Интересные факты из истории развития химии: От истории химии до величайших вымыслов: вся правда о Менделееве

От истории химии до величайших вымыслов: вся правда о Менделееве

Как известно, в 2019 году мир отмечал 185-летие со дня рождения Д.И. Менделеева и 150-летие Периодической системы химических элементов. В честь памятных дат ведущие ученые проводили в «Сириусе» научно-популярные лекции по химии и ее истории. Подводя итоги года, мы вспоминаем самые интересные факты и вымыслы, связанные с великими открытиями.

Открытие Менделеевым таблицы химических элементов стало настоящей революцией в науке. Но история этого открытия до сих пор окутана легендами, мифами и легендами. Правда ли, что великому ученому приснился сон о том, как систематизировать знания о химических элементах? А верить ли слухам, что он торговал чемоданами в Гостином дворе в Санкт-Петербурге и придумал формулу спирта?

Развенчивает стереотипы и подтверждает догадки, а также рассказывает об истории химии – старший преподаватель кафедры радиохимии СПбГУ Евгений Калинин.

С чего начинается химия

Основа всей современной химии – наши представления об атоме. Именно на уровне атома (носителя свойств вещества) человечество может объяснить фундаментальные свойства химических элементов – электронное строение атома, масса и заряд ядра, валентность, степени окисления и многое другое.

Из школьной программы мы, конечно, помним, что:

атом – мельчайшая частица, в состав которой входят отрицательно заряженные электроны» и «положительно заряженное» ядро. А ядро – это центр атома, который играет в его строении самую существенную роль и вокруг которого вращаются все электроны.

Но изучена ли природа мельчайшей структурной единицы досконально? Если подумать, мы в точности не знаем, как устроен атом и можем рассуждать о его строении лишь опосредованно, утверждает Евгений Калинин.

Тем не менее, история химии изучает и описывает долгий процесс накопления научных знаний, начиная с древних времен. Например, еще греческие философы были рассуждали о важных вопросах о делимости материи. Первым стал рассуждать на эту тему Левкипп, учитель Демокрита.

Атомизм Левкиппа-Демокрита

Философа интересовало: можно ли каждую часть материи, которая обладает определенными свойствами, бесконечно делить на еще более мелкие части?

Например, камень, расколотый пополам или растолченный в порошок, все равно останется тем же камнем. А что, если взять каждую его крупинку и раздробить на еще меньшие частички – до какого предела можно проводить такое деление и существует ли вообще такой предел?

Левкипп пришел к выводу:

в конечном счете это приведет к исчезновению прежних свойств и появлению новых.

Эту мысль за своим наставником стал развивать и Демокрит. Он придумал мельчайшим частицам название: «атомос», то есть «неделимые». Термин, который ввел философ, унаследовала и современная химия. Учение о том, что деление материи допустимо только до определенного предела, стало называться атомистикой, или атомистической теорией.

Таким образом, Левкипп и Демокрит обрисовали важную мысль о том, что все состоит из атомов – невидимых и неделимых сфер материи бесконечного типа и числа.

Попытка точных измерений

Тщательным экспериментальным исследованиям физических и химических явлений дал жизнь ирландский химик XVII века Роберт Бойль – автор многих фундаментальных открытий. Вы о них точно слышали:

— Бойль предпринял первые попытки точных измерений при описании изменения вещества в экспериментах по сжатию и расширению газов;

— Именно Бойль установил, что воздух под давлением ртути умеет сжиматься, правда, не бесконечно (такое свойство воздуха в 1651 году было названо упругостью). Открытая ученым обратная зависимость объема от давления получила название закона Бойля. Занимаясь изучением химических процессов, он ввел в науку понятие анализа состава тел и прославился своими взглядами на строение вещества.

Как-то охарактеризовать невидимые атомы предложил английский естествоиспытатель Джон Дальтон. Изучая составы химических соединений, он установил:

Два элемента могут соединяться друг с другом в строго определенных соотношениях (соотношение малых целых чисел) и обобщил результаты своих исследований, сформулировав закон кратных отношений – важнейшее открытие в химии.

Дальтон исследовал многие распространенные бинарные соединения (гидриды и оксиды) и сгруппировал первую таблицу относительных атомных весов.

Тропинка к Менделееву

В истории развития химии важными являются и труды Йенса Якоба Берцелиуса. В попытке точно определить элементный состав различных соединений ученый провел не менее 2000 анализов и в итоге получил новую таблицу относительных атомных весов. К слову, во времена Берцелиуса было открыто уже 54 элемента.

Метод, как их упорядочить и систематизировать, обнаружил Иоганн Деберейнер, объединивший элементы в группы. Он наблюдал за изменением их химических свойств и поведением атомного веса.

Но впервые расположил их в порядке возрастания Джон Ньюлендс. Он придумал вертикальные столбцы и вставил по семь элементов в каждый. Также ученый определил, что похожие элементы часто попадают в одни и те же горизонтальные ряды.
Позже немец Лотар Майер опубликовал научный труд, в котором рассматривал объемы, занимаемые весовыми количествами элемента, численно равными их атомным весам. Он первым предложил термин «периодичность».

И наконец, фундаментальный вклад в развитие науки – создание периодической системы химических элементов и формулировка Периодического закона Менделеева. К этой задаче российский ученый подошел вплотную: в 1867-1868 годах он подготовил первое издание учебника «Основы химии», где обобщал все химические свойства всех известных тогда элементов.

Спустя три года Менделеев предложил новый вариант Периодической системы, уже в известном нам виде. Особенностью этого исследования было то, что в этой системе ученый предугадал открытие новых элементов.

По мнению Менделеева, в одном столбце должны находиться элементы с одинаковой валентностью, поэтому он решил в своей таблице оставить пустые клетки, при этом тщательно изучая динамику возрастания атомных весов. Потом он соотносил это с валентностями в типических соединениях и химическими свойствами элементов.

Интересный факт: сперва коллеги Менделеева с недоверием отнеслись к его теории о недостающих элементах, но в течение 15 лет новые элементы – галлий, скандий и германий – были открыты, их свойства в точности отвечали признакам, описанным Менделеевым. После этого сомнений в значимости Периодической системы у скептиков не осталось.

Легенды и мифы о Менделееве

Миф 1. Таблица Менделеева ученому приснилась

Историю о том, что Периодическая система элементов привиделась химику во сне, слышал чуть ли не каждый изучающий химию школьник. Эта легенда появилась благодаря товарищу Менделеева Александру Иностранцеву, русскому геологу и профессору Петербургского университета. Сам Менделеев такого не подтверждал: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Миф 2. Изобретение 40-градусной водки

Есть мнение, что Дмитрий Иванович Менделеев изобрел традиционную русскую водку. Слухи породила его революционная научная работа на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою», и строго говоря, к алкогольному напитку эта работа имела весьма косвенное отношение – ученый в своей диссертации заложил основы гидратной теории растворов спирта с водой при различных температурах.

Миф 3. Чемоданных дел мастер

Еще один интересный миф говорит о том, что Менделеев изготавливал чемоданы и торговал ими в Гостином дворе в Санкт-Петербурге. Ученый действительно научился переплетному и картонажному делу еще в юности и, имея огромный архив личных и научных документов, самостоятельно переплетал их и клеил для них картонные ящики. Кроме того, он мастерски делал оригинальные рамки для фотографий. Материалы для любимого занятия Менделеев покупал в том самом петербуржском Гостином дворе.

А легенду породила одна история. Однажды, когда ученый зашел в хозяйственную лавку, он услышал за своей спиной следующий диалог:

– Кто этот почтенный господин? – спросили у лавочника.

– Неужели не знаете? – удивился тот. – Да это же известный чемоданных дел мастер Менделеев! – с уважением в голосе ответил продавец.

Так люди узнали, что Менделеев любил не только изобретать, но и заниматься «приземленными ремеслами».

История химии. Развитие химии

Изделия из бронзыИзделия из медиИзделия из золота

Развитие химии, как знания о превращении одних веществ в другие, началось с эпохи начала освоения огня. Около 10 тысяч лет до н.э. человек уже был знаком с огнём и искал пути его применения. В то же время наибольший интерес у человека вызывал металл. Металл был материалом, который на тот момент обладал ни с чем несравнимой прочностью. Металл находили в свободном состоянии, и в результате того, что он под воздействием огня легко поддавался обработке, уже 7000 лет назад люди научились изготавливать из него различные предметы жизненного обихода.

Первым известным человеку металлом считается золото. Именно его впервые нашёл человек в свободном состоянии и научился изготавливать из него предметы. С золотом находилось серебро, медь. Эти металлы легко обрабатываются и достаточно легко плавятся. Серебро и золото (даже в настоящее время) в природе могут находиться в сплавленном состоянии. Разделить эти металлы – достаточно трудоёмко. Поэтому в древние времена сплав серебра и золота считался простым металлом (как сейчас является каждый из них).

Развитие химии дало начало развитию металлургии и выражалось на тот момент добычей металла, его обработкой и получением отдельных предметов. Наиболее весомое развитие металлургическое ремесло получило, когда человек научился из добываемой руды получать медь.

В истории химии имеются этапы развития химии, которые в свою очередь ознаменованы периодами освоения того или иного металла.

Следующими этапом развития химии является освоение бронзы, который вошёл в историю химии под названием Бронзовый век.

Бронзовый век

Первое получение и применение бронзы произошло приблизительно в 4000 году до н.э. Бронза – сплав, который требовал определённых знаний от ремесленников, работающих с металлом. Такие знания в тот период имели древние государства: Египет и Греция. Широкое применение бронзовые изделия получили у финикийцев. Это мирный народ обладал большими знаниями. Они широко использовали бронзу, изготавливая из неё различные военные предметы в основном с целью продажи.

Очередным этапом развития химии после освоения бронзы стало освоение железа, в связи с чем следующим периодом в истории химии ознаменован железный век.

Железный век.

Начало железного века приходится приблизительно на 1200 год до н.э. В первое время знакомства человека с железом этот металл считался драгоценным. По сравнению с бронзой, золотом, серебром и медью железо обладало очень высокой прочностью. Его сложно было получить и добыть. В процессе развития химии и, соответственно, металлургии, человек научился получать сплав железа и углерода, называемый сейчас – сталью. Получение стали дало толчок к новому применению железа — изготовлению прочного оружия.
В истории химии известно, что древним государством, обладающим большими знаниями, был Египет. Жители Египта могли изготавливать различные красители, готовить мыло, изделия парфюмерии, кроме того они умели сплавлять и получать стекло и готовить лекарства. Все эти знания были достаточно эффективны, но не имели научного обоснования. Получение тех или иных веществ происходило в результате наблюдений и опытов без пояснений. Все получаемые знания в строгой секретности хранились и передавались жрецами, считавшимися служителями бога, которым на тот момент являлась Земля.

В истории химии греческое древнее государство также играет немалую роль в развитии химии как науки. Греки многому научились у египтян, в результате чего освоенные знания получили название — химия. Интересно также то, что возможно название химия имеет, всё-таки, египетское происхождение, так как древние египтяне называли свою страну Хем.

Химия являлась частью знаний, которые пытались объяснить, 600 лет до н.э. Знания постепенно отделялись от религии и переходили в самостоятельное мировосприятие окружающей природы. Такое разделение науки и религии происходило с философской стороны.

Одним из первых основоположников такого восприятия мира был известный философ Аристотель, предполагая, что все существующие предметы и вещества могут состоять только из четырёх фундаментальных элементов — это вода, огонь, земля и воздух. Каждое из названных веществ характеризует собственное свойство, так вода — влажность, земля — холод, теплом, огонь — тепла, воздух — сухость. Кроме того, он говорил, что вода – находится в жидком состоянии, воздух – в газообразном, Земля — в твёрдом состоянии, а огонь – в раскалённом. До Аристотеля философ Демокрит говорил и доказывал, что вся существующая и окружающая нас материя состоит из мельчайших неделимых частиц!

В европейские страны знания о превращении и взаимодействии веществ были доставлены арабами, которые смогли покорить народы востока. Восточный народ имел знания по химии, которые трансформировались под арабское название Алхимия. Со временем, знания стали называться химия.

В VII веке, в то время, когда ещё существовало арабское название Алхимия, люди, занимавшиеся наукой, думали, что металлы — это такие вещества, которые состоят из 3-х основных элементов: соль — как символ твёрдости и способности к растворимости; сера — как вещество способное нагреваться и гореть при высоких температурах; ртуть — вещество, способное к испарению и обладающее блеском. В связи с чем предполагалось, что, например, золото, являвшееся драгоценным металлом, тоже обладает точно такими же элементами, а значит и получить его можно из любого металла! Предполагалось, что получение золота из любого другого металла связано с действием философского камня, которые безуспешно пытались найти алхимики. Кроме того, верили, что если выпить эликсир, приготовленный из этого камня, то приобретешь вечную молодость!

Ни филосовского камня, ни золота из других металлов в истории химии алхимикам средних веков найти и сделать не удалось. Но от них нам достался большой опыт работы со многими веществами, новые открытые элементы и их свойства.

XV век — период в истории химии ознаменован применением алхимии для изготовления различных медицинских препаратов. Благодаря развитию точных наук, развитие химии всё более приобретало научный характер. Химия постепенно отделялась от философии и уже, как наука, строилась на обобщениях и анализе отдельных наблюдаемых явлений.

Постепенно уровень развития химии позволил создавать общества, которые имели научный подход к химии, могли передавать и продолжать накапливать знания. Этими местами были первые академии. Так в 1560 году такая академия образовалась в Неаполе. Через 100 лет подобная академия появилась в Лондоне.

Во второй половине XVII века ирландским учёным Робертом Бойлем предпринята попытка объяснения некоторых химических превращений на основании применения строения атома (по теории Демокрита).

Первым шагом в развитии химии, где химия существовала, как самостоятельная наука, можно считать с момента открытия закона сохранения масс. Этот закон был впервые сформулирован Лавуазье, который в процессе свое научной деятельности положил основы исследования вещества уже с научной точки зрения!

история музыкального общества, его члены, произведения и фотографии.

«Новая русская музыкальная школа» или балакиревский кружок. Сообщество русских композиторов, сложившееся в середине ХIХ столетия. Название закрепилось с легкой руки известного музыкального критика Владимира Стасова — это в России. В Европе содружество музыкантов именовали просто — «Группой пяти». Интересные факты из изстории музыкального сообщества собирала Наталья Летникова.

Александр Михайлов. «Могучая кучка». Балакиревский кружок (фрагмент). 1950. Изображение: ТАСС

1. Первый шаг к появлению «Могучей кучки» — приезд в 1855 году в Петербург одаренного 18-летнего музыканта Милия Балакирева. Блестящими выступлениями пианист обратил на себя внимание не только искушенной публики, но и самого известного музыкального критика того времени — Владимира Стасова, который стал идейным вдохновителем объединения композиторов.

2. Год спустя Балакирев познакомился с военным инженером Цезарем Кюи. В 1857 году — с выпускником военного училища Модестом Мусоргским, в 1862-м — с морским офицером Николаем Римским-Корсаковым, в то же время общие музыкальные взгляды обнаружились с профессором химии Александром Бородиным. Так сложился музыкальный кружок.

3. Балакирев знакомил начинающих музыкантов с теорией композиции, оркестровки, гармонии. Вместе единомышленники читали Белинского и Чернышевского, вместе выступали против академической рутины, искали новые формы — под общей идеей народности как главного направления развития музыки.

4. «Могучей кучкой» музыкальный союз окрестил Владимир Стасов. В одной из статей критик отметил: «Сколько поэзии, чувства, таланта и умения есть у маленькой, но уже могучей кучки русских музыкантов». Фраза стала крылатой — и членов музыкального сообщества стали именовать не иначе как «кучкисты».

5. Композиторы «Могучей кучки» считали себя наследниками недавно ушедшего из жизни Михаила Глинки и грезили идеями развития русской национальной музыки. В воздухе витал дух демократии, и русская интеллигенция задумалась о культурной революции, без насилия и кровопролития — исключительно силой искусства.

Почему развитая страна не может жить без органической химии

И. П.Белецкая, В.П.Анаников, Журнал органической химии, 2015, т. 51, вып. 2, с. 159 — 161.

Загрузить полный текст:

Написать эту статью нас побудили два обстоятельства, которые, как мы надеемся, будут поняты и поддержаны нашими коллегами. Первое — любовь к своей профессии, которой мы посвятили жизнь и которой мы гордимся, считая ее творческой, бесконечно интересной и необходимой людям. Второе – бедственное состояние органической химии в стране, которая дала миру блестящую плеяду химиков-органиков – А.М. Бутлерова, В.В. Марковникова, Н.Н. Зинина, А.Е. Фаворского, А.М. Зайцева, А.Е. Чичибабина, Н.Д. Зелинского, И.Н. Назарова, А.Н. Несмеянова и многих других. Без этих имен невозможно представить историю органической химии.

На наш взгляд органическая химия, а особенно органический синтез, лежат в самом сердце химии. Достаточно оглянуться вокруг, чтобы убедиться, что без результатов этого синтеза не могла бы существовать современная цивилизация. Качество жизни человека напрямую зависит от развития в стране органической химии и основанной на ней промышленности. Нам нужны лекарства с самым различным спектром действия, нужны ростовые вещества и средства борьбы с вредителями сельского хозяйства. Нам нужны пластические массы, материалы с разнообразными свойствами, волокна, заменяющие шерсть и шелк, а для этого нужны мономеры, синтез которых основан на открытых химиками-органиками реакциях. Нам нужны красители, повсеместное распространение которых для самого различного применения, делает наш мир ярким и красочным. Нам нужны взрывчатые вещества и средства для тушения пожаров. Нам много всего нужно и с каждым днем все больше химических соединений становятся жизненно необходимыми. Но в основе всего этого многообразия лежит синтез молекул, обеспечивающих создание новых нужных человеку веществ и материалов.

На сегодняшний день химики синтезировали более 88 миллионов соединений, и порядка 15000 новых химических соединений регистрируется ежедневно [1]. Это количество значительно больше того, что создала природа, и такая безграничность структур поражает воображение самих исследователей. Практически ученые создали целый химический мир, где можно найти молекулы с ранее неизвестными свойствами.

Органическая химия в цифровую эпоху.

У органической химии есть проблемы, общие для всех стран. Поскольку она создает молекулы (органические субстанции), а не конечные продукты – ее часто не замечают или, что еще хуже, обвиняют в загрязнении окружающей среды. Химику-органику трудно объяснить, чем он занимается, поскольку он привык думать на языке формул, малопонятном неспециалисту. Отсюда возникает трудность в популяризации нашей науки. Между тем пренебрежение органической химией (и вообще химией – а мы часто не видим этой области в государственных программах), может оказаться весьма драматичным.

Мы не без зависти смотрим, как развивается наша наука не только в индустриально развитых странах: Западная Европа, США и Япония, но и в странах Азиатского региона, таких как Китай, Индия, Южная Корея, Тайвань и др. Достигнуты впечатляющие результаты в целом ряде направлений органической химии, таких как: создание новых методов получения связей углерод-углерод и углерод-гетероатом, совершенствование методов C‑H функционализации, проведение многокомпонентных реакций, синтез сложных природных соединений, и, конечно, развитие асимметрического синтеза и органокатализа. Одновременно достигнуты успехи в создании безотходных (или малоотходных) методов синтеза. Тесное переплетение органического синтеза, катализа и металлорганической химии за короткое время изменили лицо органической химии [2]. Причем многие находки химиков-органиков в настоящее время очень быстро переходят в индустрию развитых стран.

Органокатализ — ускорение химических превращений с помощью каталитических или суб-стехиометрических добавок органических веществ,не содержащих металлов.
Асимметрический синтез — важнейшие для современной фармацевтики химические превращения, которые позволяют получать энантиомерно-чистые лекарственные препараты.
С—Н Функционализация — поиск путей эффективного химического использование природных углеводородов (нефть, газ и др.) путем введения в них важных функциональных групп.

Эту небольшую статью, обращенную к нашим коллегам, мы решили написать под впечатлением школы-конференции, проведенной для аспирантов разных университетов и Институтов кафедрой органической химии Химического факультета МГУ. На это мероприятие в качестве лекторов были приглашены признанные ученые не только из нашей страны, но и наши соотечественники из США и Канады. Нужно было видеть, какой интерес проявили наше молодое поколение к этому мероприятию. Они задавали, действительно, умные вопросы, они участвовали в дискуссиях и сами выступали с короткими, но яркими докладами. Их энтузиазм заразил и нас, и мы чувствовали свой долг перед ними. Они – наше будущее и мы должны не только дать им знания, к которым они так стремятся, но и обеспечить возможность для них работать в нашей стране, дать уверенность, что они ей нужны.

Если говорить о современной органической химии, то хотелось бы отметить ряд вопросов, по которым нам интересно узнать мнение химиков-органиков нашей страны. В данный момент отечественная наука получила несомненную поддержку в виде весомых грантов Российского научного фонда [3]. Целенаправленная поддержка фундаментальных исследований, которой в достойном объеме не было уже многие годы, дает шанс для развития науки в стране, и, конечно же, для наиболее интересной для нас части химической науки – органической химии. Однако многое зависит от того, насколько успешно нам удастся этим шансом распорядится, и от того, как мы сможем найти свое место в бурно развивающемся химическом мире после длительного периода выживания и вынужденного простоя (отставания).

Практически все лекарственные препараты – продукт органической химии.

Безусловным флагманом, задававшим основной тренд в развитии органической химии последних двух десятилетий, являются фармацевтические, биологические и биохимические приложения. В этой сфере были достигнуты впечатляющие успехи и на сегодняшний день укрепилось мнение, что с помощью арсенала современного органического синтеза можно за разумное время синтезировать практически любую стабильную органическую молекулу с массой до 1500 — 2000 Да. Прослеживается тенденция в проведении химических трансформаций с «атомарной точностью» даже для очень сложных органических молекул [4]. Такая концентрация ресурсов на одном направлении у некоторых химиков-органиков даже вызвала небезоснавательное опасение, что яркие и востребованные приложения в какой-то момент могут вытеснить саму науку органической химии на второй план [5].

Эффективные синтетические методики для быстрого получения разнообразных органических молекул, в особенности асимметрический синтез, будут активно востребованы в науках о жизни и в ближайшее десятилетие. Эта область по-прежнему будет значимой и будет давать работу множеству химиков-органиков. Тем не менее, передовой край науки смещает свой центр тяжести, поскольку для обычных скрининговых приложений человека вполне успешно заменили роботизированные синтетические комплексы [6]. Автоматизированный синтез тысяч органических молекул из стандартных билдинг-блоков уже является рутинной процедурой [7].

Молекулярное конструирование материалов нового поколения.

На наш взгляд, наиболее интересные задачи для органической химии будут поставлены в тех междисциплинарных областях, которые активно выходят в сферу практического применения. Яркими примерами таких областей является биотехнологии, геномные технологии для медицины, исследования стволовых клеток, нейрохимия, тераностика, и ряд других областей [8,9]. В этой сфере успешно сочетается фундаментальная наука, востребованность научных результатов на уровне стартапов и готовность выделения существенного финансирования из частных и государственных источников по всему миру. Нужно отметить, что такой тесный контакт наук о жизни с химическими науками отнюдь не случаен и благоприятствует развитию обеих областей [10].

Тераностика — новое направление в современной медицине, сочетающее в себе терапию и диагностику.

Планируется создание лекарственных препаратов, одновременно обладающих диагностическими и лечебными свойствами.

Материаловедение является вторым ключевым игроком, оказывающим существенное влияние на химические науки. Эволюция физико-химических методов исследования и развитие нашего понимания сложных процессов, лежащих в основе функционирования материалов нового поколения, позволило связать свойства материалов с их молекулярной структурой. Это достижение закладывает основы для управления свойствами материалов и конечных устройств за счет конструирования нужных молекул – традиционной сферой деятельности органической химии. К примеру, создание множества передовых материалов для молекулярной электроники, солнечных элементов, специализированных устройств поглощения/испускания света, химических сенсоров и интерфейсов основано на применении реакций кросс-сочетания, реакции Хека и других металл-катализируемых превращений. Прогресс в этой области во многом будет зависеть от доступности сложных органических молекул и стоимости их производства.

Эволюционное развитие методических основ органического синтеза проходило под влиянием концепции Зеленой химии (Green Chemistry) и парадигмы устойчивого развития (Sustainable Chemistry). Ряд жестких требований по экономии природных ресурсов, охране окружающей среды и эффективности химических процессов сориентировали химиков в первую очередь на каталитические технологии. Беспрецедентно сложные критерии по активности, селективности, стабильности и регенерируемости каталитических систем нацелили исследователей на разработку так называемых «идеальных» каталитических систем [11]. И все же, надо сказать, что, не смотря на значительные успехи, данная область еще далека от достижения поставленной цели.

Есть еще целый ряд областей и достижений органической химии, о которых очень хочется упомянуть. Но такой подробный обзор не является задачей этого короткого эссе. Нам будет интересно услышать отклики читателей по этим непростым вопросам и по возможным планам развития органической химии в нашей стране в ближайшем будущем. Наиболее интересные отклики будут опубликованы для дальнейшей дискуссии. Вне всяких сомнений, в современном мире развитая страна не может существовать без органической химии. И мы считаем, что химики-органики нашей страны не могут находиться в стороне, когда обстоятельства требуют нашего активного участия.

Благодарность. И.П.Б. выражает признательность за поддержку гранту РНФ 14-23-00186, В.П.А. выражает признательность за поддержку гранту РНФ 14-50-00126. Авторы благодарят Е.Г.Гордеева за предоставленные иллюстрации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

¹CAS REGISTRY and CAS Registry Number, American Chemical Society, 2014-2015. http://www.cas.org/content/chemical-substances/faqs

² I. P. Beletskaya, V. P. Ananikov, Organometallics, 2011, 30, 5 – 6. [doi: 10.1021/om100982z]

³Конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов, Российский научный фонд, 2014-2015. http://www.rscf.ru/

⁴ В.П.Анаников, Л.Л.Хемчян, Ю.В.Иванова, В.И.Бухтияров, А.М.Сорокин, И.П.Просвирин, С.З.Вацадзе, А.В.Медведько, В.Н.Нуриев, А.Д.Дильман, В.В.Левин, И.В.Коптюг, К.В.Ковтунов, В.В.Живонитко, В.А.Лихолобов, А.В.Романенко, П.А.Симонов, В.Г.Ненайденко, О.И.Шматова, В.М.Музалевский, М.С.Нечаев, А.Ф.Асаченко, О.С.Морозов, П.Б.Джеваков, С.Н.Осипов, Д.В.Воробьева, М.А.Топчий, М.А.Зотова, С.А.Пономаренко, О.В.Борщев, Ю.Н.Лупоносов, А.А.Ремпель, А.А.Валеева, А.Ю.Стахеев, О.В.Турова, И.С.Машковский, С.В.Сысолятин, В.В.Малыхин, Г.А.Бухтиярова, А.О.Терентьев, И.Б.Крылов, Успехи химии, 2014, 83 (10), 885 – 985. [doi: 10.1070/RC2014v083n10ABEH004471]

⁵ М.П. Егоров, Успехи химии, 2014, 83 (10), стр. iii.
[link: http://www.uspkhim.ru/php/content_rus.phtml?journal_id=rc&year_id=2014&issue=10]

⁶M. Peplow, Nature, 2014, 512, 20 – 22. [doi: 10. 1038/512020a]

⁷ E. M. Woerly, J. Roy and M. D. Burke, Nat Chem, 2014, 6, 484–491. [doi: 10.1038/nchem.1947]

⁸B.W. Agranoff, History of Neurochemistry, in Encyclopedia of Life Sciences, 2001, John Wiley & Sons, Ltd. [doi: 10.1038/npg.els.0003465].

⁹ E.-K. Lim, T. Kim, S. Paik, S. Haam, Y.-M. Huh and K. Lee, Chem. Rev., 2014, 115, 327 – 394. [doi: 10.1021/cr300213b]

¹⁰ C.H. Arnaud, Chem. Eng. News, 2014, 92 (50)28 – 30.
[link: http://cen.acs.org/articles/92/i50/Confronting-Irreproducibility-Life-Sciences-Research.html]

¹¹ I. P. Beletskaya, V. P. Ananikov, Organometallics, 2012, 31, 1595 – 1604. [doi: 10.1021/om201120n]

И.П.Белецкая, В.П.Анаников, Журнал органической химии, 2015, т. 51, вып. 2, с. 159 — 161.

Загрузить полный текст:

Интересные книги о химии

«Великая химия.

От греческого огня до графена. 250 основных вех в истории химии»

Американский ученый и популяризатор науки Дерек Б. Лоуи увлекательно рассказывает об истории одной из важнейших наук о природе. В книге описано развитие химии с 500 000 г. до нашей эры и до современных дней. Тут и открытие золота, и первые фотографии, и химическое оружие. А также, конечно, рассказ про труды великих ученых. Небольшие, емкие эссе о разных значимых событиях в развитии химии сопровождаются иллюстрациями, прекрасно дополняющими текст. В примечаниях есть литература для дополнительного чтения.

«Тайная жизнь химических веществ»

Кандидат химических наук Илья Леенсон рассказывает, какие сложнейшие процессы лежат в основе привычных явлений и предметов. Без химиков не было бы подушек безопасности, монетных сплавов, а люди не умели бы распознавать опасность радиоактивных металлов. За всем этим стоят великие химические открытия и самоотверженные изобретатели. Почему «щелкают» суставы, каким образом формируется вкус, почему у соли много оттенков, в чем растворяется золото и как течет стекло? Ответы на эти и другие неочевидные, но интересные вопросы есть в этой книге.

«Жизнь замечательных веществ»

Ученый Аркадий Курамшин развеивает мифы о химии, рассказывает об открытии химических веществ, обнаружении их полезных свойств и помогает избавиться от иррационального страха перед всем химическим. Книга, написанная простым и понятным языком, содержит познавательные факты из истории и пробуждает интерес к химии.

«ThoiSoi. Увлекательная химия металлов и их соединений»

Молодой ученый и автор популярного YouTube-канала о химии ThoiSoi Максим Биловицкий показывает химию как удивительную, сложную и красивую науку превращений и преобразований элементов. В книге приведено более 40 уникальных химических опытов с объяснениями, которые будут понятны даже далеким от темы людям. Фотографии, химические формулы, подробное описание каждого этапа опыта и дополнительные интересные факты о применении свойств элементов в реальной жизни — все это позволит взглянуть на химию и ее превращения совсем другими глазами.

Замечательные факты о городе

О происхождении названия города

Одни исследователи доказывают, что слово «Салда» — удмуртского или татарского происхождения и означает «яма», «болото», «топкое место».

Другие считают, что произошел этот топоним от мансийского слова «салт» или «салта», переводимого как «липа».
Третьи предполагают, что слово «Салда» произошло от «салт» и «да», что в переводе с мансийского означает соответственно «липа» и «река». Значит, «Салда» — это «река среди лип», «липовая река». Четвертые переводят «да» как «яма», называя Салду низменным местом в липах. И еще одна любопытная версия: слово «Салда» означает в переводе «золото» и отражает тот факт, что в крае действительно добывали желтый металл.

Большинство версий связано с липовым деревом, северо-восточная граница распространения липы проходит как раз по салдинской земле. Итак, «липа», но «липа» с привязкой к «яме» или все-таки в сочетании со словом «река»? Названия многих салдинских городов происходят от названия реки, на которой они стоят. «Салда» — общее слово в названии двух уральских городов — Нижней и Верхней Салды. (Источник: «Верхняя Салда», 1998 г., авторский коллектив В.

С. Прядеин, А.С. Чеканов, И.Н. Танкиевская, А.О. Ежов)

Салдинский район занимает предгорья восточного склона Среднего Урала, самая высокая точка – 226,7 метров над уровнем моря

Город Верхняя Салда — один из развитых индустриальных центров Среднего Урала, в котором расположен самый большой в мире завод по выпуску изделий из титана и его сплавов.

Город был заложен в 1778 году на обоих берегах реки Салда, в 30 км восточнее Нижнего Тагила. Вся дореволюционная история Верхней Салды связана с деятельностью семьи Демидовых. Работа чугунного и железоделательного заводов была продолжена и после 1917 года. Росло количество выпускаемого металла, а вместе с ним увеличивалось количество жителей в поселке Верхняя Салда. Статус города был получен в 1938 году.

История земли салдинской началась задолго до прихода на берега Салды демидовских мастеровых. И наглядным тому подтверждением является Кокшаровский курган — уникальный памятник культуры эпохи раннего неолита.

Всего на салдинской территории выявлено более 70 памятников древности. Среди них есть писанцы — камни, скалы, береговые утесы с нанесенными на них первобытным человеком красочными знаками и рисунками.

Первая Верхняя Салда была деревянной, включая и административные здания. К началу XIX в., когда на завод прибыли переселенцы из Черниговской губернии, в Салде возник район, получивший в дальнейшем прозвание «Хохлы». К середине XIX в. заводской поселок имел уже три района: «Хохлы», «Салдинские улицы» и «Зарека», или «Миллион».

Постепенно Верхняя Салда благоустраивается: по проектам архитекторов А.З. Комарова и А.П. Чеботарева строятся большие и красивые каменные здания. Некоторые здания сохранились до наших дней и находятся на территории исторического центра города и ВСМЗ.

Гордость Верхней Салды — Верхнесалдинский пруд. Он возник в 1778 г. и изначально был призван решать задачу снабжения энергией заводского производства. До середины XIX в. главным источником энергии для приведения в действие заводских машин были вода и водяные колеса. Энергоемкость заводов росла год от года. Был создан комплекс гидротехнических сооружений для увеличения уровня воды в Верхнесалдинском пруду. Но со временем водная энергетика изжила себя. Сначала паровая, а затем и электрическая энергия вытеснили из заводского производства водоналивные колеса. Пруд стал местом отдыха, просто живописным городским водоемом, в котором водятся такие рыбы, как окунь, карась, лещ, сорожка, щука, налим, чабак.

Растительность Верхнесалдинского района насчитывает 160 видов, в лесах, которые занимают 70% территории района, растут сосна обыкновенная, сосна сибирская (кедр), ель, пихта, лиственница, береза, осина, липа, ольха, черемуха, ива, рябина, шиповник, боярышник, ракитник, можжевельник, малина. Травяной ярус богат грибами, лекарственными и медоносными травами: ромашка, мать-и-мачеха, тысячелистник, кипрей (иван-чай), череда, подорожник, донник, клевер, пустырник, черника, земляника, крапива, ландыш, тмин, бессмертник, мята, золототысячник и др. На болотах растут ягоды – клюква, брусника, морошка, голубика. Встречаются и такие редкие растения, как купальница европейская, башмачок крупноцветный, льнянка обыкновенная.

В лесах можно встретить лося, медведя, волка, лисицу, белку, горностая, куницу, кабана, бобра, рысь, зайца, рябчика, глухаря, тетерева.

В недрах района находятся торф, формовочный песок, известняк, мрамор, гранит, огнеупорная глина, железная руда, медная руда, асбест, а также руды драгоценных металлов – платина, золото, серебро.

В настоящее время в черте города строится особая экономическая зона промышленно-производственного типа «Титановая долина» — инвестиционно-производственная площадка, создающая уникальные возможности для поддержания и стимулирования развития таких отраслей, как аэрокосмическая отрасль, производство изделий из титана, производство оборудования для металлургии и машиностроения, производство строительных материалов. Площадь «Титановой долины» — 584,4 га.

Выдающийся ученый-металлург Владимир Ефимович Грум-Гржимайло

Владимир Ефимович Грум-Гржимайло (1864-1928) – Член-корреспондент Академии Наук СССР, российский и советский изобретатель, Почетный гражданин города Верхняя Салда с 1998 года, звание присвоено посмертно. Грум-Гржимайло был управляющим завода, выдающимся русским металлургом, оригинальным мыслителем, практиком, педагогом, отдавшим многие годы заводам Урала. Большая заслуга В.Е. Грум-Гржимайло заключается в том, что кроме многочисленных усовершенствований и открытий, сделанных на Салдинских заводах, он создал великолепную школу мастеров.

В 1889 г. ученый описал способ бессемерования, введенный в 70-х гг. 19 века на Нижне-Салдинском заводе К. П.Поленовым — процесс передела жидкого чугуна в литую сталь. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению примесей, содержащихся в чугуне.

Способ этот, названный впоследствии «русским бессемерованием», в отличие от ранее применявшегося, позволял вести процесс получения стали из чугуна с низким содержанием кремния и марганца. Грум-Гржимайло доказал экономическую целесообразность этого процесса в данных условиях и дал ему правильное теоретическое обоснование.

В 1908 г. он первым применил законы физической химии к объяснению процессов, происходящих в бессемеровском конвертере и в стальной ванне мартеновской печи. Это явилось крупным шагом в оформлении металлургии как науки.

В 1910 г., использовав идею М. В. Ломоносова, Грум-Гржимайло дал теорию расчета пламенных печей, применив законы гидравлики к движению печных газов. В свое время этот метод имел широкое распространение как в России, так и за границей и стимулировал дальнейшее развитие теории конструирования металлургических печей. В работе «Прокатка и калибровка» Грум-Гржимайло впервые сделал попытку объяснить методы калибровки, державшиеся в секрете старыми мастерами. До сих пор калибровщики пользуются правилом Грум-Гржимайло.

Под руководством Грум-Гржимайло создавались проекты различных нагревательных печей, созданы кадры специалистов в области печного дела.

Большой вклад внес в дело подготовки инженеров-металлургов. Умело сочетал в преподавании теорию с практикой, придавая последней большее значение. Лично участвовал в составлении планов, программ лабораторных занятий, большое внимание уделял подбору оборудования, приборов. При руководстве дипломным проектированием не навязывал своих взглядов, но требовал обоснования принятых конструктивных решений. В помощь студентам подготовил и опубликовал ряд своих курсов -«Производство стали», «Прокатка и калибровка», «Пламенные печи» — отличавшихся ясностью и простотой изложения.

Всю жизнь Грум-Гржимайло учился, мыслил и творил, достиг выдающихся результатов, опубликовал 149 научных печатных трудов и навсегда останется гордостью русской металлургии. (Источники: http://wiki.tpu.ru/wiki/Грум-Гржимайло_Владимир_Ефимович; «Верхняя Салда», 1998 г., авторский коллектив В.С. Прядеин, А.С. Чеканов, И.Н. Танкиевская, А.О. Ежов).

Герой Советского Союза

Евстигнеев Алексей Алексеевич.

Известные люди, родившиеся в городе

— Сигарев Василий Владимирович. Режиссер, сценарист, драматург. Пьесы В. Сигарева успешно ставятся в России, Европе. Лауреат премий «Дебют» (2000), «Антибукер» (2000), «Эврика» (2002), «Новый стиль» (2002).

— Арефьева Ольга Викторовна. Российская певица, музыкант, поэт, вокалистка группы «Раут», создатель и лидер группы «Ковчег», член Союза писателей Москвы.

— Быков Владислав Владимирович. Литератор, экономист, участник интеллектуальных игр, член Союза писателей Москвы, Член Международного союза журналистов.

— Журавлев Анатолий Анатольевич. Советский и российский актер театра и кино. В 1991 году стал последним чемпионом СССР по тхэквондо.

Талантливая молодежь, получатели премий городского округа

— Селезень Сергей Сергеевич. Чемпион и рекордсмен Мира 2014 года по пауэрлифтингу (жим лежа), обладатель Кубков России 2011-2015 годов, 4-х кратный Чемпион России, 2-х кратный Вице-чемпион Мира, старший тренер сборной Свердловской области.

— Дорошенко Валерия Игоревна. Киокусинкай. Чемпион России, Чемпион области, Чемпион УРФО, Вице-чемпион Мира, Европы, Москвы.

— Скрипин Александр Сергеевич. Лауреат в номинации «Эстрадный вокал». XIX Международный конкурс «Парад звезд на Неве», I Международный конкурс по видеозаписям (клипам) «Культура Сибири», IV Международный конкурс-фестиваль «Вятские узоры», II Финал проекта «Лучший из лучших», V Международный конкурс «Звуки и краски Столицы», Международный фестиваль-конкурс «Морская симфония».

— Ищук Никита Сергеевич. Чемпион Свердловской области по лыжному слоуп стайлу среди младших юношей, призер соревнований «Царь горы» слалом гигант, «Европа-Азия», участник VII Зимней спартакиады учащихся России 2015 по фристайлу, Первенства России по фристайлу, Первенства Свердловской области.

— Муромцев Евгений Анатольевич. Чемпион Открытого кубка России по лыжным гонкам, Областных соревнований по лыжным гонкам, Чемпионата Свердловской области по лыжным гонкам, участник Чемпионата России, Чемпионата Уральского Федерального округа, Всероссийских соревнований, Этапа Кубка России.

— Игнатьева Анастасия Денисовна. Лыжные гонки. Чемпион Областных соревнований, Первенства Свердловской области, призер Первенства России, VII Зимней спартакиады учащихся России. Лауреат Президентской и Губернаторской стипендий.

Градообразующее предприятие ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» (входит в Госкорпорацию «Ростех») – крупнейший в мире производитель титана, имеющий полный технологический цикл: от переработки сырья до выпуска готовых изделий с высокой степенью механической обработки.

Корпорация производит более 90% российского титана, поставляет продукцию на рынки 50 стран, глубоко интегрирована в мировую авиакосмическую индустрию и является для многих компаний стратегическим поставщиком. Численность сотрудников – около 20 000 человек.

Корпорация производит также прессованные крупногабаритные изделия из алюминиевых сплавов, полуфабрикаты из легированных сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе, ферротитан.

Основные потребители продукции «ВСМПО-АВИСМА» — крупнейшие в мире двигателе- и авиастроительные компании, в том числе Boeing, EADS, Embraer, UTAS, Messier-Bugatti-Dowty, Rolls-Royce plc, Safran SA, Pratt&Whitney.

Корпорация является ведущим исполнителем мировых авиакосмических проектов:
— единственным поставщиком штампованных поковок для шасси супераэробуса А380 фирмы Airbus;
— основным поставщиком штампованных поковок и других видов металлургических полуфабрикатов из титанового сплава, разработанного в Корпорации, для самолета фирмы Boeing. Кстати, это первый случай в истории американского авиастроения, когда в конструкцию самолета закладывается сплав, созданный вне границ США;
— бразильская самолетостроительная фирма Embraer выбрала корпорацию в качестве поставщика титановой продукции для своих самолетов.

«Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету

Наталия Тарасова — доктор химических наук, директор Института проблем устойчивого развития РХТУ им. Д. И. Менделеева, возглавляет кафедру ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития», ранее занимала пост президента Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC). Forbes Woman поговорил с Наталией Тарасовой о том, как химики борются с загрязнением окружающей среды и мифами о химии в массовом сознании.

— Наталия Павловна, вы возглавляете кафедру ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития». Когда мы произносим слово «химия», у многих сразу возникают негативные ассоциации — люди относятся к химии с опаской. Зеленый же связан с чем-то чистым и экологичным. Расскажите, нет ли противоречия в словосочетании «зеленая химия» и что это вообще такое?

— Сначала я хочу объяснить, почему сам термин «химия» вызывает у людей отторжение. Обычно боятся того, чего не понимают. Химия сама по себе довольно сложная наука. К сожалению, система образования как у нас в стране, так и за рубежом устроена таким образом, что основы химии преподаются не вполне ясным и понятным способом. На современном этапе развития науки неспециалисту понять в химии абсолютно все невозможно.

Реклама на Forbes

По этой причине возникает такое явление, как хемофобия — иррациональная боязнь химических соединений. Некоторые говорят, что «продукты химические». Но в то же время не понимают, что в обычном яблоке содержится порядка 50 веществ, которые «антихимики» считают ядами. Ученые-химики подвергаются давлению со стороны общественности достаточно давно. Ответом на это давление как раз стала зеленая химия. Она возникла как реакция химического сообщества на негативное к нему отношение.

Начало зеленой химии было положено сравнительно давно, в 80-е годы прошлого века. В 90-х годах учеными Полом Анастасом и Джоном Уорнером было сформулировано 12 принципов зеленой химии, которые стали, так сказать, библией для химиков. На самом деле эти принципы предлагают вполне рациональное ведение химических процессов: экономия энергии, экономия вещества, предотвращение образования отходов, отказ от исходных токсичных веществ, уменьшение числа промежуточных стадий, энергосбережение, оценка жизненного цикла продукта и т. д.

— Как вы пришли к решению посвятить себя именно зеленой химии? Ведь когда вы начинали учиться, еще не было подобного направления в науке. Получается, вы стояли у его истоков.

— Мое базовое образование связано с радиационной химией. Когда я училась в Менделеевском университете (РХТУ им. Д. И. Менделеева. — Forbes Woman), нам казалось, что атомная энергия может решить все проблемы. Но в реальности все оказалось сложнее. В это же время появилась работа «Пределы роста» (1972 г.), выполненная коллективом молодых ученых под руководством Денниса Медоуза, в которой рассматривались перспективы развития человечества и описывались кризисные явления в будущем (эта работа стала одной из ключевых для возникновения концепции устойчивого развития. — Forbes Woman).

Так вышло, что с Деннисом я познакомилась лично благодаря своему учителю Геннадию Алексеевичу Ягодину (декан инженерного физико-химического факультета, затем ректор Менделеевского института, министр высшего и среднего специального образования СССР в 1985–1988 годах, председатель Государственного комитета СССР по народному образованию в 1988—1991 годах. — Forbes Woman). Я начала работать с ним и его коллегами, что сформировало мое мировоззрение. Именно через повестку устойчивого развития, которая предполагает гармоничное и сбалансированное развитие экономики с учетом социального и природного факторов, я пришла к зеленой химии. Я считаю, что социальная ответственность ученого очень важна. Я такую ответственность на себя взяла и с тех пор занимаюсь зеленой химией.

— С 2016 по 2017 год вы были президентом Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC). Сколько женщин было на этом посту за всю историю существования организации?

— В 2019 году IUPAC отметил свое 100-летие. За все время существования союза женщины избирались президентами дважды: в 2010–2011 годах пост занимала профессор Николь Моро из Франции, а с 2016 по 2017 год — я. Хочу добавить, что гендерное равенство — один из принципов деятельности IUPAC, в формировании которого я принимала самое активное участие.

— Получается, химия, как и многие другие науки, не стала исключением в плане гендерного перевеса в сторону мужчин. Как вы думаете, почему так происходит?

— Я бы обратила внимание на тот факт, что гендерный перевес наблюдается при продвижении «к вершинам власти» — руководящим постам в научных коллективах и организациях (отечественных и международных), членству в академиях и т. д. В социологии для описания этого явления используют термин «стеклянный потолок». Замечу, что если бы перевес не был значительным во многих областях человеческой деятельности в глобальном масштабе, не появилась бы Цель устойчивого развития № 5: «Обеспечение гендерного равенства и расширение прав и возможностей всех женщин и девочек».

Что касается ситуации в химии и других науках, я отсылаю заинтересованного читателя к результатам проекта Международного научного совета (ISC) «Gender Gap in Science», или «Гендерный разрыв в науке. Как его измерить, как его уменьшить?». В мою бытность президентом IUPAC выступил соорганизатором этого проекта вместе с Международным математическим союзом.

— Возвращаясь к зеленой химии. Какое к ней отношение складывается у химиков всего мира? Нет ли какого-то скептицизма?

— Сразу скажу, что такого нет. Когда я возглавила деятельность IUPAC, мы создали межотделенческий комитет по зеленой химии для устойчивого развития, который объединял все направления химии, представленные в организации. И сейчас это одна из наиболее динамично развивающихся структур IUPAC.

На посту президента я старалась предпринять все усилия для того, чтобы зеленая химия стала ключевым элементом для всех химиков. Как мне представляется, это удалось сделать. При упоминании устойчивого развития теперь вспоминают и о зеленой химии. Зеленая химия рассматривается мировым сообществом как важный инструмент достижения целей устойчивого развития.

— Если взглянуть на 12 принципов зеленой химии, то половина из них, а то и больше так или иначе связаны с минимизацией отходов: это и использование возобновляемого сырья, и биоразлагаемость, и предотвращение образования отходов и т. д. Получается, что идея зеленой химии — построить замкнутые циклы, чтобы не образовывалось отходов? Какие примеры тут можно привести?

— Не все принципы прямо связаны с созданием замкнутых циклов. Например, есть мониторинг в реальном времени за ходом технологического процесса, есть требования энергоэффективности. Но вы правы, основная идея — не создавать отходы, это самый правильный путь. Почему мы считаем природные системы устойчивыми? Потому что в природе все циклы замкнуты — нет отходов.

Реклама на Forbes

Примером замкнутой системы я бы назвала такую, в которой вторичные ресурсы становятся источником сырья. Здесь можно упомянуть проблему редкоземельных металлов, которые используются в значительных количествах для производства элементов электроники. В отходах, которые образуются при добыче и переработке фосфорсодержащих ископаемых, таких как апатиты, фосфориты, содержится большое количество редкоземельных элементов. Вот такие отходы могут стать сырьем для электронной промышленности.

Как только вы создали отходы, это, к сожалению, надолго

Другое направление — попытка вторично использовать фосфогипс, крупнотоннажный отход при производстве фосфорных удобрений. Обычно его отвалы выглядят как большие белые горы, которые становятся источником аэрозольного и других загрязнений. Фосфогипс можно использовать как вторичный ресурс — например, применять в строительстве.

Если не заниматься созданием замкнутых циклов, то целей устойчивого развития достичь невозможно. Мы совместно с Российским союзом химиков проводили социологическое исследование того, в какой степени предприятия готовы использовать принципы зеленой химии и в какой степени они понимают важность достижения целей устойчивого развития. Крупные компании, работающие на международных рынках, показали глубокое понимание задачи. Но и больше половины малых и средних предприятий, по крайней мере, признали проблему и заявили о намерении встать на путь устойчивого развития.

— В 12 принципах зеленой химии есть правило экономии атомов. Что это значит?

— Это крайне простое правило. Речь не о том, что каждый атом считают, здесь концептуальная вещь — надо, чтобы все атомы, которые присутствуют в составе исходных веществ, перешли в продукт. «Экономия атомов» — это эффективный процесс, где не образуются отходы. Если все атомы исходных веществ вошли в состав конечного продукта, значит, отходов нет.

Реклама на Forbes

— Одна из самых грязных отраслей, связанных с химией, — фармацевтическая промышленность. Как так вышло?

— Действительно, фармацевтическая промышленность самая неэффективная с точки зрения зеленой химии. Зачастую обыватели беспокоятся по поводу крупнотоннажной химии, говорят о загрязнении нефтью, нефтепродуктами, тяжелыми металлами, а в случае с фармацевтической отраслью — тишина. При этом в химической и нефтехимической промышленности экономия атомов гораздо выше, чем в фармацевтической. Но так как последняя спасает жизни людей, то считается, что любые риски оправданны.

Уходят в прошлое времена, когда руководители промышленных компаний говорили про устойчивое развитие как про всего лишь теоретические изыскания. Все прекрасно понимают, что ситуация на планете сложная

В фармацевтике очень сложные многостадийные химические процессы. Прежде чем приступить к промышленному производству, необходимо понять, что будет биологически активным веществом, а что нет, произвести скрининг. Здесь и заключается главная проблема невозможности экономии атомов, поэтому получается много отходов. Пандемия показала, что, с одной стороны, действовать надо быстро, с другой — нельзя выпускать лекарства, применение которых может вызвать негативные последствия. Время ограниченно — отходы неизбежны.

— Хочу затронуть тему мусора, которая сейчас стала одной из самых заметных и громких. Занимается ли ваша кафедра разработками технологий, которые направлены на устранение накопленного вреда?

— В Менделеевском университете есть специальные кафедры, например кафедра промышленной экологии, которые занимаются разработкой технологических решений для ликвидации накопленного вреда. Наша кафедра скорее тяготеет к глобальной проблематике, но, тем не менее, могу привести в качестве примера исследования, проводимые научной группой, которую возглавляет профессор Анна Сергеевна Макарова. Эта группа занимается исследованием растений, способных накапливать в себе тяжелые металлы из почвы. Такая технология называется фиторемедиацией, с ее помощью можно очистить почву от некоторых загрязнений. В частности, сейчас рассматривают возможность использовать эту технологию в Усолье-Сибирском, где летом 2020 года произошла утечка токсичных соединений ртути.

Реклама на Forbes

Правда, возникает другой вопрос: а что дальше делать с этими растениями? Раз они собрали, например, ртуть, то их надо поместить в какое-то специальное хранилище. Подобная ситуация была в Чернобыле, где применяли схожий метод для извлечения из почвы радиоактивных изотопов цезия и стронция.

— И что затем сделали с растениями?

— Потом эти растения вывезли в хранилище радиоактивных отходов. А как с ними поступить дальше — это уже работа для следующих поколений. Как только вы создали отходы, это, к сожалению, надолго.

— Имеет ли экономическое обоснование подобная технология? Кто-нибудь ее уже применяет в больших масштабах?

— Нет, в крупных масштабах она не применяется. Такой метод хорош для территорий с невысокими показателями загрязнения.

Реклама на Forbes

Вообще все природоохранные мероприятия затратные, выгода — не монетарная, а социальная. Очень сложно что-то извлечь из отходов в больших количествах и хорошего качества, чтобы потом на этой основе получить новые продукты. Однако уходят в прошлое времена, когда многие руководители крупных промышленных компаний говорили про устойчивое развитие как про всего лишь теоретические изыскания. Все прекрасно понимают, что ситуация на планете на самом деле сложная.

— Никак нельзя пройти мимо пластикового загрязнения. Пластик находят уже на дне Марианской впадины, на Эвересте и даже в организме человека. Ваша кафедра занимается этой проблемой?

— Любое загрязнение можно найти по всей планете, ту же самую ртуть обнаружили в ледниках Тянь-Шаня. Это так называемый глобальный перенос. Вы тут ничего не сделаете, так Земля устроена. Пластик не исключение.

Мы занимались этой проблемой с концептуальной точки зрения, то есть конкретных технологий переработки пока не предлагаем. Конечно, этот вопрос уже включен в программы подготовки магистрантов и аспирантов, они ищут решения проблемы пластикового загрязнения. Наша кафедра занимается подготовкой специалистов, которые могут широко посмотреть на экологическую проблематику. Надо понимать, что проблема пластика лежит не только в технологической плоскости, а также в экономической и социальной.

— Я часто читаю, что ученые из такой-то страны изобрели новый тип экологически чистого пластика, в другой стране поняли, как побороть проблему загрязнения океанов пластиковыми отходами. Но никто еще не перешел от лабораторных испытаний к реальному применению технологий в крупных масштабах. Это связано с экономикой, слишком дорого?

Реклама на Forbes

— Верно, в экономике это называется «долина смерти», когда надо перейти от лабораторных исследований к полупромышленным и промышленным масштабам. Зачастую на этом этапе все и прекращается. Идей много, но переработка экономически затратна. Чтобы понять, что именно принесет выгоду и будет востребовано в народном хозяйстве, нужно провести сложные и дорогостоящие исследования.

— Что насчет биоразлагаемого пластика? Может ли он стать решением проблемы? Тут я хочу оговориться, что имею в виду не пластик с добавками, которые просто быстрее разрушают его на более мелкие части. Я говорю про тот биоразлагаемый пластик, который распадается на неопасные вещества.

— Надо же смотреть, на что этот пластик разлагается. Наверняка будет углекислый газ — и сразу возникает проблема глобального изменения климата. Что нам интереснее: климат стабилизировать или избавиться от полимерных отходов?

Могу другой пример привести. Есть такая сложная композитная упаковка Tetra Pak, которая состоит, кроме картона, из ряда пластиков и других материалов. Существует технология ее переработки под электронным пучком, но она, возможно, не понравится нашим зеленым. Из полученной смеси можно произвести добавку к битуму и асфальту, где эта смесь будет удерживаться и не мигрировать в окружающую среду лет 70–80. Моя точка зрения — это тоже решение проблемы, оно может быть даже интереснее, чем биоразлагаемые материалы, потому что в последнем случае надо учитывать образование парникового газа, о чем мы говорили ранее.

Если обычную воду назвать по-научному «дигидрогенмонооксид», то можно добиться того, что местные власти начнут запрещать ее использовать

Или возьмем еще один пример: одна из ключевых целей устойчивого развития — борьба с голодом. Для развития производства продуктов питания необходимы фосфорные и азотные удобрения. Применяя их, мы быстро решаем вопрос голода, но получаем другие проблемы — деградацию почв, эвтрофикацию (насыщение биогенными материалами. — Forbes Woman) водоемов и иные негативные экологические явления. Поэтому нужны специалисты, которые мыслят системно. Наша кафедра ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития» как раз занимается подготовкой таких специалистов.

Реклама на Forbes

— Вы подняли очень непростую проблему — развитие сельского хозяйства, которое занимает одно из первых мест по негативному воздействию на биосферу. Некоторые предлагают переходить на органическое земледелие. Как вы на это смотрите?

— Можно ли накормить 7,5 млрд человек за счет органического земледелия? Я сомневаюсь. Органические модели имеют небольшие производственное объемы. Когда речь идет о больших массах людей, то без индустриального сельского хозяйства не обойтись. Вот тут и надо оценивать, какое воздействие оно оказывает и как снизить негативное влияние на окружающую среду.

Пока человечество не может отказаться от использования удобрений, но способно применять их разумно. Например, в июне 2019 года Международная ассоциация производителей удобрений приняла специальный Кодекс поведения, который предписывает учитывать воздействие удобрений на окружающую среду.

— Вы упомянули эвтрофикацию, то есть заболачивание рек и озер. Этот процесс может происходить еще и оттого, что мы сливаем в канализацию чистящие и моющие средства, которые потом попадают в водоемы. Как с этим быть?

— Для того чтобы не вызывать эвтрофикацию водоемов, в чистящих и моющих средствах не должно быть соединений фосфора и азота — именно они создают благоприятную среду для роста биомассы, что ведет к заболачиванию. Но та вода, которая попадает в канализацию, проходит через систему очистки. Например, в Москве поступление моющих средств в городскую канализацию не приводит к возникновению эвтрофикации природных водных объектов.

Реклама на Forbes

Болота и торфяники — по сути, результат той же эвтрофикации, только она была растянута во времени. Но когда вмешивается антропогенный фактор, то все происходит за очень короткое время. Основной вклад вносит сельское хозяйство. Это смывы удобрений, неправильное их внесение и т. д. С эвтрофикацией можно и нужно бороться, контролируя применение удобрений и сбросы животноводческих стоков в реки и озера.

— Как вы относитесь к популярным блогерам, которые затрагивают тему химии — например, делают разборы составов косметических средств?

— Я считаю, что если человек не обладает базовыми знаниями по химии, то должен хотя бы обладать социальной ответственностью и не нести в массы непроверенные факты ради получения лайков. Это ведет к хемофобии. Я уже приводила пример с яблоком.

Еще один пример. Если обычную воду назвать по-научному «дигидрогенмонооксид», то можно добиться того, что местные власти начнут запрещать ее использовать. Действительно, вода приводит к ожогам, если ее нагреть до высокой температуры, вода содержится в опухолях. Абсолютно чистую дистиллированную воду (а с точки зрения обывателя она именно такой и должна быть) вообще нельзя пить, это приведет к негативным последствиям. Кто-то будет с этими утверждениями спорить? Нет. Следует ли из этого, что надо запретить воду?

Проблема заключается в химической безграмотности людей, получивших доступ к информации. Зеленая химия — своего рода лекарство от хемофобии.

Реклама на Forbes

— Обучают ли в обязательном порядке зеленой химии в профильных университетах? Какое сейчас к ней отношение в академической среде?

— Еще десять лет назад зеленая химия воспринималась как нечто экзотическое и не имеющее отношение к серьезной науке. Сейчас ситуация меняется. В Менделеевском университете преподавание в области устойчивого развития, промышленной экологии началось в 80-х годах прошлого века, даже раньше, чем прошла конференция в Рио-да-Жанейро (Саммит Земли 1992 года. — Forbes Woman), где понятие устойчивого развития закрепилось в документах ООН. Профессор Деннис Медоуз стал почетным доктором нашего университета в 1987 году, мы были первыми из российских вузов, кто признал его заслуги.

С тех пор мы далеко продвинулись. В Менделеевском университете читаются межфакультетские курсы по зеленой химии и по проблемам устойчивого развития, на которые могут записаться студенты любого направления подготовки. Эти курсы пользуются большой популярностью у студентов всех факультетов. На кафедре ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития» реализуются профильные образовательные программы, а студенты проходят разнообразные практики по данному направлению.

Другие университеты начинают приходить к пониманию важности образования для устойчивого развития. Средства массовой информации перестают говорить «про экологию», это совсем другая фундаментальная наука. Обсуждаются темы устойчивого развития, состояния окружающей среды, зеленой химии. На уровне ЮНЕСКО неоднократно отмечалось, что зеленая химия — важнейший инструмент достижения устойчивого развития.

— На каком уровне находится зеленая химия в России? Не отстаем ли мы в этом направлении от других стран?

Реклама на Forbes

— Нет, я бы так не сказала. Наши ученые достаточно часто публикуются в крупных журналах, в том числе международных, например Green Chemistry ( входит в первый квартиль цитируемости). Еще пример. В 1993 году академиком Валентином Афанасьевичем Коптюгом был основан международный журнал «Химия в интересах устойчивого развития» — первый в мире по этой теме. С 2002 года РАН присуждает премию имени В. А. Коптюга за выдающиеся работы по химии в интересах развития и сохранения окружающей среды. В 2011 году я была удостоена этой высокой награды.

— Что насчет нашего государства? Нет ли у чиновников скептицизма по поводу зеленой химии?

— Если бы вы спросили меня об этом шесть лет назад, то я бы сказала, что такой скептицизм явно прослеживается, но сейчас ситуация изменилась в лучшую сторону. Это я говорю совершенно ответственно. Думаю, это связано с реакцией общества. Стало очевидно наличие глобальных проблем. Этими проблемами необходимо заниматься, если мы хотим быть великой державой.

— Чем сейчас занимается ваша кафедра, чего нам ожидать?

— У нас много направлений. В области образования крайне важным направлением является создание образовательных программ по зеленой химии, потому что мы обладаем самой новой и передовой информацией в этой области. Это не просто конкретная технология, например, борьбы с эвтрофикацией, а работа по изменению сознания. С моей точки зрения, это ключевое, и сейчас наша кафедра как раз этим занимается.

Реклама на Forbes

Мы с вами говорили про блогеров, как они могут менять сознание. Я считаю, что классическое образование способно менять мышление людей, и оно должно использоваться для этого в полной мере.

Вырастить Марию Кюри. Как заинтересовать девочек точными науками

— В заключение хотел бы попросить вас назвать женщин-химиков, которыми вы восхищаетесь.

— «Восхищаться» — эмоциональная характеристика. Я бы предпочла говорить о «ролевых примерах». Моим юным коллегам я бы советовала подробно изучить биографию Марии Склодовской-Кюри. Напомню, что Владимир Маяковский в «Разговоре с фининспектором о поэзии» сравнивал поэзию с добычей радия. Великие научные открытия могут оказывать сильнейшее эмоциональное воздействие. Мои студенты в этом со мной согласны.

Первооткрывательницы: 6 женщин, чьи научные достижения были несправедливо забыты

6 фото

Химия: как все началось

Химия началась в тот момент, когда наши предки стали людьми.

Михал Мейер

В самом начале 1700-х годов курфюрст Саксонии и король Польши Август Сильный запер алхимика в своей лаборатории и велел ему делать золото. Молодой алхимик Иоганн Фридрих Бёттгер не справился с возложенной на него царственной задачей. Вместо этого он помог создать вещество гораздо более красивое и полезное, чем золото, — фарфор. И в счастливом сказочном конце царь остался доволен.Потому что это был уже не феодальный мир, а растущее общество, ориентированное на товары, и до этого времени фарфор приходилось импортировать за большие деньги из технологически более развитого Китая, чтобы удовлетворить растущий аппетит европейцев к красоте и роскоши. Богатство потекло к королю, так как новый мейсенский фарфор вскоре стал популярным, и благодарный король сделал Бёттгера, первоначально ученика аптекаря, бароном.

Еще одна история, начавшаяся в канаве: около 1669 года житель Гамбурга Хенниг Брандт считал, что, возможно, открыл легендарный Философский камень, который мог превращать свинец в золото и открывать тайны космоса.Бывший солдат с опытом изготовления стекла, Брандт начал со старой мочи, кипятил ее и нагревал остаток до тех пор, пока светящиеся пары — белый фосфор, реагирующий с кислородом, — не заполнили его стеклянную посуду. Через несколько лет Брандт раскрыл свой секрет, и вскоре о фосфоре стало известно достаточно, чтобы скрытный алхимик Исаак Ньютон мог начать его рецепт с указания: «Возьмите один бочонок мочи». (Хотя мне интересно, где можно легко достать бочку мочи). От мочи к искусству — еще одна трансформация — момент открытия был увековечен в восемнадцатом веке на картине Джозефа Райта из Дерби и снова записан в виде меццо-тинта Уильяма Петера в 1775 году как «Открытие фосфора». В этой работе алхимик в благоговении преклоняет колени перед сияющим чудом в своей алхимической лаборатории. Много лет спустя, в 1943 году, в очередной трансформации город Брандта сгорел, когда тысячи фунтов фосфора упали в виде бомб.

Человек химический

Мы превращаем глину в фарфор, мочу в фосфор, фосфор в бомбы, муку в хлеб, виноград в вино, минералы в пигменты. Способы, которыми мы трансмутируем материю, почти не ограничены. Биолог-антрополог Ричард Рэнгем (Великобритания) считает, что приготовление пищи сделало нас людьми, сделав больше энергии доступной для питания нашего растущего мозга.Если это так, то химия началась в тот момент, когда наши предки стали людьми. Homo chemicus – быть человеком значит преобразовывать материю. И материальные преобразования, которые мы, будучи людьми, совершаем, будут отражать лучшие и худшие из нас.

Мы не можем вернуться к тому первому химическому моменту, когда сырая пища превратилась в приготовленную пищу, но мы можем вернуться к доисторическим людям и их стремлению к красоте. Филипп Вальтер из Центра исследований и реставрации музеев Франции изучает химические процессы и вещества в древнем и доисторическом мире.Хотя он говорит, что у этих доисторических народов не было понимания того, как и почему работают процессы, они все же производили практичных химиков, которые могли смешивать натуральные ингредиенты для производства пигментов — будь то для украшения себя или стен пещер. Четыре тысячи лет назад древние египтяне, говорит Уолтер, синтезировали новые химические вещества для лечения глазных заболеваний. Их косметика на основе свинца — вспомните Клеопатру и ее подводку для глаз [см. вставку] — стимулировала иммунную систему владельца в раннем режиме здоровья и красоты.

Аль-кимия

В эллинистическом Египте рафинирование металлов было известно как химия. С появлением ранней исламской цивилизации мусульманские ученые перевели множество греческих текстов, в том числе тексты о хемии, которые они назвали ал-кимия. Как изменялась материя, как очищать вещества, как окрашивать металлы — все это подпадало под ал-кимию. Дополнительным преимуществом этого нового увлечения было усовершенствование практических знаний, таких как дистилляция и кристаллизация, все еще важных навыков в лабораториях двадцать первого века.На более теоретическом уровне мусульманские ученые основывались на более раннем греческом понимании материи — четырех элементов воздуха, земли, огня и воды — и ее поведения, включая превращение одного металла в другой. Ал-кимия прибыл в Европу в двенадцатом веке вместе с некоторыми знаниями об аль-иксир (эликсире, который стал известен как Философский камень).

Неудивительно, что алхимия столкнулась с теми же проблемами, которые до сих пор время от времени преследуют медицину — торгаши, торгующие чудодейственными средствами, шарлатаны и т. д.Еще менее удивительно, что это привлекло внимание как правителей, так и юристов, хотя и по разным причинам. Позже в Англии стало незаконным преуспевать в превращении свинца в золото, поскольку это считалось обесцениванием валюты.

Некоторые утверждали, что, поскольку человеческое манипулирование материей существенно уступало тому, что делает природа, естественно (ранняя версия все еще продолжающегося спора о естественном и искусственном – проверьте в следующем столетии обновленную информацию) человеческие попытки трансмутировать металлы были обречены. Несмотря на такую критику, были и те, кто считал, что человеческое искусство достаточно мощно, чтобы изменить мир. Но это были дискуссии для элиты в университетах. И материя во всех ее проявлениях двигалась через все социальные слои. Мы не знаем, кто первым изготовил краску для краски или глиняный горшок, кто первым выделил кожу или сварил пиво, и мы не знаем имен средневековых ремесленников, которые смешивали песок, древесную золу и соли металлов, чтобы создать великолепные витражи. стеклянные окна средневековых соборов.Но все эти люди изменили материю и нашу жизнь.

К началу Нового времени статус художников, ювелиров и ремесленников, тесно связанных с материей, был на подъеме. Наука, которая долгое время ассоциировалась с пониманием, а не с действием, и с элитой, а не с простым народом, теперь обращалась к практическим творцам за знаниями и властью. Такой подход, в котором материя занимала центральное место, нашел свое выражение в манифесте сэра Фрэнсиса Бэкона 1620 года «Новый органум» и в истоках современной науки. Делать — тыкать, подталкивать, изменять материальный мир — теперь будет связано с пониманием, и наш мир искусства, науки и повседневности уже никогда не будет прежним. Роберт Бойль (Ирландия), известный своим законом Бойля, который связывает давление, объем и температуру газа, воплотил этот новый экспериментальный подход. Наследник алхимической традиции (почти по определению алхимики были экспериментаторами и тщательными измерителями) и начинающий алхимик, Бойль считается основоположником современной химии в 17 веке.

Красочная наука

Многие химики считают, что химия стала настоящей наукой в восемнадцатом веке. Свою роль сыграли исследование воздуха Антуаном Лавуазье (Франция), открытие кислорода Джозефом Пристли (Англия) и новый научный язык химии. Но химия или, по крайней мере, ее результаты не могли ограничиваться миром научных исследований. Увлечение воздушными и водородными воздушными шарами в конце восемнадцатого века и связанная с воздушными шарами мода на одежду, игральные карты и керамику были лишь частью истории. Изобретение Пристли газированной воды как альтернативы для бедняков больным богачам, пьющим воду на дорогих курортах, продолжило связь химии со здоровьем, начавшуюся с алхимии. С другой стороны, викторианское увлечение обоями зеленого цвета (любезно предоставленного мышьяком) помогло создать то, что могло бы стать первой в мире признанной (и заявленной как таковой) экологической опасностью.

В 1856 году восемнадцатилетний англичанин Уильям Генри Перкин попытался превратить каменноугольную смолу в противомалярийный хинин (вещественное преобразование, достойное алхимика).Как и Беттгер, он потерпел неудачу, и в результате своей неудачи он начал цветную революцию и непреднамеренно помог основать немецкую красильную и фармацевтическую промышленность. Перкин создал розовато-лиловый цвет, первый из синтетических анилиновых красителей, украшавших мир с 1860-х годов. Королева Виктория до своей черной фазы носила новую химию и ввела моду на этот оттенок фиолетового. Быстро индустриализирующаяся Германия приняла красочные анилины и сделала их своими собственными, попутно создав первую прочную связь между химией как современной наукой и промышленностью. Немецкий врач Герхард Домагк, работавший на И.Г. Фарбен в 1932 году обнаружил, что модифицированный красный краситель убивает бактерии, и поэтому стали использоваться первые настоящие антибиотики, сульфаниламидные препараты. Связь между модой и медициной сохранилась, поскольку кожа пациентов иногда краснела, что свидетельствовало о том, что лекарство работает.

ry лежат в моде, но та же самая промышленность, которая начинала с самых ярких в мире цветов, продолжила производство Циклона Б — ядовитого газа, который использовали в планах истребления нацистов.Вторая мировая война известна как война физиков за разработку атомной бомбы, но каждая война была войной химиков с тех пор, как люди научились плавить металл. Незадолго до Второй мировой войны Лиза Мейтнер (уроженка Австрии, позже шведская физика) показала, что алхимики были правы — мы можем превратить один металл в другой, в данном случае с помощью ядерной реакции, и к концу войны уран-238 был превращен в плутоний.

Отличительные черты старых алхимиков, грандиозные цели и порой секретность сохраняются и сегодня в наших химических поисках – создание синтетической жизни, лекарства от старения. В то же время каждый раз, когда вы варите яйцо, вы меняете саму природу материи, в данном случае форму белков в яйце.

Подъем современной науки и ее растущий престиж, особенно профессионализация науки в девятнадцатом веке, вытеснили неспециалистов. Мы утратили это ощущение химии как искусства и науки повседневности и обычных людей. Но мы можем вернуть его. Недавно в рамках музейной программы Фонда химического наследия я попросил художницу по стеклу выступить с докладом и представить свою работу.Сначала она немного нервничала, говоря, что никогда не изучала химию и ничего о ней не знает. Но после рассказа о том, что она делала — о своих инструментах, печи, о том, как таскала расплавленное стекло, о металлах, которые добавляла, о том, что происходило со стеклом при разных температурах, — она с удивлением повернулась ко мне и сказала: химик.»

В самом начале этого эссе я написал: «Быть человеком — значит преобразовывать материю». Я хотел бы закончить его вариацией. Преобразовывать материю значит быть.

История химии: Урок для детей

Что такое химия?

Химия — наука о материи. Материя состоит из атомов. Атомы похожи на крошечные строительные блоки. Атомы объединяются, чтобы создать материю, а материя составляет все вокруг вас — воздух, вашу парту в школе, книги, которые вы читаете. Все сделано из материи, даже ты!

Представьте, что вы строите из конструктора Lego… каждый отдельный блок подобен атому. Затем вы соединяете их вместе, чтобы сделать что-то большее, например, стену дома.Стены подобны материи. Вся материя собирается вместе, чтобы сделать весь дом.

Лего как атомы

Алхимия

А теперь давайте вернемся назад и узнаем об истории химии! Прежде чем химия была признана отдельной отраслью науки, люди изучали алхимию — древнюю практику, основанную на идее изменения материи. Это было тысячи лет назад, прежде чем ученые поняли, что такое химия.

Алхимики думали, что могут делать вещи, которые, как мы теперь знаем, безумны! Они думали, что смогут превратить обычные металлы в золото. Они даже думали, что смогут помочь людям жить вечно, используя то, что они называли эликсиром жизни.

И точно так же, как современные химики используют периодическую таблицу для элементов, у алхимиков была своя собственная таблица и символы для алхимических реакций, различных элементов и т. д. Таблица показывает символы, используемые древними алхимиками.

Символы Алхимии

Древняя химия

Теперь мы знаем, что это невозможно из-за химии.Но это не значит, что химия не использовалась успешно тысячи лет назад. Женщины использовали его для изготовления духов. Древние египтяне использовали то, что знали из химии, для бальзамирования и мумификации мертвых. Ранние фермеры использовали химию для производства удобрений, чтобы помочь выращивать урожай.

Знаете ли вы?

Термин «атом» датируется примерно 440 г. до н.э. Греческие философы предположили, что атомы — это наименьшая частица, на которую можно разложить материю. В греческом языке a означает «нет», а tomos означает «отрезать», что дает нам слово «атом».Однако с тех пор ученые открыли, что атомы можно расщеплять, но к тому времени это название прижилось!

Современная химия

Химия в том виде, в каком ее знают ученые сегодня, начала развиваться только в 17-м и 18-м веках. В своей книге «Химик-скептик » (1661) Роберт Бойль, которого часто называют отцом химии, был первым, кто окончательно разделил алхимию и химию. В своей книге он доказал, что то, что, по мнению алхимиков, они могли сделать с помощью алхимии, было невозможно (например, превратить любой металл в золото или заставить нас жить вечно).

Он также доказал, что химия на самом деле является настоящей отраслью науки, которую стоит изучать. С тех пор люди по всей Земле отказались от изучения алхимии в пользу изучения химии.

Некоторые достижения современной химии включают:

В 1803 году Джон Дальтон опубликовал Атомную теорию , заключив, что материя состоит из атомов.
В 1854 году Генрих Гейсслер создал первую вакуумную лампу, что впоследствии привело к открытию электронов.
В 1895 году Вильгельм Рентген открыл рентгеновские лучи.

Резюме урока

Алхимия (древняя практика, основанная на идее изменения материи) появилась раньше, чем химия (изучение материи , которая состоит из атомов) и подготовила почву для открытия учеными все, что они знают о химии сегодня. Современная медицина, современное сельское хозяйство и даже разработка и создание новой электроники зависят от химии.Какие еще важные вещи вы можете придумать, что было бы невозможно без химии?

Medichem: история химии

Кто отец химии?

Кто отец химии? Вот лучшие ответы на этот вопрос и причины, по которым каждого из этих людей можно считать отцом химии.

Отец химии: самый распространенный ответ

Если вас попросят назвать отца химии для домашнего задания, лучшим ответом, вероятно, будет Антуан Лавуазье.Лавуазье написал книгу « Элементы химии » (1787). Он составил первый полный (на тот момент) список элементов, открыл и назвал кислород и водород, помог разработать метрическую систему, помог пересмотреть и стандартизировать химическую номенклатуру и открыл, что материя сохраняет свою массу даже при изменении формы.

Другим популярным кандидатом на звание Отца Химии является Джабир ибн Хайян, персидский алхимик, живший около 800 г. н.э., который применял научные принципы в своих исследованиях.

Другими людьми, которых иногда называют отцами современной химии, являются Роберт Бойль, Йонс Берцелиус и Джон Дальтон.

Другие ученые «отцы химии»

Другие ученые называются отцами химии или известны в определенных областях химии:

Субъект	Имя	Причина
Отец ранней химии Отец химии	Джабир ибн Хайян (Гебер)	Ввел экспериментальный метод в алхимию, около 815 года.
Отец современной химии	Антуан Лавуазье	Книга: Элементы химии (1787)
Отец современной химии	Роберт Бойл	Книга: Химик-скептик (1661)
Отец современной химии	Йонс Берцелиус	разработанная химическая номенклатура в 1800-х годах
Отец современной химии	Джон Далтон	возрождение атомной теории
Отец ранней атомной теории	Демокрит	основал атомизм в космологии
Отец атомной теории Отец современной атомной теории	Джон Далтон	первым предложил атом в качестве строительного блока материи
Отец современной атомной теории	Отец Роджер Боскович	описал то, что стало известно как современная атомная теория, примерно за столетие до того, как другие формализовали теорию
Отец ядерной химии	Отто Хан	Книга: Прикладная радиохимия (1936) первый человек, расщепивший атом (1938) Нобелевская премия по химии за открытие ядерного деления (1944 г. )
Отец периодической таблицы	Дмитрий Менделеев	расположил все известные элементы в порядке возрастания атомного веса в соответствии с периодическими свойствами (1869)
Отец физической химии	Герман фон Гельмгольц	за теории термодинамики, сохранения энергии и электродинамики
Отец физической химии Основатель химической термодинамики	Уиллард Гиббс	опубликовал первый свод теорем, описывающих термодинамику

(Автор: Др.Мюррей Кумбс, 23 июня 2015 г.)

История химии на JSTOR

Перейти к основному содержанию Есть доступ к библиотеке? Войдите через свою библиотеку

Весь контент Картинки

Поиск JSTOR Регистрация Вход

Поиск
- Расширенный поиск
- Поиск изображений
Просматривать
- от Субъекта
- по названию
- от Коллекции
- от издателя
Инструменты
- Рабочее пространство
- Анализатор текста
- Серия JSTOR Understanding
- Данные для исследований

О Служба поддержки

История периодической таблицы

В 1669 Немецкий торговец и алхимик-любитель Хенниг Бранд попытался создать Философский камень ; предмет, который якобы мог превращать металлы в чистое золото.

Он нагрел остатки кипяченой мочи, и жидкость выпала и загорелась. Это было первое открытие фосфора.

В 1680 Роберт Бойль также открыл фосфор, и это стало достоянием общественности.

В 1809 было открыто не менее 47 элементов, и ученые начали видеть закономерности в характеристиках.

В 1863 Английский химик Джон Ньюлендс разделил открытые тогда 56 элементов на 11 групп, исходя из характеристик.

В 1869 русский химик Дмитрий Менделеев начал разработку периодической таблицы, расположив химические элементы по атомной массе. Он предсказал открытие других элементов и оставил для них свободные места в своей периодической таблице.

В 1886 Французский физик Антуан Беккерель впервые открыл радиоактивность. Студент Томсона из Новой Зеландии Эрнест Резерфорд назвал три типа излучения; альфа-, бета- и гамма-лучи. Мария и Пьер Кюри начали работать над излучением урана и тория, а впоследствии открыли радий и полоний. Они обнаружили, что бета-частицы были заряжены отрицательно.

В 1894 Сэр Уильям Рамзи и лорд Рэлей открыли благородные газы, которые были добавлены в периодическую таблицу как группу 0.

В 1897 Английский физик Дж. Дж. Томсон впервые открыл электроны; небольшие отрицательно заряженные частицы в атоме. Джон Таунсенд и Роберт Милликен точно определили их заряд и массу.

В 1900 Беккерель обнаружил, что электроны и бета-частицы, определенные Кюри, — одно и то же.

В 1903 Резерфорд объявил, что радиоактивность вызывается распадом атомов.

В 1911 Резерфорд и немецкий физик Ганс Гейгер открыли, что электроны вращаются вокруг ядра атома.

В 1913 Бор обнаружил, что электроны движутся вокруг ядра с дискретной энергией, называемой орбиталью. Излучение испускается при движении с одной орбиты на другую.

В 1914 Резерфорд впервые определил протоны в атомном ядре. Он также впервые преобразовал атом азота в атом кислорода. Английский физик Генри Мозли предоставил атомные номера, основанные на количестве электронов в атоме, а не на основе атомной массы.

В 1932 Джеймс Чедвик впервые открыл нейтроны, и были идентифицированы изотопы. Это была полная основа для периодической таблицы. В том же году англичанин Кокрофт и ирландец Уолтон впервые расщепили атом, бомбардировав литий в ускорителе частиц, превратив его в два ядра гелия.

В 1945 Гленн Сиборг идентифицировал лантаноиды и актиноиды (атомный номер >92), которые обычно помещаются ниже таблицы Менделеева.

Источники

Манхэттенский проект
Википедия

100 забавных фактов о химии (с потрясающими объяснениями!) В этой науке есть много неразгаданных тайн, но есть также много

интересных и забавных фактов о химии, которые были объяснены.

Так так называемая центральная наука предлагает нам так много замечательных вещей для размышлений. От химических фактов в повседневной жизни к недавним научным открытиям. Следовательно, это непростая задача составить объективный список самых интересных вопросы и факты, которые вы можете узнать там.

Но мы провели много исследований, чтобы, наконец, составить массивный список фактов о химии и объяснений . Он готовился медленно в течение нескольких недель, но, наконец, он здесь!

Мы сделали свое лучше собрать не менее 100 самые популярные забавные факты о химии !

Топ-100 забавных фактов о химии

Мы проконсультировались с химическими форумами и типичными вопросами, которые люди задают в поисковых системах.Конечно, мы также использовали наш личный опыт, чтобы понять, какие вопросы по химии нам постоянно задают как химикам.

Это длинный список химических фактов, так что не стесняйтесь использовать оглавление для навигации по нему. Начните читать обо всем, что привлекает ваше внимание, и вернитесь к списку позже!

Если вам что-то интересное из химии показалось, мы выполнили свою миссию!

Нам очень нравится результат, и мы хотим, чтобы он служил научным информационным ресурсом, поэтому, если он вам тоже нравится, не забудьте дать ссылку или поделиться этим веб-сайтом со своими студентами, друзьями, коллегами или любыми потенциальными энтузиастами химии!

Кстати, если вы заинтересованы в том, чтобы вместе с детьми изучать химию, возьмите в руки один набор по химии прямо сейчас и начните наслаждаться лучшей частью химии: эксперимента !

Оглавление

Следующее оглавление можно использовать для перехода непосредственно к интересующему вас вопросу:

Какие химические факты мы собираемся узнать в этой статье?

В результате этого исследования были отобраны сотни интересных и забавных фактов о химии , которые могут быть объяснены и понравились большинству зрителей (не волнуйтесь, вам не нужна докторская степень по химии, чтобы понять объяснения!).

Представляем их в виде вопросов, а также попытаться объяснить их в более краткой, максимально понятным способом, для широкой аудитории, но без ущерба для научная строгость.

Мы также цитируем надежные источники, чтобы вы могли расширить свои знания по всем затрагиваемым темам. Этот список, очевидно, не предназначен для предоставления глубоких или исчерпывающих объяснений, это всего лишь верхушка айсберга. Достаточно, чтобы привлечь ваше внимание к любому интересному химическому факту или истории.

Вы также найдете много фактов, которые могут быть интересны даже молодым студентам или детям.Если вы заботитесь о них, возможно, вы захотите добавить немного веселья в их научное образование и поиграть с ними в химический набор!

Ранее мы рассмотрели некоторые основные понятия химии, мы предлагаем вам взглянуть на них, если вы не очень хорошо знакомы с химией. Кроме того, если вы только начинаете изучать химию, возможно, вам понадобится помощь в подготовке к экзамену по химии. А пока давайте просто перейдем к некоторым действительно интересным и забавным фактам о химии.

Без лишних слов, давайте приступим к ответам на лучших вопроса по химии, которые мы смогли придумать!

Мы надеемся, что вам понравится химия, и мы гарантируем, что вы узнаете из нее что-то интересное!

1.Как светятся светящиеся палочки?

Светящаяся палочка — это автономный источник света. По сути, это пластиковая туба, в которой содержатся разные вещества: в основном основной катализатор и краситель. Внутри пластиковой тубы находится стеклянный флакон, наполненный другим необходимым компонентом: перекисью водорода (H ₂ O ₂ ).

Когда стеклянный флакон внутри пластиковой палочки сломан пользователем, все компоненты смешиваются вместе. Затем происходит ряд химических реакций.Этот приводит к возбуждению молекулы «красителя», которая при релаксации высвобождает свет через процесс, известный как хемилюминесценция.

Химические и фотохимические процессы, происходящие внутри светящейся палочки.

Перекись водорода реагирует с дифенилоксалатом с образованием эфир пероксикислоты. Эта молекула самопроизвольно разлагается, давая CO ₂ и высвобождая энергию, которая может возбудить молекулы красителя. Возбужденный краситель молекулы могут расслабляться обратно, высвобождая фотоны света разных цветов. Цвет (длина волны) излучаемого света зависит от природы красителя. будет другим.

Структура красителя, отвечающего за зеленый цвет светящихся палочек

Например, в типичных зеленых светящихся палочках в качестве красителя используется 9,10-бис(2-фенилэтинил)антрацен.

2. Как сделать разноцветный фейерверк?

Два тысячу лет назад повар смешал три ингредиента, которые очень распространены на любой кухне: нитрат калия (пищевой консервант), сера и древесный уголь. Смешанный и и нагретые, они взрываются с огромным взрывом. По сути это порох.

Если эту смесь нанести на трость, давление возрастет, что приведет к более сильному взрыву. Первоначально использовали азотнокислый калий. Катионы калия отвечают за белый цвет. Если вместо этого использовать разные соли с разными металлами в качестве катионов, вы получите разные цвета. Например, соли стронция дают красный цвет. Соединения железа дают фейерверк золотого цвета. Кроме того, натрий дает желтый цвет, барий — зеленый, а медь — синий. По этому поводу есть отличная инфографика от Compound Interest.

цветов фейерверка. Кредит Deanna Conners через Human World

3. Как озон разрушает эластомеры?

Озон (O ₃ ) является сильным окислителем и вступает в реакцию с двойными связями в химическом процессе, известном как озонолиз.

Это окислительная реакция, при которой двойные связи расщепляются на две карбонильные группы, называется который разрушает каучуковый полимер в эластомерах, таких как колесные шины и резина трубка. Но вам не нужно огромное количество озона, чтобы начать крекинг, только очень небольшое количество O ₃ запускает процесс.

Растрескивание резины под действием озона.

4. Почему мы добавляем фторированные группы во многие лекарства?

Это выходит за рамки базовых знаний, но иногда вы видите, что медицинские химики решают «случайно» поместить атом F в молекулу.Это обычная схема разработки лекарств, что странно, потому что фтор очень редко встречается в природных молекулах.

Фтор в фармацевтике. Кредит Ф. Дидериху и его коллегам, через Science

Фтор является элемент, который обычно добавляют к молекулам лекарств, поскольку он может увеличить их селективность. Также добавление атомов фтора увеличивает растворимость препарата в жиры, облегчая проникновение через барьеры организма. Кроме того, простой обмен атома Н на атом F в определенном положении, значительно более стабильны и менее подвержены разложению при окислении.Это может иметь значительный положительный эффект в дозировке препарата.

5. Какие элементы жидкие при комнатной температуре?

Единственный чистые элементарные соединения (то есть соединения, состоящие из атомов только одного элемент), которые являются жидкими при комнатной температуре, являются Br ₂ (дымящий оранжевый жидкость) и ртуть (металл).

6. Откуда взялась большая часть кислорода в атмосфере?

Удивительно, но 20% кислорода в мире производится в тропических лесах Амазонки.Это самый большой тропический лес на Земле. Его бассейн покрывает 40% южноамериканского континента.

Карта бассейна Амазонки. Кредит Pfly-NASA через Википедия

7. Какой самый сложный полный синтез когда-либо осуществлялся?

Возможно, это первое место должно быть отдано первому полному синтезу цианокобаламина или витамина B12. По иронии судьбы, этот витамин используется для лечения дефицита витамина B12. Его первый полный синтез был осуществлен между двумя огромными исследовательскими группами, группой Роберта Б.Вудворд (в Гарвардском университете) и Альберт Эшенмозер (в ETH Zurich). Вы можете посмотреть некоторые онлайн-лекции по химии Вудворда и других гигантов химии.

Молекулярная структура витамина B12

12 аспирантов и 91 постдокторант участвовали в этом масштабном проекте, на завершение которого ушло более 12 лет. Полный синтез был завершен за 95 стадий. С этим подсчетом шагов безумно трудно иметь дело. Даже если бы все шаги дали выход 90%, общий выход был бы (0.95)·100 = 0,0045%. Но на самом деле выход некоторых стадий ниже 20%, поэтому количество исходных материалов, необходимых для выполнения такой задачи, было бы огромным. И все это было выполнено в то время, когда методы характеризации, такие как спектроскопия, были очень ограничены или вообще не существовали. Если вы только начинаете знакомиться с чудесами органической химии, вам следует взяться за один из лучших учебников! Также обязательно ознакомьтесь с некоторыми комплектами моделей органической химии.

8. Что такое острые и холодные пряности?

Перцы и подобная «острая острая» пища получается из-за молекулы под названием капсаицин. Тепло острота измеряется по шкале Сковилла. С другой стороны, «холоднее» пряные приправы, такие как васаби, а также горчица или хрен, молекула виноват аллилизотиоцианат. Рецепторы аллилизотианата могут образовывать ваше тело жало, ожог кашель или удушье. Дает ощущение менее горячего или «холодный» острый.

Пряные компоненты перца чили и корня васаби

9.Как долго могут идти золотые провода?

Золото повсеместно используется в качестве электропроводящего материала. Его электропроводность не так высока, как у меди, но он находит множество применений благодаря тому, что его гораздо труднее корродировать (окислять), чем другие металлы. Кроме того, золото чрезвычайно пластично. Только одна унция металлического золота может быть растянута в очень тонкую проволоку из золота, которая может быть вытянута в 80 км проволоки! Это делает провод толщиной всего пять микрон.

10. Что такое довольно бесполезное свойство ДНК, о котором все знают?

Забавный химический факт, который я видел в Интернете с тех пор, как он стал вирусным, после публикации в 2013 году, заключается в том, что ДНК, по-видимому, является антипиреном.Каковы последствия или причины этого, до сих пор неясно, но, тем не менее, кое-что интересное следует иметь в виду.

11. В чем разница между кофеином и теином?

Кофеин впервые был открыт из кофе (1819) немецким химиком Ф. Ф. Рунге. То естественная функция кофеина заключается в том, чтобы выступать в качестве естественной защиты от насекомых, а также это стимулирующий препарат, который заставляет нас чувствовать себя возбужденными, облегчая нам пробуждение утром.

Однако, термин «теин» на самом деле является способом обозначения «кофеина», когда он содержится в чае.Но молекула точно такая же. В чае есть и другие активные компоненты. которые имеют стимулирующие эффекты, такие как теофиллин, но они намного слабее чем сам кофеин.

Молекулярная структура кофеина или теина (одна и та же молекула)

12. Что такое Черчейн, Хусан и Падоган?

В журнале Angewandte Chemie , опубликованном профессором Д. Траунером, есть большая статья, в которой он обсуждает «химика и архитектора».

Человек существа постоянно получают вдохновение из любого мыслимого источника. В виде Траунер формулирует это так: «90 347 Вообразить структуру а затем выразить это в материальной форме — одно из самых приятных человеческих виды деятельности. Он широко распространен во всех искусствах и ремеслах и является одним из определяющие черты архитектуры. Он также лежит в основе синтетических химия ».

Химики построил множество сооружений, напоминающих настоящие постройки, и назвал их в честь них.

Дом, церковь и пагодан. Кредит Д. Траунер

13. Можете ли вы потушить свечу самодельным углекислым газом?

Конечно, можно просто задуть свечу.Вы также, вероятно, знаете, что его можно потушить, накрыв банкой или другим закрытым контейнером, который предотвращает попадание кислорода и разжигание пламени.

На самом деле есть более крутой способ! Вы можете получить много углекислого газа, смешав уксус (уксусную кислоту) с пищевой содой (карбонатом натрия) в стакане. Смесь начнет выдувать углекислый газ, и вы можете осторожно облить этим газом (только газом, а не жидкостью!) свечу, чтобы она погасла!

Потушите свечу с вашим нашим углекислым газом!

14.Может ли поваренная соль иметь другую стехиометрию, чем NaCl (1:1)?

Да, действительно может. Возможно, вы не видели этого в своем обычном вводном учебнике по неорганической химии. Однако с 2013 года было предсказано, что несколько солей натрия и хлора будут стабильными: Na ₃ Cl, Na ₂ Cl, Na ₂ Cl ₂ или NaCl ₇. Некоторые из этих предсказанных структур были подтверждены экспериментально.

Функция локализации электрона в кубической структуре NaCl ₃.Кредит Артему. Р. Оганов и Вэйвэй Чжан.

15. Как впервые возникла структура бензола?

Фридрих Кекуле задумал строение бензола и его резонансные формы после сна, в котором он увидел змею, схватившую себя за хвост.

Бензоловый сон Кекуле

16.

Можем ли мы создавать антропоморфные молекулы?

Да, многие антропоморфные (человеческие) молекулы были созданы для развлечения командой Университета Райса и опубликованы в Journal of Organic Chemistry .

Структурная модель «Наноребенка»

Нанопуты — это молекулы, напоминающие людей, которые были синтезированы и диверсифицированы (чтобы получить различные виды моделей, от ученых до пекарей)

17. Что составляет >99% нормального Материя во Вселенной?

Гелий и водород составляют большую часть Вселенной. Оба они составляют 98% всей материи, примерно 73% водорода и 25% гелия. Все остальные элементы составляют оставшиеся 2% материи. Следующим в списке идет кислород, составляющий крошечный 0.05%. Другими атомными компонентами этого порядка величины являются неон, азот, углерод и кремний. Мы рассмотрим это более подробно здесь.

18. Как был сделан калифорний?

Калифорния была произведена в Беркли с использованием циклотрона диаметром 1,5 м. Как и многие другие искусственные элементы, он был получен путем выстреливания ядер гелия в ядра кюрия-242. Это дает калифорний-245, изотоп с периодом полураспада 44 минуты.

19. Что особенного в оксиде ванадия?

Оксид ванадия — странный материал, который является проводником электричества, но не проводником тепла.Это было нечто совершенно беспрецедентное в мире физики, пока не было открыто.

20. Из чего сделаны золотые олимпийские медали?

Олимпийские золотые медали не полностью сделаны из золота. На самом деле они сделаны не менее чем на 95% из серебра и содержат не менее 6 г золота.

Золото намного дороже серебра. Однако благодаря этому «хитрому» сплаву золотая медаль стоит всего около 550 долларов, а серебряная — около 300 долларов.

Золото примерно в 100 раз дороже серебра, поэтому полностью золотая олимпийская медаль будет стоить 30 долларов.000! Вот почему они добавляют ровно столько золота, чтобы придать медали характерный золотой цвет.

Бронзовая медаль, сделанная из дешевой меди и цинка, на самом деле стоит всего 2 доллара.

21. Знают ли химики, как делать лекарства?

Это на самом деле один из самых типичных вопросов, которые химикам задают всякий раз, когда они раскрыть то, что они делают. Особенно после выхода определенного телешоу…

И краткий ответ ясен: да, есть. Легко, во многих случаях.

То существо сказал, это зависит от степени опыта и от области, в которой вы работаете на.Любой студент, работающий в любой области, вероятно, мог бы следовать экспериментальным препараты или «рецепты» для изготовления общего биологически активного соединения.

В случае кто-то, кто занимается синтетической органической химией, имеет степень магистра или доктора наук в этой области. поле, они, вероятно, могут найти, как эффективно сделать любое лекарство или производное там, с достаточным количеством ресурсов и доступом к научной базе данных. Очевидно, это относится не только к рекреационным наркотикам, но и к большинству низкомолекулярные препараты, которые вы принимаете во время болезни.

22. Что такое сплав?

Сплавы в основном комбинации двух или более различных металлов или металлов с неметаллами. Сплавы обычно производятся для получения металлических материалов с заданным набором желаемые свойства.

Одним из наиболее распространенных сплавов является сталь. Сталь представляет собой комбинацию железа (металла) и углерода (неметалла), которые обладают очень привлекательными свойствами.

Другое Примером может служить смесь золота и серебра, используемая в олимпийских золотых медалях.То Полученный сплав намного дешевле чистого золота, но сохраняет желаемый золотой цвет. цвет для медали.

23. Как работают спички?

Спичечные головки изготавливаются из комбинации химических веществ. Основные ингредиенты: калий. хлорат, сера и стекло. В головке спички нет фосфора. Красный фосфор это в основном то, что составляет ударную поверхность, наряду с большим количеством порошкового стекла или песок.

Основной гол из песка / стекла, присутствующий как в головке спички, так и в ударной поверхности заключается в том, чтобы вызвать тепло через трение.

Это количество тепла способствует превращению красного фосфора в белый фосфор. Белый фосфор невероятно пирофорен. Он может самовозгораться в присутствии кислорода воздуха или самого хлората калия. Сера (вместе с кислородом) поддерживает горение пламени. Деревянная палочка спички сделает все остальное.

Обязательно ознакомьтесь с этой инфографикой от Compound Interest:

24. Как работает эксперимент Coke+Mentos?

Этот эксперимент стал вирусным пару лет назад.Добавление «Ментоса» в бутылку кока-колы вызывает значительное повышение давления. Это в основном заставляет кокс летать как гейзер газировки. Вы, наверное, слышали об этом:

Но как это работает?

Почему это происходит, имеет скорее физическое объяснение, чем химическое. Ответственный процесс называется «нуклеация».

Кокс или соды, наполнен углекислым газом («шипение»). Это содержало CO ₂ растворяется в жидкости и хочет наружу (термодинамически благоприятный процесс).

В отсутствие Mentos (или какой бы источник зародышеобразования вы ни использовали), этот процесс идет медленно. Вот почему, если вы нальете колу в стакан (в котором нет много точек зарождения, так как имеет ровную поверхность), не выделяет лот СО ₂ сразу.

Собственный рот и язык имеют достаточное количество участков зародышеобразования: пятна неправильной формы, где CO ₂ пузырьки легко выпускаются из раствора, вот как получите «шипучий» вкус, когда пьете газировку.

Поверхность Mentos состоит из множества микроскопических слоев сахара, что делает ее чрезвычайно неровной, полной трещин и закоулков, которые составляют идеальное «нуклеационное оружие». При контакте с содой на этой чрезвычайно неровной поверхности быстро образуется много пузырьков, создающих огромное давление, которое приводит к хорошо известному гейзеру!

Кстати, здесь мы рассказали, как именно проводить этот научный эксперимент.

25. Почему графитовые стержни используются в ядерных реакторах?

Графит используется в ядерных реакторах в качестве замедлителя.По сути, ядерный замедлитель снижает скорость выхода нейтронов, позволяя управлять цепной ядерной реакцией.

Углерод атомы в графите могут поглощать высокую кинетическую энергию, которую имеют нейтроны, когда выбрасывается в процессе деления.

Ядерная Реакторы деления основаны на производстве нейтронов посредством процессов деления.

Зачем мы хотим замедлить выброс нейтронов? Мы хотим, чтобы нейтроны захвачены активными ядрами, такими как уран-235. Чтобы это происходило эффективно, без ядерного замедлителя нам нужно использовать обогащенный уран (>3–5% У-235).С замедлителем мы можем использовать природный или необогащенный уран (ССЫЛКА), намного легче получить доступ.

Ан альтернативный ядерный замедлитель — D ₂ O (тяжелая вода), но графит обычно предпочитают стержни, так как они прочны, дешевы и занимают меньше места. объем.

26. Почему от лука плачут?

Когда вы режете лук, происходит относительно сложный процесс. Это приводит к высвобождению пропантиал- S -оксида, раздражающего слезные железы, выделяющие слезы.

В 2002 г. (Имани и др.) сообщалось, что при разрезании лук выделяет фермент называется синтазой слезоточивого фактора. Этот фермент трансформирует сульфоксиды, присутствующие в луке в сульфеновую кислоту.

Сульфеновая кислота спонтанно перегруппировывается в пропантиал- S -оксид, который через воздух попадает в глаза и вызывает раздражение ваши слезные железы.

27. Почему лед плавает на воде?

Ледяные поплавки на воде, потому что она наименее плотная из двух.

В качестве общее правило, из двух разных веществ или материалов, которые не реагируют друг с другом менее плотные будут плавать поверх более плотных. Плотность льда примерно на 10% ниже, чем у воды.

Это собственность чрезвычайно важна для жизни. Реки и озера замерзают сверху, так что животные все еще могут выжить в жидкой воде внизу. Если бы лед был плотнее воды, он бы тонул, вытесняя воду наверх, замерзая, а также результат. Это приведет к замерзанию всей реки/озера, что приведет к гибели большинства форм. жизни, живущей внутри.

28. Почему мыло используется для уборки?

Мыло – это смесь амфипатических молекул, которые имеют как гидрофобную цепь, так и гидрофильная головка. В воде эти молекулы, такие как карбоксилаты жирных кислот, располагаются, образуя мицеллы.

Структурное устройство амфипатических молекул. Кредит Мариане Руис Вильярреал, LadyofHats через Википедия

Мицеллы располагать гидрофобные цепи к центру, а гидрофильные головки наружу (вода).Гидрофобные молекулы грязи «застревают» в центр. Это позволяет легко удалять неполярные соединения с одежды или одежды. кожа.

Эти в противном случае остались бы неполярные компоненты «грязи», так как они не растворяются в вода.

29. Как вы делаете мыло?

Как Как упоминалось выше, классические мыла состоят из карбоксилатов жирных кислот. Эти обычно получают путем «омыления» жирных кислот гидроксидом натрия (NaOH), также известный как щелочь.

Один источник жирных кислот — оливковое масло первого отжима или кокосовое масло.Нагрев до примерно 100 ºC, а добавление водного раствора NaOH дает соответствующую смесь карбоксилаты натрия. Затем перед мылом обычно добавляют отдушки. смеси заливают в форму и медленно охлаждают до комнатной температуры.

30. Что происходит с едой во время ее приготовления?

Если у вас есть слышал, что кулинария — это химия, это совершенно правильно. Готовить в основном внесение химических изменений в пищу, в основном за счет нагревания.

Когда вы готовьте кусок мяса, при нагревании белки начинают денатурировать.Как В результате вы наблюдаете, среди прочего, типичное изменение цвета. Также, коллаген начинает сжиматься, выталкивая воду. В результате мясо получается тем суше и суше, чем больше времени вы его готовите.

Еще один классный пример — использование пищевой соды при выпечке. В основном это бикарбонат натрия (NaHCO ₃), который выделяет CO ₂ при нагревании, помогая смесям увеличиваться в объеме или «подниматься» во время их выпекания.

C&EN опубликовал крутое видео о химии, лежащей в основе приготовления пищи:

Забавные химические факты, лежащие в основе приготовления пищи

31.Какой яд есть у ос и пчел?

Обе осы и пчелиный яд в основном представляет собой комбинацию различных ферментов и мелких молекулы. Различные ферменты имеют целью разрушать клетки, включая нейроны, что является причиной сильной боли, которую мы чувствуем. Меньше молекулы, присутствующие в смеси, усиливают действие этих ферментов и делают это длится дольше.

Хотя действие обоих ядов похоже, ферментативные компоненты в основном разные. Вот почему у некоторых людей может быть аллергия на один из двух, но не на другой.

Подробнее об этом вы можете прочитать в нашем предыдущем посте о яде жала.

Кроме того, не забудьте ознакомиться со списком наиболее опасных химикатов и ядов, который мы составили в другом посте!

32. Можно ли превратить свинец в золото?

Короткий ответ да, но не химическим путем, а физический процесс полностью не стоит. Алхимия, прото-наука химии, считала, что можно превратить другие металлы в золото с помощью «философского камень».Теперь мы знаем, что это невозможно, это были просто мифы и магия.

Однако на самом деле это можно сделать с помощью ядерной трансмутации.

разница между двумя металлами — это атомный номер, определяемый числом протонов в их ядрах. Можно перейти от свинца (у него 82 протона) до золота (у него 79 протонов), удалив 3 протона из ядра. Это может быть легко достигается с помощью ускорителей частиц. На самом деле, это способ открытия новых элементов, используя магнитные и электрические поля для ускоряют частицы, которые затем сталкиваются с исходным ядром.Это воздействие может удалять протоны или нейтроны из ядра, создавая новые элементы, или изотопов соответственно.

Таким образом, мы можем использовать физику, чтобы превратить свинец в золото, но этот процесс невероятно далеко не рентабельно!

33. Почему мы сыпем соль на обледенелые дороги?

Это связано с коллигативными свойствами, в частности, с понижением точки замерзания . При растворении соли, такой как NaCl, в воде мы можем снизить ее температуру плавления с 0 ºC до -20 ºC или ниже.Таким образом, вода будет оставаться в жидком состоянии даже при температуре ниже 0 ºC, избавляя от льда на дорогах.

Посыпание обледенелых дорог солью. Кредит на proprofs.com

34. Почему спаржа придает вашей моче запах?

Спаржа содержит нелетучие серосодержащие соединения. Во время пищеварения мы расщепляем эти соединения, образуя летучие серосодержащие химические вещества, которые могут попасть в нос через воздух. Эти соединения пахнут только примерно для 25% населения: не у всех из нас есть ген, который позволяет чувствовать запах этих соединений.

Итак, все производят эти вонючие летучие химические вещества, но только небольшая часть населения может их обнаружить. мы также опубликовали целую статью об этом явлении, узнайте больше о химии спаржи!

35. Почему не горит планета Уран, богатая метаном и водородом?

Планета Уран действительно богат легковоспламеняющимися газами, метаном и водородом. Но для сжигания этих газов требуется кислород. В то время как мы принимаем кислород как должное в Земле, Урану просто не хватает горючих газов для горения.

36. Как Солнце горит без кислорода?

Солнце состоит в основном из водорода (помимо гелия), который является легковоспламеняющимся газом. Но, как и в случае с планетой Уран, на Солнце нет кислорода.

Солнце горит без кислорода. Кредит науке

В Классические термины, нам нужен кислород, чтобы огонь горел. Но Солнце на самом деле не в огне. Его тепло и свет исходят от реакций ядерного синтеза, в основном соединение водорода с получением гелия. Этот процесс не требует кислорода для случаться.

37. Можно ли сжечь бриллиант?

Алмазы сделаны из чистого углерода, поэтому есть смысл думать, что они могли гореть под кислородную атмосферу с образованием углекислого газа. Но поскольку трехмерное Расположение бриллианта настолько плотное, что его трудно разрушить, очень высокое температуры (порядка 1000 ºC).

38. Можно ли охладить чистую жидкую воду ниже нуля градусов?

У нас есть видно, что добавление в воду других соединений, таких как соли, позволяет уменьшить его точка замерзания.А как же чистая вода?

Да, ты может охладить жидкую воду ниже нуля градусов по Цельсию, если увеличить давление.

Как Вы можете видеть на диаграмме, как только вы поднимаетесь с 1 атм давления, температура плавления воды снижается.

39. Что такое озоновый слой?

Это один слоев стратосферы Земли на высоте около 10 км от земли. Оно имеет высокая концентрация озона (O ₃ ). Этот газ отвечает за поглощает большую часть ультрафиолетового (УФ) излучения, исходящего от Солнца.Без него число случаев солнечных ожогов, рака кожи или катаракты увеличилось бы. резко.

40. Что такое пламя?

Пламя в основном часть пожара (экзотермическое окисление или горение вообще кислородом), которые мы можем видеть своими глазами. Температура или цвет пламя зависит от того, что горит. Испытания на пламя проводятся в чрезвычайно горячее пламя, в котором присутствуют ионные газообразные компоненты. Это может быть считается плазмой.

41.Почему вода голубая?

Как предполагают некоторые, вода не голубая из-за отражения неба. Вода голубая сама по себе. Любой объект имеет определенный цвет, потому что он преимущественно поглощает видимый свет с другой длиной волны. Вода имеет слабую полосу поглощения в красной части видимого спектра (близкой к инфракрасной зоне). По этой причине вода имеет голубой цвет. Поскольку эта красная полоса поглощения настолько слаба, мы можем наблюдать синий цвет, только если у нас есть огромный объем воды. Вот почему вода в стакане кажется бесцветной, а большие объемы, такие как океаны, озера или бассейны, голубые.

Это чтение в журнале Journal of Chemical Educatio n настоятельно рекомендуется, если вы хотите углубиться в тему.

42. В чем разница между стеклом и хрусталем?

Хотя некоторые люди могут использовать эти слова взаимозаменяемо, это не одно и то же. На самом деле обе вещи как-то противоположны по определению. Кристалл представляет собой твердое вещество, представляющее собой высокоупорядоченное расположение своих микроскопических компонентов. С другой стороны, стекло представляет собой аморфное некристаллическое твердое вещество, которое обычно получают путем быстрого охлаждения расплавленных аморфных материалов, таких как кремнезем или SiO ₂ .

43. Можно ли сжечь металл?

Вы определенно можете сжечь металл. Некоторыми примерами являются термит (в котором вы в основном сжигаете алюминий) или фейерверк.

44. Два атома одного и того же элемента абсолютно одинаковы?

Два атома одних и тех же элементов абсолютно одинаковы тогда и только тогда, когда они имеют точно такие же молекулярные, атомные, электронные и ядерные состояния. Этого чрезвычайно трудно достичь, настолько, что за это была присуждена Нобелевская премия по физике.

Для например, натрий и хлорид из NaCl — это те же элементы, что и из металлических газообразный натрий или хлор: их молекулярное/атомное состояние совершенно другое.

Другое Например, разные изотопы одного и того же атома. Не все атомы брома в NaBr изотопно одинаковы. Некоторые имеют 79 нейтронов в ядре, а некоторые имеют 81.

45. Каково происхождение жизни?

На этот вопрос очень сложно ответить, но химия, безусловно, играет центральную роль в этом явлении.Происхождение жизни — это, по сути, переход от химии к биологии, по оценкам, это произошло на Земле около 4 миллиардов лет назад, когда газообразная вода впервые сконденсировалась в жидкую воду.

46. Существует ли жидкий металл при комнатной температуре?

Да. Единственная металлическая жидкость при комнатной температуре — это ртуть. На самом деле ртуть остается в жидком состоянии, пока не остынет ниже -39 ºC. Галлий также является забавным металлом. Его температура плавления составляет 30 ºC, поэтому он остается твердым при комнатной температуре, но плавится при 37 ºC в ваших руках!

Вы хотите знать, можете ли вы стоять на жидкой ртути? Взгляните на это видео!

Ртуть, единственная металлическая жидкость при комнатной температуре

47.Почему некоторые воздушные шары летают?

Они плавают если они заполнены газом значительно легче воздуха. Гелия меньше плотнее воздуха. Поэтому воздушные шары с гелием будут летать. С другой стороны, воздушные шары, наполненные воздухом, не будут летать из-за веса резины воздушного шара. сам.

48. Почему Марс красный?

красный планета получила свое название от оксида железа, или ржавчины, Fe ₂ O ₃ . Марс покрыт этим оранжево-красным материалом. Если вы увидите небо с Марса, оно будет казаться светло-оранжевым из-за частиц оксида железа, взвешенных на его атмосфера.

49. Почему бури пахнут озоном?

Озон (O ₃ ) имеет специфический запах, который можно почувствовать после проливных дождей в грозу. Молнии нагревают воздух до 50 000 градусов по Цельсию. Эти экстремальные условия могут привести к тому, что часть кислорода (O ₂ ) воздуха рекомбинирует в озон, который мы чувствуем по запаху.

Природа создает озон с помощью молнии и солнечного света:

Как озон создается в природе. Кредит uvonair

50. Является ли стекло твердым или жидким?

Стекло не является жидкостью; это аморфное твердое вещество.Под аморфным мы подразумеваем, что он не имеет микрокристаллического порядка. Под твердым мы в основном подразумеваем, что вы можете взять его, не теряя своей формы.

51. Сколько лет атомам водорода в нашем организме?

Атомы водорода вместе с атомами гелия были созданы сразу после Большого Взрыва. Это произошло около 13,7 миллиардов лет назад! Таким образом, атомам водорода, из которых состоит ваше тело, 13,7 миллиарда лет.

52. Можно ли заморозить воздух?

Да, можно. Воздух в основном представляет собой смесь газообразного азота (N ₂) и газообразного кислорода (O ₂). Их точки замерзания составляют -210 ºC и -219 ºC соответственно, то есть ниже -220 ºC, воздух замерзнет. Это было достигнуто за счет использования жидкого гелия. гелий, однако это единственный известный газ, который не замерзает. Гелий сжижается при -270 ºС.

53. Может ли вещество затвердевать при нагревании?

Помимо сложных смесей, таких как некоторые продукты, которые могут затвердевать при нагревании (например, яйцо), есть примеры более простых жидкостей, которые не подчиняются правилам и замерзают при нагревании. Смесь двух органических компонентов, жидкая при комнатной температуре, затвердевает в интервале от 45 до 75 ºC.Смесь принимает состояние золь-гель.

54. Можем ли мы достичь абсолютного нуля температуры?

Абсолютный ноль (0 K или -273,15 ºC) — теоретический минимум, при котором атомы перестают двигаться, и не может быть достигнут. Однако, благодаря методам криоохлаждения, мы можем приблизиться к миллиардной доле К. Удивительно холодно! Но никогда не абсолютный ноль.

Идея абсолютного нуля на самом деле была выдвинута самим Робертом Бойлем!

55. Почему от высокой влажности воздуха становится жарче?

Натуральный механизм нашего тела, чтобы охладиться, потеет.Испарение пота от нашей кожи забирает энергию из нашего тела, охлаждая нас. Чем больше вода там уже есть в воздухе (чем выше влажность), тем сложнее это происходит процесс испарения. Следовательно, более высокая концентрация воды в воздухе, заставляет нас чувствовать себя жарче, потому что мы не можем эффективно охладиться.

56. Можно ли умереть, если выпьешь слишком много воды?

Гипонатриемия (что означает «низкое содержание натрия») — так называется водная интоксикация. Приблизительно, выпив 6 литров воды за относительно короткое время, можно получить серьезные травмы и даже смерть! Это происходит потому, что огромное количество воды приводит к резкому падению концентрации натрия (или других электролитов) в крови, из-за чего ваши клетки накапливают внутри слишком много воды, набухают и даже разрываются.

Набухание клеток при гипонатриемии. Кредит для изучения. com

Это произошло бы легче, если бы вы пили дистиллированную воду (которая не опасна в небольших количествах, как и обычная вода).

57. Почему автомобильные подушки безопасности заполнены азидом натрия, очень токсичным веществом?

Подушки безопасности есть на самом деле не заполнен каким-то сжатым газом. Химия действует, когда подушки безопасности срабатывают. Они заполнены примерно 100 граммами азида натрия (NaN ₃), который при нагреве (который срабатывает воспламенителем, который срабатывает при обнаружения столкновений) разлагается с образованием газа N ₂ (более 50 л, достаточно, чтобы заполнить обычную подушку безопасности) и металлический натрий (Na).Так как металлический натрий потенциально взрывоопасны, подушки безопасности также содержат несколько соединений, которые могут быстро реагировать с натрием, чтобы избежать любой опасности.

58. Сколько молекул содержится в резиновой шине?

В в двух словах, можно сказать, что это просто большая одиночная молекула, полимер с огромная молекулярная масса. На самом деле это немного серая зона, и называть ее одна молекула вводит в заблуждение.

Резина шины на самом деле изготавливаются путем комбинирования или связывания различных полимеров. цепи.Они объединяются вместе в процессе вулканизации, в котором сера, присутствующая в этих цепях, образует ковалентные связи, которые прикрепляют полимер. цепи вместе.

Этот процесс в основном связывает все отдельные цепочки, образуя перекрестную сеть. Можно сказать, что в результате получается одна молекула. Однако более точным описанием этого типа полимеров было бы определение «молекулы-из-молекул».

Взаимосвязанные полимерные цепи из каучука.

59. Почему вода расширяется при замерзании?

В основном это связано с водородными связями в воде.Из-за этого вода ведет себя странно. При температуре выше 4 ºC (когда она достигает максимальной плотности) вода ведет себя «нормально», расширяясь при нагревании и сжимаясь при охлаждении. В диапазоне 0–4 ºC он фактически сжимается при нагревании.

В виде воды опускается ниже 0 ºC, образуются кристаллические сети льда, в которых ориентация водородные связи изменяются, молекулы воды располагаются дальше друг от друга. разное. Это приводит к тому, что лед менее плотный, чем жидкая вода.

60. Кто открыл периодическую таблицу?

Первое раскрытие периодической таблицы в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, которая отмечает свое 150-летие в 2019 году, было сделано Дмитрием Менделеевым в 1869 году.Он опубликовал расположение известных элементов во времени, упорядоченное по атомной массе. Это позволило не только предсказать и понять свойства, но и предсказать открытие пустых пробелов в его исходной таблице Менделеева!

61. Как гелий меняет ваш голос?

Звук путешествует по гелию, более легкому газу, гораздо быстрее, чем по воздуху, более тяжелый газ. Звук распространяется примерно в 2-3 раза быстрее через гелий, что делает высокие частоты звучат громче, чем низкие частоты, что делает ваш общий голос более звучным. выше забавным образом.

Если бы вы были сделать наоборот: вдыхая газ плотнее воздуха, эффект был бы ваш голос звучит ниже по той же причине.

62. Как мы обнаружили, что алмазы состоят из углерода?

Открытие состава алмазов приписывается Антуану Лавуазье в 18 веке. Лавуазье построил солнечную печь, которая представляет собой инструмент, используемый для фокусировки солнечных лучей. Эта техника позволила ему сжечь алмаз. Анализ полученного остатка позволил узнать, что в составе алмаза был просто углерод, обыкновенный уголь.Рабочий углерод происходит именно из французского угля «charbon».

Аллотропные структуры углерода.

63. Что произойдет, если вы помочитесь в космосе?

Это работает для воды или любого водного раствора, такого как моча. Если поставить воду за пределами вашего космического корабля, даже если температура значительно ниже нуля. точка, он сразу же испарится и перейдет в газовую фазу. Это из-за отсутствие давления воздуха в космосе. Это было бы все равно, что представить его очень высокий вакуум.

Тем не менее, в конце концов, он замерзнет, но не раньше, чем превратится в газ!

64.Что такое сухой лед?

Сухой лед в основном название, которое мы используем для твердой (замороженной) двуокиси углерода, или CO ₂. Он имеет температуру поверхности -78 ºC и широко используется в качестве криоохладителя. агент.

65. Какого цвета кислород?

В виде газа элементарный кислород (O ₂ ) не имеет цвета, запаха и вкуса. Однако, если вы охладите его достаточно, чтобы превратить в жидкость или заморозить, он станет бледно-голубым.

Синий цвет жидкого кислорода. Кредит ВВС США, сержант. Джим Араос.

Это должно кислород становится парамагнитным, когда он конденсируется в жидкую или твердую фазу. Неспаренные электроны вызывают «магнитную асимметрию» в молекулах. Этот создает полосу поглощения в видимом спектре (очень похоже на то, почему вода синий), который поглощает красный свет, в результате чего получается синий цвет.

В другом посте мы более подробно рассмотрели цвет кислорода и его свойства.

66. Что происходит, когда вы добавляете поваренную соль в воду?

Объемы не всегда аддитивный.Когда вы добавляете поваренную соль или NaCl в воду, вы увеличение плотности воды. Это происходит благодаря позитивному взаимодействию между молекулами воды и ионами Na ⁺ и Cl ^–.

С момента полученная смесь будет более плотной, общий объем уменьшится и будет ниже фактическая сумма объема воды и добавленного объема соли.

67. Что произойдет, если смешать пол-литра спирта и пол-литра воды?

Это еще один пример неаддитивных объемов.Положительные взаимодействия между водой и молекул спирта (этанола), чтобы полученная смесь занимала менее 1 л общего объема. Вы можете думать об этом так, как если бы вы смешали два вещества, которые молекулы могут легко удерживаться между молекулами других видов. Представьте, что вы смешиваете 0,5 л песка и 0,5 л воды. Полученная смесь будет едва ли занимают больше пол-литра. Для этого случая то же самое, хотя и в гораздо меньшей степени.

68. Можете ли вы почувствовать вкус еды без слюны?

Наш рот Вкусовые рецепторы работают, обнаруживая растворенные вещества.если ты не имеют слюны для растворения молекул в пище, отвечающих за ее вкус, вы не сможете попробовать его на вкус.

69. Какого цвета кровь омара?

Омары имеют голубую кровь. Как известно, у позвоночных и у большинства других животных кровь красная. Этот красный цвет исходит от гемоглобина, который в основном представляет собой белок, содержащий координационный комплекс железо-порфирин. С другой стороны, у животных, таких как омары, есть другой белок, называемый гемоцианином. Этот белок имеет активный центр, который содержит координированный атом меди, ответственный за синий цвет.Это также относится и к другим животным, таким как улитки и другие моллюски.

Ознакомьтесь с этим кратким описанием происхождения разных цветов крови!

Химия за цветом крови.

Кредит на сложные проценты.

70. Видят ли золотые рыбки цвета?

Как ни удивительно, но у золотых рыбок есть очень специализированное зрение, на которое они полагаются при поиске пищи. Человек может видеть только три основных цвета (красный, желтый и синий). Однако золотые рыбки видят четвертый основной цвет (они тетрахроматные), который является частью ультрафиолетового спектра.Это также относится к рыбкам данио.

Способность видеть ультрафиолетовый свет позволяет этим животным обнаруживать очень тонкие движения в воде, помогая им найти добычу, такую как креветки или черви.

71. Почему свежие яйца тонут, а тухлые всплывают?

Классический трюк, чтобы узнать, можем ли мы все еще есть яйцо (если оно достаточно свежее) положить их в миску с водой. Если яйцо тонет, значит, оно все еще плотнее воды, что является естественным состоянием, если они еще свежие.

Как происходит разложение, твердые и жидкие вещества превращаются в газы. Нарастает давление газа, и, поскольку скорлупа яйца пористая, этот газ начинает побег. Эта потеря массы в конечном итоге приводит к уменьшению плотности яйца. ниже, чем у воды. Это заставляет яйцо всплывать. Это представляет собой простой способ сказать, подверглось ли яйцо слишком сильному разложению, чтобы его можно было есть (если оно сгнивший).

72. Насколько горячим становится удар молнии? Жарче, чем Солнце?

Молния невероятно жарко! Они могут достигать температуры около 30.000 ºC, т.е. примерно в 5 раз выше температуры поверхности Солнца. Имейте в виду, что это всего лишь его поверхность, ядро Солнца достигает нескольких миллионов градусов, что намного больше, чем освещение.

73. Почему лесной пожар распространяется в гору быстрее, чем вниз?

Огонь нуждается в сочетании топлива (деревья) и кислорода, чтобы продолжать движение. Этот комбинация легче подается в огонь, если она движется в гору, когда огонь с верхушки одного дерева может поджечь низ следующего, который находится в месте с гораздо более доступным кислородом и несгоревшим материалом. Представьте, как горят спички: они также горят гораздо быстрее, если их держать вверх ногами, чем если вы оставите это правильно. Ситуация очень похожа на лесные пожары.

74. Нужно ли лягушкам пить?

Лягушкам не нужно пить ртом. Впитывают воду через кожу. У них есть область кожи, называемая «питьевым пятном», на животе, которую они используют, чтобы получить всю необходимую им воду.

75. Какое самое твердое химическое вещество в вашем организме?

Самым твердым веществом на теле человека является эмаль, внешняя ткань, покрывающая зубы.Он состоит почти исключительно из минералов, основным компонентом которого является фосфат кальция.

Химический состав эмали. Кредит для pronamel.

76. Какова роль этилена в созревании плодов?

Этилен газ, который действует как гормон роста для растений. Может выделяться растениями и фрукты, и в то же время регулирует такие процессы, как старение или созревание. Созревание – это совокупность изменений, которые претерпевает плод в течение время: общее размягчение и изменение цвета или текстуры. Эти изменения могут быть вызвано этиленом. Пример фрукта, который производит много этилена бананы. Вот почему хранение других фруктов рядом с бананами сделает их быстрее созревают.

77. Что такое День кротов?

День крота — это своего рода веселый праздник для химиков, который проходит 23 октября с 6:02 до 18:02. Это делает дату 6:02 23.10. Это празднует в основном постоянную Авогадро, которая составляет примерно 6,02·10 ²³ .

Два моля на литр.Кредит Альберте.

78. Обладают ли металлы антибактериальными свойствами?

Да, некоторые металлы (в чистом виде, а не в виде солей или комплексов) обладают антибактериальными свойствами. Наиболее распространена медь или сплавы меди, эти металлические вещества являются природными антибактериальными соединениями. Также недавно было обнаружено, что другие чистые металлы, такие как титан, цинк или никель, также обладают антибактериальными свойствами.

79. Можно ли заморозить гелий?

Гелий единственное известное вещество, которое нельзя заморозить при атмосферном давлении. Однако при давлениях выше 20 атм жидкий гелий (который обычно используется для охлаждения до криогенного давления и может замораживать другие газы), могут переходить в твердую фазу. Условия плавления гелия находится при 25 атм и 0,95 К, что менее чем на 1 градус выше абсолютной нулевая температура!

80. Есть ли на Земле гелий и как его собирать?

Во Вселенной много гелия. Фактически, это второй по распространенности элемент после водорода.Однако на Земле его не так много. Но все же он есть, и находится он под землей. В основном он добывается в том же процессе, который мы используем для добычи природного газа из шахт. Затем количество гелия, присутствующего в природном газе, отделяют с помощью процессов криогенной сепарации.

81. Сколько углерода содержится в организме человека?

Можем изготовить много карандашей с нагаром в каждом из наших тел! Примерно 20% от человеческое тело состоит из углерода. При среднем весе взрослого человека 70 кг это дает вам примерно 14 кг углерода. Если бы это количество органического углерода превратилось в графита, мы могли бы сделать почти 10 000 карандашей (которые содержат 1-2 грамма графит) из него.

82. Комары кусают больше девочек, чем мальчиков?

Широко распространено мнение, что комары обычно более склонны кусать женщин, чем мужчин, потому что их может привлечь эстроген. Согласно исследованию, на самом деле это не так: основным фактором, играющим здесь роль, является тепловыделение. Комары попадают к вам вслед за теплом, которое излучают наши тела.Кроме того, более высокий выброс углекислого газа коррелирует с тем, что комары хотят больше вас кусать.

Больше люди обычно выделяют больше тепла и CO ₂ , поэтому они обычно больше всего кусали комары. Мужчины обычно крупнее женщин, поэтому они кусали чаще.

Аналогично, беременные женщины, которые выдыхают больше CO ₂ и обычно показывают более высокое тело температуры, могут быть легко обнаружены комарами.

83.

Какое вещество самое мягкое?

Это общеизвестно, что самым твердым материалом, известным на Земле, являются алмазы, но определение самого мягкого не так просто.

Мягкость есть тенденция вещества деформироваться (и оставаться деформированным) под давлением применяется к нему.

Классическим тестом для оценки твердости/мягкости является тест Мооса, в котором два материала трутся друг о друга, чтобы увидеть, какой из них царапает какой. Согласно этому тесту, тальк, минерал, состоящий из гидратированного силиката магния, определяет самую мягкую точку по шкале Мооса от 1 до 10.

Тальк. Кредит Робу Лавински, iRocks.com, через WIkipedia.

84. Какой самый первый созданный элемент?

Первыми элементами, созданными природой, были гелий и водород.Они образовались после Большого взрыва в чрезвычайно горячей среде в результате соединения субатомных частиц. Кварки объединились, образовав протоны и нейтроны, которые вместе дали ядра. Затем электроны в конечном итоге объединились с ядрами, создав первые атомы водорода и гелия. Что касается первого элемента, созданного человеком, ответом будет технеций.

85. Какой самый тяжелый элемент в мире?

В пересчете на плотности, самым тяжелым элементом является осмий (22,59 г/см ³ ), за которым следует рядом с иридием (22.56 г/см ³ ).

В пересчете на самый высокий атомный номер, это то, что меняется каждый раз, когда появляется новый, более тяжелый элемент обнаружен. Природный элемент с наибольшим атомным номером уран (с атомным номером 92). Однако многие синтетические более тяжелые элементы были обнаружены оганесон, ранее известный как унуноктий (атомный номер 118) тот, который занимает первое место. Впервые он был синтезирован в 2002.

86. Какой самый редкий элемент на Земле?

Из всех из природных элементов на Земле пятый галоген, астат, наименее обильный.Он настолько редок, что в нашем организме можно найти всего 30 граммов астата. вся планета!

87. Насколько опасна плавиковая кислота?

Из всех из галогеноводородов HF или фтористоводородная кислота на самом деле наименее кислые, но он также, возможно, самый опасный. Это может быть не только фатальным, если при проглатывании или вдыхании, но также очень опасен при контакте с кожей. ВЧ может легко проходить через нашу кожу, атакуя и сильно повреждая наши ткани (включая кости) изнутри.

Выписка некоторые эксперименты от Periodic Videos:

88.Сколько золота на Земле?

Обычный по оценкам, на Земле имеется около 170 000 метрических тонн золота. Этот сумма уместилась бы в кубе размером около 21×21 метр.

89. Почему у монет есть запах?

Монеты и металлы вообще на самом деле не имеют запаха. Наши собственные тела несут ответственность за типичный «металлический запах», который мы ассоциируем с ними.

При контакте с некоторыми металлами (включая железо) в результате разложения масел, присутствующих в нашей коже, образуется 1-октен-3-он.Это химическое вещество действительно отвечает за запах, с которым мы ассоциируем монеты или металлы.

90. Почему золото не имеет серебристого блеска, как большинство металлов?

Это не простой вопрос, который можно разбить на несколько строк. Ответ зависит от квантовой химии и релятивистские эффекты.

Большинство металлов не имеют цвета в том смысле, что они не поглощают фотоны в диапазоне длин волн видимого света. Они отражают весь видимый свет, что приводит к типичному серебристому блеску.Дальнейшее чтение.

Однако из-за релятивистских эффектов некоторые внешние электроны атомов золота движутся намного быстрее, чем обычно. Этот квантовый эффект сдвигает диапазон поглощения золота, так что оно покрывает часть видимого спектра. Таким образом, золото может поглощать часть синего света, в то время как оно отражает остальную часть видимого света, в результате чего получается сияющий желтый или золотой цвет.

91. Что особенного в галлии?

Галлий — это металл с необычно большим диапазоном жидкого состояния, который простирается от 303 градусов Кельвина (30 ºC, поэтому он плавится в ваших руках) до 2477 К.Это связано с тем, что он имеет значительно аномальную кристаллическую структуру по сравнению с большинством металлов.

Узнайте, как температура тела может расплавить галлий!

92. Сколько молекул воды в ведре?

Допустим, у нас есть ведро воды объемом 1 л. Один литр воды составляет примерно 1000 граммов, что соответствует 56 (1000 г/18 г/моль) молей H ₂ O. Если бы мы знали, что каждый моль соединения содержит около 6,022·10 ²³ молекул этого соединение (постоянная Авогадро), мы будем иметь 3. 37·10 ²⁵ молекул воды в ведре объемом 1 л. Это число примерно в 4000 раз превышает расчетное количество песчинок на всей Земле!

93. Дыра в озоновом слое все еще существует?

Слой озона, присутствующего в стратосфере, защищает нас от самых опасных ультрафиолетовых лучей излучения, исходящего от Солнца.

На протяжении 1980-х и 1990-х годов дыра (точнее, зона частичного истощения или снижения концентрации озона) в этом слое опасно увеличивалась в размерах в результате злоупотребления людьми соединениями ХФУ (хлорфторуглеродов).

Озоновая дыра расширяется с годами. Проверьте это в НАСА

К счастью, после запрета многих веществ, наносящих ущерб озоновому слою, дыра настоящее время над Антарктидой начало уменьшаться, возвращаясь к своим размерам. до 1980-х гг.

94. Когда впервые была использована химия?

Модерн химия, вместе с современной наукой в целом, является относительно новой вещь. Но человечество использовало химические процессы еще к 1000 г. до н.э.! Технологии например, извлечение металлов из руд, лекарства из растений или ферментация вино, есть не что иное, как химические процессы, открытые тысячами людей лет назад.

95. Можем ли мы увидеть атомы и молекулы?

Да, благодаря таким методам, как атомно-силовая микроскопия. Вы можете ознакомиться с нашим отчетом о визуализации атомов и молекул с помощью этих методов.

96. Могут ли молекулы ходить?

Да! Команда Ли и его коллег сообщила о молекулярных машинах, которые, кажется, ходят на молекулярном уровне. Видео стоит миллиона слов: если у вас есть время и вас действительно интересует тема, получившая Нобелевскую премию в 2016 году, посмотрите эту лекцию проф.Дэвид Ли. Остерегайтесь фокусов 😉

97.

Как они придумали Coca-Cola?

Джон Пембертон, ветеран Гражданской войны в США, который был ранен в этот период, посвятил остаток своей жизни разработке нового лекарства для использования в качестве болеутоляющее. Большинство его попыток не увенчались успехом, за исключением напитка на основе на растении коки, которое помогло успокоить нервозность. Пембертон продал рецепт бизнесмену перед смертью, который превратился в напиток, который мы все знаем сегодня.

98. Что сложнее, Вселенная или шахматы?

Как есть Большинство физиков согласны с тем, что вся Вселенная состоит примерно из 10 ⁸⁰ атомов. Это 10, за которой следует множество нулей. Гигантское число . Однако математическая оценка возможные ходы, которые могут произойти в игре в шахматы, нашли, что это 10 ¹²⁰ . Это указывает на то, что шахматы не такие скучные, как может показаться…

99. Что произойдет, если вымыть руки отбеливателем?

Когда вы сделайте щелочи, как щелочи реагируют с жирными кислотами, вы получите мыло. Если вы используете щелочи, например хлоркой помыть руки, нечто подобное происходит. Ты превращая жирные кислоты в ваших руках в мыло, делая ваши руки странными гладкий и скользкий. Теперь вы превращаете свои руки в мыло!

100. Состоим ли мы большей частью из пустого пространства?

Люди состоят из органов, белков, молекул, атомов. Атомы. Мы состоим из атомов, которые сами по себе почти из ничего не состоят: из пустого пространства. Помимо субатомных частиц (нейтронов, протонов и электронов), объем атома составляет> 99% простого пустого пространства.С другой стороны, эти атомы удерживаются вместе различными видами атомных сил, так что, если основные единицы, из которых мы построены, — это пустые атомы… Мы буквально сделаны из> 99% пустого пространства!

Напоследок цитата из Института физики:

101. БОНУС: стоит ли доверять атому?

Никогда! Они составляют все!

(Подсказка: вы можете проверить футболку с этим фактом в этом списке подарков по химии)

Надеюсь, вам понравился наш список из 100 забавных фактов о химии!

Мы подошли к концу крупнейшего списка интересных и забавных фактов о химии в Интернете ! Я уверен, что вы чему-то научились из этого.

Обязательно обсудите в разделе комментариев все, что вы хотите, чтобы мы рассмотрели подробнее!

Мы ценим любые отзывы.

Если есть конкретный вопрос или тема, которую вы хотели бы расширить, обязательно сообщите нам об этом, и мы постараемся решить ее в будущем.

Теперь ваша очередь взаимодействовать ! Обязательно поделитесь этим контентом со всеми, кому может понравиться эта гигантская подборка!

Наша единственная миссия в этом сборнике — заинтересовать людей химией .Поэтому любая помощь, которую вы можете оказать, чтобы этот пост дошел до любой аудитории, которая могла бы его оценить, будет более чем оценена!

Зачем изучать химию — Химия и биохимия

Химия — невероятно увлекательная область знаний. Поскольку химия так фундаментальна для нашего мира, она играет роль в жизни каждого и так или иначе затрагивает почти все аспекты нашего существования. Химия необходима для удовлетворения наших основных потребностей в еде, одежде, жилье, здоровье, энергии и чистом воздухе, воде и почве. Химические технологии улучшают качество нашей жизни во многих отношениях, предлагая новые решения проблем со здоровьем, материалами и использованием энергии. Таким образом, изучение химии полезно для подготовки нас к реальному миру.

Химию часто называют центральной наукой, потому что она объединяет физику и математику, биологию и медицину, а также науки о Земле и окружающей среде. Таким образом, знание природы химических веществ и химических процессов дает представление о различных физических и биологических явлениях.Знать кое-что о химии полезно, потому что это обеспечивает прекрасную основу для понимания физической вселенной, в которой мы живем. Хорошо это или плохо, но все химическое!

Аккредитованные программы UW-La Crosse по химии и биохимии сочетают технический, практический исследовательский опыт с развитием практических навыков.

химико-графический

Химия :
Центральная наука

Изучение химии также дает возможность выбирать из множества полезных, интересных и прибыльных профессий. Человек с химическим образованием на уровне бакалавра хорошо подготовлен для занятия профессиональных должностей в промышленности, образовании или на государственной службе. Степень в области химии также служит отличной основой для углубленного изучения ряда смежных областей. Список карьерных возможностей для людей с химическим образованием длинный и разнообразный. Даже во времена, когда уровень безработицы высок, химик остается одним из самых востребованных и востребованных ученых.

Поведение атомов, молекул и ионов определяет мир, в котором мы живем, наши формы и размеры и даже то, как мы себя чувствуем в данный день.Химики, которые понимают эти явления, очень хорошо подготовлены для решения проблем, с которыми сталкивается наше современное общество. В любой день химик может изучать механизм рекомбинации молекул ДНК, измерять количество инсектицида в питьевой воде, сравнивать содержание белка в мясе, разрабатывать новый антибиотик или анализировать лунный камень. Чтобы разработать синтетическое волокно, лекарство для спасения жизни или космическую капсулу, требуется знание химии. Чтобы понять, почему осенний лист становится красным, или почему алмаз твердый, или почему мыло очищает нас, требуется, во-первых, базовое понимание химии.

Вам может быть очевидно, что химическое образование важно, если вы планируете преподавать химию или работать в химической промышленности, разрабатывая химические товары, такие как полимерные материалы, фармацевтические препараты, ароматизаторы, консерванты, красители или ароматизаторы. Вы также можете знать, что химики часто работают в качестве ученых-экологов, океанографов-химиков, специалистов по химической информации, инженеров-химиков и продавцов химикатов. Однако для вас может быть менее очевидно, что значительные знания в области химии часто требуются в ряде смежных профессий, включая медицину, фармацию, медицинские технологии, ядерную медицину, молекулярную биологию, биотехнологию, фармакологию, токсикологию, бумаговедение, фармацевтику, управление опасными отходами, консервация произведений искусства, криминалистика и патентное право. Таким образом, степень по химии может эффективно сочетаться с продвинутой работой в других областях, что может привести, например, к работе в высшем управленческом звене (иногда со степенью MBA), в области медицины (с медицинской степенью) или в области патентов ( возможно с юридическим образованием).

Часто наблюдается, что сегодняшний выпускник, в отличие от выпускника прошлого поколения, должен рассчитывать не на одну должность у одного работодателя или в одной отрасли, а на множество профессий. Вы будете хорошо подготовлены к этому будущему, если во время учебы в колледже воспользуетесь возможностью получить широкое образование, научиться быть гибким и творчески решать проблемы.Знания и навыки, полученные на курсах в колледже, могут быть непосредственно применимы на вашей первой работе, но наука и технологии меняются очень быстро. Вы будете идти в ногу со временем и останетесь впереди, если закончите обучение с навыками и самодисциплиной, необходимыми для обучения на протяжении всей жизни. Поскольку химия дает многие из этих навыков и является фундаментальной движущей силой в секторе бизнеса и коммерции нашего общества, химики и биохимики, вероятно, останутся в постоянном спросе.

Степень бакалавра в области химии также является идеальной степенью домедицинского образования.Медицинские школы не требуют специальной специальности колледжа, но химический опыт будет полезен для углубленного изучения биохимии, эндокринологии, физиологии, микробиологии и фармакологии. Химия также является отличной специальностью для студентов, планирующих карьеру в других медицинских профессиях, таких как фармация, стоматология, оптометрия и ветеринария. Все эти профессиональные программы требуют для поступления химии. Большинству требуется как минимум один год общей химии и один год органической химии, оба с лабораториями.Многие студенты обнаружили, что наличие химического образования дает им явное преимущество в этих профессиональных программах.

Независимо от того, хотите ли вы стать хирургом или ученым-исследователем, учителем или специалистом по информационным технологиям, вы должны изучать химию по специальности в колледже.