Интересные исторические факты о химии

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Интересные исторические факты о химии

Ковтун Е.Н. 1
1МБОУ СОШ №8 города Выборга
Егорова Т.Ю. 1
1МБОУ СОШ №8 города Выборга
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В данной работе собраны интересные факты из истории химической науки. Предмет химии настолько обширен, сколько предмет и самой природы. Химия не только подражательница, но и соперница природы. Химия – часть естествознания, поэтому мы решили изучить интересные исторические факты о химии. Все основные отрасли народного хозяйства неразрывно связаны с ее развитием. Химия играет огромную роль в сельском хозяйстве и медицине, в легкой промышленности, в освоении космических пространств, изучении недр земли, в нанотехнологии.

В какой бы отрасли промышленности, сельского хозяйства человек ни работал, он должен знать химию. Хлеборобу химия даст мощные средства в борьбе за урожай. Металлурга научит варить крепкую сталь. Химия – верный спутник врача, строителя, нефтяника, агронома. 2

Химия дает возможность вовлекать в производство самые доступные и дешевые виды сырья и создавать из них ценные продукты и материалы с определенными физическими и химическими свойствами. Интересные факты о химии часто касаются открытий, произведенных случайно. Интересный факт о химии – в открытии йода принимал непосредственное участие самый обычный кот. Фармацевт и химик Бернар Куртуа обычно обедал в лаборатории, и к нему часто присоединялся кот, любивший сидеть на плече хозяина. После очередной трапезы кот спрыгнул на пол, при этом опрокинув емкости с серной кислотой и суспензией золы водорослей в этаноле, стоявшие у рабочего стола. Жидкости смешались, и в воздух начал подниматься фиолетовый пар, оседавший на предметах мелкими черно-фиолетовыми кристаллами. Так был открыт новый химический элемент - иод.2

Наше исследование – провести отбор наиболее интересных фактов-сведений о химии и экспериментально исследовать факт возможного открытия углекислого газа (по подобию его открытия английским учёным Джозефом Пристли в 1767 году). 4

Актуальность работы: значение и роль фактов в истории химии.

Цель работы: исследование исторических фактов о химии и воспроизведение исторического эксперимента открытия углекислого газа английским учёным Джозефом Пристли по факту 1767 года.

Задачи:

Собрать сведения об исторических фактах, используя литературные источники.

Провести исследования по отбору интересных исторических фактов о химии и подготовить коллекцию фактов о химии.

Провести экспериментальное исследование открытия углекислого газа (по факту его открытия английским учёным Джозефом Пристли в 1767 году).

Методы исследования:

Работа с источниками информации. Теоретические исследования.

Экспериментальные методы.

Наблюдение и фотографирование.

Анализ полученных результатов.

1. Теоретическая часть. Исторические факты о химии

1.1. Исторические факты о химии

Каким образом растения для защиты от травоядных привлекают хищников?

Многие растения в ходе эволюции научились вырабатывать химические вещества, которые вредны или смертельно опасны для травоядных. Однако у некоторых растений химическая защита имеет не прямое, а косвенное воздействие по принципу «враг моего врага — мой друг». В этом случае выделяемые летучие вещества привлекают хищников, которые регулируют численность травоядных и тем самым способствуют выживанию растения.

Какой репеллент от комаров используют южноамериканские обезьяны-капуцины?

Южноамериканские обезьяны вида траурных капуцинов умеют использовать натуральные репелленты от комаров. Они находят в коре деревьев многоножек, которые выделяют защитные химические вещества класса бензохинонов, и натирают ими кожу.

Как несовершенное знание английского языка помогло открыть заменитель сахара?

Один из самых эффективных заменителей сахара — сукралоза — был открыт случайно. Профессор Лесли Хью из Королевского колледжа в Лондоне дал указание работавшему с ним студенту Шашиканту Пхаднису испытать (по-английски «test») полученное в лаборатории вещество трихлорсахароза. Студент знал английский на далёком от совершенства уровне и вместо «test» услышал «taste», немедленно попробовав вещество на вкус и найдя его очень сладким.

В каком случае этиловый спирт может служить противоядием?

Метиловый спирт в составе алкогольного напитка по вкусу и запаху неотличим от этилового, однако его действие на организм гораздо опаснее. Даже небольшое количество метанола может привести к слепоте, а доза от 30 мл — к смерти. Этим объясняются частые случаи отравления метиловым спиртом либо по незнанию, либо в случае употребления поддельного алкоголя. Интересно то, что в случае такого отравления противоядием является обычный, то есть этиловый спирт. Это связано с тем, что процессы связывания обоих спиртов в организме происходят с участием одного фермента алкогольдегидрогеназы, который реагирует с этанолом быстрее. В результате фермент исчерпывается, и метанол остаётся большей частью нерасщеплённым, а вследствие этого в крови получается меньше вредных продуктов его распада.

Какая деталь автомобиля была изобретена случайно?

Небьющееся стекло было изобретено случайно. В 1903 году французский химик Эдуард Бенедиктус нечаянно уронил колбу, на стенках которой сохранилась плёнка нитроцеллюлозы. Стекло треснуло, но не разлетелось на мелкие кусочки. Поняв, в чём дело, Бенедиктус изготовил первые лобовые стёкла современного типа, чтобы уменьшить количество жертв автомобильных аварий.

Неполадки в какой бытовой системе объясняют множество феноменов из разряда «дом с привидениями»?

Множество феноменов из разряда «дом с привидениями» объясняется всего-навсего плохо работающей системой отопления, вызывающей у жителей отравление угарным газом в малой концентрации. В число симптомов такого отравления, помимо головных болей и чувства усталости, входят также зрительные и слуховые галлюцинации.

Кто сыграл ключевую роль в популяризации шампанского?

Изобретателем шампанского многие считают французского монаха Пьера Дом Периньона, однако это далеко от истины. Он разработал много техник, которые и сейчас применяются производителями шампанского в процессе изготовления начального вина, однако пузырьки в вине считал признаком брака. А ключевую роль в популяризации пузырящегося вина сыграли англичане. Они импортировали вина из провинции Шампань, а затем переливали их из бочек в бутылки с пробкой из пробкового дерева (чего французы тогда не знали). После возобновления процесса ферментации в бутылках начинал образовываться углекислый газ, и вино в открытых бутылках пузырилось, что очень понравилось англичанам.

Какие существа виновны в цвете Кровавого водопада в Антарктиде?

В Антарктиде из ледника Тейлора временами выходит Кровавый водопад. Вода в нём содержит двухвалентное железо, которое, соединяясь с атмосферным воздухом, окисляется и образует ржавчину. Это и придаёт водопаду кроваво-рыжий цвет. Однако двухвалентное железо в воде возникает не просто так — его производят бактерии, живущие в изолированном от внешнего мира водоёме глубоко подо льдом. Эти бактерии сумели организовать жизненный цикл при полном отсутствии солнечного света и кислорода. Они перерабатывают остатки органики, а «дышат» трёхвалентным железом из окружающих пород.

Какой химический элемент был получен как побочный эффект от попытки выделить золото из мочи?

В 1669 году немецкий алхимик Бранд Хенниг в поисках философского камня решил попробовать синтезировать золото из человеческой мочи. В процессе её выпаривания, дистилляции и прокаливания он получил белый порошок, светящийся в темноте. Хенниг принял его за «первичную материю» золота и назвал «светоносец» (что по-гречески произносится как «фосфор»). Когда дальнейшие манипуляции с этой материей так и не привели к получению драгоценного металла, он начал продавать новое вещество ещё дороже, чем само золото.

Кем по профессии был человек, названный москвичами в легендах светящимся монахом?

Академик Семён Вольфкович был в числе первых советских химиков, проводивших опыты с фосфором. Тогда необходимые меры предосторожности ещё не принимались, и газообразный фосфор в ходе работы пропитывал одежду. Когда Вольфкович возвращался домой по тёмным улицам, его одежда излучала голубоватое свечение, а из-под ботинок высекались искры. Каждый раз за ним собиралась толпа и принимала учёного за потустороннее существо, что привело к распространению по Москве слухов о «светящемся монахе».

Что помогает обнаруживать детали конструктора «Лего», если их проглатывают дети?

В состав пластмассы для деталей конструктора «Лего» входит сульфат бария. Эта соль не растворяется в воде, что делает её нетоксичной для организма, и хорошо видна на рентгеновских снимках. Таким образом, если ребёнок проглотит деталь, её будет легко найти по этим снимкам.

12.Чем опасно использование монооксида дигидрогена?

С 1990-х годов на веб-сайтах и в почтовых рассылках нередко появляются призывы запретить использование монооксида дигидрогена. В них перечисляются многочисленные опасности, которое вызывает это вещество: оно является главным компонентом кислотных дождей, ускоряет коррозию металлов, может вызывать короткое замыкание и т. п. Несмотря на опасность, вещество активно применяется в качестве промышленного растворителя, добавки к пищевым продуктам, на атомных станциях, а предприятия сбрасывают его в огромных количествах в реки и моря. Эта шутка — ведь монооксид дигидрогена есть не что иное, как вода — должна учить критическому восприятию информации. В 2007 году на неё купился новозеландский депутат. Ему пришло подобное письмо от избирателя, и он перенаправил его в правительство, потребовав запретить опасный химикат.

13. Почему платина сначала была дешевле серебра, а теперь гораздо дороже?

Платина в переводе с испанского буквально означает «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название, данное этому металлу конкистадорами, исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Сейчас на мировых биржах платина дороже серебра примерно в 100 раз.

14. Какая деревня дала название четырём химическим элементам?

Множество химических элементов получили своё название в честь стран или других географических объектов. Сразу 4 элемента — иттрий, иттербий, тербий и эрбий — были названы в честь шведской деревни Иттербю, около которой обнаружили крупное месторождение редкоземельных металлов.

15. Как металл кобальт связан с горными духами?

При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. В честь него и назвали сам металл кобальт.

16. Какие птицы помогали шахтёрам?

Канарейки очень чувствительны к содержанию в воздухе метана. Эту особенность использовали в своё время шахтёры, которые, спускаясь под землю, брали с собой клетку с канарейкой. Если пения давно не было слышно, значит следовало подниматься наверх как можно быстрее.

17. Как были открыты антибиотики?

Антибиотики были открыты случайно. Александр Флеминг оставил пробирку с бактериями стафилококка без внимания на несколько дней. Из-за обычного для его лаборатории беспорядка в пробирке выросла колония плесневых грибов и стала разрушать бактерии, а затем Флеминг выделил активное вещество — пенициллин.

18. Как с помощью птиц обнаружить утечку газа?

Грифы-индейки имеют очень острый нюх, особенно хорошо они чуют этантиол — газ, который выделяется при гниении трупов животных. Искусственно полученный этантиол добавляют в природный газ, который сам по себе не имеет запаха, чтобы мы могли почуять утечку газа из незакрытой конфорки. В малонаселённых районах США инженеры-обходчики иногда обнаруживают утечки на магистральных трубопроводах именно по кружению над ними грифов-индеек, привлекаемых привычным им запахом. 6

19. Как была открыта вулканизация?

Американец Чарльз Гудьир случайно открыл рецепт изготовления резины, которая не размягчается в жару и не становится хрупкой на морозе. Он по ошибке нагрел смесь каучука и серы на кухонной плите (по другой версии, оставил образец резины у печи). Этот процесс получил название вулканизация.4

20. Каким образом пиво повлияло на изобретение газированной воды?

Английский учёный Джозеф Пристли в 1767 году заинтересовался природой пузырьков, которые выходят на поверхность при брожении пива. Над пивным чаном он поместил чашу с водой, которую затем попробовал на вкус, и обнаружил, что она обладает освежающим действием. Пристли открыл не что иное, как углекислый газ, который и сегодня используется при изготовлении газированных напитков. Через пять лет Пристли опубликовал работу, в которой описал более совершенный метод получения углекислого газа путём реакции серной кислоты с мелом. 4

Метод Пристли нас очень заинтересовал и мы решили попробовать применить его на практике.

2. Практическая часть. Этапы реализации работы

Впереди предстояла интересная работа с объектом наблюдений – веществами – углекислым газом и его физико-химическими превращениями.

Совместно с руководителем разработали план работы:

инструктаж по правилам безопасной работы в школьной лаборатории;

подготовка лабораторного оборудования и химической посуды для проведения работы;

ознакомление с устройством и приёмами работы с данным оборудованием и посудой;

ознакомление с техникой проведения работы;

познание физико-химических свойств углекислого газа;

опыты.

Началась практическая деятельность.

В ходе работы я записывала свои наблюдения в рабочую тетрадь.

2.1. Выбор и подготовка лабораторного оборудования и химической посуды для работы

Оборудование:

спиртовка, лабораторный штатив, пробирки, химические стаканы, газоотводная трубка, стеклянная палочка с резиновым наконечником, шпатель.

Каждый предмет лабораторного оборудования имеет своё назначение. Чтобы понять устройство и принцип работы оборудования, я сделала рисунки в «Дневнике наблюдений». Всё необходимое для работы готово.

2.2. Воссоздание исторического факта открытия углекислого газа Д.Пристли, сделанного в 1767 году

Вдохновившись открытием великого ученого Джозефа Пристли, сделанного им в 1767 году, мы решили экспериментально воспроизвести факт открытия углекислого газа по его методу. Для этого над емкостью с пивом мы поместили чашу с водой и наблюдали за образованием пузырьков газа над поверхностью пива. Затем мы попробовали на вкус воду, обогащенную пузырьками этого газа. Действительно, вода обладала освежающим действием. Надо экспериментально подтвердить наличие углекислого газа в воде. Для этого мы провели следующие убедительные опыты.

Воспроизведение эксперимента по получению углекислого газа методом Д.Пристли. Фото автора.

2.3. Практические опыты по исследованию свойств углекислого газа

Практический опыт 1. Наблюдение углекислого газа

Цель – изучить внешний вид вещества.

Ход работы: в таблице

Таблица № 1. Наблюдение углекислого газа

Что делаю?

Что наблюдаю?

Зажигаю спиртовку.

Над горящей спиртовкой поднимается «невидимый» дым

Результат ознакомления с веществом изложен в виде таблицы № 1 «Свойства углекислого газа».

Таблица № 2. Свойства углекислого газа

Вещество

Цвет

Прозрачность

Углекислый газ

Бесцветный

Прозрачный

Таблица № 3. Исследование физических свойств углекислого газа

Свойства

Наблюдения

Агрегатное состояние

Газообразное

Цвет

Бесцветный

Запах

Без запаха

Вывод: обнаружен «невидимый» дым.

Заключение: горение связано с появлением дыма. Дым бывает белый, черный, а иногда – невидимый. Над горящей спиртовкой поднимается такой «невидимый» дым, называемый углекислым газом. 5

Практический опыт 2. Получение углекислого газа нагреванием соды

Цель – получить углекислый газ.

Сырье: сода, вода, известковая вода.

Таблица 4. Исследование физических свойств веществ

Наименование веществ

Свойства

Агрегатное состояние

Цвет

Запах

Сода

Не твёрдое

белый

Не имеет

Вода

жидкое

прозрачная

Не имеет

Известковая вода

жидкое

полупрозрачная

Не имеет

Таблица 5. Получение углекислого газа из соды

Что делаю?

Что наблюдаю?

Насыпаю немного порошка соды в пробирку.

 

Собираю штатив и устанавливаю пробирку в горизонтальном положении.

 

Пробирку соединяю коленчатой трубкой с другой пробиркой, в которой находится вода.

 

Под пробирку с порошком соды устанавливаю спиртовку и зажигаю её.

Порошок соды нагревается, из коленчатой трубки начинают появляться пузырьки.

Результат: из соды в воду поступает какой-то газ, который растворяется в воде. Получается газированная вода.[1]

Получение углекислого газа нагреванием соды. Фото автора.

Продолжим опыт, только вместо простой воды возьмем известковую воду

Таблица 6. Обнаружение углекислого газа

Что делаю?

Что наблюдаю?

После того, как из соды при нагревании начал выделяться газ, меняю пробирку с водой на пробирку с известковой водой.

При поступлении выделяющего газа в пробирку с известковой водой, она стала мутной.

Результат: из соды при нагревании выделяется газ.

Вывод: полученный газ – это углекислый газ. При пропускании через известковую воду углекислого газа, она мутнеет. Такой опыт служит для распознавания углекислого газа. Известковая вода является индикатором для обнаружения этого газа.[1]

Исследование углекислого газа известковой водой. Фото автора

Практический опыт 3. Обнаружение углекислого газа в газированной воде

Цель – обнаружить углекислый газ в газированной воде

Сырье: газированная вода, известковая вода

Мы знаем, что качественной реакцией, с помощью которой можно распознать наше вещество – углекислый газ, является помутнение известковой воды при пропускании через нее углекислого газа. 1

Ход работы представлен в виде таблицы №7

Таблица № 7. Обнаружение углекислого газа в газированной воде

Что делаю?

Что наблюдаю?

Беру бутылку с газированной водой и просто её взбалтываю.

В бутылке с газированной водой появляется множество газовых пузырьков.

Открываю бутылку с газированной водой.

При открывании бутылки также образуется множество газовых пузырьков.

Закрываю бутылку с газированной водой пробкой, в которую вставлена стеклянная трубка и опускаю длинный конец трубки в пробирку с известковой водой.

Вскоре известковая вода стала мутной.

Результат: газированная вода содержит газ.

Вывод: это углекислый газ. Он образуется из содержащейся в газированной воде угольной кислоты.

Заключение

В ходе работы я узнала много новой, интересной и полезной информации о химии и о фактах, которые способствовали развитию этой науки. Заинтересовавшись открытием Д. Пристли углекислого газа в 1767 году, мы решили воспроизвести его метод открытия на практике. Гипотеза, выдвинутая перед началом работы, подтвердилась. Действительно, можно экспериментально воссоздать исторические факты, которые способствовали великим открытиям в химии. В практической части работы мы получили и исследовали углекислый газ. Применили на практике качественную реакцию для распознавания углекислого газа. С помощью раствора известковой воды можно распознать углекислый газ среди других газообразных веществ. В ходе работы нам удалось воспроизвести исторический факт открытия углекислого газа, тем самым мы получили освежающий напиток, насыщенный пузырьками этого газа.

Провели несколько практических опытов по исследованию испытуемых образцов на наличие углекислого газа.

О своей работе я рассказала одноклассникам. (Приложение, фото).

Выводы

1. Исследовали и изучили интересные исторические факты о химии из различных литературных источников.

2. В ходе работы создали коллекцию из 20 интересных исторических фактах о химии.

3. В практической части работы воссоздали историческое открытие углекислого газа, сделанное английским учёным Джозефом Пристли в 1767 году, получили освежающий напиток, содержащий пузырьки углекислого газа и использовали опыты, позволяющие визуально наблюдать свойства углекислого газа.

Список источников и литературы

Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват.учреждений – М.: Дрофа, 2013 – 267с.

Гаврусейко Н.П., Дебалтовская В.И. Химические викторины.-М,1972-208с.

Журин А.А., Зазнобина Л.С. Начала химического эксперимента: Практические занятия по химии. 8-й класс сред.общеобразоват. школы. –М.: Школьная Пресса, 2001 – 128 с.

Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1975 – 303с.

Шкурко Д.И. Забавная химия. Занимательные, безопасные и простые химические опыты – Л.: «Детская литература», 1976 -64 с.

Клименкова Н.Органическая химия: интересные факты, размещена в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» по URL: http://fb.ru/article/211271/samyiy-interesnyiy-fakt-o-himii-organicheskaya-himiya-interesnyie-faktyi

Просмотров работы: 1582