Урок 9 Получить доступ за 75 баллов Химия как экспериментальная наука

В повседневной жизни нам приходится решать множество задач, так или иначе связанных с химией: выбрать подходящий клей, правильно разбавить уксус, подобрать пятновыводитель.

В большинстве подобных случаев есть уже готовые инструкции, но для решения более сложных задач необходимо подумать самостоятельно. Например, количество серной кислоты для заправки аккумулятора каждый раз нужно рассчитывать.

Подобные задачи из повседневной жизни не могут сравниться со сложностью задач, которые решают ученые. Для решения научных задач химики используют определенные методы.

Метод – путь познания окружающего мира и способ действий в решении научно-практических задач.

Есть методы, общие для всех наук, и есть специфические.

В химии основным методом является химический эксперимент. С него начиналась химия как наука, да и в наше время без эксперимента в химии невозможно двигаться дальше.

Сейчас аппаратура гораздо более совершенна, чем во времена алхимиков, и к эксперименту добавилось моделирование.

При работе в химической лаборатории также постоянно приходится проводить наблюдение.

Это не просто рассматривание объекта, но и обязательное фиксирование всех мельчайших деталей, чтобы отличать одну от другой.

Наблюдение как метод дал нашей цивилизации очень много открытий.

С помощью наблюдения были открыты движение Земли вокруг Солнца, планеты и их спутники, множество методов обработки руд.

В химии повсеместно используют анализ и синтез веществ.

В широком философском смысле анализ – это разложение, а синтез – сложение.

В химии с помощью анализа определяют химический состав веществ, этим занимается отдельная область химии – аналитическая химия.

Анализ может быть

• качественным
• количественным

С помощью качественного анализа распознают, какие химические элементы входят в состав вещества.

Количественный анализ применяется для определения содержания этих элементов.

Методы испытания благородных металлов были известны еще в Древнем Египте.

В наше время анализ – один из важнейших способов контроля сырья и готовой продукции на химическом производстве.

С помощью анализа определяют чистоту веществ, содержание витаминов и минералов в пищевой продукции, концентрацию металлов в рудах, состав крови, состав почв и удобрений.

Основные сферы применения химического анализа:

Химический анализ применяется во всех отраслях народного хозяйства.

 Основы качественного анализа заложены в работах английского естествоиспытателя Роберта Бойля.

В частности, он приготовил первый индикатор.

Индикатор – вещество, изменяющее цвет в присутствии кислоты или щелочи.

Повторить опыт Бойля может любой человек – для этого достаточно раздобыть лепестки фиалки.

Если капнуть на фиолетовый лепесток кислоту, например, уксусную или серную, лепесток станет красным.

В качестве индикаторов могут выступать очень многие природные красители.

Наиболее часто используемые в химии индикаторы

В качественном анализе используют и другие приемы, позволяющие определить химический состав анализируемого вещества.

Приёмы качественного анализа:

Некоторые из этих приёмов анализа вы можете провести самостоятельно.

Возьмите металлическую спицу, намочите самый кончик в воде и опустите в поваренную соль.

Кончик спицы с солью внесите в пламя газовой плиты.

Пламя сразу окрасится в желтый цвет – это является признаком присутствия в пламени атомов натрия.

Крахмал и йод вместе образуют соединение темно-синего цвета. Это используется для определения присутствия йода или крахмала в составе смеси веществ.

Количественный анализ также развивался и совершенствовался с развитием промышленности.

В настоящее время существует сотни различных способов количественного анализа, и без него не обходится ни одно производство.

Синтез – одна из основных задач современной химии.

Синтез постоянно происходит в природе.

В неживой природе это образование кислот в атмосфере во время грозы.

В живой природе – образование крахмала из углекислого газа и воды (фотосинтез).

Человек в химических исследованиях и в промышленности широко применяет получение сложных веществ из более простых.

Синтез неразрывно связан с экспериментом, поскольку необходимо получить не просто новое вещество, а вещество с заданными свойствами:  легкость, твёрдость, пластичность, химическая инертность, тугоплавкость.

В ходе химического синтеза происходит большое количество реакций, для каждой из которых необходимо соблюдать определенные условия: температура, давление, концентрация веществ.

Путём синтеза из угля можно получить мыло и уксус, из дерева – шёлк и шерсть, из спирта – каучук.

Почти всё, что нас окружает в обыденной жизни, – результат химического синтеза.

Синтетические материалы в быту:

Химический синтез – яркий пример великого значения науки, пример того, как человек, вооружённый знанием, подчиняет себе природу, заставляет её служить своим интересам.