Історію розвитку хімічних знань можна умовно поділити на такі періоди: хімія стародавнього світу, період алхімії та становлення хімії як науки.
Хімія стародавнього світу
Мабуть, першим перетворенням речовин, яке спостерігали наші предки, було горіння. Спочатку люди боялися вогню, але згодом почали використовувати його для приготування їжі та обігріву. Виникненню хімії, як і інших наук, сприяли практичні потреби. З давніх давен люди здійснювали численні перетворення одних речовин на інші: виноградний сік у вино, вино – в оцет. Знали про існування таких металів як золото, срібло, олово, залізо; вміли виплавляти мідь і бронзу, обпалювати глиняні вироби, отримували керамічний посуд, цеглу і скло, готувати барвники і косметичні засоби. Нагромаджувались результати спостережень, розроблялись і застосовувались різні методи, прийоми і рецепти на практиці, почали виникати хімічні ремесла.
Хімічні ремесла з’явилися надзвичайно давно. Такий висновок випливає із численних археологічних розкопок давніх людських поселень.
Вироби із бронзи ІІІ-І ст. до н.е.
На батьківщині хімії – у Стародавньому Єгипті – таємницею «священного мистецтва» володіла каста жерців. Вони були настільки всесильними, що їх побоювались навіть фараони. У храмах жерці, крім ритуальних богослужінь, займалися політикою і науками. Вони вміли бальзамувати трупи, виготовляти косметичні препарати, ліки, смертоносні отрути, розробляли способи підробки коштовного каміння і золота.
Бальзамування трупів
Понад 5 тисяч років тому в Стародавньому Єгипті вже виготовляли і випалювали цеглу, з якої були зведені деякі піраміди, виготовляли кольорове скло, керамічні вироби, блакитну фарбу. Для захисного покриття малюнків використовували високоякісні лаки. Добували ртуть, виплавляли бронзу, свинець, олово, видобували й обробляли мідь.
Успішно розвивалось хімічне ремесло і в країнах Азії: Месопотамії, Індії та Китаї. Металурги стародавнього Вавилону виплавляли сурму та сурм’янисті бронзи вже близько 3000 років до н. е. Майже 6000 років тому для виготовлення зброї і знарядь використовували мідь, а пізніше – з I тисячоліття до н.е. – й залізо.
Одним з найдавніших хімічних ремесел на теренах України було чинбарство – вичинка та дублення шкір, гончарство. Для обробки шкіри використовували попіл, відвари дубової кори та інших рослин. Кіммерійці, що мешкали в Північному Причорномор’ї, вже в І тисячолітті до н. е. виплавляли з болотної руди залізо (крицю), виготовляли зброю, чорний порох, чорнило, знаряддя праці. Бронзові наконечники стріл, срібні й золоті вироби археологи знаходять у скіфських похованнях VI-IV ст. до н.е.
Золотий скіфський шолом, золотий скіфський меч і піхви до нього, золоті коштовності сарматів: прикраси і предмети побуту
Срібні денарії
Розкопки підтверджують, що поблизу сучасного Нікополя був розташований центр металургії та металообробки стародавньої Скіфії. Знайдено серп та чимало предметів повсякденного ужитку, прикрас та зброї, виготовлені з металу приблизно у V столітті до н.е.
Скіфські вироби з металу
Давня мідна індустрія на теренах сучасного Донбасу з’явилася значно раніше, ніж копальні на острові Кіпр.
У добу середньовіччя в Україні високого рівня розвитку досягли прийоми фарбування тканин, виготовлення ліків, барвників та чорнила, винокуріння, скловаріння, а особливо виробництво поташу, селітри, курного пороху, зброї та знарядь праці.
Жодних уявлень про хімічний склад речовин та їх перетворення тоді ще не було.
Період алхімії (IV–XVI століття)
Практичний досвід людей упродовж тисячоліть усе більше посилював їхню віру у неабиякі можливості хімічного ремесла. Давньоєгипетське мистецтво підробки золота, срібла й коштовного каміння заполонило розум людей. Хімічні знання почали поширюватись у Греції і Римі. У VII столітті кочові племена арабів заволоділи Олександрією (заснована у IV столітті до н. е.) і в бібліотеці Олександрійської академії захопили книги, з яких арабські вчені запозичили нагромаджені впродовж тисячоліть знання. Араби почали називати хімію алхімією.
Алхіміки за роботою
Алхіміки шукали три речовини:
- філософський камінь, за допомогою якого можна було б перетворювати звичайні метали в золото і срібло;
- еліксир життя, який лікував би всі хвороби і зробив би людину безсмертною;
- алькагест – універсальний розчинник.
Прагнучи досягти привабливої мети – створення незліченних багатств, алхіміками у цей період нагромаджено неабиякий фактичний матеріал, здобуто й описано чимало речовин (цинк, сурму, вісмут, миш’як), розроблено експериментальні методи і прийоми, якими користуються й досі. Наприклад, гамбурзький алхімік Брандт відкрив білий фосфор.
Відкриття білого фосфору алхіміком Брандтом
Йоган Бетгер винайшов спосіб виготовлення фарфору. У Китаї виплавляли цинк і називали його «китайським залізом». Добували алюмінієві сплави. Індуси вміли виплавляти чисті метали і добре їх обробляти.
На початку XIV століття хімічні дослідження спрямовують на потреби практики. Більше уваги звертають на виготовлення ліків. Так виникла лікувальна хімія, або ятрохімія.
Становлення хімії як науки (XVІ-XIX століття)
Учені вважають, що знання про перетворення речовин, нагромаджені до XVI століття, ще не були наукою. Певна сума фактів стає наукою лише тоді, коли з’являються теорії, що пояснюють відомі факти й передбачають нові відкриття. Становлення хімії було підготоване першими теоріями перетворення речовин (багато з яких були помилковими), які виникли в Європі у другій половині XVII століття. У творах хіміків другої половини XVII століття велика увага приділялась поясненню процесів горіння.
Німецький учений Георг Шталь (1659 – 1734 рр.) створив першу хімічну теорію, названу теорією флогістону. Вона розглядала процес горіння, як реакцію розкладу. Флогістоном вважалася особлива речовина – «вогняна матерія», складова частина усіх здатних горіти речовин. Роль повітря зводилася до «вбирання» флогістону: зелені листки «всмоктували» флогістон із повітря, при горінні деревини він знову виділявся.
Теорія флогістону була помилковою, але вона пояснювала чимало явищ і позитивно вплинула на розвиток хімічної науки. Російський учений М. В. Ломоносов (1711 – 1765 рр.) довів, що горіння – це реакція сполучення. Він розвинув атомно-молекулярне вчення про будову речовин, сформулював принципи збереження матерії і руху, заклав основи фізичної хімії. Виникнення наукової хімії відбулося з кінця XVII до середини XVIII століття. На той час технічна революція у Європі викликана розширенням мореплавства і торгівлі, винайденням парової машини і ткацького верстата, призвела до бурхливого розвитку природознавства. Вчені почали застосовувати наукові методи дослідження.
Роберт Бойль
(1627–1691)
Роберт Бойль, якому належать фундаментальні роботи з фізики, вважав що, усі речовини складаються з різних атомів, які він назвав «хімічними елементами». Під час хімічних перетворень атоми спочатку роз’єднуються, а потім знову сполучаються, але більш міцними силами. Уперше почав використовувати в хімії атомну теорію, яку він запозичив у давньогрецьких філософів і розвинув її.
У своїй книзі «Хімік-скептик» він доводив, що хімія повинна стати самостійною наукою, а не займатися спробами перетворення неблагородних металів у золото.
Роберт Бойль впровадив у хімію експериментальний метод, поклав початок хімічному аналізу, сприяв становленню хімії як самостійної науки.
Англійський учений Дж. Дальтон (1766 – 1844 рр.) запропонував поняття «атомна маса» і першим визначив атомні маси багатьох елементів, відкрив газові закони. Англійський хімік Франкленд ввів поняття валентності.
Як самостійна наука хімія сформувалася в середині XVIII століття з відкриттям М. Ломоносовим закону збереження маси речовин під час хімічних реакцій.
У 1860 році на Міжнародному з’їзді лікарів і хіміків у Карлсруе (Німеччина) були закладені основи сучасної хімії. На ньому провідною хімічною теорією було визнано атомно-молекулярну теорію.
Переворот у теоретичних поглядах хіміків, який стався в кінці 18 ст. внаслідок швидкого накопичення експериментального матеріалу зазвичай називають «хімічною революцією». У кінці ХІХ – на початку ХХ століття створюються промислові дослідницькі лабораторії. Нині хімія має міцну теоретичну основу.
Підсумок
- Яке значення алхімії для розвитку науки?
- Які етапи історії розвитку хімії ви знаєте?
- Що послужило становленню хімії як науки?
- Чому, на вашу думку, алхімію не можна вважати наукою?
- Які з відомих вам учених зробили вагомий внесок у розвиток хімії як науки?
Допитливим
- На початку ХХ століття ряд промислових корпорацій створили перші промислові дослідницькі лабораторії. У США в 1903 році була заснована хімічна лабораторія «Дюпон», а у 1925 році – лабораторія фірми «Белл». Після відкриття і синтезу в 1940-х роках пеніциліну, а потім й антибіотиків з’явилися великі фармацевтичні фірми. Німецький хімік Герман Штаудінгер (1881 – 1965 рр.) розробив теорію будови полімерів. Сьогодні виробництво полімерів – найбільша галузь хімічної промисловості.
- Прочитайте вислів, зашифрований у головоломці:
Домашній експеримент
Індикатори
Накрапайте у дві тарілки соку чорниць. До першої добавте сік свіжого лимона, до другої – розчин харчової соди. В обох випадках колір зміниться. Чорничний сік відіграв роль індикатора на кисле середовище у першому випадку і лужне – у другому.
