История химии и химической технологии Алхимический период

История химии и химической технологии Алхимический период

Цели алхимии: Алкогест Элексир бессмертия Трансмутация металлов Философский камень

Достижения алхимии: Начаты систематические поиски способов получения и идентификации новых веществ Разработаны рецепты производства спирта и усовершенствован процесс его перегонки. Открыты сильные кислоты – серная, азотная, соляная. Получены соли азотной кислоты, купорос, квасцы, соли серной и соляной кислот. Первыми начали применять амальгаму золота (раствор золота в ртути) для золочения изделий из меди и железа. Научились с помощью ртути извлекать золото из бедных пород. Создали первые аппараты для дистилляции жидкостей, сублимации (возгонки) твердых веществ, перекристаллизации солей и их термического разложения. Достигли больших успехов в медицине, в частности разработали методику приготовления гипса и способа наложения повязки на место перелома.

Греко – египетская алхимия

Птоломей Сотер соратник Александра Македонского, царь Египта более 700000 рукописей

Натурфилософи я Платона и Аристотеля Практические знания о веществах, их свойствах и превращениях Khemeia

Результаты объединения знаний египетских жрецов и греческих натурфилософов:

1) Эллинизация «священного тайного искусства» жрецов. Практические знания приобрели «теоретическую базу» в виде греческих натурфилософский учений о четырех элементах – стихиях 2) Мистификация натурфилософии. В рациональную систему греков были внесены мистические посылки и элементы, несвойственные для аристотелевской и платоновской метафизики.

Основной объект александрийской алхимии - металлы Аристотелевская физика – идея о возможности превращения одного элемента в другой! + Золото зарождается в медной руде

«Связь» алхимии с астрологией 7 - священное число в древности 7 - известных на тот момент металлов 7 - открытых планет Солнечной системы

Болос Демокритос «Физика и мистика» 1) Поверхности некоторых неблагородных металлов поддаются такой обработке, что на них можно нанести тонкий слой благородных металлов; 2) Существуют лаки придающие поверхностям серебристый или золотой блеск; 3) Возможно получение сплавов, внешне напоминающих серебро или золото.

Зосим Панаполит (Зосим из Панополиса, ок. 300 г. ) Сохранилось 28 неполных и искажённых книг Зосима. В них описаны некоторые практические приемы: • «фиксация» , или затвердение; • изготовление ртутных амальгам, • «тетрасомата» - стадии процесса приготовления искусственного золота: Тетрасомия (σωμα – тело). Исходный сплав изготовляется из олова, свинца, меди и железа. Поверхность сплава имеет чёрный цвет. Аргиропея (αργυρωζ – серебро; ποεω – делаю). Стадия представляет собой отбеливание «тетрасоматы» сплавлением с мышьяком и ртутью. Хризопея (χρυσωζ – золото). К «серебру» , полученному в результате аргиропеи, добавляют очищенную серу и «серную воду» , а также золото – для «закваски» . Иозис (ιωσιζ – томление, брожение). Окрашивание хризопейного сплава в золотистые тона травлением квасцами или окуриванием (томлением) в специальном приборе – «керотакисе» . Зосимом высказана идея о философском камне — гипотетическом веществе, способном превращать неблагородные металлы в совершенные — золото и серебро. Зосим описал ряд алхимических приборов, процесс образования ацетата свинца и указал на его сладкий вкус.

Химические аппараты из трактата «Алхимия» Зосимы

Гай Авре лий Вале рий Диоклетиа н римский император с 284 по 305 г. г. «Получение дешевого золота подорвет экономику империи» . Он приказал уничтожить все труды по алхимии Флавий Валерий Аврелий Константин римский император с 323 по 337 г. г. «Алхимия пронизанная языческой мистикой и в силу этого, безусловно, является ересью» . Александрийская академия неоднократно подвергается разгромам фанатиками-христианами

Арабская алхимия

641 год – вторжение в Египет. Первая встреча с химией… «Греческий огонь» !!!!!

Джабир ибн Хайям (Гебер) описал нашатырный спирт; технологию приготовления свинцовых белил; способ перегонки уксуса; Основные исследования – изучение возможности трансмутации Металлов. Основа металлов – ртуть и сера. Ускорение «созревания» золота вызывает «магистерий» , «ксерион» , «аль-иксир»

ар-Рази (865 -925 г. г. ) Все вещества состоят из неделимых атомов и пустого пространства между ними. Эти элементы вечны, неизменны и обладают определенными размерами. Свойства веществ, состоящих из четырех начал Аристотеля, определяются размерами составляющих их атомов и пустот между ними. Величина пустого пространства между атомами самих четырех начал определяет их естественное движение. Наиболее известные трактаты: «Книга тайн» и «Книга тайны тайн» . Разбил весь материал алхимии на разделы: 1) Познание вещества. 2) Познание приборов. 3) Познание операций с веществом.

Ар-Рази впервые в истории химии предпринял попытку классифицировать все известные ему вещества. Он разделил их на три больших класса: • землистые (минеральные) вещества, • растительные вещества, • животные вещества Минеральные вещества Ар-Рази разделил на шесть групп: «духи» (спирты, летучие вещества); к этой группе он относил ртуть, нашатырь, и серу; «тела» (т. е. металлы): золото, серебро, медь, железо, олово, свинец, цинк); «камни» : марказит, марганцовая руда, бурый железняк, галмей, ляпис-лазурь, малахит, бирюза, красный железняк, белый мышьяк, сернистый свинец и сернистая сурьма, слюда, гипс и стекло; «купоросы» : черный купорос, квасцы, белый купорос (цинковый), зеленый купорос, желтый, красный (сульфат железа); «бораки» : хлебная бура (поташ), натрон (сода), бура ювелиров, «тинкар» (род мыла, применявшегося при пайке металлов), зараванская бура, арабская бура; «соли» (одиннадцать видов): хорошая соль (поваренная), горькая (сульфат магния или английская соль), каменная, белая, нефтяная, индийская, китайская, поташ, известь.

ар-Рази описал в своих трактатах устройство и принцип работы многих химических аппаратов и приборов, в частности: колбы, стеклянные блюдца для кристаллизации, горелки, нефтяные лампы, печи для плавки, шпатели, ковши, щипцы, песчаные и водяные бани, фильтры из тканей и шерсти, воронки, ступки с пестиками, сита металлические, волосяные и шелковые. Ар-Рази описал и различные химические операции: • плавление тел; • декантацию; • фильтрование; • дигерирование (настаивание при повышенной температуре); • дистилляцию; • сублимацию; • амальгамирование; • растворение; • коагуляцию (сгущение)

Аль – Хазини «Книга о весах мудрости» Дано подробное описание различных конструкций весов (в том числе и гидростатических) и методов взвешивания. Методики, приведенные в трактате позволяли получать сведения о компонентах металлических сплавов, состоящих из любых двух металлов, не отделяя их друг от друга посредством плавления. Металл Золото Ртуть Свинец Серебро Медь Железо Данные аль. Хазини 19, 5 13, 56 11, 32 10, 30 8, 66 7, 74 Современные данные 19, 32 13, 54 11, 35 10, 5 8, 93 7, 86 Аль-Хазини взвешивал с точностью до 5 мг. Даже по сегодняшним меркам (ГОСТ 24104 -2001 «Весы лабораторные. Технические условия» ), такая точность относится к весам с классом точности «специальные» .

Абу Али Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина (Авицена) 980 – 1037 г. Последний крупный арабский алхимик. Отвергал возможность трансмутации металлов. Предполагал что благородные металлы могут «расти» в недрах земли под влиянием Луны и Солнца. Он первым поставил под сомнение цели алхимиков. С 1002 года, после того как вылечил эмира Бухары, получил имя «князь врачей» . Автор более 450 научных трудов в 29 областях науки. Период арабской алхимии продолжался в течение пяти веков. Следы этого периода сохранились в ряде химических терминов с арабскими корнями: alembic (перегонный куб), alkali (щелочь), alcohol (спирт), naphta (лигроин), zircon (цирконий) и др

Западноевропейская алхимия

Появлению алхимии в Европе способствовали Крестовые походы. XII век – первые попытки перевода арабских манускриптов и сочинений античных авторов. Создание первых университетов: Болонье (1119 г. ), Монпелье (1189 г. ), Париж (1200 г. ). Отличие от арабской алхимии – церковь активно вмешивается во все светские дела. Наука на полуподпольном положении. 1317 год – папа Иоанн XXII предал алхимию анафеме.

Первым знаменитым европейским алхимиком стал монах-доминиканец Альберт фон Больштедт (Альберт Великий) (1193 -1280 г. г. ) В своем труде «Книга об алхимии» адаптировал натурфилософию Аристотеля для европейских ученых. Детально описал свойства мышьяка. Альбертом была проведена гигантская систематизаторская работа. За свои разносторонние знания Альберт получил имя Doctor universalis (Доктор всеобъемлющий)

Роджер Бэкон (1214 -1292 г. ) «Алхимия есть наука, указывающая, как приготовлять и получать некоторое средство, эликсир, которое, брошенное на металл или несовершенное вещество, делает их совершенными в момент прикосновения» . По мнению Бэкона приготовление эликсира из должно было осуществиться в три стадии – нигредо (чёрная стадия), альбедо (белая, в результате которой получается малый эликсир, способный превращать металлы в серебро) и рубедо (красная, продуктом которой и является великий эликсир – магистерий) Но известен Роджер Бэкон прежде всего благодаря своему убеждению, что залогом прогресса науки являются экспериментальная работа и приложение к ней математических методов.

Основоположники мистических течений в европейской алхимии Раймунд Луллий (1235 -1313) Арнальдо де Вилланова (1240 -1313) 1. Приготовление Эликсира или Философского Камня; 2. Создание гомункулуса – человека искусственно созданного; 3. Приготовление алкагеста – универсального растворителя; 4. Палигенез, или восстановление растений из пепла; 5. Приготовление мирового духа (spiritus mundi) – магической субстанции, одно из свойств которой – способность растворять золото. 6. Извлечение квинтэссенции - одной из основных стихий, «… душа — дух мира, одухотворяющая все тела, … великая творческая сила, которой Бог наделил материальный мир» . 7. Приготовление жидкого золота (aurum potabile), совершеннейшего средства для излечения от болезней

Достижения европейских алхимиков: Джованни Фиданца (Бонавентура) (1121 -1274 г. г. ) – получение раствора, который оказался способным растворять золото, царя металлов (отсюда и название – aqua Regis, т. е. царская водка). Псевдо Гебер. Испанский алхимик XIV век. – описывает аппаратуру для различных химических операций: перегонки, фильтрации, коагуляции и др. Разработал способы отделения золота от серебра и серебра от свинца. Описал сильные минеральные кислоты- азотную, серную. В XIV веке европейскими алхимиками были изучены соли многих металлов, процессы брожения и их продукты (уксус, спирт). Усовершенствованы перегонные аппараты и печи для обжига металлов.

Период зарождения научной химии. Ятрохимия. Техническая химия.

В XVI веке в Европе алхимия утрачивает свое значение…… Приходит новое понимание задач химии, изложенное в трудах основоположников технической химии: Георг Бауэр (Агрикола) (1494 -1555) Ваноччо Бирингуччо (1480 -1539) Особенностью технической химии становится стремление к ясному, полному и достоверному описанию опытных данных и технологических процессов. Задача алхимии – поиск способов совершенствования химической технологии.

Случай применения технической химии В начале XVIII века в Дрездене работал алхимик Иоганн Фридрих Беттгер. Золота ему добыть не удавалось, и курфюрст, подозревая, что ученому мешает лишь недостаток усердия, посадил его под арест в крепость Кенингштейн. И в 1704 году Беттгер сделал другое открытие, которое стало для Саксонии немалым источником дохода: он нашел рецепт изготовления фарфора, сначала коричневого, а через пять лет и белого. До того привозившаяся из Китая фарфоровая посуда ценилась на вес золота, а теперь весь мир узнал и о майсенских фарфоровых мануфактурах.

Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (Парацельс) (1493 -1541 г. г. ) Основоположник ятрохимии (от греческого ιατροσ – врач) Являлся классическим алхимиком –разделял древнегреческое учение о четырёх элементах-стихиях. Занимался поисками эликсира жизни. В его сочинениях можно найти подробный рецепт приготовления гомункулуса. Негативно относился к идее трансмутации металлов (не отрицая принципиальной возможности). Утверждал, что задача алхимии – изготовление лекарств: «Химия – один из столпов, на которые должна опираться врачебная наука. Задача химии вовсе не в том, чтобы делать золото и серебро, а в том, чтобы готовить лекарства» . Он считал, что в здоровом организме три принципа – Ртуть, Сера и Соль – находятся в равновесии; болезнь представляет нарушение равновесия между принципами.

В своих трудах «Алхимия» (1597) и «Полное собрание медико-химических сочинений» (1597) он систематизировал практические сведения по химии того времени. «Алхимия» долгое время служила основным учебным пособием при изучении химии на медицинских факультетах. Андреас Либавий (1540 -1616 г. г. ) Разработал способ приготовления серной кислоты сжиганием серы под стеклянным колом в присутствии водяного пара. Описал способ получения фосфорной кислоты. Изучал соли аммония, оксалаты, процесс брожения. Описал способы очистки сахара, а также «железный винный камень» – препарат, получаемы кипячением винного камня с водой и железными опилками. Не признавал возможности трансмутации металлов. Сала Анджело (1576 – 1637 г. г. )

Иоганн Рудольф Глаубер (1604 -1670 г. г. ) Подробно изучил вопрос об образовании и составе солей и кислот. Внёс заметный вклад в разработку способов получения целого ряда неорганических веществ. Выделил ряд солей, которые использовал в качестве лекарственных средств. Впервые описал сырой бензол, полученный разгонкой каменноугольной смолы. Получил чистую азотную, соляную кислоты. Получил сульфат натрия, называемый «глауберовой солью» . Дымящая соляная кислота долгое время называлась по имени Глаубера (acidum sails fumans Glauberi). Большое практическое значение получила открытая Глаубером реакция получения чистой калийной селитры. Глаубер одним из первых стал применять в лаборатории стеклянную посуду и внёс ряд усовершенствований в конструкцию печей для приготовления стекла; разработал способы получения окрашенных стекол и основал промышленное стекловарение. Глаубер получил метасиликат натрия или калия ( «жидкое стекло» ), изучил и описал соли аммония; обнаружил, что серебро осаждается из раствора его солей щелочью и карбонатами ( «реакция серебрянного зеркала» ). Впервые описал получение уксусной кислоты сухой перегонкой растительных веществ

Рациональные течения в алхимии – ятрохимия (иатрохимия) и техническая химия достигли довольно значительных экспериментальных успехов и заложили основы для научной химии, становление которой начинается в середине XVII века. Не следует, однако, считать, что появление научной химии автоматически означало конец «классической» алхимии. Алхимические традиции сохранялись в науке ещё долгое время, и многие выдающиеся естествоиспытатели продолжали считать трансмутацию металлов возможной.