloihin veteen ...

• Tiedemies kehitti teorian

• ratkaisujen muodostuminen ja

• esitti sen väitöskirjassaan

• "Kemikaalien toiminnasta

• liuottimet yleensä"

• (1743 -1745).

18. lokakuuta 1749 Akateemisen kanslerin lehdessä todettiin, että "professori Lomonosov, erilaiset kemiallisesti keksityt siniset maalit, kuten Preussin sininen, toimitettiin Taideakatemian kokoelmaan testattavaksi, ovatko nämä maalit hyviä mihin ja voidaanko niitä käyttää maalaamisessa." Vastaus oli, että lähetetyt maalit testattiin "sekä vesillä että öljyllä", minkä tuloksena "todettiin, että nämä soveltuvat maalaukseen, ja erityisesti vaaleansininen maali". Lisäksi päätettiin "kokeilla näitä värejä lyhtyissä tulella".

• MV Lomonosov on mikrokristalloskopisen analyysimenetelmän perustaja. Vuodesta 1743 lähtien hän on suorittanut erilaisia ​​kokeita suolojen kiteyttämiseksi.

• käyttävistä ratkaisuista

• tarkkailua varten

• mikroskooppi.

M.V. Lomonosov opiskeli

• M.V. Lomonosov opiskeli

• suolojen liukoisuus eri lämpötiloissa,

• tutki sähkövirran vaikutusta suolaliuoksiin,

• vahvisti tosiasiat lämpötilan laskemisesta suolojen liukenemisen aikana ja liuoksen jäätymispisteen alentamisesta puhtaaseen liuottimeen verrattuna.

• M.V. Lomonosov teki eron

• metallien happoon liukenemisprosessin välillä, johon liittyy kemiallisia muutoksia,

• ja prosessi suolojen liuottamiseksi veteen ilman kemiallisia muutoksia liuenneissa aineissa.

Moskovan yliopisto

• Moskovan yliopisto

• M.V. Lomonosovin vaikutuksen alaisena Moskovan yliopisto avattiin vuonna 1755, jolle hän teki alustavan projektin ulkomaisten yliopistojen esimerkin mukaisesti.

• Vanha yliopistorakennus Moderni rakennus

• yliopisto