Общая химия - [2]
При всех разнообразных переходах одних форм движения в другие точно соблюдается основной закон природы — закон вечности материи и ее движения. Этот закон распространяется на все виды материи и все формы ее движения; ни один вид материи и ни одна форма движения не могут быть получены из ничего и превращены в ничто. Это положение подтверждено всем многовековым опытом науки.
Отдельные формы движения материи изучаются различными науками: физикой, химией, биологией и другими. Общие же законы развития природы рассматриваются материалистической диалектикой.
2. Вещества и их изменения.
Предмет химии. Каждый отдельный вид материи, обладающий при данных условиях определенными физическими свойствами, например вода, железо, сера, известь, кислород, в химии называют веществом. Так, сера — это хрупкие кристаллы светло-желтого цвета, нерастворимые в воде; плотность серы 2,07 г/см>3, плавится она при 112,8˚C. Все это — характерные физические свойства серы.
Для установления свойств вещества необходимо иметь его возможно более чистым. Иногда даже очень малое содержание примеси может привести к сильному изменению некоторых свойств вещества. Например, содержание в цинке лишь сотых долей процента железа или меди ускоряет его взаимодействие с соляной кислотой в сотни раз (см. стр. 539).
- 12 -
Вещества в чистом виде в природе не встречаются. Природные вещества представляют собой смеси, состоящие иногда из очень большого числа различных веществ. Так, природная вода всегда содержит растворенные соли и газы. Когда одно из веществ содержится в смеси в преобладающем количестве, то обычно вся смесь носит его название.
Вещества, выпускаемые химической промышленностью — химические продукты — также содержат какое-то количество примесей. Для указания степени их чистоты существуют специальные обозначения (квалификации) : технический (техн.), чистый (ч.), чистый для анализа (ч. д. а), химически чистый (х. ч.) и особо чистый (о. ч.). Продукт квалификации «технический» обычно содержит значительное количество примесей, ч. - меньше, ч. д. а. - еще меньше, х. ч. - меньше всего. С маркой о. ч. выпускаются лишь некоторые продукты. Допустимое содержание примесей в химическом продукте той или иной квалификации устанавливается специальными государственными стандартами (ГОСТами).
Чистое вещество всегда однородно, смеси же могут быть однородными или неоднородными. Однородными называют смеси, в которых ни непосредственно, ни при помощи микроскопа нельзя обнаружить частиц этих веществ вследствие ничтожно малой их величины. Такими смесями являются смеси газов, многие жидкости, некоторые сплавы.
Примерами неоднородных смесей могут служить различные горные породы, почва, мутная вода, пыльный воздух. Не всегда неоднородность смеси сразу заметна, в некоторых случаях ее можно обнаружить только при помощи микроскопа. Например, кровь с первого взгляда кажется однородной красной жидкостью, но при рассматривании ее в микроскоп видно, что она состоит из бесцветной жидкости, в которой плавают красные и белые тельца.
Повседневно можно наблюдать, что вещества подвергаются различным изменениям: свинцовая пуля, вылетевшая из ствола винтовки, ударяясь о камень, нагревается так сильно, что свинец плавится, превращаясь в жидкость; стальной предмет во влажном воздухе покрывается ржавчиной; дрова в печи сгорают, оставляя лишь небольшую кучку золы, опавшие листья деревьев постепенно истлевают, превращаясь в перегной, и т.д.
При плавлении свинцовой пули ее механическое движение переходит в тепловое движение, но этот переход не сопровождается химическим изменением свинца — твердый и жидкий свинец представляют собой одно и то же вещество.
Иначе обстоит дело, когда свинец в результате продолжительного нагревания на воздухе превращается в оксид свинца (глёт). В этом случае вместо свинца получается новое вещество с другими свойствами. Точно так же при ржавлении стали, горении дров, гниении листьев образуются новые вещества.
- 13 -
Явления, при которых из одних веществ образуются другие, новые вещества, называются химическими. Изучением таких явлений занимается химия.
Химия — это наука о превращениях веществ. Она изучает состав и строение веществ, зависимость свойств веществ от их состава и строения, условия и пути превращения одних веществ в другие.
Химические изменения всегда сопровождаются изменениями физическими. Поэтому химия тесно связана с физикой. Химия также связана и с биологией, поскольку биологические процессы сопровождаются непрерывными химическими превращениями. Однако химические явления не сводятся к физическим процессам, а биологические — к химическим и физическим: каждая форма движения материи имеет свои особенности.
3. Значение химии. Химия в народном хозяйстве СССР.
В современной жизни, особенно в производственной деятельности человека, химия играет исключительно важную роль. Нет почти ни одной отрасли производства, не связанной с применением химии. Природа дает нам лишь исходное сырье — дерево, руду, нефть и др. подвергая природные материалы химической переработке, получают разнообразные вещества, необходимые для сельского хозяйства, для изготовления промышленных изделий и для домашнего обихода — удобрения, металлы, пластические массы, краски, лекарственные вещества, мыло, соду и т.д. Для химической переработки природного сырья необходимо знать общие законы превращения веществ, а эти знания дает химия.
Что происходит с молекулами в момент химических реакций и почему одни вещества становятся мягкими, а другие твердеют, одни приобретают упругость, а другие – хрупкость? Каким образом вязкая жидкая масса превращается в легкую приятную ткань и почему человек не может жить без полимеров? Какими были люди, совершившие величайшие открытия в химии, и какую роль сыграл элемент случайности в этих открытиях? Как выглядит лаборатория и так ли на самом деле скучна жизнь обычного лаборанта? Отвечая на эти и другие вопросы, Михаил Левицкий показывает, что химия – это весьма увлекательно!
Почему дирижабль «Гинденбург» был наполнен водородом, а не гелием и почему это привело к трагедии? Чем занимались зелейщики и почему крестьяне их не жаловали? Зачем ацетон был нужен военно-морскому флоту Великобритании? Действительно ли оловянные пуговицы сыграли фатальную роль в наполеоновской кампании 1812 года? Ларс Орстрём, шведский химик, специализирующийся в области неорганической химии, преподаватель и ведущий научно-популярного подкаста журнала Chemistry World, с непринужденностью и азартом настоящего ученого распутывает детективные сюжеты из литературы и из жизни, рассказывая захватывающие истории о химических элементах и нашем взаимодействии с ними.
В монографии рассмотрены проблемы механизмов неорганических реакций железа в процессах выплавки чугуна и стали, проблемы получения монокристаллической структуры решетки.
Эта книга о пестицидах, но не торопитесь отложить ее в сторону: она была написана не только для специалистов, но и для всех, кто интересуется устройством нашего мира. Для всех, кто хочет узнать: что опаснее — эпидемия, вызванная насекомыми, или яды, распыляемые на полях; какой пестицид самый популярный в мире; и как роботы помогут нам в будущих войнах за урожай. Но главное — эта книга о людях, чьи открытия изменили мир и позволили не погибнуть от голода все увеличивающемуся населению Земли.
Согласно популярной легенде, Д. И. Менделеев открыл свой знаменитый Периодический закон во сне. Историки науки давно опровергли этот апокриф, однако они никогда не сомневались относительно даты обнародования закона — 1 марта 1869 года. В этот день, как писал сам Менделеев, он направил первопечатную Таблицу «многим химикам». Но не ошибался ли ученый? Не выдавал ли желаемое за действительное? Известный историк Петр Дружинин впервые подверг критике общепринятые данные о публикации открытия. Опираясь на неизвестные архивные документы и неучтенные источники, автор смог не только заново выстроить хронологию появления в печати оригинального варианта Таблицы Менделеева, но и точно установить дату первой публикации Периодического закона — одного из фундаментальных законов естествознания.
В книге на примерах распространенных отравлений рассматриваются сущность и особенности взаимодействия реактивных структур организма, ядов и противоядий. Освещаются пути и характер научного поиска токсикологов, химиков, биохимиков, фармакологов в раскрытии молекулярных механизмов токсических процессов. В связи с расширяющимся внедрением химических веществ в различные сферы человеческой деятельности особое место в книге занимает описание достижений науки и практики в создании эффективных антидотов, характеризуются возможности и перспективы их применения.