Előadás 1 kémia mint tudomány és a termelés
Előadás 1.Himiya tudomány és a termelés
DI Mengyelejev írta: „A legfőbb cél a bizonyított tudomány nem csak tudást, azaz a leírás és a tudás és a megértés ... neizmenyayuschegosyasredi felváltva az ideiglenes és örök, párosulva ... a képességét, hogy közvetlen felhasználását a tudomány új győzelmeket a természet fölött. "
És azt írta: „... Ahhoz, hogy megtalálja egy változatlan és általános változó, és különösen az a fő feladata a tudás.” ( »Principles of Chemistry« (1871)).
Mengyelejev segített megtalálni „a leggyakoribb és általában” az egész kémia. Felhívta a figyelmet arra, hogy a kémia, mint minden tudomány, ott az idő, és az eszközöket, és a végén, mind elméletben, mind gyakorlatban. Lehet, hogy a kémia, mint senki más a tudomány, a legkorábbi fejlődési szakaszaiban olyan jelenség, amely tartalmazza a gömb az anyagi termelés.
A fő probléma a kémia
Kémia mint ilyen mindig szükség az emberiség előnyösen származtatható anyagokat a természet a lehető minden szükséges anyagok - fémek, kerámiák, mész, cement, üveg és beton, festékek, gyógyszerek, vzvryvchatye anyagok és mesterséges éghető anyagok, gumik és műanyagok, vegyszerek és rost anyagok és a kívánt fizikai tulajdonságokkal. ...
Ezért minden kémiai ismereteket ötvözi egy egyedi és tartós, és a fő feladata a kémia - a problémát, hogy elérjük anyagok kívánt tulajdonságokkal.
De hogy megértsük ezt a termelési probléma, akkor képesnek kell lennie arra, hogy végre jó minőségű átalakítás. És mivel a minőség - kombinációja az anyag tulajdonságának, tudnunk kell, hogyan kell kezelni a tulajdonságokat, hogy melyik befolyásolja ezeket a tulajdonságokat. Más szóval, hogy megoldja a problémákat, a termelés, mind a kémia kell megoldani a problémát keletkezésének elméleti anyag tulajdonságaitól.
Így, a rúd szolgál kettős probléma Chemistry - előkészítése anyagok kívánt tulajdonságokkal (termelés az emberi tevékenység), és azonosítása a tulajdonságait a kontroll anyag (kognitív funkciók).
Története kémia, mint egy természetes folyamat, hogy megváltoztassa annak megoldási módozatok a fő problémák
OPH fontos jellemzője az, hogy van egy korlátozott és jól meghatározott számú közös módon megoldások, mivel a tulajdonságok az anyag csak attól függ 4 tényező:
elemi és molekuláris összetételét;
kinetikai tényezők, beleértve a természet a ko-reaktánsok;
magassága kémiai orientáció.
Ez a 4 tényezők voltak ismertek, mivel a kémia vált a tudomány (a közepén a XVII században.). De a korai időszakokban a kémia, például Alkimista időszakban, azt feltételezték, hogy a tulajdonságai az anyag függ bizonyos tulajdonságai a kezdetben-elemek vagy a „első elvek-elemek”: szárazra pároltuk, és a páratartalom, a hő és a hideg, stb És mivel nem lehet elhanyagolni is, és ezzel az első út, hogy ismertesse a minőségi változatos természeti testek, azt lehet mondani, hogy a OPH - a probléma keletkezésének az anyag tulajdonságának - 5 módon megoldani, egyikük jelent meg a tudomány előtti időszakban.
A változás a megoldási módozatok az alapvető problémákat a kémia, kiderül, logikus, hogy összekapcsolja a fejlesztési szakaszban a kémia.
M - egy sor tudományos információk
A tanítás a kémiai. az
Ábra. A hierarchikus szintekbe kémiai ismeretek vagy fogalmi kémiai rendszerek
Az első módszer, hogy megoldja a OPH
Megjelentek az ősi természetfilozófia és tartott több mint kétezer éve - mindaddig, amíg a munkálatok Boyle. Ezalatt az idő alatt, két alapvetően különböző magyarázatok végtelenül minőségi változatos természeti testek hívtak.
atomisztikus magyarázat. Démokritosz Epikurosz. Lucretius kifejezve a ragyogó sejtés a különbség a „ősatom” súlyuk, a
Démokritosz (kb 460-370 BC). - görög tudós. Mindörökké anya felismerte, és úgy gondolta, hogy ez áll a végtelen számú apró részecskéket - tartalmaz, különböző kombinációja képező számtalan tárgyat és azok tulajdonságait. Azt állította, hogy az atomok mozognak hatása alatt a jogállamiság szükségszerűség. Szerint Démokritosz, a világegyetem számtalan világok felmerülő, fejlesztése és meghal.
kontinualistkoe (antiatomicheskoe) magyarázatot. Arisztotelész és Empedoklész hitte, hogy minden sokrétű szervek kombinációjának köszönhető négy elemből elem - tűz, víz, levegő, föld, és a megfelelő tulajdonságok - meleg és hideg, szárazság és nedvesség. így:
Tűz = kezdeti anyag (MF) + hő + szárazra pároljuk.
Víz = PV + páratartalom + hideg.
Levegő = px + hő + nedvességet.
Föld = PV + hideg + száraz.
Az Alchemy korszakalkotó ezen a területen, és indokolt híres Paracelsus (1493-1541). Az alapja létezik Paracelsus, három-start (tria prima): Mercury - kezdődő volatilitás, kén - kezdődő éghetőségi, só - a korai keménysége.
Az alapelvek az alkímia és a korai testesíti meg.
Mindkét megközelítés már megfosztották empirikus alapon spekulatív, és nem alapvetően ad számos ipari gyakorlatban. Így a közötti időszakban a gyakorlat és az „elmélet”, vagy nem is volt köszönhető, vagy nagyon gyenge volt és egyoldalú kommunikáció.
Hangsúlyozni kell, hogy az első megoldási módja OPH, velejárója még egy jellemzője, hogy hiányzik más módon - a történelmi végzet. Meghal a megjelenése egy új módon, szinte használhatatlan. Ebben a tekintetben meg kell jegyezni, hogy az összes többi megoldás OPH, amelyet alább, az idő született, továbbra is alkalmazni kell a jelen, illetve azokat nem fenyegeti pusztulás.
Jellemzői az első arra szolgál, hogy együtt, így jelölje meg a nyomon, hogy mit lehetne az elképzelést, a határ a „tudományos kémia”, amely azzal kezdődik, R. Boyle, és néhány nem-tudományos (vagy nem túl tudományos) kémia előtti Boyle.
A második út, hogy megoldja a OPH
Ez a módszer akkor fordul elő a terhesség második felében a XVII században a munka az angol tudós, Robert Boyle. A megjelenés kapcsolódik a reneszánsz, amely mellett a progresszív változások a gazdasági és politikai életben okozott gyökeres átalakulása terén természettudomány, vagyis a fejlesztés kísérleti megközelítés a tanulmány a természet.
Boyle kutatás oda vezetett, hogy az alábbi következtetéseket:
minden minőségű és tulajdonságú testek nem abszolút, és függ attól, amit lényeges elemeinek az e testületek tagjai, azaz a Boyle elutasította az ötlet az elemek-tulajdonságait a tulajdonságait a szervek tulajdonságai határozzák meg az elemek;
elemek - egyszerű, tovább nem bomló test, amely az összes kevert test, azaz vegyi anyagok;
elemek állnak vörösvértestek, és egy testecske - az atomok.
Ie Boyle kifejezve az elképzelést, hogy a tulajdonságai anyagok határozzák meg a szerkezet: sostavsvoystva.
Ez a (második) eljárás kezdeményezett kísérleti kémia, határozta meg azt a tudomány a anyagösszetétel, vagy „a tudomány a kémiai elemek és azok vegyületei” (DI Mengyelejev).
A tanítás a szerkezet - az első fogalmi rendszert kémia. E szerint a tanítás anyag tulajdonságait lehet tanulmányozni megváltoztatásával összetételét.
A harmadik út, hogy megoldja a OPH
A harmadik út, hogy megoldja a OPH okozta az átmenetet a gyártási szakaszban a kapitalizmus által uralt kézi munkát a gyári rendszer a tőkés termelés alapján gépi technológia és az új nyersanyag forrásként.
Textilipar a XVIII. - első felében a XIX században. Követelte a fejlesztés egy hatalmas tömegű anyagok a növényi és állati eredetű, minőségű fajta, amely meglepően nagy, és a szerkezet nagyon monoton (5-7 elem - „szerv-”).
Ilyen körülmények között, és ennek eredményeként a nyitó elején a XIX. izoméria és polimerek, meg az ötlet, hogy a tulajdonságok a különböző anyagok és minősége határozza meg, nem csak az összetétele, hanem a szerkezet az anyag a tág értelemben vett.
Tehát volt egy másik fogalmi rendszer kémia - Szerkezeti kémia. Ha kitanítás keretein belül a készítmény (az első fogalmi rendszer) volt elsősorban analitikai tudomány. majd a második rendszerben vált többnyire szintetikus. Időszak szerkezeti kémia kialakulásának történészek úgynevezett "March triumphal Organic Synthesis" (azo-festékek, gyógyszerek, rayon, stb).
A negyedik módja, hogy megoldja a OPH
A XX században. fejlesztése a légi közlekedési ipar, energia és műszerezési követelményeknek előadott megszerezni anyagok szigorúan meghatározott tulajdonságokkal (nagy oktánszámú motorhajtó anyagok, speciális kenési és speciális kaucsukok és műanyagok burkolatok szigetelők, hőálló szerves és szervetlen polimerek, félvezetők). Módszerek OPH megoldások alapján csak a szerkezeti kémia és a tanítás a készítmény, váltak egyértelműen nem elegendő a gyakorlati problémák megoldására, mert ezek a következők:
- nem adott gazdasági szempontból elfogadható terméket hozamok;
- irányított, mint általában, ügynökei növényi és állati eredetű. Azt töltött több tízmillió tonna gabona, burgonya, zsír, nyers bőr, stb.;
- nem rendelkeztek a szükséges szintézis folyamat menedzsment képességeket.
Hatása alatt az új termelési követelmények merültek fel a negyedik módja annak, hogy megoldja a OPH, amely szolgált az alapja egy új - harmadik fogalmi rendszer a kémiai - tana kémiai folyamatokat.
A tárgy nem válik egy teljes vegyi anyag, és maga a konverzió, a téma Chemistry - nincs szerkezet a molekula és a kémiai entitás kinetikai rendszer, amelyben a molekuláris szerkezete képviseli csak egy adott. Új lehetőségek és az új szintetikus szerves kémiai folyamat ellenőrzési módszerek. Köszönhetően új eljárás Az oldatok OPH világ űrtartalom anyagok (. Szintetikus gumi, műanyagok, szintetikus szálak, detergensek, alkohol, stb) alapult az olaj alapanyag, és a termelés a nitrogén műtrágya - alapján a nitrogénnek a levegőben. Már 1960 100% ipari alkoholt, 80% detergens, 90% lakkok és lakkok, 35% rost, 65% gumi és körülbelül 20% bőr anyagokat alapján előállított a gáz és az olaj alapanyag. Hála az új módszer megoldására OPH kémia ad évente a mezőgazdaság több százezer tonna karbamidot és az olaj fehérje csak állati takarmány és néhány millió tonna műtrágyát. Rengeteg mezőgazdasági termékek most megy közvetlenül emberi fogyasztásra és állati takarmányozásra.
Az ötödik megoldása a OPH
Jelenleg a kémia folytatódik az ötödik megoldási módjának az a fő probléma. Ez a módszer nyit módon lehet használni anyagok előállítása során a leginkább szervezett kémiai rendszerek, amelyek csak akkor lehetséges, prebiotikus szintézise. Ez a módszer volt az alapja a negyedik és utolsó fogalmi rendszere a kémiai tudomány - evolúciós kémia.
Mi általánosítani Az előzőekből.
Bemutatta fogalmi rendszerek hierarchiáját tükrözi hierarchia anyagi rendszerek:
Atom a kémiai összetétele elementauchenie
Molekula kémia kémiai soedineniyastrukturnaya
reagáltatjuk chastitsuchenie kémiai folyamat rendszer
Magasan szervezett sistemyevolyutsionnaya katalitikus kémia
A fő trend a fejlesztés a modern kémia a legteljesebb fejlesztése a harmadik szint - a tanítás a kémiai eljárás, és az átmenetet a negyedik szint - terén evolúciós kémia.
A harmadik szint:
- felfedi a természet sok köztes fajok
- határozni azokat a mechanizmusokat a sok reakciót, különösen elektron transzport;
- továbbra is fejlesztés a gyakorlatban abszolút sebesség elmélet;
- felfedezni egy csomó fehér foltok az elmélet katalízis.
- fejleszteni kérdések kinetikai és hidrodinamikai Macrokinetics nagy reaktor rendszerek korlátozó megoldások komplex problémákra nagyszabású átmenet laboratóriumi kutatások az ipari egységek.
Ennek része a negyedik szinten kell foglalkozni:
- fejlesztése katalitikus tapasztalat az élővilág;
- modellezése a biológiai rendszerek végrehajtása érdekében a legkülönbözőbb folyamatok - fotokémiai víz bontása hidrogénre és oxigénre, hogy szintézisét biopolimerek modellek együtt bioregulators.