Evolutia chimiei ca stiinta
Chimia este stiinta care se ocupa cu studiul compozitiei , proprietatilor si transformarilor substantelor din natura.
Lista pieselor componente care intra in constructia naturii insufletite si neinsufletite cuprinde pana in prezent 104 elemente chimice.
Globul pamantesc este un fel de laborator chimic urias care este in functiune de foarte mult timp.In el au aparut in diferite etape conditii pentru desfasurarea celor mai variate reactii.
Oamenii s-au desprins sa faca si sa utilizeze forme , sa transforme blana animalelor in piele , sa obtina fier din minereuri.Arta de a infaptui anumite transformari chimice a fost considerata multa vreme sacra , intrand in atributiile preotilor pagani.Din experienta vechilor popoare s-au nascut primele observatii despre substante si transformarile lor.
Cuvantul chimie provine de la grecescul chymeia care insemna topirea metalelor .In secolul III i.Hr. cuvantul Chemi era denumirea data Egiptului insemnand "arta sfanta a preotilor".
Se presupune ca la inceputul sec II , in
In perioada antica un rol deosebit in studierea lumii inconjuratoare si a misterelor acesteia au avut-o egiptenii , grecii si romanii . Cand Imperiul Roman s-a prabusit tot ce era mai bun in domeniul stiintei si al mestesugurilor a fost preluat de arabi.
Arabii sunt cei care au dat numele alchimiei -"arta a transformarii substantelor" . Ei au adaugat prefixul "al" la cuvantul egiptean Kimia.Prin combinarea calitatilor celor patru elemente fundamentale ale lu Aristotel : pamantul(uscat si rece) , apa(rece si umeda) , aerul(umed si cald) si focul(cald si uscat) ; alchimistii considerau ca pot obtine orice substanta.Astazi sub denumirea de alchimie intelegm chimia antichitatii si a Evului Mediu.
In secolele XII-XIV eforturile alchimistilor arabi sunt continuate de alchimistii europeni . In laboratoarele lor tainice pline de fum si emanatii ciudate , acestia faceau experimente in dorinta de a obtine aur din metale simple cu ajutorul "pietrei filozofale" , sau de a obtine elixirul vietii.
Toate acestea nu aveau nimic comun cu stiinta . Alchimia era mai degraba o chimie aplicata , pusa pe temelii nestiintificate , absurde si in plus iscusit cifrata , o cautare oarba pe un drum care nu ducea nicaieri.Unul dintre cei mai mari savanti ai Evului Mediu a fost calugarul englez Roger Bacon(1210-1292) care a descoperit praful de pusca(produs din sulf,salpetru, carbne)
In sec XV un alt calugar alchimist de origine germana Basil Valentin(1392-1450)care cunostea metoda de preparare a acidului sulfuric din sulfat feros a reusit sa obtina prin sublimare sulf aproape pur si stabileste si proprietatea acestuia.
Oamenii ajunsesera sa cunoasca o multime de compusi chimici.Ei invatasera sa fabrice sticla , utilizau praful de pusca , bateau monezi , turnau zei din bronz si obtineau coloranti care si-au pastrat prospetimea in ciuda timpului care distruge totul.
In sec al XVII-lea cu studiul naturii se mai indeletniceau botanica , zoologia , minerologia . Rolul chimiei a fost acela de a descoperi armonie si legi in haosul de nedescris al diversitaii create de natura . In mare masura chimia a contribuit la formarea convingerii ca lumea este materiala si cognoscibila.
Sec XVII este secolul chimiei experimentale.Se inventeaza aparate si instrumente de laborator , se foloseste balanta pentru determinarea greutatii substantelor , se descopera noi elemente chimice , spiritul de observatie se ascute si rabdarea este pusa la grea incercare in timpul experimentelor ingenioase pe care chimistii le fac in laboratoare rudimentare .Aceasta a fost primavara furtunoasa a analizei chimice . Ea a ajutat sa fie cunoscute si precis caracterizate din punct de vedere cantitativ elementele chimice.Trebuie precizat ca este meritul alchimistilor de a fi introdus metoda de lucru numita experiment cu ajutorul careia au obtinut substante noi cum ar fi : alcoolul , acidul azotic , unele saruri . Abia odata cu Paracelsus(1493-1541)alchimia s-a despartit definitiv in doua directii : una a sarlatanilor care ducea la ridicol si temnita si alta a ganditorilor cu minti clare si ascutite care prin munca perseverenta , pusa in slujba adevarului care duce la progres.Medicul si alchimistul elvetian Paracelsus in lucrarea sa "Opus pararuirum" fundamenteaza iatrochimia si enunta cele trei esente pure :Mercur-sulf-sare-unde sulful este principiul combustibilitatii caci arde total fara sa lase cenusa.
Paracelsus foloseste sulful pentru tratarea bolilor de piele .Trebuie mentionat ca si astazi sulful se foloseste la tratarea scabiei si a altor afectiuni dermatologice.
Cu mult inaintea lui Paracelsus , la romani Claudius Galenus (131-201) medical lui Marc Aureliu dezvolta farmaceutica si creeaza o doctrina intemeiata pe observatii si experimente . Denumirea de preparate galenice pentru produse extrase din plante cu ajutorul lichidelor se foloseste si astazi.
Paracelsus enunta definitia iatrochimiei-stiinta utilizarii chimiei in medicina.El considera ca starea de boala este provocata de lipsa unor substante si pentru inlaturarea ei este necesar ca acestea sa fie redate organismului . Tot lui i se datoreaza introducerea in terapeutica a numeroase preparate anorganice cum ar fi preparatele mercuriale in tratamentul sifilisului in locul unor extracte din plante .Tot el foloseste notiunea de principiu activ care a determinat imbogatirea terapeuticii cu numeroase substante organice.
Din alchimie s-a nascut chimia . Catre sfarsitul sec al XIX-lea chimia devenea o stiinta in adevaratul sens al cuvantului.Totusi , acum 200 de ani , nimeni nu putea banui ce rol va juca aceasta in viata societatii actuale.
Chemata din ce in ce mai mult sa gaseasca cele mai diverse cai de rezolvare a nevoilor societatii , chimia a trebuit sa-si creeze in primul rand cele mai bune metode de lucru.Una dintre acestea fiind sinteza organica , metoda apartinand chimiei organice domeniu definitiv consumat , al carei obiect il constituie compusii unui singur element-carbonul.Savantii vremii in frunte cu S.Berzelius (1779-1848) afirmau ca substantele organice nu pot fi sintetizate in laborator ; ele apar numai in organismul viu , vegetal sau animal , ca o consecinta a participarii la formarea lor a unei forte vitale.Dar in 1828 , cel mai bun elev al lui Berzelius , chimistul Wolrlez sintetizeaza ureea aratand ca pentru a o prepara nu are nevoie de rinichi sau alt organ animal . Teoria fortei vitale este astfel infirmata lasand drum liber , pentru totdeauna sintezei organice . Intr-un ritm ametitor au aparut sinteze dintre cele mai neobisnuite obtinundu-se substante pe care niciodata nu le vom gasi in natura.
Realizand medicamente , parfumuri , esente sintetice , mase plastice , cauciuc sintetic , coloranti si fibre sintetice , sinteza organica s-a dovedit a fi unul dintre aliatii de nadejde ai omului in lupta sa pentru o viata mai buna si mai frumoasa.
Pana nu de mult parfumurile noastre se datorau florilor iar esentele-fructelor.Chimistul insa a cercetat si florile si fructele : le-a macerat , extras , distilat , analizat iar la sfarsit ne-a convins ca de fapt mirosurile se datoreaza unor substante organice ,uneori foarte simple ca eteri , esteri , alcooli nesaturati , pe care le putem fabrica si noi nu numai natura.Astfel parfumul iasomiei este proprionatul de benzil , al portocalului este nezoliniei iar al trandafirilor -geraniolul.Astatzi se fabrica prin metode chimice peste 1000 de produse destinate industriei de mirosuri .
Cand lana , matasea si bumbacul au inceput sa nu mai ajunga , chimistii au inventat fibrele si firele sintetice . Si astfel nailon , capron-ul , perlon-ul , tergalul si terilena au rezolvat problema textilelor .
Dintre diferitele calitati ale corpurilor cu care omul a facut cunostiinta inca de la inceputul existentei sale , o atractie deosebita a exercitat-o asupra sa culoarea . In natura culoarea inseamna lumina si viata . Hemoglobina si clorofila , acesti doi tainici purtatori ai vietii animale si vegetale sunt intens colorati.
Multe mii de ani s-au scurs pana ce omul a descoperit secretul culorilor .Culoarea inseamna in pruml rand lumina caci in intuneric toate corpurile sunt negre.Florile , pasarile , fluturii , pestii stralucesc in cele mai minunate culori . In schimb omului nu I s-a dat deci culoarea pielii , a ochilor si a parului.De aceea omul a avut din totdeauna tendinta de a infrumuseta imbracamintea si trupul prin culoare . De unde lua culoarea? Din natura si ca urmare avea un numar restrans de culori.
Cea mai aleasa culoare din antichitate era purpura . Era privilegiul regilor,simbolizand puterea . Colorantul se extragea din melcul de purpura de pe coastele Mediateranei . Pentru a extrage un 1g de purpura erau necesari 10 000 melci care se gaseau foarte greu . Pentru a vopsi in intregime un vesmant cu purpura erau necesari 300 000 de melci . Un alt colorant, carmaz ,extras dintr-o insecta si care colora bumbacul si lana in portocaliu , fiind si el foarte greu de procurat.
Se mai foloseau coloranti extrasi din plante : indigo-ul si ganata.
Una din marile realizari ale chimiei organice o reprezinta producerea de coloranti sintetici care sunt ieftini , la indemana tuturor o imensa gama de culori si nuante.
Chimia organica a facut ca esenta de trandafir si de rom , de vanilie si de camfor, indigo-ul si purpura sa fie articole accesibile pentru toti la fel ca sticla si hartia.
Dupa mai bine de un secol de cercetari astazi se cunosc peste 50 000 de coloranti diferiti.
Toti colorantii de sinteza dau la vopsire nuante ale celor 7 culori fundamentale(rosu,orange,galben,verde,albastru,indigo,violet) . Fiecare din culorile respective este fabricata in mii de nuante la care se adauga si culorile rezultate din amestecul acestora.
De exemplu : pentru rosu exista 3000 de nuante iar pentru negru 400.
Desi in sec XVIII-XIX chimia anorganica a fost marginalizata din cauza aparitiei si dezvoltarii chimiei organice cu multiplele ei aplicatii in industrie , medicina , cosmetica trebuiesc mentionate cateva din realizarile acesteia care au influentat avolutia chimei :
-1756-Lomonosov descopera "Legea conservarii masei"
-1766 Henry Cavendisti descopera hidrogenul
-1774-Priestly descopera oxigenul si amoniacul, Berzelius descopera siliciul , seleniul , technitiul , titanul
-Henry Becquerel-descopera radioactivitatea
-Piere si Marie Curie - descopera Ra,plutoniu
Amoniacul este folosit in aceasta perioada la fabricarea sodei , acidului azotic si ingrasimntelor , a exploziilor , apoi a fibrelor sintetice , a maselor plastice , la producerea cauciucului , rafinarea petrolului si prelucrarea mercurului.
In 1847 chimistul Italian Sobrero descopera nitroglicerina.
In 1866 Alfred Nobel realizeaza dinamita inaugurand producerea exploziilor , de pe urma carora a castigat o avere imensa din care incepand cu anul 1900 , fundatia care-I poarta numele , acorda in fiecare an cunoscutele premii Nobel pentru medicina , chimie , fizica , literatura , pace in valoare de 75 000 $ fiecare.
In 1882 cu ajutorul colorantului albastru de metilen , Robert Koch descopera agentul patologic al tuberculozei , bacilul Koch . Mai tarziu cu ajutorul colorantilor au fost descoperiti si alti microbi.
Un loc aparte in randul savantilor renumiti il ocupa Dimitri Mendeleev . Numele sau este purtat de elementul 101 , dar si de intregul sistem periodic , el fiind descoperitorul legii periodicitatii . Mendeleev a grupat elementele in functie de asemanarea chimica . Au rezultat 19 grupe , care au fost dispuse una langa alta si in fiecare erau asezate elemente in ordine cresterii greutatilor atomice.
In 1869 Mendeleev formlueaza legea periodicitatii (proprietatile elementelor sunt intr-o dependenta periodica de greutatile lor atomice).
Rezumand principalele etape de dezvoltare a chimiei ca stiinta au fost :
a)pana in sec XIII era o stiinta empiric reparativa , dublata de idei mistico-fantastice
b)nasterea chimiei ca stiinta rationala a inceput la sfarsitul sec XIII cand Lomonosov , Lavoisier , Dalton , Berzelius au descopeirt legi generale pentru chimie si au elaborat un limbaj unitar.Acestia au fondat cele 2 laturi inseparabile ale chimiei practice , chimia preparativa si cea analitica (determinarea compozitiei calitative si cantitative ale substantelor in elemente chimice).Conceptul fundamental in aceasta etapa era valenta
c)la trecerea din sec XIX in sec XX , o succesiune de decoperiri a dovedit experimental ca nu numai compozitia calitativa si cantitativa sta la baza comportarii substantelor ci si modul de invecinare a atomilor in substante(coordinanta).
Valenta si coordinanta au ajuns sa explice enorma varietate de forme ce le poate lua un ansamblu atomic de elemente chimice prin comportarea periferica a atomilor.
d)la trecerea din sec XX spre XXI asistam la o noua etapa de evolutie la care a ajuns chimia aceea de a descoperi structura nucleara interna a carei reflexie este comportarea electronica periferica . Mdoul cum sunt organizati nucleonii in nucleul atomic , trebuie sa explice logica numerelor magice , oglindirea lor in existenta izomeriei nucleare.
Chimia ne-a dat solutii pentru necesitatile vitale ale omenirii : hrana , haine , adapost.Copii fiind visam sa primim de sarbatori inelul cu care printr-o simpla rotire sa facem minuni , sa obtinem comori si sa transformam dovleacul in trasura.
Pentru specia umana inelul femecat al copliariei , e chimia.
Cu ajutorul ei facem din pamant si bogatiile lui ingrasaminte , combustibili , coloranti, detergenti , aliaje , tesaturi , alimente , medicamente devenind din ce in ce mai puternice si mai independente de mediul inconujurator.
Chayn laureat al premiului Nobel scria :"In sanul civilizatiei moderne as putea renunta la radio , televiziune , avioane ultrarapide si chiar la lumina electrica , insa nu si la medicamente care au permis sa se invinga epidemiile , diabetul , infectiile si care au furnizat igienei mijloace de actiune.
Si mai presus de toate chimia a dat omenirii speranta in vindecarea unor boli care par fara leac , dar cine stie , in timp vor fi invinse de aceasta stiinta ce nu cunoaste limite
Clasa a VII-a A.
