Реферат История Развития Аналитической Химии

Реферат История Развития Аналитической Химии.rar
Закачек 2422
Средняя скорость 7907 Kb/s
Скачать

Реферат История Развития Аналитической Химии

История развития аналитической химии

Практически ежедневно каждый человек может наблюдать, как те или иные вещества подвергаются различным изменениям: железный предмет под воздействием влаги покрывается ржавчиной, опавшие листья постепенно истлевают, превращаясь в перегной и т.д. Результат этих изменений – появление новых веществ с совершенно иными свойствами. Такого рода процессы называются химическими явлениями, при которых из одних веществ образуются другие, новые вещества, а наука, изучающая превращения веществ, называется химией [7].

Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания. Это наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также фундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий [14].

Актуальность темы исследования. Содержательный подход к истории химии основывается на изучении того, как изменялись со временем теоретические основы науки. Вследствие изменений в теориях на всём протяжении существования химии постоянно менялось её определение. Химия зарождается как «искусство превращения неблагородных металлов в благородные»; Менделеев в 1882 г. определяет её как «учение об элементах и их соединениях». Определение из современного школьного учебника в свою очередь значительно отличается от менделеевского: «Химия – наука о веществах, их составе, строении, свойствах, взаимных превращениях и законах этих превращений» [10].

Следует отметить, что изучение структуры науки мало способствует созданию представления о путях развития химии в целом: общепринятое деление химии на разделы основано на целом ряде различных принципов.

Целью данной работы является изучение истории развития аналитической химии.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи

1. рассмотреть историю алхимии;

2. изучить возникновение и развитие научной химии;

3. проанализировать историю развития аналитической химии;

4. выявить значение аналитической химии для развития химической науки в целом.

Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.

1. Основные этапы развития химии

1.1. История алхимии

Алхимия – это донаучный период в развитии химии, начавшийся в Александрии в III – IV веках н.э. и продолжавшийся в Западной Европе до начала XVI века. Слово «алхимия» происходит от арабского alchimia, имеет прямое отношение к греческому «хьюмос», «химевкис» — лить, что говорит о связи алхимии с искусством плавки и литья металлов, или еще от «хеми» — черная земля – древнее название Египта, место возникновения алхимии [15].

Возникновение алхимии связывают зачастую с так называемым Алхимическим периодом IV–XVI вв., который характеризуется развитием как практической, так и ремесленной химии, здесь и берет свое начало история алхимии.

Алхимики открывали или усовершенствовали способы получения различных соединений и смесей, улучшали или создавали новые лабораторные приборы и т.д. В лабораториях алхимики разрабатывали многие химические процессы, такие как: кристаллизация, фильтрование, перегонка воды и спирта, сублимация, получение эфирных масел, получение лекарственных средств.

Египет был основным звеном в начале развития алхимии. Есть сведения, что уже XIII в. до н.э. египтяне подробно изучили изготовление различных сплавов, похожих на золото и серебро, и эти знания применялись в изготовлении монет. В то время считалось что ртуть и сера, основные составляющие всех металлов. Что примечательно египтяне были первыми получившие нашатырь. Хорошо известен арабский алхимик Джабир ибн Хайян (ок. 721 – ок.815 гг.), который был известен в Европе как Гебер, в своих сочинениях описывал практические операции: растворения, перегонки, возгонки, кристаллизации, методы получения азотной кислоты, нашатыря, азотнокислого серебра, окраски тканей, выплавки металлов и др [15, с. 208].

Развитие алхимии постепенно распространяется в Испанию, Францию, Италию, Англию, Германию. Здесь и начинается накопление знаний о лечебных свойствах различных веществ – от минеральных солей до вытяжек из растений или тканей животных. Занимающихся этим делом людей называли аптекарями. Здесь же на западе широко развивается практическая и прикладная химия, создаются новые лабораторные приборы и реализуются совершенно новые опыты, начинается изучение зависимости свойств веществ от их состава [17].

Таким образом, алхимия оказала огромное влияние на развитие медицины и фармации в эпоху феодализма. Западноевропейская алхимия увеличила знания о многих химических соединениях, выявив лучшие способы получения одних и впервые открыв другие. В то время положено начало для получения продуктов брожения (уксус, вино), сюда же относится получение чистого спирта перегонкой крепких вин. Перегонные аппараты появились в Италии с IX века и широко распространились в других странах. Были получены серная, азотная, соляная кислоты, соединения ртути, царская водка, сера; открыты эфир, фосфор и др. Отсюда и пошло зарождение научной химии.

1.2. Возникновение и развитие научной химии

Химия древности. Химия, наука о составе веществ и их превращениях, начинается с открытия человеком способности огня изменять природные материалы. По-видимому, люди умели выплавлять медь и бронзу, обжигать глиняные изделия, получать стекло еще за 4000 лет до н.э. К 7 в. до н.э. Египет и Месопотамия стали центрами производства красителей; там же получали в чистом виде золото, серебро и другие металлы. Примерно с 1500 до 350 г. до н.э. для производства красителей использовали перегонку, а металлы выплавляли из руд, смешивая их с древесным углем и продувая через горящую смесь воздух. Самим процедурам превращения природных материалов придавали мистический смысл [20].

Греческая натурфилософия. Эти мифологические идеи проникли в Грецию через Фалеса Милетского, который возводил все многообразие явлений и вещей к единой первостихии – воде. Однако греческих философов интересовали не способы получения веществ и их практическое использование, а главным образом суть происходящих в мире процессов. Так, древнегреческий философ Анаксимен утверждал, что первооснова Вселенной – воздух: при разрежении воздух превращается в огонь, а по мере сгущения становится водой, затем землей и, наконец, камнем. Гераклит Эфесский пытался объяснить явления природы, постулируя в качестве первоэлемента огонь [5].

Четыре первоэлемента. Эти представления были объединены в натурфилософии Эмпедокла из Агригента – создателя теории четырех начал мироздания. В различных вариантах его теория властвовала над умами людей более двух тысячелетий. Согласно Эмпедоклу, все материальные объекты образуются при соединении вечных и неизменных элементов-стихий – воды, воздуха, земли и огня – под действием космических сил любви и ненависти. Теорию элементов Эмпедокла приняли и развили сначала Платон, уточнивший, что нематериальные силы добра и зла могут превращать эти элементы один в другой, а затем Аристотель [17, с. 103].

Курс лекций

По аналитической химии

учебное пособие для студентов I курса ТАТ АЭК

Учебное пособие составлено доцентами кафедры неорганической, аналитической химии и геохимии Шакировой С.С., Горбатенко О.А., ассистентом Коноваловым Д.А.

Рассматриваются теоретические основы аналитической химии, качественный анализ, основные методы количественного анализа.

Учебное пособие соответствует программе высших учебных сельскохозяйственных заведений. Предназначено для самостоятельной работы студентов ТАТ АЭК.

Рецензент: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Горелик О.В.

Одобрено и рекомендовано к изданию кафедрой неорганической, аналитической химии и геохимии УГАВМ (протокол № 7 заседания кафедры неорганической, аналитической химии и геохимии от 31.01.2005г) и методической комиссией факультета товароведения (протокол № от ).

Содержание

Лекция №1. Историческая справка и основные

Положения аналитической химии

История развития аналитической химии

Аналитическая химия сформировалась в современную науку в процессе длительного исторического развития. С глубокой древности известны простейшие приемы качественного распознавания веществ по их твердости, вкусу, цвету и запаху, а также несложные приемы очистки их с помощью перекристаллизации, фильтрования или перегонки. В IX-X в.в. на Руси уже умели определять чистоту некоторых металлов, например чистоту серебра по его плотности, а в XVII-XVIII в.в. довольно широко пользовались так называемым „пробирным методом”. Его в совершенстве освоил Петр I при исследовании руд.

Термин „химический анализ” был введен англичанином Бойлем в первой половине XVII в. Становление аналитической химии как науки относят к XIX в. К этому времени относится открытие законов кратных отношений (Ж. Гей-Люссак), разработка теории электрохимического дуализма (И.Я. Берцеллиус), на основе которых создана теория электролитической диссоциации. В середине XIX в. накопились сведения о частных реакциях веществ и появились первые учебники с разработанной системой качественного и количественного анализа. Однако аналитическая химия начала формироваться в самостоятельную науку лишь после работ М.В. Ломоносова, который открыл закон сохранения массы вещества и ввел количественный учет при химических процессах. В книге „Первые основания металлургии или рудных дел” он описал многие методы анализа. Периодический закон позволил систематизировать знания о соединениях, важных для химического анализа. Аналитическая классификация катионов связана с положением элементов в периодической системе. Методы разделения также базируются на периодическом законе. Таким образом, труды Д.И. Менделеева составили теоретический фундамент методов аналитической химии и определили основные направления ее развития.

Основы качественного и количественного анализа в его современном виде заложил Карл Ремигиус Фрезениус (1818-1897г.г.), предложив в 1841г. усовершенствованную схему разделения неорганических ионов. Развитию аналитической химии в России как науки способствовали работы академика В.М. Севергина (1796 г.) „Руководство к испытанию минеральных вод”, „Пробирное искусство или руководство к химическому испытанию металлических руд и других ископаемых тел”(1801).

В XVII – XIX в.в. большой вклад в разработку методов анализа ряда неорганических веществ внесли шведские химики Бергман (1732-1784) и Берцелиус (1779-1848), немецкий химик Фрезениус (1818-1837). Французский ученый Гей-Люссак (1778-1850) впервые осуществил количественное определение веществ с помощью объемного анализа. В результате работ немецких ученых Бунзена и Кирхгофа в 1859 г. был основан метод спектрального анализа. Начиная с середины XIX в., сначала для целей идентификации, а затем и для количественных определений в аналитической химии стали использовать инструментальные методы анализа, обладающие преимуществами в чувствительности, скорости, точности выполнения анализа. Развитие инструментальных методов привело к появлению новых методов: хроматография (М.С. Цвет, 1906г.), фотометрические методы анализа (И.П. Алимарин, В.И. Кузнецов), радиометрических (В.Г. Хлопин), электрохимических (В.И. Вернадский, А.П. Виноградов, Б.П. Никольский, И.П. Алимарин). С развитием ЭВМ изменилась принципиально методология проведения химического анализа – моделирование, алгоритмизация, системного подхода – все это привело к „перестройке” в аналитической химии, которую теперь квалифицируют как науку, занимающуюся получением информации о химическом составе вещественных систем.

Развитие аналитической химии осуществляется в следующих направлениях:

— в области теории: развитие теории химических процессов, расчет сложных химических систем на основе термодинамических и квантово-химических представлений с применением алгоритмов и вычислительной техники.

— в методическом аспекте: внедрение автоматизации в аналитический контроль на основе новых методов, устанавливающих зависимость между составом и свойствами химических систем без их измерения (физико-химический анализ, лазерная, электронная, полупроводниковая техника).

— в прикладном аспекте:

· повышение предела обнаружения, то есть снижение минимальных концентраций и количеств определяемых веществ, что связано с получением вещества особой чистоты;

· увеличение точности анализа;

· создание методов анализа, обладающих высокой избирательностью, исключающих необходимость устранения мешающих компонентов;

· разработка экспрессных методов анализа, позволяющих исследовать процессы, протекающие в короткие промежутки времени (ядерные реакции);

· разработка методов микроанализа;

· разработка безразрушительных и дистанционных методов анализа (радиоактивные вещества, морские воды на больших глубинах, космические объекты).

В развитие этих направлений большой вклад внесли русские аналитики: всемирно известны их работы по анализу веществ высокой чистоты, разработке органических аналитических реагентов, фотометрии и другие. В нашей стране создан ряд методов, которые используют во многих странах (тонкослойная хроматография, бесстружковый метод анализа).

Согласно академика И.П. Алимарина дадим определение науки – аналитической химии.

Аналитическая химия – наука, развивающая теоретические основы анализа химического состава веществ, разрабатывающая методы идентификации и обнаружения, определения и разделения химических элементов, их соединений, а также методы установления химического строения соединений.

Первые научные труды по разработке теории и практики химического анализа. Вклад М.В. Ломоносова в развитие аналитической химии в России. Сущность периодического закона Д.И. Менделеева. Способы решения аналитических проблем с помощью хроматографии.

Подобные документы

Этапы развития аналитической химии как науки. Роль аналитической химии в развитии аптечного дела и фармацевтической промышленности. Основные задачи химического анализа, характеристика его методов. Применение солей катионов II аналитической группы.

Предмет и задачи аналитической химии как науки. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Характеристика и классификация методов титриметрического, гравиметрического и оптического анализа. Применение методов комплексометрии.

Характеристика и основные требования к методам аналитической химии. Понятие аналитического сигнала. Методы маскирования, разделения и концентрирования. Сущность метода хроматографии. Химические, термические, биологические и электрохимические методы.

Практические методы определения химического состава, строения веществ. Основные задачи аналитической химии, значение шкалы атомного веса и сущность гравиметрического анализа. Назначение и применение реагентов, особенности теорий химических взаимодействий.

Основные хемометрические методы, используемые в аналитической химии. Итоги развития хемометрики за последние 20 лет, тенденции и перспективы ее роста. Обзор методов и моделей, применяемых для решения задач качественного и количественного анализа.

Рассмотрение вопроса о специфике химического знания и проблемах современной химии. История формирования органической и аналитической химии в самостоятельные отрасли науки. История взаимодействия химии и физики. Возникновение эволюционной химии.

История возникновения и развития метрологии в аналитической химии. Классификация погрешностей по способу их выражения, по источнику их возникновения и по характеру их проявления. Метрологические и аналитические характеристика методов и методик анализа.

Точность и расчет погрешности методов аналитической химии. Ошибки при количественном анализе. Сущность гравиметрического и титриметрического методов анализа. Принципы и оптических методов анализа. Комплексометрия как особый класс химических соединений.

Основные понятия аналитической химии (аналитики). Виды химического анализа: гравиметрический, титриметрический (объемный), газоволюмометрический. Физико-химические методы, спектральные, фотометрические методы анализа. Фотоколориметрия и спектрофотометрия.

Функциональный, молекулярный, вещественный и другие виды химического анализа. Составление схем и выбор метода анализа. Способы определения аналитического сигнала и помех по данным аналитических измерений. Окислительно-восстановительные индикаторы.


Статьи по теме